空间圆弧曲线预测井眼轨迹

摘 要 影响井眼轨迹的主要因素有地质特性、钻具组合结构、井眼轨迹几何形状、钻井工艺参数等。在钻井过程中，预测是控制的基础，如果没有精确的井眼轨迹参数预测，就不可能实现准确的井眼轨迹控制。

关键词 井眼轨迹预测 井眼轨迹控制 中把分析

中图分类号：TE243 文献标识码：A

1 定向井施工现场井眼轨迹预测与控制技术

1.1 井眼延伸方向的预测

（1）井眼轨迹预测的内涵。在钻井施工中，井眼轨迹预测的实质就是预测井眼的延伸方向。（2）井眼轨迹预测依据。由力学可知，力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态包括速度（就钻井而言主要指机械钻速的大小）、方向，钻井上主要是指井斜角和井斜方位角（或井斜变化率和井斜方位的变化率）。

1.2 井眼轨迹控制原则

井眼轨迹控制就是在钻井施工过程中通过一定的手段使实钻井眼轨迹尽量能符合设计的井眼轨道最终保证中靶的过程。通过运用控制理论对井眼轨迹控制分析可知，目前的井眼轨迹控制系统是一个开环的人工控制系统，其具体内容为：控制对象――钻头；被控制量――井斜角和井斜方位角（或井斜变化率和井斜方位变化率）；给定量―井眼轨道参数（最大井斜角、闭合方位角、规定靶区）和给定的地层特性；操作量（控制量）―BHA结构、钻压、转盘转速、排量和工具面角等；扰动量―地层产状误差、井壁不规则性、岩石不均匀性、岩性分布变化、井底工况及其他随机因素（如井塌、断层等）。由此可以看出，井眼轨迹控制是一项多目标，多扰动的复杂动态控制过程。

2 定向井中靶分析

2.1 基本假设和相关公式

空间圆弧曲线是三维定向井轨道设计的最优曲线，在相同的设计条件下，井眼曲率最小，设计长度最短。在实际定向井的井身轨迹设计中，大部分采用空间圆弧曲线。

因此，可以根据式（10）直接判断预测轨迹与靶水平面是否有交点。需要说明的是，这里提出的几何模型是一个理想模型，在具体应用时需要结合钻具组合和地层情况等进行综合分析，以便对井眼轨迹进行更切合实际的控制。

参考文献

[1] 王清江，等.定向井井眼轨迹预测与控制技术[J].钻采工艺，2008（7）.