于凡，黄根炉，韩志勇，倪红坚，李菁，李伟

（1.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛 266580；2.中国石油大学（华东）非常规油气开发教育部重点实验室，山东青岛 266580；3.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依 834000；4.中国石化经纬有限公司地质测控技术研究院，山东青岛 266075）

0 引言

井眼轨道设计是钻井工程设计的一部分，是井眼轨迹控制的重要依据，一段理想且能够满足钻井要求的井眼轨道既是保证后续采油生产或完井等措施顺利进行的前提，也是减少钻井事故、提高单井产量的关键。20世纪 50年代以来，随着定向井技术的广泛使用，与各类型定向井配套的井眼轨道设计方法不断被提出[1-10]。在现有的井眼轨道设计方法中，无论是二维井眼轨道或三维井眼轨道，设计段内的井眼轨道均被假设成由一种或几种特定形状的数学曲线组成[11]。此种假设的优势是基于这些曲线的数学表达式易于求解，能够快速适应不同的设计要求。

钻柱上存在的摩阻和摩扭矩是由于钻柱和井壁产生的接触正压力所导致，其对钻井施工的影响体现为：井眼轨迹控制难度大；起下钻时钩载过大，可能导致起钻遇卡、下钻遇阻；旋转钻进下摩扭矩过大，引起钻柱疲劳受损；滑动钻进钻速低，严重影响作业效率；因托压而导致钻柱在井眼内发生屈曲，钻压不能有效施加，井眼的延伸能力受限[12-13]。因此，减小钻柱在井眼中的摩阻和扭矩有利于降低定向井施工难度。然而，目前常用的井眼轨道类型（如斜面圆弧[14-16]、圆柱螺线[17-18]、自然曲线[19-20]等）未能考虑钻柱的力学特性，在井眼轨道优化设计中所采用的降摩减扭措施只是对现有井型参数的优选。……