张洪宁,张建龙,覃德彪， 尹 强,袁 辉

(1页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室 2中国石化石油工程技术研究院 3中石化华北石油工程公司 4中石化胜利石油工程有限公司 5中石化经纬有限公司)

0 引言

在定向井及水平井钻井中，待钻井眼轨道的优化设计对精准中靶和优快钻井至关重要。目前涉及待钻井眼轨迹设计的基础方法主要有斜面法[1]、三维几何分析法[2]、简化方法[3]、无约束最优化方法[4]等，上述方法在设计过程中通常以最短井段或最小摩阻/扭矩为设计目标[5- 6]。但在工程实际中，井段最短或摩阻/扭矩最小，并不一定代表该设计轨道是最优的，井眼轨道设计的最终工程目标应是在满足钻井工程要求(如能否满足套管下入要求、摩阻扭矩、螺杆造斜能力等)的前提下，实现优快钻井。现有方法不仅在最优目标的选取上值得商榷，在工程适用性上，设计过程中经验性和随机性也较强,通用性和科学性均有待提升。

为此，本文在待钻井眼轨道设计时分段考虑了机械钻速的影响，以最短钻进时间为优化设计目标，建立了基于钻速预测的待钻井眼轨道设计方法，该方法可根据组合剖面的类型确定最优轨道设计参数，以保证设计出的待钻井眼轨道更利于优快钻井，更符合工程实际。

1 基础数学模型

在待钻井眼轨道设计时考虑机械钻速的影响，首先需预测螺杆钻具的造斜能力，确定滑动定向钻进和复合钻进的比例。为此，利用……