定向井待钻井眼轨迹最优化设计方法研究

明确拽出了现有定向井待钻井眼轨迹设计方法的不足之处,即设计出来的井眼轨迹不能确信为一条最优的轨迹或可行的最优待钻轨迹。首次将定向井待外事井眼轨迹最优化设计总理２归结为非线性不等式约束下线性目标函数的非线性规划问题,并序列无约束极小化方法－－ＳＵＭＴ混合法进行优化计算。     

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在水平井钻井中，进行水平井造斜段实钻井眼轨迹中靶情况判别和待钻井眼轨迹的设计是非常复杂而又至关重要的问题，它们相互影响，并直接关系着水平井钻井的成败。文中揭示了实钻井眼轨迹和待钻井眼轨迹间的相互关系。首先通过实钻井眼轨迹数据和井下钻具的造斜能力来判别实钻井眼轨迹与原设计井眼轨迹的偏离情况，然后根据偏离的情况来修正待钻井段的井眼轨迹设计，并对待钻井段造斜钻具组合进行判别：当未发生偏离时，不改变原钻具组合，继续钻进；当实钻井眼与原设计轨迹发生偏离时，利用实钻中正在使用的造斜钻具另加一套稳斜钻具可准确钻达水平段的入靶点。这样可充分保证在钻达水平段入靶点时的垂深、水平位移都能达到原设计要求，为水平段在产层内准确钻进打下良好的基础。     

水平井中靶分析的一种实用方法

水平井的实钻井眼轨迹控制涉及到很多因素,为了保证顺利入靶,确定合适的轨迹参数是一种重要的手段。提出了在造斜井段就开始进行中靶分析和轨迹控制参数计算的一种方法,建立了数学模型,并求出了该数学模型的解析解。利用数学模型的解析解可以绘制出待钻轨迹设计参数之间的依赖关系曲线图,并依据图形结合数据精选待钻轨迹的施工参数。实际算例表明,该方法具有直观性、简易性等优点,是进行水平井的轨迹控制的一种非常实用的新方法。     

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现有的井眼轨迹设计方法有很多种,涉及到二维的方法和三维方法。但它们有一个共同的缺点,就是设计出来的井眼轨迹不能从定量的角度确信为一条可行的最优轨迹。为此,文章把非线性不等式约束下非线性目标函数的非线性数学规划理论引入到定向井井眼轨迹的最优化设计中,提出了定向井井眼轨迹井井眼轨迹设计定量意义上的最优化方法。为讨论方便,文中以常用的双增型剖面为例,讨论其最优化的设计方法,并进行了方位漂移设计。应用此方     

基于地质导向的给定井眼方向待钻轨道设计

在地质导向钻进过程中，井眼方向及其变化规律是井眼轨道监测与控制的关键参数，给定目标点井眼方向待钻轨道设计是水平井轨迹控制的重要技术之一。分析认为给定井眼方向的待钻轨道剖面由“斜面圆弧段＋直线段＋斜面圆弧段”组成，是最简单且合理的剖面形式，为了避开求解非线性约束方程组，使得求解过程具有一致收敛性，并且所有计算公式在理论上都是精确解，因此提出了逐点寻优设计法待钻轨道设计方法，并对其进行了改进，形成了非常有效的改进型逐点寻优设计法；算例分析表明改进型逐点寻优设计法是可行的，其计算过程、普适性、精确性及稳定性均得到了保证，因此可广泛应用于定向井、水平井、大位移井、多目标井的待钻井眼轨道设计。     

川西浅层气藏小井眼长水平段水平井钻井技术

小井眼长水平段水平井是开发低渗低效油气田的有效途径之一.介绍什邡104-2HF井储层特征,分析该井的钻井技术难点,对井身结构和井眼轨迹进行了优化设计.实钻过程中,采用了大井眼侧钻技术、待钻井眼轨迹优化技术及小井眼井眼轨迹控制技术,提高复合钻进比例和钻井效率,确保井眼轨迹平滑和地质中靶,井身质量良好.文章介绍的小井眼长水平段水平井钻井技术在该地区具有一定的推广价值.     

小井眼开窗侧钻绕障水平井的施工工艺

应用小井眼开窗侧钻水平井钻井技术是降低钻井综合成本,提高原油产量的重要途径之一。通过分析完成的小井眼开窗侧钻绕障水平井（侧平苏204井）的施工情况,从开窗侧钻方式的选择、井眼轨迹的形状设计、钻具组合的优化和钻井参数的优选、钻井液性能控制技术等多个方面系统地阐述了小井眼开窗侧钻水平井钻井工艺。     

阶梯水平井轨迹优化设计

阶梯水平井轨迹优化以设计井深或者摩阻为目标函数,这些都是基于纯技术层面上的,对经济和钻井安全考虑较少。根据其特点,提出了阶梯水平井井眼轨迹的最优化设计方法,以安全、有用和费用最低为井眼轨迹的设计原则,根据阶梯水平井井眼轨迹的设计原理,应用数学优化理论,建立了追求费用最低的最优井身轨迹的目标函数,这是一个非线性有约束的目标函数,利用外罚函数法可以对其求解,进而求得最优井身轨迹。现场试验表明,提出的阶梯水平井井眼轨迹最优化设计方法是正确的、可靠的,可以满足现场要求。     

孕育中的三维水平井修正轨道设计的二次函数法和弹性管柱插连法

在钻井过程中,实钻井眼轨迹与原设计井眼轨道都有一定的差值。当差值较大时,为了钻达靶区,必须及时地对待钻段井眼轨道进行修正设计。无论原始设计是二维的还是三维的,施工过程的修正井眼轨道设计都是三维的。给出了针对滑动送钻导向钻井系统提出的三维水平井修正井眼轨道设计的斜平面圆弧-直线-斜平面圆弧法的物理模型,提出了更适于旋转导向钻井系统的两种三维水平井修正井眼轨道设计方法——二次函数法和弹性管柱插连法的物理模型、数学模型,并对其潜在价值和待攻克的问题进行了分析。     

小井眼套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术

小井眼套管开窗侧钻水平井与常规套管开窗侧钻相比轨迹控制难度大 ,目前各大油田虽然对小井眼套管开窗侧钻进行了实践 ,并对其轨道设计、开窗工艺、施工工艺进行了探讨 ,但对其轨迹控制技术总结甚少。笔者在影响小井眼套管开窗侧钻水平井轨迹控制因素基础上 ,着重探讨了轨迹控制中井底预测技术、待钻设计、下部钻具组合选择及其造斜率预测方法 ,最后总结了其轨迹控制中应注意的问题及认识。     

杜84-馆平12S形三靶水平井井眼轨迹控制

杜84-馆平12井是辽河油田曙一区杜84块部署的一口重点蒸汽辅助重力泄油(SAGD)试验井,属典型的三靶水平井、S形7段制(直-增-稳-增-稳-降-稳)三维井身剖面,轨迹控制精度要求高、操作难度系数大、井下安全风险大。介绍了该井井身剖面优化设计、轨迹控制措施、轨迹测量方法、井底参数预测技术、防碰绕障技术、分次定向技术以及定向钻井实践、钻井参数等情况,总结出利用水平井钻井技术,配合井下导向钻井技术进行三靶水平井轨迹控制的一般规律。实践表明,三靶水平井可实现SAGD的地质要求,对同类水平井的施工具有重要的指导意义。     

给定井眼方向的修正轨道设计方法

在定向钻进过程中,井眼方向及其变化规律是井眼轨道监测与控制的关键参数.修正轨道设计作为井眼轨道监控的重要组成部分,对修正设计目标点的井眼方向往往有一定的要求.根据定向钻井工艺技术的特点,本文构造出了具有两个圆弧段和一个直线段的三段式剖面,从而解决了给定井眼方向条件下的修正轨道设计问题,为井眼轨道的有效监控奠定了基础.本文的设计方法避开了求解约束方程组,使得求解过程是一致收敛的,并且所有计算公式在理论上都是精确解,因此其普适性、精确性、稳定性和收敛性得到了保证,可广泛应用于定向井、水平井、大位移井、多目标井的修正轨道设计.     

小断块油藏水平井轨迹钻探设计

小断块油藏水平井目标点的不确定性，比一般油藏更为突出。通过稳斜探标志层，或稳斜探油顶来确定目标点垂深的方法，在小断块油藏水平井中经常不可行，此时钻导眼来确定目标点垂深成为必要。介绍了稳斜探标志层和油顶的稳斜角设计方法，主要介绍了在钻导眼确定目标点垂深时，水平井导眼轨迹和水平井轨迹综合设计方法，并给出了计算实例。     

深层海相气井井身结构优化及应用

针对于南方海相深层油气钻探过程中储层埋藏深、压力高、钻井难度大的特点,对国内外井身结构应用进行了分析,结合深井井身结构设计方法,重点讨论了井身结构的优化思路及应用效果,优化了井身结构的套管尺寸及增加套管层次,达到提高综合钻井速度,加快勘探步伐的效果。
     

提高深井硬地层钻井速度技术难点及对策

乌龙1井地层为南方海相沉积,地层古老、岩石硬度大、研磨性强、可钻性差、地层倾角大(最大为80°)井斜难以控制、蹩跳钻严重,制约了该地区深井钻井速度。文章介绍了解决提高钻井速度这一瓶颈问题,从深井优快钻井及其配套技术、硬地层钻进的钻头优选、优化钻井参数、引用新技术、新工艺、新工具等方面进行了探索,钻井速度有了大幅度地提高,对类似井具有一定的借鉴作用。