恒工具面角三维水平井轨道设计模型及求解算法

作     者：闫吉曾 YAN Jizeng

作者机构：中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院河南郑州450006 

出 版 物：《断块油气田》 (Fault-Block Oil & Gas Field)

年 卷 期：2018年第25卷第1期

页      面：117-121页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家科技重大专项"低丰度致密低渗油气藏开发关键技术"(2016ZX05048) 

主　　题：三维 恒工具面角 水平井 井眼轨道 算法 

摘      要：基于恒工具面角模型的水平井轨道设计缺乏完整性和适用性,且求解过程相当复杂。文中提出一种基于恒工具面角的轨道设计模型及求解算法。通过坐标旋转,将水平井轨道类型转换为2种基本类型,针对直—增—扭—稳—增—平六段制典型轨道,从其基本公式和A靶点约束方程出发,建立了初始方位角模型。大量数据计算结果显示,其函数是求解区间上的一元非线性单调函数,可用二分法、黄金分割法及Fibonacci法等一维搜索法计算,并给出了求解算法,具有直观简明、数值计算稳定可靠、无需设初始值等优点。根据初始方位角得到造斜率和工具面角,进而计算出其他全部轨道参数,从而完成三维水平井轨道设计。钻井实例表明,轨道模型、设计方法及算法是正确、合理和可行的,同时也验证了恒工具面角设计模型的优越性。