軌道優(yōu)化設(shè)計方法.ppt

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1、水平井、大位移井軌道優(yōu)化設(shè)計方法黃根爐中國石油大學（華東）石油工程學院2006年8月28日1水平井找油方案優(yōu)化設(shè)計方法水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選方法多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法考慮方位漂移的軌道優(yōu)化設(shè)計方法恒工具面角曲線軌道設(shè)計方法懸鏈線、修正懸鏈線及準懸鏈線剖面設(shè)計方法主要內(nèi)容21.水平井找油方案優(yōu)化設(shè)計技術(shù)地質(zhì)靶點垂深不確定時水平井找油方法導眼法應變法（常用）31.水平井找油方案優(yōu)化設(shè)計技術(shù)應變法找油需要解決的問題何時開始探油頂？以多大的穩(wěn)斜角探油頂？以浪費的油層段長度最

2、短為目標函數(shù)的找油方案優(yōu)化設(shè)計方法。41.水平井找油方案優(yōu)化設(shè)計技術(shù)不同找油方案的效果對比本方案αc=87°△L1=0αc=87°,△L1=0當時預測的井底井斜比設(shè)計井斜大。51.水平井找油方案優(yōu)化設(shè)計技術(shù)程序界面62.水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選技術(shù)水平井中靶施工過程根據(jù)新測的井斜、方位數(shù)據(jù)分析不同鉆井方式（滑動鉆進和復合鉆進）的工具造斜率；預測測量另長段的軌跡，得到井底的位置和井斜、方位；試湊出一套保證軌跡能進入幾何靶框的施工方案；改變造斜率，重復b)和c)，并根據(jù)計算結(jié)果選出最優(yōu)方案；施工到一定長度后得到新的測量

3、數(shù)據(jù)，重復以上工作，直至實鉆軌跡進入靶框。72.水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選技術(shù)水平井中靶施工存在的主要問題由于工具造斜率的不確定性，現(xiàn)場定向井工程師要以不同的造斜率進行多次試湊，分析計算工作量巨大；由于是人工分析，效率低，難以找到最優(yōu)的待鉆軌道施工方案；當機械鉆速較快時，會出現(xiàn)停鉆等施工方案的情況。82.水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選技術(shù)考慮造斜率不確定性的待鉆軌道施工方案優(yōu)選方法根據(jù)新測的井斜、方位數(shù)據(jù)分析不同鉆井方式的造斜率范圍；預測測量另長段的軌跡范圍；設(shè)計下段施工方案并預測該段完成后的軌跡范圍；自動分析所有軌道能

4、否中靶按設(shè)計方案施工完后得到新的測量數(shù)據(jù)，重復以上工作主要優(yōu)點：只需預測造斜率的范圍，更容易做到給出下一部施工方案后就可以自動分析不同造斜率對應軌道能否中靶，計算效率更高將下一部施工方案完成后的井底作為中靶分析的起點，可以最大限度地保證中靶92.水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選技術(shù)程序界面102.水平井待鉆軌道施工方案優(yōu)選技術(shù)現(xiàn)場應用情況江蘇油田永7平1井自測深2701m至A靶的實測軌跡及預測軌跡包絡(luò)線113.多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法問題的提出多目標井靶區(qū)軌道優(yōu)化設(shè)計沒有一套成熟的方法，現(xiàn)在只是能做到“可以設(shè)計”出來，

5、沒有考慮優(yōu)化；復雜情況下的防碰繞障軌道設(shè)計；在地質(zhì)導向鉆井過程中，隨著隨鉆測井和錄井數(shù)據(jù)的豐富，可能會發(fā)現(xiàn)實際的含油油藏形狀與設(shè)計不同，如何調(diào)整靶區(qū)軌道來適應地質(zhì)目標的改變？可以通過多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計來實現(xiàn)123.多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法設(shè)計方法——彈性桿撓曲線法設(shè)想存在一個光滑彈性直桿，讓該彈性桿在約束點上被光滑可旋轉(zhuǎn)滑套限制，按能量最低原理，該彈性桿必然以變形彈性能最小的方式形成一條空間彈性桿撓曲線，計算出撓曲線形狀就可以得到多點約束下的軌道。主要特點：摩阻扭矩?。辉O(shè)計自由、靈活。133.多點約束下的軌

6、道優(yōu)化設(shè)計方法算例三維動坐標法求得的彈性桿曲線軌道曲線投影法求得的彈性桿曲線軌道逐點設(shè)計法得到的軌道143.多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法算例分析設(shè)計方法待鉆軌道指標逐點待鉆設(shè)計法彈性桿撓曲線法曲線投影法三維動坐標法井眼長度（m）962.63957.46957.76最大曲率（°/30m）8.05.274.96最大曲率變化率（°/900m2）不同井段間曲率存在突變1.1781.127153.多點約束下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法程序界面164.特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法問題的提出174.特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)

7、化設(shè)計方法問題的提出由于沒有現(xiàn)成的軟件可用，利用現(xiàn)有的LandMark軟件只能采用試湊的方法來實現(xiàn)如何又快又好解決此種情況下的軌道優(yōu)化設(shè)計問題？184.特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法設(shè)計模型解決思路：采用LandMark軌道設(shè)計軟件自由連接設(shè)計思想，根據(jù)靶點處是否有井眼方向要求、靶點處井斜角與鉆入角的關(guān)系、復雜井段相對靶點的垂直距離等將某點至靶點的軌道設(shè)計問題概括為6個待鉆軌道設(shè)計模型來解決194.特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法程序界面204.特定井段有鉆入角限制下的軌道優(yōu)化設(shè)計方法程序界面215

8、.考慮方位漂移的軌道優(yōu)化設(shè)計方法問題的提出在鉆井過程中，由于地層特性、鉆頭類型、鉆具組合等因素的影響，井眼方位會發(fā)生自然變化，稱之為“方位漂移”由于方位漂移的存在，使得鉆進過程中經(jīng)常需要進行扭方位，降低了鉆井時效在軌道設(shè)計時就考慮方位漂移的影響是一種較為有效的方法，但問題是軌道的組成和形狀千變?nèi)f化，很難找到有效的解決方法。225.考慮方位漂移的