专利名称：一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法
技术领域：
本发明属于石油天然气钻井领域，涉及一种二维多靶点水平井井眼轨道的确定方法。
背景技术：
水平井在扩大泄油(气)面积、提高单井产量、有效动用储量方面较直井有很大优势，目前很多油气田都利用水平井开采石油天然气，近年来，随着物探及相关技术的发展， 对储层砂体的空间展布特征有了更深刻的认识，对于利用水平井开发非均质性强的薄储层来说，为了使水平段能在储层有利部位穿行，要求在A靶点和B靶点之间增加多个控制靶点。例如，鄂尔多斯盆地大牛地气田，属于河流道沉积，储层非均质质性很强，因此为了最大限度的使井眼轨道在储层有利部位穿过，一般在A靶点和B靶点之间设置多个控制靶点，例如，1500米的水平段设置30个控制靶点，水平位移每间隔50米一个控制靶点，目的是保证水平段井眼轨道在储层中间穿行，以增加单井产量，提高储量动用程度，但是各相邻控制靶点垂深存在一定落差，有的A靶点和B靶点落差达数十米。目前，水平井钻井设计分钻井地质设计和钻井工程设计，钻井地质设计一般由地质设计部门完成，钻井工程设计一般由工程设计部门完成，这种分工设计存在一些不足之处，在确定水平井靶前位移，各控制靶点垂深方面地质设计较少考虑工程因素，导致地质与工程脱节，有时会增加工程的实现难度，不利于水平井实现安全优快钻井。在水平段A靶点和B靶点外设置多个控制靶点，这给水平段井眼轨道确定与实现带来了不小困难，目前常用的井眼轨道设计软件存在一些不足和缺陷，主要表现在水平段井眼轨道设计上(1)手动输入多个靶点的X坐标、Y坐标、垂深等相关数据，输入繁琐、工作量大且很容易出错；( 设计的井眼轨道往往不是严格的二维剖面，方位误差较大，即存在方位漂移现象，给现场定向施工带来较大困难；C3)并不是自动完成水平段的井眼轨道设计，而是采取打中第一靶，手动输入相关参数试算再打中第二靶，以此类推，直至打中B靶点，如果参数输入不合理，须重新开始设计；(4)有的设计无多靶点水平井设计功能模块或对靶点数量有限制，不能满足多靶点水平井轨迹设计的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，以解决目前水平井井眼轨道确定方法方位误差大、靶点数量有限、工程与地质脱节的问题。为实现上述目的，本发明的一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法步骤如下(1)根据地震数据、地质录井数据及地球物理测井数据绘制储层平面构造图或等值线图，确定储层砂体展布，并结合井眼尺寸大小和钻机能力确定靶前位移，根据现场探勘结果确定井口坐标、靶点坐标和靶点垂深，所述靶点包括第一靶点、最后一个靶点以及设于第一靶点与最后一个靶点之间的N个控制靶点；(2)确定井口至第一靶点的井眼轨道；
(3)根据第一靶点的参数及各控制靶点的坐标、垂深确定各控制靶点的井斜角和井眼曲率；(4)第一靶点与最后一个靶点之间的任意相邻两控制靶点之间的井眼轨道采用直线与圆弧组合的两段制剖面，根据各控制靶点的坐标、垂深及井斜角、井眼曲率，确定第一靶点与最后一个靶点之间的轨道。所述步骤O)中井口到第一靶点的轨道采用直线与圆弧组合轨道或者变曲率轨道。所述步骤(3)中井眼曲率根据水平段钻头尺寸、造斜工具能力和地层自然造斜能力确定。进一步的，所述步骤(3)中计算公式如下
权利要求
1.一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，其特征在于，该方法的步骤如下(1)根据地震数据、地质录井数据及地球物理测井数据绘制储层平面构造图或等值线图，确定储层砂体展布，并结合井眼尺寸大小和钻机能力确定靶前位移，结合现场探勘结果确定井口坐标、靶点坐标和靶点垂深，所述靶点包括第一靶点、最后一个靶点以及设于第一靶点与最后一个靶点之间的N个控制靶点；(2)确定井口至第一靶点的井眼轨道；(3)根据第一靶点的参数及各控制靶点的坐标、垂深确定各控制靶点的井斜角和井眼曲率；(4)第一靶点与最后一个靶点之间的任意相邻两控制靶点之间的井眼轨道采用直线与圆弧组合的两段制剖面，根据各控制靶点的坐标、垂深及井斜角、井眼曲率，确定第一靶点与最后一个靶点之间的井眼轨道。
2.根据权利要求1所述的一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，其特征在于所述步骤O)中井口到第一靶点的轨道采用直线与圆弧组合轨道或者变曲率轨道。
3.根据权利要求1所述的一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，其特征在于所述步骤(3)中井眼曲率根据水平段钻头尺寸、造斜工具能力和地层自然造斜能力确定。
4.根据权利要求1所述的一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算公式如下
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，其特征在于，该确定方法基于EXCEL平台实现，EXCEL中分为输入模块、过渡参数模块和输出模块， 在输入模块中输入各靶点的给定数据，过渡参数模块进行简单的计算并选择合理的井眼曲率，即可利用EXCEL的内置函数处理输入模块输入的参数，自动计算输出第一靶点到最后一个靶点的水平段井眼轨道数据。
全文摘要
本发明涉及一种多靶点水平井井眼轨道的确定方法，首先根据地震数据、地质录井数据及地球物理测井数据绘制储层平面构造图或等值线图，确定储层砂体展布，并结合井眼尺寸大小和钻机能力确定靶前位移，结合现场探勘结果确定井口坐标、靶点坐标和靶点垂深；确定井口到第一靶点的井眼轨道；根据第一靶点的参数及各控制靶点的坐标、垂深和造斜工具造斜能力确定水平段井眼曲率，确定各控制靶点的井斜角，从而确定水平段井眼轨道；本发明方法将工程和地质相结合，能够实现多靶点水平井的井眼轨道，且不存在方位漂移现象，尤其适用于非均质性强的薄储层。该方法实施简单、方便，工程设计人员、现场技术人员均可实施。
文档编号E21B7/04GK102392601SQ201110303599
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者狄伟, 秦玉英, 邓红琳, 郑锋辉, 闫吉曾 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司华北分公司工程技术研究院