[发明专利]一种三维水平井井眼轨迹控制方法

权利要求书

1.一种三维水平井井眼轨迹控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

1)根据被施工三维水平井井眼轨道，自造斜点至A靶点采用二维井段、三维井段和二维井段顺序组合的方式；

2)根据所设计的井眼曲率选择钻具组合，钻具组合的造斜率高于井眼曲率；

3)根据所选用钻具组合类型和环空临界排量确定泵排量，根据地层岩性及所选用钻具组合类型确定钻压；

4)根据所设计的初始方位角定向，按照确定的泵排量和钻压以及钻具组合自造斜点进行二维井段钻进；

5)在钻进至所设定的垂深后，测量此时的井底井深、井斜角和井斜方位角，并计算该点的实钻垂深、东西坐标和南北坐标；

6)通过实钻地质录井数据，对地层层序及对应垂深进行预测，确定A靶点垂深、东西坐标和南北坐标；

7)根据A靶点垂深，设置三维井段末点为虚拟靶点，根据步骤5)和步骤6)中的数据确定虚拟靶点的垂深、井斜角和井斜方位角，并计算三维井段所采用的工具面角；

8)根据步骤6)的地层预测和录井数据以及钻井过程中所选用的管柱的一根钻杆长度计算三维井段各待钻点的井斜角和井斜方位角；

9)按照所计算出的工具面角和各待钻点的井斜角及井斜方位角进行三维段钻井至三维井段末点，测量此时的井深、井斜角和井斜方位角，根据地质录井数据修正A靶点的垂深，进行待钻井眼轨道设计，根据造斜率，确定三维井段末点至A靶点井段井身剖面，进行二维井段钻进至A靶点；

10)根据水平段地层岩性和设计轨道的井眼曲率确定钻具组合，根据地质录井数据，以控制垂深为目标，进行水平段二维井段钻井，从而实现对三维水平井井眼轨迹的控制。

2.根据权利要求1所述的三维水平井井眼轨迹控制方法，其特征在于，所述水平井二维井段采用圆弧段和直线段组合设计，三维井段采用恒工具面设计，所述三维井段与二维井段井眼曲率值相同。

3.根据权利要求2所述的三维水平井井眼轨迹控制方法，其特征在于，所述步骤7)中工具面角计算公式如下：

增斜时

ω=arctanφe-φslntanαe2-lntanαs2]]>

降斜时

ω=arctanφe-φslntanαe2-lntanαs2+π]]>

其中，ω为所求工具面角，α_s为三维井段起点井斜角，α_e为三维井段末点井斜角，φ_s为三维井段起点井斜方位角，φ_e为三维井段末点井斜方位角。