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(shí)現(xiàn)安全快速鉆進(jìn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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?，都會帶來巨額的經(jīng)濟(jì)損失，其主要表現(xiàn)有：需要投資對破損的生產(chǎn)井套管進(jìn)行修補(bǔ)；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(jìn)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(jìn)之前或之中，對各井眼的空間關(guān)系及運(yùn)動趨勢做出預(yù)測，進(jìn)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(shí)意義，而對已有井眼軌跡與待鉆井眼軌跡進(jìn)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(jìn)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(jìn)行科學(xué)決策的基礎(chǔ)。2.1掃描方法種類及特點(diǎn)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(shí)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(zhǔn)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(biāo)，東西為Y坐標(biāo)，垂深為Z坐標(biāo)，取基準(zhǔn)軌跡上任一點(diǎn)P，以D為半徑做一球面，由于設(shè)計軌

5、道和實(shí)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(diǎn)最近距離點(diǎn)為C，P位于A，B為端點(diǎn)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(dāng)PC兩點(diǎn)最近時，必然滿足線段PC垂直與C點(diǎn)處得切線，由垂直向量積為零得：（22）ccctt()t0PCCPAPACrrrrrr????????????????????????