[發明專利]一種基于空間圓弧曲線的三維水平井軌道設計方法

有效

• 申請號: 201910299647.1
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110009735B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 李偉峰;曾召慶;王艷;金永輝;于小龍;楊全枝;余海棠;何亞彬;封宇航
• 申請（專利權）人: 延長油田股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.基于空間圓弧曲線的三維水平井軌道設計方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、確定造斜點z、穩斜段起點c、穩斜末端d，確定水平段靶點a和靶點b的相對坐標和垂深，計算水平段井斜角α和水平段方位角

步驟2、計算靶前距，并根據靶前距估算不含穩斜段的全角變化率γ；

步驟3、計算雙增斜井眼曲率γ_zc和γ_da；

步驟4、計算圓弧段zc的垂深增量ΔH_zc、圓弧段zc的南北坐標增量ΔN_zc、圓弧段ZC的東西坐標增量ΔE_zc；

步驟5、計算圓弧段da的垂深增量ΔH_da、圓弧段da的南北坐標增量ΔN_da、圓弧段da的東西坐標增量ΔE_da；

步驟6、已知從造斜點至a點的垂深增量△H_za、東西坐標增量△E_za、南北坐標增量△N_za，得到以下公式：

ΔH_zc+ΔL_cdcosα_cd+ΔH_da＝△H_za (19)

步驟7、聯立求解步驟3、步驟4、步驟5和步驟6得到的公式，求得ΔL_zc、ΔL_cd、ΔL_da、

步驟8、根據步驟7得出的參數，借助輔助成圖軟件，分析設計軌跡的合理性，如取值不合理，可進一步根據經驗調整γ_zc和γ_da，再次重復上述計算步驟。

2.根據權利要求1所述基于空間圓弧曲線的三維水平井軌道設計方法，其特征在于，所述步驟1中水平段井斜角α的計算公式如下：

公式1)中，H_b為靶點b的垂深，H_a為靶點a的垂深,N_b為b點的南北坐標；N_a為a點的南北坐標；E_b為b點的東西坐標；E_a為a點的東西坐標；

所述步驟1中方位角的計算公式如下：

當N_b＝N_a，但E_bE_a，則反之

3.根據權利要求1所述基于空間圓弧曲線的三維水平井軌道設計方法，其特征在于，所述步驟2中靶前距S_Oa計算公式為：

S_oa＝(ΔE_oa²+ΔN_oa²)^0.5 (4)

公式4)中，ΔE_oa為oa段的東西坐標增量，ΔN_oa為oa段的南北坐標增量；

所述步驟2中全角變化率γ的計算步驟如下：

根據公式5)，估算空間曲線的全角變化率為：

4.根據權利要求1所述基于空間圓弧曲線的三維水平井軌道設計方法，其特征在于，所述步驟3中井眼曲率γ_zc和γ_da的計算規則分別如下：

當需要實現壓低造斜點時：

公式7)中，ΔL_zc為第一增斜段的長度；

公式8)中，ΔL_da為第二增斜段的長度；

當需要采取普通的雙增軌道設計時：

公式11)中，α_oz為oz段的井斜角，且α_oz＝0；α_cd為穩斜段cd的井斜角，為穩斜段cd的方位角；為oz段的方位角；

公式12)中α_da圓弧da段的井斜角,且α_da＝α。