一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法
2023-05-21 14:12:51 1
專利名稱：一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法
技術領域：
本發明屬於石油天然氣鑽井領域，涉及一種二維多靶點水平井井眼軌道的確定方法。
背景技術：
水平井在擴大洩油(氣)面積、提高單井產量、有效動用儲量方面較直井有很大優勢，目前很多油氣田都利用水平井開採石油天然氣，近年來，隨著物探及相關技術的發展， 對儲層砂體的空間展布特徵有了更深刻的認識，對於利用水平井開發非均質性強的薄儲層來說，為了使水平段能在儲層有利部位穿行，要求在A靶點和B靶點之間增加多個控制靶點。例如，鄂爾多斯盆地大牛地氣田，屬於河流道沉積，儲層非均質質性很強，因此為了最大限度的使井眼軌道在儲層有利部位穿過，一般在A靶點和B靶點之間設置多個控制靶點，例如，1500米的水平段設置30個控制靶點，水平位移每間隔50米一個控制靶點，目的是保證水平段井眼軌道在儲層中間穿行，以增加單井產量，提高儲量動用程度，但是各相鄰控制靶點垂深存在一定落差，有的A靶點和B靶點落差達數十米。目前，水平井鑽井設計分鑽井地質設計和鑽井工程設計，鑽井地質設計一般由地質設計部門完成，鑽井工程設計一般由工程設計部門完成，這種分工設計存在一些不足之處，在確定水平井靶前位移，各控制靶點垂深方面地質設計較少考慮工程因素，導致地質與工程脫節，有時會增加工程的實現難度，不利於水平井實現安全優快鑽井。在水平段A靶點和B靶點外設置多個控制靶點，這給水平段井眼軌道確定與實現帶來了不小困難，目前常用的井眼軌道設計軟體存在一些不足和缺陷，主要表現在水平段井眼軌道設計上(1)手動輸入多個靶點的X坐標、Y坐標、垂深等相關數據，輸入繁瑣、工作量大且很容易出錯；( 設計的井眼軌道往往不是嚴格的二維剖面，方位誤差較大，即存在方位漂移現象，給現場定向施工帶來較大困難；C3)並不是自動完成水平段的井眼軌道設計，而是採取打中第一靶，手動輸入相關參數試算再打中第二靶，以此類推，直至打中B靶點，如果參數輸入不合理，須重新開始設計；(4)有的設計無多靶點水平井設計功能模塊或對靶點數量有限制，不能滿足多靶點水平井軌跡設計的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，以解決目前水平井井眼軌道確定方法方位誤差大、靶點數量有限、工程與地質脫節的問題。為實現上述目的，本發明的一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法步驟如下(1)根據地震數據、地質錄井數據及地球物理測井數據繪製儲層平面構造圖或等值線圖，確定儲層砂體展布，並結合井眼尺寸大小和鑽機能力確定靶前位移，根據現場探勘結果確定井口坐標、靶點坐標和靶點垂深，所述靶點包括第一靶點、最後一個靶點以及設於第一靶點與最後一個靶點之間的N個控制靶點；(2)確定井口至第一靶點的井眼軌道；
(3)根據第一靶點的參數及各控制靶點的坐標、垂深確定各控制靶點的井斜角和井眼曲率；(4)第一靶點與最後一個靶點之間的任意相鄰兩控制靶點之間的井眼軌道採用直線與圓弧組合的兩段制剖面，根據各控制靶點的坐標、垂深及井斜角、井眼曲率，確定第一靶點與最後一個靶點之間的軌道。所述步驟O)中井口到第一靶點的軌道採用直線與圓弧組合軌道或者變曲率軌道。所述步驟(3)中井眼曲率根據水平段鑽頭尺寸、造斜工具能力和地層自然造斜能力確定。進一步的，所述步驟(3)中計算公式如下
權利要求
1.一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，其特徵在於，該方法的步驟如下(1)根據地震數據、地質錄井數據及地球物理測井數據繪製儲層平面構造圖或等值線圖，確定儲層砂體展布，並結合井眼尺寸大小和鑽機能力確定靶前位移，結合現場探勘結果確定井口坐標、靶點坐標和靶點垂深，所述靶點包括第一靶點、最後一個靶點以及設於第一靶點與最後一個靶點之間的N個控制靶點；(2)確定井口至第一靶點的井眼軌道；(3)根據第一靶點的參數及各控制靶點的坐標、垂深確定各控制靶點的井斜角和井眼曲率；(4)第一靶點與最後一個靶點之間的任意相鄰兩控制靶點之間的井眼軌道採用直線與圓弧組合的兩段制剖面，根據各控制靶點的坐標、垂深及井斜角、井眼曲率，確定第一靶點與最後一個靶點之間的井眼軌道。
2.根據權利要求1所述的一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，其特徵在於所述步驟O)中井口到第一靶點的軌道採用直線與圓弧組合軌道或者變曲率軌道。
3.根據權利要求1所述的一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，其特徵在於所述步驟(3)中井眼曲率根據水平段鑽頭尺寸、造斜工具能力和地層自然造斜能力確定。
4.根據權利要求1所述的一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，其特徵在於，所述步驟(3)中計算公式如下
5.根據權利要求1-4中任一項所述的一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，其特徵在於，該確定方法基於EXCEL平臺實現，EXCEL中分為輸入模塊、過渡參數模塊和輸出模塊， 在輸入模塊中輸入各靶點的給定數據，過渡參數模塊進行簡單的計算並選擇合理的井眼曲率，即可利用EXCEL的內置函數處理輸入模塊輸入的參數，自動計算輸出第一靶點到最後一個靶點的水平段井眼軌道數據。
全文摘要
本發明涉及一種多靶點水平井井眼軌道的確定方法，首先根據地震數據、地質錄井數據及地球物理測井數據繪製儲層平面構造圖或等值線圖，確定儲層砂體展布，並結合井眼尺寸大小和鑽機能力確定靶前位移，結合現場探勘結果確定井口坐標、靶點坐標和靶點垂深；確定井口到第一靶點的井眼軌道；根據第一靶點的參數及各控制靶點的坐標、垂深和造斜工具造斜能力確定水平段井眼曲率，確定各控制靶點的井斜角，從而確定水平段井眼軌道；本發明方法將工程和地質相結合，能夠實現多靶點水平井的井眼軌道，且不存在方位漂移現象，尤其適用於非均質性強的薄儲層。該方法實施簡單、方便，工程設計人員、現場技術人員均可實施。
文檔編號E21B7/04GK102392601SQ201110303599
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月9日 優先權日2011年10月9日
發明者狄偉, 秦玉英, 鄧紅琳, 鄭鋒輝, 閆吉曾 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司華北分公司工程技術研究院