摘要：在页岩气丛式水平井设计中,针对压裂区的加密调整井井眼轨道设计需要考虑绕开已钻井压裂段影响域及压裂段影响域之间互相干扰等问题。为了快速评估加密调整井压裂段井眼轨道设计方案的合理性,运用矢量代数方法对页岩气压裂区障碍物进行了几何建模,该几何模型考虑了压裂裂缝影响域;然后根据所建立的障碍物几何模型,建立了以设计轨道总长度最短、轨道势能最小为优化目标,以轨道间防碰为约束条件的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型,并给出了判断页岩气压裂段影响域之间是否存在干扰的几何校核方法;最后依据四川盆地涪陵页岩气田现场实钻数据,对所建立的设计模型进行了验证。研究结果表明:①在压裂区,忽略压裂影响域的障碍物尺寸会被严重低估;②忽略压裂影响域,所设计出的绕障轨道可以避开老井的井眼轨迹,但是有可能会与已钻井的压裂影响域相交,进而引发钻井事故。结论认为,所建立的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型能够满足防碰绕障约束的要求,相应的设计计算避免了繁琐的试算和校核,并且能够实现井眼轨道设计总长度和轨道势能达到最小值的优化目标。

摘要：大位移水平井是页岩气开采的主要方式,其极限延伸的合理预测备受关注。针对涪陵地区的页岩气水平钻完井进行研究,借助钻井延伸极限预测模型,计算了不同工况下的钻井延伸极限,分析了钻机性能、钻具组合、井眼曲折度、钻井液密度等因素对钻井延伸极限的影响。结果表明,滑动钻进模式是约束水平段延伸的主要工况,当摩阻系数比较高时,螺旋屈曲锁死导致无法钻达设计井深;高井眼曲折度限制了井眼延伸长度,钻进作业中要尽量减少轨迹调整次数,保证轨迹平滑;此外,邻井压裂作业可能导致正钻地层压力上升,会降低钻井延伸极限,需要对钻井液密度进行优化。该研究对页岩气水平钻井的设计及施工具有重要指导意义。

摘要：在丛式井和加密井的定向钻井工程中,科学地评估正钻井与相邻已钻井的井眼碰撞风险具有十分重要的意义。目前,常用于评估井眼碰撞风险的分离系数具有多种计算方法。在分析分离系数常用计算方法局限性基础上,通过协方差矩阵的合成,建立了考虑井径影响的邻井相对位置测量误差计算模型,提出了基于邻井相对位置测量误差计算的分离系数算法优选方法;通过实例计算,分析了相同条件下常用分离系数(垂足分离系数和定向分离系数)计算结果的差异。同时实例计算结果表明,文章提出的分离系数算法优选方法可以优选出符合实际情况的分离系数,为定向井工程实施防碰作业提供更为科学的依据具有重要的应用价值。

摘要：我国海相页岩分布在山地、丘陵等复杂地区,要想高效绿色开采这些页岩气资源,大型丛式水平井成为了必然选择。文章结合页岩气钻采作业平台井口布局方式,建立页岩气丛式井最外侧井的井眼轨道多目标优化模型,其目标函数综合考虑了井眼轨道的势能、总长度及侧向位移这三个因素,其中井眼轨道侧向位移最大化可以满足丛式水平井大型化的实际需求。基于重庆涪陵页岩气田现场的丛式水平井数据,通过对井眼轨道多目标优化模型与传统的单目标优化模型的优化结果进行对比分析可以得知,文章建立的井眼轨道多目标优化模型能够让三维井眼轨道在较小的井眼轨道势能和长度条件下,侧向位移达到最大。研究结果表明,考虑井眼轨道侧向位移的多目标优化模型可以定量预测页岩气钻采作业平台的最大水平井布井数量,并且能更好地满足山区、丘陵等复杂地区页岩气田开采降本增效、环境保护和节约用地的实际需求。