摘要：针对现有三维水平井轨道计算方法程序复杂,迭代计算过于繁琐的问题,形成了基于空间圆弧曲线优化对齐方法的水平井轨道优化设计模型和简易算法。将水平井的轨道设计问题,转化为带有三角函数的多元一次方程组求解问题。根据该算法,只要确定了造斜点、靶点,并预设合理的第一、第二圆弧段狗腿度,就可以精确计算出水平井的各项轨道参数,参数求解具有唯一性。为轨道设计和软件编程人员提供了一种新方法。

摘要：在水平井实际应用中,实钻轨道常偏离原设计最优轨道.把实钻轨道与已设计最优轨道的状态变量差值作为参数,建立带有参数的三维水平井最优控制模型,把该模型转化为非线性规划问题求解,讨论了该非线性规划问题的最优解性质.依此性质给出一个全局最优的算法,并将其应用到实际水平井轨道设计中,数值结果表明模型及算法有效、正确.

摘要：国内页岩油气储层埋深较大,传统的五段式三维水平井轨道难以满足优快钻井需求。鉴于此,提出了“垂直段−增斜段−稳斜段−扭方位段−稳斜段−增斜段−水平段”七段式三维水平井轨道,给出了与之对应的基本方程组(三元非线性方程组),将上述七段式三维轨道拆分至2个铅垂面和1个斜平面上,建立了与之等效的3个二元非线性方程组,降低了求解难度。实例分析表明,储层埋深较大的丛式三维水平井采用七段式轨道能够显著缩短三维扭方位段长,有助于降低井眼轨迹控制难度并提高钻井速度。该研究成果能够为丛式三维水平井轨道设计提供技术支持。

摘要：针对三维水平井井眼轨迹优化设计问题 ,首次建立了以非线性状态方程为主要约束条件的目标控制模型 .依该模型的特点 ,构造了改进的 Hooke-Jeeves优化算法 .为获得全局最优解 ,采用均匀设计方法选取初始点 .计算结果证明了模型、算法及研制软件的正确性与有效性 .而且具有计算时间短 。

摘要：分析了延安气田延113-133区块地层、井身结构、开发方案等约束条件,对比了当前国内三维水平井轨迹设计的一些理论与实践经验,通过引入了虚拟靶点辅助设计,在应用行业标准的轨迹计算方法最小曲率法的基础上,改进了传统的“直-增-稳-增扭-平”五段式三维水平井轨迹设计模型,避免了三维水平井轨迹设计中增斜扭方位至A点,实现了三维水平井增斜扭方位,平面圆弧着陆。减少了滑动比例,提高了钻井效率,降低了因为地质不确定性而着陆失败的风险。

摘要：文章引入偏移比、偏垂比、纠偏难度系数等概念,提出了具有普遍适用性的三维水平井难度系数的确定方法,通过现场选取了固平24-23井为例,根据当前井垂深、偏移距、靶前距、造斜点、位移等数据,统计分析了偏移比系数、偏垂比系数、位垂比系数等,并就实钻中钻具组合、轨迹控制、摩阻扭矩等对施工难度和效率进行了评价,验证了不同系数不同取值条件下对施工中造成的困难程度,其工程意义简洁明确,适应于水平井施工前准确把握施工难度,提前做好详细的钻井设计和设备、工具技术准备,做出严密的可行性研究。

摘要：为了降低涪陵页岩气田三维水平井的施工难度,保障三维水平井安全高效钻进,提出了三维水平井轨道为"直井段—增斜段—稳斜段—稳斜扭方位段—稳斜段—增斜段—水平段"七段式的优化设计方法。首先根据井眼轨道的水平投影和垂直剖面建立轨道设计模型,再预设稳斜角和造斜方位角求解轨道设计模型,最后以轨道总长度最短为目标优选轨道。该方法将常规三维五段式轨道中增斜扭方位的第二个圆弧井段分为稳斜扭方位井段与铅垂面上的增斜井段进行设计,即先扭方位对准靶点方位再增斜中靶,以避免在极为关键的中靶阶段同时进行增斜与扭方位作业,降低中靶难度。采用该方法对已完钻井焦页14-3HF井重新进行轨道设计,并将设计结果与原设计轨道及实钻轨迹进行了对比,发现新设计的轨道与实钻轨迹更贴近,该井实钻时为降低施工难度就是先扭方位对准靶点方位再增斜中靶的,这表明该三维水平井轨道优化设计方法更适用于涪陵页岩气田三维水平井的轨道设计与现场施工。

摘要：针对分支井的三维轨迹特性,采用空间解析几何的方法建立了三维空间斜平面内水平井轨迹设计计算模型,根据推导出的轨迹设计模型编制了轨迹设计软件,该软件可以计算出轨迹设计的分段数据。经过测试,该轨迹设计软件计算出了预期的数据,这些结果为可视化三维轨迹设计提供了数据支持。同时该研究成果也可广泛应用于分支井、定向井、水平井、以及大位移井的设计计算。

摘要：三维水平井轨道设计由于轨道剖面复杂,利用常规设计方法难以在满足工程约束下实现轨道精确入靶,增加了设计难度。针对这一难题,提出了满足一定入靶精度的“直-增-稳-增扭-稳-水平段”五段制井眼轨道优化设计方法,以入靶精度和最短井深作为双优化目标,以造斜段造斜率和扭方位段全角变化率作为约束条件,建立了多目标约束的三维水平井轨道优化设计模型,并采用宽容分层法对模型进行求解。通过实例验证,结果表明提出的模型不仅满足设计井深最短,而且保证了入靶前扭方位段狗腿度较小,实现了三维水平井井眼轨道优化设计,降低了作业难度。

摘要：JUNIN4区块属于超浅层、层状-块状超重油油藏,目的层浅、地层疏松,油田采用丛式大位移长水平段三维水平井钻井工程设计,垂深400 m左右,设计水平段长1 000 m,井深1 800-2 000 m,在如此浅层弱-非固结疏松砂岩地层进行超大位移三维水平井钻井设计在国内外都很少见,特别是水垂比达到3.5以上的浅层“三维”水平井钻井在委内瑞拉重油带尚属首次,给钻井工程施工和井眼轨迹控制带来很大的难度和挑战。文章通过合理设计井身结构,优化井眼轨迹设计,运用三维井眼轨迹控制技术理论和浅层松软地层水平井钻井工艺技术,解决了目的层浅、造斜率高、水平段长、摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难等技术难题,成功完成7口浅层大位移三维水平井先导性试验井,满足了地质油藏需求,取得了较好的重油增产效果,对油田开发方案丛式井平台部署设计和技术推广具有重要意义。