靶段定向井轨道设计方法

提出了靶段定向井的概念,给出了靶段定向井两维或三维轨道设计的判据。着重对三维靶段定向井判面设计方法进行了研究,给出了选择靶段定向井轨道类型的方法,而且给出了计算实例,对于现场设计施工具有一定的指导意义。     

悬链线轨道设计方法研究

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻，改善钻柱的受力状况，有利于提高机械钻速和固井质量，在大位移井中具有显著的优越性。为此，系统地阐述了悬链线轨道的数学模型，并改进了无因次模型，使其更为简洁。分析了悬链线剖面的特征参数和设计条件，提出了新的悬链线剖面设计方法。新设计方法不需要进行迭代计算，可直接求解出井身剖面的待求参数，使悬链线轨道的设计过程大为简化。研究表明，悬链线剖面设计的实质就是确定悬链线井段的形状和位置；悬链线的特征参数决定了其形状，而悬链线井段的起始井斜角或稳斜井段的段长等参数决定了悬链线井段在井身剖面中的位置。最后，给出了悬链线剖面的设计与计算实例。     

三维悬链线轨道的设计方法

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻,利用钻头的自然漂移规律钻井,可以解放钻压、提高机械钻速。有机地融合了悬链线轨道和利用方位漂移规律钻井的优点,系统地研究了三维悬链线剖面的设计问题。建立了三维悬链线轨道的数学模型,分析了井斜单元和方位单元之间的耦合关系,提出了三维悬链线剖面设计的约束方程,形成了系统的三维悬链线剖面设计方法。最后,通过设计实例验证了理论模型的正确性。     

井态悬链线方程及其井身轴线的设计技巧——定向井井身选线问题研究

本文导出了井态悬链线方程,澄清了有关井态悬链线的某些疑惑,并为井态悬链线的设计计算提供了一个直接准确的新方法。作者认为,从多角度看,悬链线与其它类型的井身曲线相比有较大的局限性,但给予悬链线的某些评论也值得商榷;不同曲线都有其自身的特点和适用条件,组合曲线具有组合的优势,在一定条件下圆弧线、椭圆线、抛物线、悬链线等的适当组合,都可作为定向井的优选线型。此外,还对定向井起钻净摩擦力及拉力的有关计算公式作了修正和补充。     

双靶点定向井轨道优化设计方法

研究了双靶点定向井轨道优化设计方法,着重对三维双靶点定向井剖面设计方法进行了研究。提出了两种双靶点定向井轨道设计方法（极限曲率法和极限切点法）,不仅推导出全部计算公式,而且给出计算实例,对于现场设计施工具有一定的指导意义。     

双靶点定向井轨道优化设计方法

研究了双靶点定向井轨道优化设计方法 ,着重对三维双靶点定向井剖面设计方法进行了研究。提出了两种双靶点定向井轨道设计方法 (极限曲率法和极限切点法 ) ,不仅推导出全部计算公式 ,而且给出计算实例 ,对于现场设计施工具有一定的指导意义。     

定向井井眼轨道的最优化设计方法

针对定向井、侧钻井井眼轨道的常见类型给出了不同的优化数学模型，分析了计算过程，并给出了应用实例。理论与实践证明，用最优化设计方法得到的定向井井眼轨道可实现最短路径钻达靶点，井眼光滑，摩阻力小，是提高钻速、降低钻井成本的最优方案。     

关于“悬链线法钻定向井”的探讨

悬链线法是一种具有独特优点的定向钻井方法。本文在文献[1]的基础上,试图通过有关理论分析,对悬链线法钻定向井的一些问题提供参考。考虑到悬链线法钻定向井需要连续造斜,且井越深其井斜角愈大;同时还注意到岩石与钻头、钻头与钻柱的互相作用,本文提出了将钻头与岩石间的相互作用抽象为弹性抗转支承,即不约束转角的弹性嵌固端的设想(图4)。此外,在分析时假定井眼轨迹为一平面曲线,建立悬链线法钻定向井下部钻柱的三维挠曲变形的计算模型;提出了保证钻头沿预定井眼轴线(悬链线)的钻进条件:V'(o)=0,U'(o)=-tgθ。通过Laplace变换获得了该问题的解析解。文末以算例说明有关计算过程,并对所给结果进行了分析讨论。     

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。     

定向井扭方位三维轨迹设计简易解析法

钻定向井过程中,当预测到井眼轨迹不能按设计要求中靶时,就需要扭方位施工。扭方位井段的轨迹设计是一个三维计算问题,在现有诸多设计方法中,所使用的公式多,且计算复杂。本文给出一套简便易行的扭方位三维轨迹设计解析法,经实践检验,可满足现场需要。     

定向井二次修正的三维设计与计算

本文给出一套含有井斜变化率、方位变化率、段长、狗腿度等未知数的井眼轨迹三维设计与计算方法，设计精度有一定提高，设计曲线更接近实钻轨迹，现已完成初步的计算机软件。经实际检验，能够满足现场管理和生产的需要。     

红9-1浅层大位移定向井钻井技术实践

红9-1井是一口浅层大位移定向井,位于大港油田北大港构造带北翼的红湖构造上,设计垂深1150m,位移1668m,委深位移比为1:1.45。剖面为三开四段制,造斜点260m,655m时造斜结束,最大井斜76.22°,稳科至1392m,然后降斜至井底2300.58m,井斜角61°,是国内陆地上第一口浅层大位移井。由于地层浅,井斜角大,斜井段长,井眼轨迹控制、套管下入及测井都有很大难度,通过优化设计与施工,仅用16d14h的钻井周期钻定设计井深并加深82.58m,现已顺利交井。文中主要介绍了施工过程及钻井技术。     

圆柱拟合法在描述斜井空间形态中的应用

应用圆柱拟合方法建立了斜井抛物线剖面空间曲线的参数方程，给出了井眼曲率及挠率的计算公式。文中从微分几何原理出发，证明了不存在Lubinski提出的“狗腿用平面”，因而过去以此为基础的井下钻具组合和套管扶正器的三维分析都不是精确解。并指出，目前各种井眼曲率计算方法都是近似的，都低估了井眼实际弯曲的严重程度。为提高井眼质量，建议在制定技术法规时，严格控制斜井的方位漂移率。最后建议在水平井及斜井的有关技术文件中，增加一幅井眼空间轨迹的立体图，以便给钻井作业者和采油作业者一个形象的、生动逼真的井眼轨迹的空间形态。     

双增双稳剖面定向井施工技术

在复杂小断块油田的整体开发中,运用双增双稳剖面定向井有利于丛式井组的防碰。主要介绍了C3断块双增双稳剖面定向井的设计、特点、井眼轨迹控制及安全技术措施。所介绍的技术对其它复杂小断块油田的整体开发具有一定的参考价值。     

定向井实用三维设计—方位比较法

定向井实用三维设计－方位比较法,给出了造斜工具每钻进１０m进行一次装置角补偿值定 量设计与计算方法,设计曲线与实钻轨迹相符合,解决了平面和地三维理论设计与实际施工工艺不一致的问题,设计的井身数据精度高,现场应用效果好,通过江汉油田２口井５个井段的实际应用,可以指导实际施工。     

定向井实用三维设计─方位比较法

定向井实用三级设计─方位比较法,给出了造斜工具每钻进１０ｍ进行一次装置角补偿值定量设计与计算方法,设 计曲线与实钻轨迹相符合,解决了平面和现行三维理论设计与实际施工工艺不一致的问题,设计的井身数据精度高,现场 应用效果好,通过江汉油田２口井５个井段的实际应用,可以指导实际施工。     

定向井井眼轨迹的连续控制

目前,大多数定向井采用常规的钻井工艺技术进行井眼轨迹的控制(即非连续控制),一口井要改变钻具结构多次,而每次改变钻具结构需起下钻方能实现。导向钻井系统可实现井眼轨迹的连续控制,靠一套多功能下部钻具组合一次下井,配合长寿命的优质钻头和随钻测斜仪导向,在井下长时间运转,不用起下钻就能准确、连续、迅速、经济地完成定向井多种井段的作业。该技术的推广应用,将会取得很大的经济效益。     

赵东F-1大位移定向井钻井技术

赵东F-1井是大港油田第一口对外反承包的四段制定向探井,是我国陆上迄今为止水平位移最大的定向井,共有4个靶点。完钻井深4420m,垂深3329.02m,水平位移2624.70m,最大井斜52.48°;中靶精度高,靶区偏差最大17.94m,井眼轨迹与设计线最大偏差仅2.3°。应用电动钻机和顶部驱动钻井设备,优化钻具组合,完善钻井液性能,仅用79d就安全优质地钻成了这口大斜度高难度定向井。详细介绍了施工过程及技术措施。     

定向斜井井眼轨迹对钻采工艺和油井产量的影响

定向斜井井眼轨迹种类很多,但基本上可分为二次抛物线型和双扭曲线型两种。二次抛物线型开眼轨迹的优点是:开眼轨迹光滑,可加钻压大,机械钻速高,建井周期接近在井;进入油层的井外角为30°~60°,产量大约为直井的1.20~1.65倍;采油时抽油杆摩阻小,防止断脱,抽油机载荷小;井斜角增量可大部分集中到产层部位,有利于提高泵效和加深泵挂。双扭曲线型井眼轨迹的两个曲率中心分别在井眼轴线的两侧,出现两个拐点,所以无论从钻井工艺、采油工艺,还是油井产量考察,都没有二次抛物线类井眼轨迹优越。