[发明专利]一种三维水平井井身剖面设计方法

摘要

本发明涉及一种三维水平井井身剖面设计方法，包含以下步骤在现有钻井工具及钻具组合的造斜能力的基础上，通过实钻摩阻扭矩的计算分析，优选三维井段的第一造斜点、第一增斜井段、扭方位点、扭方位段、第二造斜点、第二增斜段等关键设计参数，优化分析调整，实现三维水平井钻井摩阻、扭矩最小化，形成三维水平井井身剖面优化设计。该方法所设计出的三维水平井井身剖面，井眼轨迹光滑、实钻轨迹控制难度及钻井摩阻扭矩低，与当前钻井工具及现场应用结合紧密，推广应用及适应性强。该剖面设计方法可适应于任何带偏移距的三维水平井井身剖面设计。

主权项

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。