密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法与流程

本发明属于石油钻采，尤其涉及密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法。

背景技术：

1、为提高油气资源勘探开发效率，降低单井成本，海洋油气开发一般是在人工岛或海洋平台集中建密集井口，实施钻井。根据人工岛和平台面积，预设的井口数量从几十到上百不等，排列方式一般采用矩阵式，井口距2-4米。不同于陆地油田实施的大型井丛场，海洋油气开发多采用滚动勘探开发模式，地质靶点不能预先确定，人工岛和平台钻井不能整体匹配井口和靶点，只能根据已确定的有限靶点，做局部的井口靶点优化匹配。因此，在人工岛和平台开发初期，由于完钻井数量较少，空井口较多，单井井眼轨道设计时，仅能与已完钻井轨迹做合理的防碰设计，而对空井口的预留空间考虑较少或基本不予考虑，直接后果就是在人工岛和平台开发后期，未用井口的可用空间受前期完钻井轨迹挤占，单井井眼轨道设计的难度和轨道复杂度显著增加，进一步影响现场钻井施工难度，更严重的甚至会导致所选空井口完全不可用，造成平台投资的严重浪费。

2、针对该问题，行业目前较为通用的做法即在人工岛和平台开发初期，单井的井眼轨道尽量设计在浅层造斜，以保证钻井轨迹尽早与平台分离，造斜点的选择大多凭借经验。由于浅地层一般较为松软，一开井眼尺寸也较大，造斜点选取不当在一定程度上会增大工程难度，影响钻井速度。而设计轨道在出平台前，几乎不考虑绕行邻近的空井口，或是也仅凭借设计人员经验做局部绕行。因此，人工岛和平台开发初期，单井的浅层井眼轨道缺乏科学合理的设计方法。

3、因此，针对以上问题，有必要研究一种密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，提高人工岛或平台综合效益。

技术实现思路

1、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

2、本发明提供的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，包括如下步骤：

3、获取同区块完钻井的上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道的水平投影在某置信区间内随垂直井深的预期最大偏移量函数d＝f(h)，其中h为任意垂直井深，d为垂直井深h处水平投影的预期最大偏移量；

4、选定钻井备用井口a、第一地质靶点t1、井口a的相邻未用井口b1、b2……bn，确定相邻未用井口b1、b2……bn对于备用井口a的预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn；

5、依次以b1、b2……bn为井口，根据确定的预期最大影响轨迹方位及预期最大偏移量函数，计算任意垂直井深h对应的坐标，即确定以t1为第一靶点情况下，相邻未用井口b1、b2……bn对于备用井口a的预期最大影响井眼轨迹pex1、pex2……pexn；

6、获取井口a与相邻未用井口b1、b2……bn间的最小井口距为dabmin，通过预期最大偏移量函数d＝f(h)获得以a为井口设计井眼轨道的最深造斜点hmax；

7、将pex1、pex2……pexn分别作为相邻未用井口b1、b2……bn的实钻井眼轨迹，做备用井口a至地质靶点的钻井井眼轨道设计：其造斜点不深于所述的最深造斜点hmax，并同时对轨迹pex1、pex2……pexn和其他相邻已占用井口的实钻井眼轨迹做防碰绕障设计优化。

8、进一步的，获取同区块完钻井的上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道的水平投影在某置信区间内随垂直井深的预期最大偏移量函数d＝f(h)的方法为：

9、获取同区块完钻井的每口单井上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道随垂直井深的水平投影偏移量；

10、以每口单井分别在上部直井段的垂直井深0m-h、h-2h、2h-3h、3h-4h……(n-1)h-nh内的实钻轨迹与设计井眼轨道水平投影最大偏移量作为在垂直井深h、2h、3h、4h……nh处的样本点，建立同区块分别在垂直井深h、2h、3h、4h……nh处的井眼轨迹水平投影偏移量样本空间，h＞0，n为正整数；

11、根据各样本空间拟合其各自总体分布情况，确定某置信区间内最大轨迹水平投影偏移量作为同区块上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道分别在垂直井深h、2h、3h、4h……nh处的预期最大水平投影偏移量dh、d2h、d3h、d4h……dnh；

12、根据垂直井深h、2h、3h、4h……nh与预计最大水平投影偏移量dh、d2h、d3h、d4h……dnh的对应散点，拟合其对应函数，即可获得同区块上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道的水平投影在某置信区间内随垂直井深的预期最大偏移量函数d＝f(h)。

13、进一步的，确定相邻未用井口b1、b2……bn对于备用井口a的预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn的方法为：

14、获取包含选定钻井备用井口a、第一地质靶点t1、相邻未用井口b1、b2……bn在内的水平投影图，以备用井口a为起点，以第一地质靶点t1为终点做连线l，其方向为以t1为第一靶点情况下，备用井口a的井眼轨道预期方位azia，根据相邻未用井口b1、b2……bn与连线l的相对位置，即确定其对于备用井口a的预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn。

15、进一步的，所述预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn的获取方法为：

16、azib＝azia+90°，当未用井口b位于水平投影图连线l左侧或上侧；

17、azib＝azia-90°，当未用井口b位于水平投影图连线l右侧或下侧。

18、进一步的，预期最大影响井眼轨迹的坐标计算公式为：

19、n/s＝n/sb+d×cos(azib)

20、e/w＝e/wb+d×sin(azib)

21、式中，n/sb和e/wb为相邻未用井口b的坐标。

22、进一步的，获得以a为井口设计井眼轨道的最深造斜点hmax的方法为：

23、将井口a与相邻未用井口b1、b2……bn间的最小井口距为dabmin代入d＝f(h)中，即dabmin＝f(hmax)，反推获得hmax；

24、或通过预期最大偏移量函数d＝f(h)拟合曲线直接读取，即为以a为井口设计井眼轨道的最深造斜点hmax。

25、进一步的，相邻未用井口b1、b2……bn的选择标准为：以备用井口a为圆心，获取r为半径的圆范围内所有未用井口；其中，r的取值根据井场或平台情况确定，但不小于a与相邻井口的最小井口距。

26、进一步的，对于预期轨迹pex1、pex2……pexn，定向分离系数大于1；对于其他相邻已占用井口的实钻井眼轨迹，定向分离系数应符合所在油田的最低要求。

27、本发明的优点和积极效果是：

28、本发明提供的可应用于人工岛和海洋平台的密集井口在滚动勘探开发模式下的钻井井眼轨道设计方法，在人工岛和平台开发初期，可综合考虑未用井口的预留空间，合理优化设计单井浅层井眼轨道，提高人工岛或平台综合效益。

技术特征：

1.密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：获取同区块完钻井的上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道的水平投影在某置信区间内随垂直井深的预期最大偏移量函数d＝f(h)的方法为：

3.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：确定相邻未用井口b1、b2……bn对于备用井口a的预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn的方法为：

4.根据权利要求3所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：所述预期最大影响轨迹方位azib1、azib2……azibn的获取方法为：

5.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：预期最大影响井眼轨迹的坐标计算公式为：

6.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：获得以a为井口设计井眼轨道的最深造斜点hmax的方法为：

7.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：相邻未用井口b1、b2……bn的选择标准为：以备用井口a为圆心，获取r为半径的圆范围内所有未用井口；其中，r的取值根据井场或平台情况确定，但不小于a与相邻井口的最小井口距。

8.根据权利要求1所述的密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，其特征在于：对于预期轨迹pex1、pex2……pexn，定向分离系数大于1；对于其他相邻已占用井口的实钻井眼轨迹，定向分离系数应符合所在油田的最低要求。

技术总结
本发明涉及密集井口丛式井预分离井眼轨道设计方法，包括如下步骤：获取同区块完钻井的上部直井段实钻轨迹与设计井眼轨道的水平投影在某置信区间内随垂直井深的预期最大偏移量函数；确定未用井口对于备用井口的预期最大影响轨迹方位；确定未用井口对于备用井口的预期最大影响井眼轨迹；获得设计井眼轨道的最深造斜点；做备用井口至地质靶点的钻井井眼轨道设计：其造斜点应不深于所述的最深造斜点，并同时对预期最大影响井眼轨迹和相邻已占用井口的实钻井眼轨迹做防碰绕障设计优化；本发明在人工岛和平台开发初期，可综合考虑未用井口的预留空间，合理优化设计单井浅层井眼轨道，提高人工岛或平台综合效益。

技术研发人员：张海军,曲永林,程荣升,靳盛,谭晓峰,邵力飞,付大其,曲大孜,李辉,刘言理,孙景涛,王小芳,陈斐,陈虹,王国娜,关月
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1