井眼軌跡防碰計算模型研究

1、1井眼軌跡防碰計算模型研究井眼軌跡防碰計算模型研究摘要摘要：井眼防碰是實現(xiàn)安全快速鉆進的前提，精確的防碰掃描是避免井眼相碰的基礎(chǔ)。本文結(jié)合現(xiàn)場實際總結(jié)了3D最近距離掃描、法面掃描、水平面掃描的優(yōu)缺點及適用性，建立了各掃描方式的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)各模型特點給出了模型求解方法，有助于加深現(xiàn)場技術(shù)人員對防碰掃描的理解，為現(xiàn)場工作提供幫助。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：3D最近距離法面掃描水平面掃描適用性1.1.研究目的意義研究目的意義隨著油田勘探程度的提高，

2、很多老油田進入加密井開發(fā)階段，加密井的不斷增多，使井距越來越小，因此導(dǎo)致井眼相碰的事件時有發(fā)生。在鉆井作業(yè)過程中，引起井眼碰撞的原因多種多樣但無論是因哪一種原因?qū)е碌木巯嗯觯紩砭揞~的經(jīng)濟損失，其主要表現(xiàn)有：需要投資對破損的生產(chǎn)井套管進行修補；正常鉆井作業(yè)中斷，恢復(fù)生產(chǎn)需要注水泥封固下部井眼，由此導(dǎo)致進尺的報廢以及作業(yè)時間的增加；鉆井液漏失，造成生產(chǎn)成本增加；若被碰井為生產(chǎn)井，則會影響油井產(chǎn)量甚至導(dǎo)致油井報廢。雖然防碰問題已引起足

3、夠的重視，但仍常發(fā)生井眼相碰的事件。因此，在可能存在井眼碰撞井的鉆進之前或之中，對各井眼的空間關(guān)系及運動趨勢做出預(yù)測，進而采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，盡量避免因各種原因?qū)е碌膬删嗯?，具有非常重要的現(xiàn)實意義，而對已有井眼軌跡與待鉆井眼軌跡進行防碰掃描則是避免井眼相碰的基礎(chǔ)，因此展開這方面的研究意義重大。2.2.井眼防碰數(shù)學(xué)模型井眼防碰數(shù)學(xué)模型常用確定井眼間距離的防碰掃描方法三種，3D最近距離掃描，法面掃描及水平面掃描，正確的進行防碰掃描可在鉆井

4、過程中有效的預(yù)防井眼碰撞，是進行科學(xué)決策的基礎(chǔ)。2.1掃描方法種類及特點1）3D最近距離掃描法最近距離法能夠計算得到給定位置處得實際最近距離，如圖1所示。由于這種方法正確反映了兩井眼在空間位置的對比關(guān)系。因此，這種方法在井眼防碰中應(yīng)用較多。3基準井比較井圖3水平面掃描示意圖水平面掃描示意圖2.23D最近距離計算模型1）最近距離計算如圖4所示，以南北為X坐標，東西為Y坐標，垂深為Z坐標，取基準軌跡上任一點P，以D為半徑做一球面，由于設(shè)計軌

5、道和實鉆軌跡都是連續(xù)光滑的空間曲線，所以隨著半徑D的變化，可以找到一個球面與比較井相切，設(shè)定比較井中距P點最近距離點為C，P位于A，B為端點的井段上，則由矢量關(guān)系得：圖4臨井最近距離計算原理圖臨井最近距離計算原理圖ACPAPCPCrrrrrr?????)(（21）當PC兩點最近時，必然滿足線段PC垂直與C點處得切線，由垂直向量積為零得：（22）ccctt()t0PCCPAPACrrrrrr????????????????????????