基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法，其包括以下步骤：表征并反演待钻井的地层自然造斜规律，得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；用工具造斜率和工具面角来表征钻具的定向造斜特性；基于地层井斜率、工具造斜率和工具面角来预测井眼轨迹的井斜变化率和井斜角；基于地层方位率、工具造斜率、工具面角以及井斜角来预测井眼轨迹的方位变化率和方位角。本发明专利技术的基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测技术能定量预测任一井深处的井斜角、方位角、井斜变化率、方位变化率等井眼轨迹参数及其变化情况，普遍适用于各种导向钻井方式和井眼轨迹模型，解决了目前只能定性预测井眼轨迹等问题。

Prediction method of well trajectory based on formation and drilling characteristics

【技术实现步骤摘要】
基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法
本专利技术涉及油气井工程领域，具体说涉及一种基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法。
技术介绍
自上世纪50年代以来，定向钻井技术从几何导向和滑动导向钻井发展到地质导向和旋转导向钻井，已成为提高勘探成功率、储层钻遇率和开发采收率的重要技术手段。然而，数十年来，井眼轨迹预测技术却没有新突破，已明显滞后于钻井技术发展及需求。现有的井眼轨迹预测技术是：首先，基于钻具组合力学特性分析，计算出钻头侧向力、钻头倾角等参数；然后，再基于钻头与地层的相互作用模型，计算出三维钻速，并据此预测井眼轨迹的平衡井斜角和平衡方位角(白家祉,苏义脑.井斜控制理论与实践.北京:石油工业出版社,1990；高德利,刘希圣,徐秉业.井眼轨迹控制.山东东营:石油大学出版社,1994)。然而，平衡井斜角和平衡方位角只是井眼轨迹的发展趋势，并非所能钻达的井斜角和方位角。换句话说，当继续钻进时，井斜角和方位角将趋近于平衡井斜角和平衡方位角，却不能真正达到这种平衡状态，况且随着井深增加平衡状态将不断变化。总之，现有技术只能定性预测井眼方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n表征并反演待钻井的地层自然造斜规律，得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；/n用工具造斜率和工具面角来表征钻具的定向造斜特性，其中所述工具造斜率用于表征造斜能力，所述工具面角用于表征工具姿态；/n基于所述地层井斜率、所述工具造斜率和所述工具面角来预测井眼轨迹的井斜变化率和井斜角；/n基于所述地层方位率、所述工具造斜率、所述工具面角以及所述井斜角来预测井眼轨迹的方位变化率和方位角。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
表征并反演待钻井的地层自然造斜规律，得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；
用工具造斜率和工具面角来表征钻具的定向造斜特性，其中所述工具造斜率用于表征造斜能力，所述工具面角用于表征工具姿态；
基于所述地层井斜率、所述工具造斜率和所述工具面角来预测井眼轨迹的井斜变化率和井斜角；
基于所述地层方位率、所述工具造斜率、所述工具面角以及所述井斜角来预测井眼轨迹的方位变化率和方位角。


2.如权利要求1所述的基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法，其特征在于，在表征并反演待钻井的地层自然造斜规律的步骤中，用所述地层井斜率和所述地层方位率来表征地层各向异性对井眼轨迹的影响，基于邻井实钻资料反演得到所述地层井斜率和所述地层方位率：



式中：L为井深，单位：米；κα为井斜变化率，(°)/30米；κφ为方位变化率，(°)/30米；下标f表示地层。


3.如权利要求2所述的基于地层和钻具特性的井眼轨迹预测方法，其特征在于，在用工具造斜率和工具面角来表征钻具的定向造斜特性的步骤中，基于钻井工艺的实施方案来...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘修善，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11