[发明专利]一种三维水平井井身剖面设计方法

权利要求书

1.一种三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：根据区域地质特点，对井筒内不同地层段岩性分析，划分出需要进行三维水平井井身剖面设计复杂层段；

步骤2：确定靶前距长度，采用5～8°/30m的造斜率，计算井斜从0°增加至90°时靶前距能否满足钻井增斜要求；

步骤3：如果靶前距满足增斜要求，则进行下一步设计；如果靶前距过短，则先采用走负位移的方式，来弥补靶前距过短，再采用步骤2的方法计算合理靶前距；

步骤4：确定偏移距大小，采用3～8°/30m的造斜率、选择0～90°的偏移距角度，计算方位从0°或270°摆正至水平方位时的偏移距；

步骤5：根据靶前距、偏移距的大小，采用3～8°/30m的造斜率，井斜从0°至90°、方位从0°或270°摆正至水平方位时，计算出0～90°的偏移距角度；

步骤6：采用分段设计的方式设计不同垂深的井段，

1）直井段（2）：从井口（1）开始往下是一段直井段（2）；

2）斜井段（4）：选择第一造斜点（3），从第一造斜点（3）开始采用2～4°/30m的第一造斜率（5）走偏移距，井斜控制在20°以内，直至消除三分之二以上的偏移距；

3）扭方位段（8）：选择扭方位点（6），采用3～6°/30m的第二造斜率（7）扭方位，方位从90°或270°扭正至水平段的要求方位；

4）第二增斜段（11）：选择第二造斜点（9），从第二造斜点（9）开始采用5～8°/30m的增斜率（10）增斜至井段水平后入窗；

5）水平段（13）：入窗点（12）为第二增斜段（11）的末端点，从入窗点（12）开始即为水平段（13），水平段（13）的最末端为完钻点（14）；

步骤7：配合钻井摩阻扭矩计算分析软件，进一步调整第一造斜点（3）、扭方位点（6）及第二造斜点（9），实现整个三维水平井井身剖面低摩阻低扭矩的优化设计。

2.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤1中所述的复杂层段包括漏失层和坍塌层。

3.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤2中靶前距长度为采用5～8°/30m的造斜率，井斜从0°增加至90°的斜井段的竖直投影长度，若靶前距长度为214m～343m，则满足钻井增斜要求，若靶前距长度小于214m，则不满足钻井增斜要求。

4.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤3中采用走负位移的方式，来弥补靶前距过短通过如下过程实现：根据靶前距采用3～5°/30m的造斜率，计算井斜从0°增加至30～40°条件下的负位移，然后采用改变方位、利用直井段先朝着水平方位的反方向钻进计算出的的负位移的距离。

5.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤4中偏移距长度为采用5～8°/30m的造斜率，井斜从0°增加至90°的斜井段的水平投影长度。

6.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤5中偏移角度按照如下公式进行计算：

其中，L—偏移距（m）；

D—靶前距（m）；

Dmin—最小靶前距,取214m。

7.如权利要求1所述的三维水平井井身剖面设计方法，其特征在于：所述的步骤6中第一造斜点（3）选择在上整体井段的上1/3井段中任意一点，扭方位点（6）为斜井段（4）的末端点，第二造斜点（9）为扭方位段（8）的末端点。