捆绑式油气水平井组的部署方法及装置和油气水平井组与流程

本发明涉及油气地质钻井，特别涉及一种捆绑式油气水平井组的部署方法及装置和油气水平井组。

背景技术：

1、捆绑式油气水平井组是指为了实现特殊油气开采目的，在地下目标地层层段中沿着地层走向钻探多口水平井段井眼之间轨道距离较小的水平井组。捆绑式油气水平井组通常具有以下特点：①井组中包含了需要实施特殊工艺(比如通过电加热器加热、高温流体加热、电磁辐射加热、介质燃烧加热等)的工艺井和油气生产井；②井组的井数较多，超过5口，一般在10口井以上，且井组中的水平井段轨道分布在多个不同的平面上；③水平井段井间距较小且相互之间空间位置要求严格。在完成此类水平井钻井作业中，受其较多的井数和较小的水平井眼轨道间距影响，加之特殊油气开发方式影响，对水平井组井口部署存在一定的特殊要求。现有技术中的丛式平台井部署方法，主要适用于现有常规油气开发方式，其部署的丛式井中，通常仅在井口的间距较小(一般在5～20m之间，滩海人工岛下的丛式井井口下可能在2m以内)，而在下部井段的轨道基本呈发散状态，钻井作业中轨迹交碰风险越来越低，加上无需考虑井下特殊工艺作业的特殊要求，对井口部署要求较低。因此，结合捆绑式油气水平井组的特点，现有丛式平台井部署方法，并不适用捆绑式油气水平井组井口部署作业要求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种捆绑式油气水平井组的部署方法及装置和油气水平井组。

2、第一方面，本发明实施例提供一种捆绑式油气水平井组部署方法，包括：

3、获取目标捆绑式油气水平井的生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距和水平井段间距；

4、确定可获井场最大尺寸，以及钻机作业所需的井场面积大小；

5、根据所述捆绑式油气水平井组钻井磁测距定位作业要求，确定最小井口排间距；

6、确定生产井与工艺井之间的安全距离；

7、根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式。

8、在一个实施例中，所述确定可获井场最大尺寸，包括：

9、根据目标捆绑式油气水平井组的地下目标，钻井轨迹控制要求，确定可获井场中心位置离钻探目标的合理水平距离lb；

10、根据所述可获井场中心位置离钻探目标的合理水平距离lb，确定可获最大尺寸对应的长边a和短边b的长度。

11、在一个实施例中，确定钻机作业所需的井场面积大小，包括：

12、确定钻井所需的钻机型号；

13、根据所需所述的钻机型号，可确定钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度arig、最小宽度brig。

14、在一个实施例中，确定生产井与工艺井之间的安全排间距，包括：

15、获取捆绑式油气水平井组钻井磁测距定位作业方式；

16、如采用无需在已钻工艺井井眼中下入仪器的磁测距定位技术，确定最小井口排间距lr取值为lr1；

17、如采用需在已钻工艺井井眼中下入仪器的磁测距定位技术，确定最小井口排间距lr取值为lr2；

18、采用修井机将仪器与油管连接下入已钻工艺井井眼的方式时，确定最小井口排间距lr取值为lr3。

19、在一个实施例中，所述lr1的取值范围为[10-30]m；所述lr2的取值范围为[brig/3,4brig/5]；

20、所述lr3的取值范围为[brig/2,brig]。

21、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

22、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件一，则采用单井场单排井位部署方案或者采用双井场井位部署方案；所述单井场单排井位部署方案中，工艺井、辅助井、生产井全部部署在同一排井口中，其中生产井与其工艺井或辅助井之间的间距采用所述安全距离lp；所述双井场井位部署方案中，将工艺井、辅助井、生产井分别部署在两个不同的井场中；

23、所述条件一为：

24、lp+brig>b≥brig

25、(ns+np+nf-2)lw+lp+arig≤a；

26、ns是工艺井数，np是生产井数，nf是辅助井数，lw是井口间距；

27、arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度；

28、a和b分别为井场最大尺寸对应的长边和短边的长度。

29、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

30、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件三，则采用单井场双排井位部署方案，所述单井场双排井位部署方案中，工艺井、辅助井、生产井全部部署在同一排井口中，两排井口之间的间距为所述安全距离lp；

31、所述条件三为：

32、lp+brig≤b≤lp+lr+brig

33、(ns+nf-1)lw+arig≤a

34、lr为最小井口排间距；ns是工艺井数，nf是辅助井数，arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度。

35、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

36、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件四，则采用单井场双排井位部署方案，所述单井场双排井位部署方案方案中，工艺井、辅助井部署在两排井口的一侧，生产井部署在另侧，两排井口的间距为所述最小井口排间距lr，生产井和工艺井或辅助井之间的最小距离为所述安全距离lp；

37、条件四为：

38、lr+brig≤b≤lp+lr+brig

39、lp+brig≤b

40、(nsfp4’-2)lw+lp+arig≤a

41、式中：当ns+nf+np的值为奇数时，nsfp4’＝(ns+nf+np+1)/2；当ns+nf+np的值为偶数时，nsfp4’＝(ns+nf+np)/2；

42、ns是工艺井数，np是生产井数，nf是辅助井数；

43、arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度；

44、a和b分别为井场最大尺寸对应的长边和短边的长度。

45、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

46、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件六，则采用单井场三排井位部署方案，所述单井场三排井位部署方案中，工艺井、辅助井部署在两排井口中，生产井部署在另一排，两排工艺井、辅助井井口的间距为所述最小井口排间距lr，生产井与工艺井或辅助井之间的排间距为所述安全距离lp；

47、条件六为：

48、lp+lr+brig≤b≤lp+2lr+brig

49、(nsfp6’-1)lw+arig≤a

50、nsfp6’≥np

51、式中：当ns+nf的值为奇数时，nsfp6’＝(ns+nf+1)/2；当ns+nf的值为偶数时，nsfp6’＝(ns+nf)/2；

52、ns是工艺井数，np是生产井数，nf是辅助井数；

53、arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度；

54、a和b分别为井场最大尺寸对应的长边和短边的长度。

55、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

56、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件七，则采用单井场三排井位部署方案或者采用双井场井位部署方案，所述单井场三排井位部署方案中工艺井、辅助井部署在三排井口的一侧，生产井部署在三排井口的另一侧，三排井口的间距为所述最小井口排间距lr或所述安全距离lp，生产井和工艺井或辅助井之间的最小距离为所述安全距离lp；所述双井场井位部署方案中，将工艺井、辅助井、生产井分别部署在两个不同的井场中；

57、所述条件七为：

58、2lr+brig≤b≤lp+2lr+brig

59、lp+lr+brig≤b≤lp+2lr+brig

60、(nsfp’-3)lw+lp+arig≤a

61、式中：当(ns+nf+np)/3为整数时，nsfp7’＝(ns+nf+np+1)/3；当(ns+nf+np)/3不为整数时,nsfp7’＝[(ns+nf+np)/3]+1。

62、ns是工艺井数，np是生产井数，nf是辅助井数；

63、arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度；

64、a和b分别为井场最大尺寸对应的长边和短边的长度。

65、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

66、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件二或条件五，则采用双井场井位部署方案，所述双井场井位部署方案中，将工艺井、辅助井、生产井分别部署在两个不同的井场中；

67、所述条件二为：

68、lp+brig>b≥brig

69、(ns+np+nf-2)lw+lp’+arig>a

70、式中：(ns+nf)*lw<arig/2且选择采用需在已钻工艺井井眼中下入仪器的磁测距定位技术时，lp’为lr；否则lp’为lp；

71、所述条件五为：

72、lr+brig≤b≤lp+lr+brig

73、(nsfp5’-2)lw+lp+arig≥a

74、式中：当ns+nf+np的值为奇数时，nsfp5’＝(ns+nf+np+1)/2；当ns+nf+np的值为偶数时，nsfp5’＝(ns+nf+np)/2；

75、ns是工艺井数，np是生产井数，nf是辅助井数；

76、arig和brig分别为钻机完成钻井作业所需要的井场的最小长度、最小宽度；

77、a和b分别为井场最大尺寸对应的长边和短边的长度。

78、在一个实施例中，根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，包括：

79、若所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，满足下述预设的条件八，则采用双井场井位部署方案，所述双井场井位部署方案中，将工艺井、辅助井、生产井分别部署在两个不同的井场中；

80、所述条件八为不满足上述条件一至条件七任一个的情况。

81、在一个实施例中，所述采用双井场井位部署方案，具体可通过下述方式确定：

82、将工艺井、辅助井、生产井分别部署于不同的两个井场中，并判断在每个井场中，根据该井场中所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，是否满足所述条件一、条件三、条件四、条件六或条件七；

83、若满足，则按照所符合的所述条件一、条件三、条件四、条件六或条件七对应的井场组合部署规则，确定每个井场的组合形式；

84、若无法满足所述条件一、条件三、条件四、条件六和条件七中的任一个，则重新分割两个井场中每个井场内所述生产井、工艺井和辅助井的井数，直至每个井场内的所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，能够满足所述条件一、条件三、条件四、条件六或条件七，并按照所符合的所述条件一、条件三、条件四、条件六或条件七对应的井场组合部署规则，确定每个井场的组合形式。

85、在一个实施例中，所述安全距离，大于15m。

86、第二方面，本发明实施例提供一种捆绑式油气水平井组部署装置，包括：

87、获取模块，用于获取目标捆绑式油气水平井的生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距和水平井段间距；

88、确定模块，用于确定可获井场最大尺寸，以及钻机作业所需的井场面积大小；根据所述捆绑式油气水平井组钻井磁测距定位作业要求，确定最小井口排间距；以及确定生产井与工艺井之间的安全距离；

89、部署形式确定模块，用于根据所述生产井、工艺井和辅助井的井数、井口间距，可获井场最大尺寸，钻机作业所需的井场面积大小，所述生产井和工艺井之间的安全距离，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式。

90、第三方面，本发明实施例提供一种油气水平井组，其特征在于，所述捆绑式油气水平井组是按照如前述的捆绑式油气水平井组部署方法部署得到的，分布在同一井场或两个不同的井场中。

91、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

92、本发明实施例提供的上述捆绑式油气水平井组的部署方法及装置和油气水平井组，井口间距和水平井段间距，可获井场最大尺寸，以及钻机作业所需的井场面积大小、最小井口排间距、生产井与工艺井之间的安全距离等，以及预设的井场组合部署规则，确定捆绑式油气水平井组对应井场的组合形式，本发明实施例综合考虑了目标捆绑式油气水平井的生产井、工艺井和辅助井的井数，以及地面条件、水平井组钻井工艺、水平井组特殊工艺的要求，部署最优化的井口间距和井口排位，以充分满足捆绑式油气水平井组的部署要求，解决了现有丛式井井口部署过程中不能全面考虑捆绑式油气水平井组特殊作业方式等问题。

93、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

94、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。