[发明专利]对小曲率半径定向井进行优化的方法和装置

权利要求书

1.一种对小曲率半径定向井进行优化的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取定向井所在的煤层厚度、煤层有效进尺以及煤层倾角，根据所述煤层厚度、煤层有效进尺以及煤层倾角，确定所述定向井的入靶井斜角；

获取定向井的预设下泵深度、动液面深度、待使用套管的套管压力以及井筒流体密度，根据所述预设下泵深度、所述动液面深度、所述套管压力以及所述井筒流体密度，确定所述定向井的最小沉没度；

获取所述定向井的泵吸水口与煤层的距离，根据所述泵吸水口与煤层的距离、所述最小沉没度、所述入靶井斜角、所述套管压力与所述井筒流体密度，确定所述定向井的造斜率；

获取下扶正器与钻头的距离、下扶正器与单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离、上扶正器与所述单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离以及所述造斜率；

根据所述下扶正器与钻头的距离、所述下扶正器与单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离、所述上扶正器与所述单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离以及所述造斜率，确定所述单弯螺杆的螺杆结构弯角，根据所述单弯螺杆的螺杆结构弯角，确定所用的螺杆钻具。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述煤层厚度、煤层有效进尺以及煤层倾角，确定所述定向井的入靶井斜角，包括：

根据下述公式(1)，计算所述定向井的入靶井斜角，

L₁＝H/sin(90°-θ₁+θ₂)……(1)

其中，θ₁表示入靶井斜角，L₁为煤层有效进尺，H为煤层厚度，θ₂为煤层倾角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取定向井的预设下泵深度、动液面深度、待使用套管的套管压力以及井筒流体密度之前，还包括：

获取待分析套管的套管弹性模量、套管屈服极限、套管外径以及预设安全系数；

根据所述套管弹性模量、所述套管屈服极限、所述套管外径以及所述预设安全系数，确定套管的最小允许曲率半径；

获取所述造斜率的轨迹曲率半径，如果所述造斜率的轨迹曲率半径不小于所述最小允许曲率半径，则将所述待分析套管确定为待使用套管。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设下泵深度、所述动液面深度、待使用套管的套管压力以及所述井筒流体密度，确定所述定向井的最小沉没度，包括：

根据下述公式(2)，计算所述定向井的最小沉没度，

M＝H_b-(H_d-P*100/ρ)……(2)

其中，M表示所述定向井的有效沉没度，H_b表示下泵深度，H_d表示动液面深度，P表示套管压力，ρ表示井筒流体密度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述泵吸水口与煤层的距离、所述最小沉没度、所述入靶井斜角、所述套管压力与所述井筒流体密度，确定所述定向井的造斜率，包括：

根据下述公式(3)，计算所述定向井的造斜率，

其中，H_m表示泵吸水口与煤层的距离，θ₁表示入靶井斜角，P表示套管压力，ρ表示井筒流体密度，M_min表示所述定向井的最小沉没度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述下扶正器与钻头的距离、所述下扶正器与单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离、所述上扶正器与所述单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离以及所述造斜率，确定所述单弯螺杆的螺杆结构弯角，包括：

根据下述公式(4)，计算所述单弯螺杆的螺杆结构弯角，

其中，L₁表示下扶正器与钻头的距离，L₂表示下扶正器与单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离，L₃表示上扶正器与所述单弯螺杆的螺杆弯曲肘点的距离，θ表示所述单弯螺杆的螺杆结构弯角，k表示所述造斜率。