三段式井眼轨道最优化设计方法研究.pdfVIP

油气藏评价与开发 第2卷 第5期 RESERVOIREVALUATIONANDDEVELOPMENT 2012年 10月 三段式井眼轨道最优化设计方法研究 姜政华 (中国石化华东分公司非常规勘探开发指挥部，江苏 南京 210019) 摘要：井眼轨道设计合理与否直接关系到钻井效率，乃至钻井成败。因此，对井眼轨道最优化设计方法进行研究具有重要 的实际意义。现有井眼轨道设计方法的不足之处在于设计井眼轨道不能确信为最优轨道。针对三段式井眼轨道，建立了 最优化数学模型，分析 了计算方法并给出了应用实例。结果表明，用Matlab二次规划法设计的三段式井眼轨道可实现最 短路径钻达靶点，且井眼光滑，是提高钻速、降低钻井成本的最优方案。 关键词：井眼轨道设计；最优化数学模型；Matlab二次规划法 中图分类号：TE22 文献标识码：A Researchontheoptimizationtriplesectionholetrajectorydesignmethod JiangZhenghua (UnconventionalReasoureesExplorationandDevelopmentHeadquarter,EastChinaCompany,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 21oo19,China) Abstract：Whetherthedesignoftheholet珀jeetoryisreasonableornotdirectlyrelatestothedrillingefficiency，andeventhesue— cessofdrilling．Therefore，studingontheoptimizationholetrajectorydesignmethodhasvitalpracticalsignificance．Theshortageof theexistingholetrajeetorydesignmethodisthattheholetrajectorydesignedcannotbeprovedtobethebestone．Accordingtothe triplesectionholetrajectory，thispaperestablishedtheoptimizationmathematicalmodel，analyzedthecalculationmethodand gavetheapplicationexample．TheresultsshowthatthetriplesectionhaletrajectorydesignedbyMatlabquadraticprogramming method，whichcandrilltothetargetintheshortagepathwithsmoothboreholeistheoptimalplanonincreasingpenetrationrate anddecreasingdrillingcost． Keywords：holetrajectorymethodsdesign，optimizationmathematicalmodel，Matlabquadraticprogrammingmethod 目前井眼轨道设计方法 有多种 ，如曲率半径 法 、悬链线法 、柱面法 、斜平面法 、旋转线法 、常曲率 1 三段式井眼轨道最优化数学模型 法等，这些计算方法使施工人员用简单的计算工具 就可以进行井眼轨道设计 ，虽然设计井眼轨道能够 图1为三段式 (直一增一稳型)井眼轨道示意 满足现场施工要求，但不能确信为最优轨道口]。所谓 图。已知 ：井 口坐标O(Xo，I／o，Zo)；靶点坐标(墨，yT， 最优轨道有以下三层含义 ：井眼轨道最短，以节省工 ZT1；靶区半径r；最大许用造斜率 ；地层允许的最 时、降低成本；井眼光滑，曲率均匀，没有台阶、狗腿， 大井斜角 ；工具可达造斜