[发明专利]一种三维绕障钻井设计方法、装置及其计算机存储介质

说明书

本发明提供了一种三维绕障钻井设计方法、装置及其存储介质，涉及煤层气钻井技术领域。所述三维绕障钻井设计方法包括：根据邻井的实钻轨迹确定所述邻井对于待钻井构成障碍井段的部分，将所述障碍井段的自身尺寸参数、复测误差、单点测斜仪误差与所述待钻井的测量误差、实钻井眼轨迹控制误差进行叠加，从而建立所述障碍井段的障碍区间模型；通过所述障碍区间模型获得的最小防碰距离，基于所述最小防碰距离进行绕障轨道设计，以使所述待钻井安全绕过所述障碍区间模型对应的障碍区间。所述三维绕障钻井设计方法通过误差叠加建立障碍区间模型，使最小碰撞距离更加精确，从而有效缩短绕障井段，提高了绕障钻井的安全系数。

技术领域

本发明涉及煤层气钻井技术领域，具体而言，涉及一种三维绕障钻井设计方法、装置及其计算机存储介质。

背景技术

定向钻井技术已经成为石油天然气勘探开发的重要技术手段，选用井眼轴线在某个铅锤面内变化的二维井眼轨道在勘探开发初期能够满足需求，但随着勘探开发的不断深入，因地面条件、障碍物、防碰距离、工农关系等复杂因素影响，二维井眼轨道无法保障安全地进行防碰绕障钻井施工。三维绕障钻井技术，对于实现地质目的、预防井眼碰撞事故、缩短钻井施工周期、节约投资等具有重要意义。

煤层气主要通过地面钻井开采，井深一般在500米-1000米之间，相对于常规石油天然气钻井，井深小，定向钻进过程中可用于绕障调整的井段短，绕障难度大。但是目前的三维绕障钻井方法主要采用柱面法，柱面法对于煤层气井三维绕障钻井则存在明显的问题，柱面法进行三维绕障钻井时绕障井段较长，不适合煤层气井的三维绕障钻井。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种三维绕障钻井设计方法、装置及其存储介质，以解决上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种三维绕障钻井设计方法，所述三维绕障钻井设计方法包括：根据邻井的实钻轨迹确定所述邻井对于待钻井构成障碍井段的部分，将所述障碍井段的自身尺寸参数、复测误差、单点测斜仪误差与所述待钻井的测量误差、实钻井眼轨迹控制误差进行叠加，从而建立所述障碍井段的障碍区间模型；通过所述障碍区间模型获得的最小防碰距离，基于所述最小防碰距离进行绕障轨道设计，以使所述待钻井安全绕过所述障碍区间模型对应的障碍区间。

综合第一方面，所述根据邻井的实钻轨迹确定所述邻井对于待钻井构成障碍井段的部分，包括：基于邻井的实钻轨迹，通过三维防碰扫描计算确定所述邻井对于待钻井构成障碍井段的部分。

综合第一方面，所述绕障轨道包括用于绕行避开所述障碍区间的绕障井段和避开所述绕障区间后用于调整钻井方向以中靶的调整井段，所述基于所述最小防碰距离进行绕障轨道设计，包括：基于所述最小防碰距离，采用圆柱螺旋线法进行所述绕障轨道的绕障井段的设计；采用斜平面法进行所述绕障轨道的调整井段的设计。

综合第一方面，所述采用圆柱螺旋线法进行所述绕障轨道的绕障井段的设计，包括：在所述待钻井的井口和靶点以及所述障碍区间确定的情况下，调整圆柱螺旋线法中的初始方位角和方为扭转角，以使所述绕障轨道的绕障井段与所述邻井的距离不小于所述最小防碰距离。

综合第一方面，所述采用斜平面法进行所述绕障轨道的调整井段的设计，包括：根据所述绕障井段的第一造斜点的井深、井斜角、方位角以及靶点坐标，采用斜平面法确定所述绕障轨道的调整井段的空间斜平面。

综合第一方面，在所述基于所述最小防碰距离进行绕障轨道设计之后，所述三维绕障钻井设计方法还包括：针对所述绕障轨道建立有限元模型，通过有限元分析对所述绕障轨道的钻柱应力、摩阻扭矩和轨道剖面进行优化，并在多条所述绕障轨道中优选绕障轨道。