由三个控制点所确定的水平井靶的设计方法.pdf

江 汉 石 油 职 工 大 学 学 报 　 2008 年 3 月 　 J ournal of J ianghan Pet roleum U niver sit y of St aff and Wor ker s 　　 第 2 1 卷 　第 2 期 由三个控制点所确定的水平井靶的设计方法 谭 　静 (辽河石油勘探局工程技术研究院 ,辽宁 盘锦 124010) [摘 　要] 　由于要完成的地质任务越来越繁重、对水平井的靶区设计的要求越来越高 ,出现水平井段要钻三个以上 目 标点的情况 。由三个控制点所确定的水平井靶区的数学模型 ,给出了靶体轴线模型的求解方法 ,提出了将地质设计与 工程设计相结合的设计原则 。在水平井钻井设计中有很重要的应用价值 。 [ 关键词] 　水平井 ;靶 ;数学模型;地质设计 ;工程设计 ( ) [ 中图分类号] 　TE249 　[ 文献标识码] 　B 　[ 文章编号] 　1009 —30 1X 2008 02 —004 1 —04 　　随着水平井技术的不断提高 ,对水平井段的设计要 足地质上的要求 。 求也越来越高 , 以前常用的长方体形状的水平井靶已经 不能满足地质设计的要求了。目前水平井的地质设计经 常给出三个以上要钻达的目标点 ,水平井段内的井眼轨 迹是弯曲的曲线 。与水平井段直线型井眼轨迹不同的 是 ,这种情况要求我们在水平井靶区的设计过程中,既要 考虑地质设计的要求 ,又要考虑井眼轨迹通过所给定的 目标点 ,还要考虑钻井工程上的限制及井眼曲率要在工 具能力之内,不能过大 , 以方便下套管等作业 。 图 1 　水平井靶体的地质要求 本文研究了由三个 目标点控制的水平井靶区的数 假设地质上给出的 n 个控制点为 P1 , P2 , …, Pn ,每 ( ) 点的空间坐标为 X , Y , Z ,在每个控制点处给定横向 学模型 ,针对三种最常使用的井眼轨迹曲线模型 ,给出了 i i i 靶体轴线模型的完整求解方法 。本文提出的方法可以推 偏差 Wi 和纵向偏差 H i 。靶体设计包括以下几方面的 ( 广到多个控制点的水平井靶区设计的情况 。 内容 : ①设计一条通过每个控制点的井眼轨迹 即靶体轴 ) 线 ; ②计算靶体轴线上每一点的横向偏差和纵向偏差; 1 　水平井靶体的设计模型 ③计算靶体轴线上每一点的坐标和井斜角、方位角、井眼 水平井的靶体设计的一般原则 : ①满足地质设计的 曲率等数据 ; ④水平投影图、垂直剖面图、三维图形等的 要求 ; ②在工程上是可以实现的,井眼曲率在钻具造斜能 计算和绘制 。 力之内; ③在满足地质和工程要求的前提下 ,尽可能将井 2 　靶体轴线的设计模型 ( ) 眼轨迹 靶体轴线 设计成二维的; ④如果不能设计成二 维的,才考虑三维井眼轨迹 。 为明确起见 ,对本文所使用的符号统一加以说明如