近靶纠偏轨道设计问题的解析解.pdf

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1、2009年5月探矿工程(岩土钻掘工程)近靶纠偏轨道设计问题的解析解申大媛(中国石油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010)摘要：在钻井监测过程中，当前井底接近目标点时，纠偏轨道一般采用“线段一圆弧”形式来设计。建立了近靶轨道设计的数学模型，对4种求解组合给出了数学模型的解析解。阐述了解析解的一个应用：绘制解析解曲线图能够帮助计算机软件使用者做出更加合理的纠偏轨道设计。实际算例表明，解析解能够准确、快速地给出近靶纠偏轨道的设计方案，对于指导钻井监测工作有一定的指导意义。关键词：井眼轨道；纠偏设计；圆弧；钻井；解析解中图分类

2、号：TE243文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)05—0025—04AnalyticSolutionofApproachTargetRectificationTrajectoryDesign／SHENDa—yuanfE&DResearchInstituteofLiaoheOilfieldCompanyofPetroChina．PanjinLiaoning124010，China)Abstract：Intheprocessofdrillingmonitoring．whenwellbottomapproachest

3、hetargetpoint，rectificationtrajectoryisgen—eralydesignedwith‘linesegment—aremethod’．Themathematicmodelhasbeenestablished，andanalyticsolutionsofmathematicmodelaregivenfor4solvingcombinations．Oneapplicationofanalyticsolutionsisillustrated：drawinggraphicsofanalyticsoluti

4、onscanenabletheuserofcomputersoftwaretodesignrectificationtrajectoryrationally．Actualcalculatedcasesindicatedthataccuraterectificationtrajectorycouldbequicklydesignedbyanalyticsolutions，whichhasguidingsig—nificmleeindrivingmonitoring．Keywords：trajectory；rectificationd

5、esign；arc；drilling；analyticsolution在实际钻井过程中，如果实钻井眼轨迹偏离设1数学模型计井眼轨道，就要进行纠偏轨道设计，以保证后续钻假设：井眼轨道由2个井段组合而成，第一段为进能够钻达目标点。在MWD系统中，随时给出纠线段，第二段为圆弧。两个井段在公共点相切，并且偏轨道设计、提供钻进调整控制参数也是一项基本井眼方向一致。的功能。约定：井段依次标记为井段1和井段2，井段端在进行纠偏轨道设计时，已知当前井底参数：井点依次标记为端点0、端点1和端点2；井段或端点深、井斜角、方位角和空间坐标等，这些参数可

6、以根的参数标以相应的下标；公式中具有长度量纲的参据实钻测斜数据计算而得¨。纠偏轨道的初始点数其单位为113，角度的单位为弧度，井眼曲率单位为为当前井底，结束点为要钻达的目标点。纠偏轨道弧度／m。由多段空间曲线连接而成。每个井段的曲线类型可近靶纠偏轨道设计问题所满足的方程组如以是线段、空间圆弧、圆柱螺旋曲线、自然曲线等，而下：线段和空间圆弧是最常用的曲线类型。AX=l0AL1+(Z0+f2)A2(1)在当前井底接近目标点时，由于距离目标点比AY=，n0△1+(m0+，扎2)A2(2)较近，可供轨迹调整的机会减少，可以使用只用“线AZ

7、=nO△￡l+(no+n2)A2(3)段一圆弧”型的设计轨道。尽管是三维轨道设计问A2=R2tan(2／2)(4)题，但是由于线段与圆弧以及目标点在同一个空间COSoO2=loZ2+mom2+non2(5)斜平面上，根据二维设计问题可以解析求解的结f2+m2+n2=1(6)论推测，近靶轨道设计问题也可以求出解析解。式中：AX、AY、△z——目标点位移；R——圆弧半本文对近靶轨道设计问题进行了研究，对4种求解径；——圆弧的弯曲角；A2——临时变量；f、m、组合给出了问题的解析解；并介绍了解析解在协助凡i——端点i(：0，1，2)处的

8、井眼方向，由下式计纠偏轨道设计方面的应用。算：收稿日期：2008—12—09作者简介：申大媛(1964一)，女(汉族)，河北丰润人，中国石油辽河油田公司勘探开发研究院工程师，石油地质勘探专业，从事石油地质综合研究工作，辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街9