页岩气丛式水平井井眼轨道优化设计理论和方法研究

发布时间：2024-10-05 06:32

　　丛式水平井具有水平井和丛式井的双重特征,是高效开发页岩气田的先进井型。丛式水平井井眼轨道优化设计,是页岩气工程中不可或缺的主要技术内容之一,仍有必要进行深入研究。丛式水平井的单井井型多为三维水平井,属于复杂结构井的范畴,三维待钻轨道设计是复杂结构井轨道设计中的一项重要内容。在进行连通井待钻轨道设计时,根据是否限定连通点的井眼方向,分别对连通过程中的“单向待钻轨道设计”和“双向待钻轨道设计”进行了研究。运用矢量代数法和最小曲率法,建立了不同已知参数组合下的连通井三维待钻轨道设计计算方程;拓展了靶区几何形状,建立了定向井着陆到复杂构造的轨道设计计算方程;结合工具面角的矢量表达式推导出了定向井到邻井以及着陆面最近距离的计算公式。在连通井双向待钻轨道设计方程组求解中,应用拟解析解理论,避免了求解复杂的非线性方程组,使计算更加高效。针对不同的纠偏目标段建立了纠偏轨道设计方程组,以轨道总长度、轨迹符合率和轨道复杂度作为优化目标函数建立了纠偏轨道多目标优化模型。算例分析表明选用最大井眼曲率进行设计时,轨道总长度最短且轨迹符合率最高,而设计水平位移最大时纠偏轨道的复杂度最小。针对丛式井侧钻绕障水平井轨道...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2空间斜面上纠偏轨道设计

度Ln确定出N点的位置，其与初始点A的井眼切线构成了一个空间斜平面（图1.2）。这样，就将三维轨道设计问题转化成了二维轨道设计问题。此方法避免了求解非线性方程组，使解的收敛性和稳定性得到了保证。图1.2空间斜面上纠偏轨道设计Fig.1.2Diagramofdeviat....

图1.3水平井与直井连通设计

图1.3水平井与直井连通设计Fig.1.3Intersectiondesignofhorizontalwellandverticalwell0年，鲜保安等人[51,52]提出了用水平井连通技术开采高陡构造煤层气通设计中，直井采用洞穴完井以保证水平井与直井....

图1.4两口水平井连通设计

图1.4两口水平井连通设计Fig.1.4Intersectiondesignoftwohorizontalwells1年，中原油田在国内首次实现了定向井与水平井在煤层中的连通，提供了一种全新的技术。5年，席宝斌、高德利[53]基于现有定向井和水平井井眼轨道设....

图1.5侧钻绕障井水平投影图上单圆弧绕障剖面

刘维凯[62]通过对密集井网障碍井空间位置的描的双图法设计模型。李枝林等人[63]提出了三维并给出五段式剖面设计中节点排列顺序的10种离沿井深变化的特点，将已钻井抽象为空间曲域之间的相互关系，提出了三维侧钻绕障井的于斜面圆弧法的三维绕障井设计方法，指出在上的投影距绕障中心的距....

本文编号：4007650