考虑地层方位漂移特性的定向井轨道设计方法

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1、第29卷第6期石油学报Vol

2、29NO．62008年11月ACTAPETROLEISINICANOV．2008文章编号：0253—2697(2008)06—0913-04考虑地层方位漂移特性的定向井轨道设计方法刘修善张海山(1中国石化石油勘探开发研究院北京100083；2．中国石油大庆钻探工程公司钻井五公司黑龙江大庆163413)摘要：按照地层划分方位漂移规律进行了定向井轨道设计，建立了井眼轨道的自然曲线模型，给出了更为简洁的井眼轨道数学模型。分析了井斜单元和方位单元之间的耦合关系，得到了计算单元的划分方法。论述了定向井和水平井方位漂移轨道设计的特点，提出了约束方程和设计

3、方法。解决了按地层划分方位漂移规律的井眼轨道设计问题，适用于各种定向井和水平井的漂移轨道设计。定向井和水平井的设计实例验证了该设计方法的科学性和实用性。关键词：定向钻井；井眼轨道；方位漂移；设计方法；数学模型中图分类号：TE242文献标识码：AAmethodofplanningdirectionalwell。pathsconsideringthestrata’Sbit-walkcharacteristicsIIUXiushanZHANGHaishan(1．SinopecResearchInstituteofPetroleumExplorationandProduction

4、，Beijing100083，China；2．No．5DrillingCompany，CNPCDaqingDrillingandExplorationEngineeringCompany，Daqing163413，China)Abstract：ThetrajectoryofadirectionalwellwasdesignedaccordingtOthebit—walkcharacteristicsinstrata．Thenaturalcurvemodelofwelltrajectorywasproposed．Themoreconcisemathematicformula

5、eforcalculatingwelltrajectoryweregiven．Thecouplingrela—lionofinclinationunitsandazimuthunitswasanalyzed．Adividingmethodforthecalculationunitswaspresented．Thecharacteris—ticsofplanningbitwalkpathsindirectionalandhorizontalwellswerediscussed．Theconstraintequationsandsolutionsfordirection—al

6、wellsandhorizontalwellswereproposed．Thismethodisapplicabletodesignvariousbit—walkpathsofvariousdirectionalwellsandhorizonta1wells．TWOexamplesidentifiedtheapplicationofthismethod．Keywords：directionaldrilling；wellboretrajectory；bit—walkcharacteristics；designmethod；mathematicalmodel实钻井眼轨迹普遍存

7、在着方位漂移现象。利用自和方位，殳化翠均为常数，使口J以得剑井眼轨垣的目然然漂移规律钻定向井，可以解放钻压、减少井眼轨迹的曲线模型。。更为简洁的数学模型为调整频次和控制工作量，从而节省起、下钻次数，提高—a。+△L(1)井身质量，降低钻井成本。井眼轨道的方位漂移特性与诸多因素有关，但具有一定的客观规律。自1995年+等△L(2)以来，按井段划分方位漂移规律进行了井眼轨道设计『1。j，并对按地层划分方位漂移规律条件下的井眼轨AN一—[F。(A，，AL)+F(A，，△L)]道设计问题进行了有益的探索]。笔者系统地研究(3)了方位漂移轨道的设计方法，给出了更为简洁的自然△E一[

8、F(A，，AL)一Fs(A，，△L)]曲线模型计算公式，解决了按地层划分方位漂移规律的井眼轨道设计问题。(4)AH—F(d0，，△L)(5)1井眼轨道的数学模型AS—F(a(J，，AL)(6)在石油钻井中，反映井眼轨道沿井深变化规律的一丽(7)基本参数是井斜角和方位角，而表述其变化速率的参(8)数是井斜变化率和方位变化率。假设井斜变化率r一1+)c。sa基金项目：中国石油化工股份有限公司科技攻关项目(P06062)资助。作者简介：刘修善，男，I962年11月生，2000年清华大学博士后站出站，现为中国石油化工股份有限公司石油勘