最近与各地搞水平井设计的朋友讨论，经常会谈到长半径/中半径/短半径的问题，什么样的水平井算长半径？什么样的算短半径？因此查了一些书，下面简单介绍一下。

 

  长半径（小曲率）水平井，造斜率<6度/30米；

  中半径（中曲率）水平井，造斜率6－20度/30米；

  短半径（大曲率）水平井，造斜率3－10度/米；

   可见，这三种水平井的造斜率范围是不完全衔接的，书中解释是受工具类型的限制，另外就是这几条分界线不是绝对的，会随着技术的发展有所修正；另外书中也提到了“中短半径”的概念，即造斜率在20-71度/30米。

   但分界线为什么这么定呢？为什么<6度/30米就算长半径？他没细说。

 

   常规或长半径定向井一般定义为造斜率介于1°- 8°/100ft的井，不过该定义随着井眼尺寸的不同而不同，更为确定的定义即当以滑动方式钻造斜段时可使导向式马达安全地旋转，造斜段的曲率不会大得导致钻杆疲劳，这种定义的含义是大尺寸井眼的最大造斜率低于小尺寸井眼的最大造斜率。管柱所受应力与造斜率关系的公式如下

 BUR=137，510σ/（E*D）
式中:

  BUR-造斜率，（°）/100ft
  σ - 额定应力，psi；
  E –杨式弹性模量，psi；
  D –直径，in。

 

  显然，对于给定的应力值，管柱直径愈小，可容许的造斜率愈大。这个解释就比较合理了，但书中并没有详细解释这个公式，公式中的“σ - 额定应力，psi”该取多少呢？肯定不可能是最小屈服应力，我们只能根据结果回推：D=12.25in的井眼，BUR=8度/100ft，钢铁的E＝30e6psi，可计算出σ＝21,380psi。这个额定应力不算大，要知道，E-75钻杆的最小屈服应力是75,000psi，S-135钻杆的最小屈服应力是135,000psi。但这个数咋来的，就不知道了！

    中半径定向井的钻具组合和设计基本与长半径定向井相同，不同之处主要在于中半径定向井的造斜率对钻柱旋转提出了限制，这种限制会影响井身剖面。中半径定向井的特点大致如下：
（1） 马达钻具、MWD和接头在造斜段受到的应力极大，难以旋转钻柱，只能进行有限的转动。
（2） 造斜段曲率大，钻杆承受巨大的弯曲应力，因此必须限制钻柱在受拉时的旋转，设计井身剖面时必须限制拉力产生的应力分量。
（3） 为避免在造斜段受拉，造斜段以后井段的井斜角必须等于或高于临界井斜角。一般来说，中半径造斜率仅适用于大斜度井或水平井。
与长半径定向井相同，中半径定向井的定义也取决于井径。

 

    短半径定向井，钻柱和BHA的弯曲问题对短半径定向井影响更为严重，短半径定向井具有以下一些持点：
（1） 井眼曲率高，必须使用挠性BHA才能通过造斜段。
（2） 造斜段中的钻杆所受的应力超过了材料承受极限（有时超过屈服强度），因此即使在水平段也几乎不允许钻柱旋转。
（3） 由于钻柱无法旋转，水平延伸距离受到限制。
上述特点决定了短半径定向井苛刻的设计约束条件、非常规的井身剖面、BHA组合以及作业措施。同其他井一样，短半径定向井的井眼尺寸对可钻的曲率半径有影响。

 

    至少，可以肯定的是，“长半径/中半径/短半径”的定义不可能是死的，井眼尺寸越大，这条线划的越靠前。书中有个表，我整理了一下：

井眼尺寸in	长半径造斜率范围（度/100ft）	中半径造斜率范围（度/100ft）	短半径造斜率范围（度/100ft）
6-6.75	1-12	12-15	57-115
8.5	1-10	10-18	48-88
12.25	1-8	8-14

  这是我目前查到的解释最清楚的关于“长半径/中半径/短半径”的定义了。