探析丛式井侧钻绕障水平井优化设计方法

陈东阳

摘要：本文针对丛式井井网加密中“老井侧钻”存在的问题，提供了一种丛式井侧钻绕障水平井优化设计方法。所提方法更新了丛式井侧钻绕障水平井设计约束条件，确立了丛式井侧钻绕障水平井设计目标函数，并构建了丛式井侧钻绕障水平井设计优化模型。该优化设计方法既避免了传统方法的反复验算，又提供了最优的绕障距离，值得深思和推广。

关键词：丛式井;侧钻绕障水平井;井眼轨道;设计优化

引言

“老井侧钻”是丛式井井网加密的常用方法，对于油田采收率的提高有着重要的意义。但是，随着“老井侧钻”数量的急剧增加，传统基于二维定向井的绕障井设计方法，不仅计算繁琐、工作量大，而且不能提供最优轨道，已经越来越不能适应钻井要求，急需一种更加有效的设计方法。[1]本文据此出发，在原有设计方法基础上，基于三位水平井和井眼轨道设计方法，提出一种侧钻绕障水平井优化设计，以期为相关从业人员提供一定的帮助。

1.丛式井侧钻绕障水平井设计约束条件

丛式井侧钻绕障水平井在石油工业中起着重要作用，使复杂地表条件下的油气田开发成为可能。在丛式井侧钻绕障水平井设计中，应注意以下几个问题：井距和井干扰; 同时作业和碰撞控制;等等与丛式井侧钻绕障水平井日常作业有关的问题。其中，设计轨道与障碍物之间的最近距离是需要重点关注的问题，同时，也是丛式井侧钻绕障水平井设计的首要约束条件。[2]在丛式井侧钻绕障水平井设计开发过程中，为了保证设计轨道与障碍物之间的最近距离大于安全防撞距离，单位向量是识别和量化丛式井侧钻绕障水平井内，观察到的设计轨道与障碍物之间的距离，同时绕障轨道到障碍物轴线距离的最佳表达。为此，引入了多段井方法，将井按照与管接头连接的管段（井段）顺序离散，利用常规的双重孔隙度、双重渗透率和多重互作连续体方法对裂缝性储层进行模拟的二次扩展。具体如下所示：

——设计轨道的最大偏差;

——第i井段的最大井斜变化率;

——第i井段的最大方位變化率;

——第i井段的井眼曲率;

——第i井段的最大井眼曲率;

Lmin——第i井段的最小段长;

Lmax——第i井段的最大段长;

dmin——安全绕障距离;

d——设计轨道到障碍物轴线的距离。

4.结论

综上所述，本文所提方法作为丛式井侧钻绕障水平井设计模式的最优模型，特别在于它在建模局部模式中的用途，了解丛式井侧钻绕障水平井的绕障机制。在这种情况下，方程不再是梯度而是具有复系数，以作为丛式井侧钻绕障水平井的最佳解决方案。

参考文献

[1]王建民，方志学，王明.海洋钻井浅层侧钻施工实践与认识[J].化工管理，2021（32）：182-183.DOI：10.19900/j.cnki.ISSN1008-4800.2021.32.086.

[2]罗康杰，陈克林，李树民.江西省弋阳铜矿陀螺仪与偏心楔定向侧钻绕障技术实践[J].世界有色金属，2020（11）：207-208.

[3]王志月. 页岩气丛式水平井井眼轨道优化设计理论和方法研究[D].中国石油大学（北京），2018.DOI：10.27643/d.cnki.gsybu.2018.000121.