叢式水平井具有水平井和叢式井的雙重特征,是高效開發(fā)頁巖氣田的先進井型。叢式水平井井眼軌道優(yōu)化設計,是頁巖氣工程中不可或缺的主要技術(shù)內(nèi)容之一,仍有必要進行深入研究。叢式水平井的單井井型多為三維水平井,屬于復雜結(jié)構(gòu)井的范疇,三維待鉆軌道設計是復雜結(jié)構(gòu)井軌道設計中的一項重要內(nèi)容。在進行連通井待鉆軌道設計時,根據(jù)是否限定連通點的井眼方向,分別對連通過程中的“單向待鉆軌道設計”和“雙向待鉆軌道設計”進行了研究。運用矢量代數(shù)法和最小曲率法,建立了不同已知參數(shù)組合下的連通井三維待鉆軌道設計計算方程;拓展了靶區(qū)幾何形狀,建立了定向井著陸到復雜構(gòu)造的軌道設計計算方程;結(jié)合工具面角的矢量表達式推導出了定向井到鄰井以及著陸面最近距離的計算公式。在連通井雙向待鉆軌道設計方程組求解中,應用擬解析解理論,避免了求解復雜的非線性方程組,使計算更加高效。針對不同的糾偏目標段建立了糾偏軌道設計方程組,以軌道總長度、軌跡符合率和軌道復雜度作為優(yōu)化目標函數(shù)建立了糾偏軌道多目標優(yōu)化模型。算例分析表明選用最大井眼曲率進行設計時,軌道總長度最短且軌跡符合率最高,而設計水平位移最大時糾偏軌道的復雜度最小。針對叢式井側(cè)鉆繞障水平井軌道...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2空間斜面上糾偏軌道設計

度Ln確定出N點的位置，其與初始點A的井眼切線構(gòu)成了一個空間斜平面（圖1.2）。這樣，就將三維軌道設計問題轉(zhuǎn)化成了二維軌道設計問題。此方法避免了求解非線性方程組，使解的收斂性和穩(wěn)定性得到了保證。圖1.2空間斜面上糾偏軌道設計Fig.1.2Diagramofdeviat....

圖1.3水平井與直井連通設計

圖1.3水平井與直井連通設計Fig.1.3Intersectiondesignofhorizontalwellandverticalwell0年，鮮保安等人[51,52]提出了用水平井連通技術(shù)開采高陡構(gòu)造煤層氣通設計中，直井采用洞穴完井以保證水平井與直井....

圖1.4兩口水平井連通設計

圖1.4兩口水平井連通設計Fig.1.4Intersectiondesignoftwohorizontalwells1年，中原油田在國內(nèi)首次實現(xiàn)了定向井與水平井在煤層中的連通，提供了一種全新的技術(shù)。5年，席寶斌、高德利[53]基于現(xiàn)有定向井和水平井井眼軌道設....

圖1.5側(cè)鉆繞障井水平投影圖上單圓弧繞障剖面

劉維凱[62]通過對密集井網(wǎng)障礙井空間位置的描的雙圖法設計模型。李枝林等人[63]提出了三維并給出五段式剖面設計中節(jié)點排列順序的10種離沿井深變化的特點，將已鉆井抽象為空間曲域之間的相互關系，提出了三維側(cè)鉆繞障井的于斜面圓弧法的三維繞障井設計方法，指出在上的投影距繞障中心的距....

本文編號：4007650