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七段制恒工具面角三维水平井轨道设计方法

石油学报 2022年第9期43卷 1315-1324页

作者：唐雪平洪迪峰高文凯彭烈新杨宝斌中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 安世亚太科技股份有限公司北京100020 中国石油集团渤海钻探工程有限公司第四钻井分公司河北河间101916

为降低页岩油气田三维水平井的施工难度,提出了七段制恒工具面角轨道设计模型。根据工程设计需求,将设计参数归为3类18种求解组合。由于参数约束方程为多元非线性方程组,难以解析求解,为此探索了数值求解方法。首先求解对应的三维圆弧... 详细信息

为降低页岩油气田三维水平井的施工难度,提出了七段制恒工具面角轨道设计模型。根据工程设计需求,将设计参数归为3类18种求解组合。由于参数约束方程为多元非线性方程组,难以解析求解,为此探索了数值求解方法。首先求解对应的三维圆弧轨道模型,将其结果作为恒工具面角轨道模型的初值,进而采用拟牛顿法进行求解。基于三维圆弧轨道模型及其解析公式,设计了恒工具面角轨道模型常用求解组合算法流程,解决了三维恒工具面角设计模型求解难题。算例研究表明,模型求解方法简单、有效,计算精度高,易于编程实现,可以为三维水平井轨道设计以及页岩油气田三维丛式水平井优快钻井提供新选择以及相应的技术支持。

关键词：水平井三维轨道恒工具面角数值模型设计方法

恒工具面角三维水平井轨道设计模型及求解算法

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断块油气田 2018年第1期25卷 117-121页

作者：闫吉曾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

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,... 详细信息

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。

关键词：三维恒工具面角水平井井眼轨道算法

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非均质储层三维水平井轨道设计研究与应用

西南石油大学学报（自然科学版） 2018年第2期40卷 151-158页

作者：闫吉曾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

为解决常规定向装备三维水平井施工难题,降低成本,对三维水平井道设计与应用进行了研究。通过分析三维轨道设计模型,对比其优势与不足,优选恒工具面角模型,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... 详细信息

为解决常规定向装备三维水平井施工难题,降低成本,对三维水平井道设计与应用进行了研究。通过分析三维轨道设计模型,对比其优势与不足,优选恒工具面角模型,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,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。在JH17P36井中应用该方法,采用常规装备施工,矢量中靶,实钻轨迹与设计符合率高,各技术指标优秀。钻井实例表明,计算模型和设计方法是正确、合理和可行的,同时也验证了恒工具面角模型的优越性。

关键词：非均质储层恒工具面角水平井井眼轨迹靶点

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泾河油田非均质储层三维水平井钻井技术

石油机械 2018年第6期46卷 13-19页

作者：闫吉曾中石化华北油气分公司石油工程技术研究院

为解决泾河油田因地表复杂井位部署难度大及井网井距的难题,部署了首口三维水平井——JH17P36试验井。通过分析该三维水平井钻井技术难点,借鉴前期钻井实践成果,制定了一系列技术措施:采用二级井身结构,139.7 mm套管固井完井方式;基... 详细信息

为解决泾河油田因地表复杂井位部署难度大及井网井距的难题,部署了首口三维水平井——JH17P36试验井。通过分析该三维水平井钻井技术难点,借鉴前期钻井实践成果,制定了一系列技术措施:采用二级井身结构,139.7 mm套管固井完井方式;基于恒工具面角轨道模型,设计了"直-增-扭-稳-增-平"六段制轨道;采用"螺杆钻具+MWD系统"定向工具,精确计算工具面角,优选牙轮钻头,精细化操作施工,实现了井眼轨迹的有效控制;在钾铵基钻井液中随钻加入单封和润滑剂,确保了井壁稳定和有效降阻。在JH17P36井上应用该钻井技术可安全快速完井,完钻井深2 604 m,垂深1 466.23 m,水平段长750 m,钻井周期21.20 d,机械钻速11.09m/h,实钻轨迹与设计符合率高,电测和套管下入顺利。JH17P36三维水平井试验初获成功,为下步三维水平井试验与推广奠定了基础。

关键词：三维水平井非均质储层恒工具面角井眼轨迹控制钻具组合泾河油田