(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211021868.0 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 中国石油大 学(北京) 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 金衍　卢运虎　陈勉　黄根炉　 刘洪涛　陈浩东　张伟国　周波　 刘和兴　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 唐民 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 水平井的水平段极限长度的设计方法 (57)摘要 本发明公开一种水平井的水平段极限长度 的设计方法， 设计方法包括： 根据井区的井眼轨 迹变化规律对 预设井眼轨道进行实钻化处理， 以 得到预测井眼轨迹， 将多个已钻井的用于评价地 层泥质含量的参数的平均值代入用于评价地层 泥质含量与摩阻系数的相关性的第一关系模型 中， 以得到预测摩阻系数， 根据预测井眼轨迹和 预测摩阻系数确定待预测水平井的预测动静摩 阻系数比， 并根据预测动静摩阻系数比选取相应 的摩阻系数与水平段极限长度的第二关系模型， 从而可以将预测摩阻系数代入第二关系模型中 以确定待预测水平井的水平段极限长度， 则通过 对预设井眼轨道进行实钻化处理， 并模拟实钻工 况下的水平井所受的摩阻制约， 从而能够满足实 钻约束。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115438404 A 2022.12.06 CN 115438404 A 1.一种水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特 征在于， 所述设计方法包括： 根据勘探数据确定待预测水平井的预设井眼轨道； 根据所述待预测水平井的所在井区的井眼轨迹变化规律对所述预设井眼轨道进行实 钻化处理， 以得到所述待预测水平井的预测井眼轨 迹； 获取所述井区用于 评价地层泥质含量与摩阻系数的相关性的第一关系模型； 将所述井区中多个已钻井的用于评价地层泥质含量的参数的平均值代入所述第一关 系模型中， 以得到所述待预测水平井的预测摩阻系数； 根据所述预测井眼轨迹和所述预测摩阻系数确定所述待预测水平井的预测动静摩阻 系数比； 获取所述井区的摩阻系数与水平段极限长度的第二关系模型； 根据所述预测动静摩阻系数比选取相应的所述第 二关系模型， 并将所述预测摩阻系数 代入所述第二关系模型中以确定所述待预测水平井的水平段极限长度。 2.根据权利要求1所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征在于， 所述根据 所述待预测水平井的所在井区的井眼轨迹变化规律对所述预设井眼轨道进 行实钻化处理， 以得到所述待预测水平井的预测井眼轨 迹包括： 在所述井区内选择多个所述已钻井的井眼轨 迹和测井数据； 根据每个所述已钻井的井眼轨迹和测井数据对任意一个基准测井段的井眼轨迹曲折 度进行计算； 对多个所述已钻井的所述井眼轨迹曲折度进行统计分析， 以确定所述井眼轨迹变化规 律； 根据所述井眼轨迹变化规律对所述预设井眼轨道进行实钻化处理， 以得到所述待预测 水平井的预测井眼轨 迹。 3.根据权利要求2所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征在于， 所述井眼 轨迹曲折度的计算特征参数为井眼曲率矢量变化率， 所述基准测井段的井眼曲率矢量变化 率的计算公式为： 式中， Gi是指第i个基准测井段的井眼曲率矢量变化率， °/300m2； Ki、 Ki+1分别为第i个基 准测井段和第i +1个基准测井段的平均井眼曲率， °/30m2； ωi,i+1为第i个基准测井段和第i + 1个基准测井段所在平 面法线方向的夹角， °； ΔL为第i个基准测井段和第i +1个基准测井段 的两个测井段的平均段长， m。 4.根据权利要求3所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征在于， 所述对多 个所述已钻井的所述井眼轨 迹曲折度进行统计分析， 以确定所述井眼轨 迹变化规律包括： 计算每个所述已钻井的所述井眼曲率矢量变化率分别在直井段、 造斜段和水平段的标 准差； 将多个所述已钻井在同一井段的所述标准差进行加权平均， 以确定所述井眼轨迹变化 规律。 5.根据权利要求4所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征在于， 根据 所述权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438404 A 2井眼轨迹变化规律对所述预设井眼轨道进 行实钻化处理， 以得到所述待 预测水平井的预测 井眼轨迹包括： 根据加权平均后的所述标准差生成符合正态分布并且平均值为0的井眼曲率矢量变化 率； 根据预设修正公式、 所述井眼曲率矢量变化率和所述预设井眼轨道生成所述预测井眼 轨迹， 其中， 所述预设修 正公式为： 式中， 为修正后第i个点的井斜角， ( °)； ai为修正前第i个点的井斜角， ( °)； Gj为符合 正态分布的井眼曲率矢量变化率， °/300m2； ΔLj、 ΔLj‑1分别为第j个和第j ‑1个基准测井段 的长度。 6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征 在于， 所述获取所述井区用于评价地层泥质含量与摩阻系数的相关性的第一关系模型之 前， 还包括： 根据多个所述已钻井的井眼轨迹和钻井数据进行反演计算， 以得到裸眼段在不同区段 内的最大动摩阻系数； 计算多个所述已钻井的裸眼段在同一区段内的平均自然伽马的自然对数； 根据所述平均自然伽马的自然对数和所述最大动摩阻系数对地层泥质含量与摩阻系 数进行相关性分析， 以得到所述第一关系模型。 7.根据权利要求1至5中任意一项所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征 在于， 所述根据所述预测井眼轨迹和所述预测摩阻系数确定所述待预测水平井的预测动静 摩阻系数比包括： 根据所述预测井眼轨迹和所述预测摩阻系数计算得到所述待预测水平井的预测最大 动摩阻； 根据所述预测最大动摩阻和动静摩阻的最优临界值原则确定所述待预测水平井的预 测动静摩阻系数比。 8.根据权利要求1至5中任意一项所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征 在于， 所述获取 所述井区的摩阻系数与水平段极限长度的第二关系模型之前还 包括： 根据多个所述已钻井在出现托压情况前后的大钩载荷的差值分别确定各个所述已钻 井的动静摩阻系数比； 在属于同一动静摩阻系数比的情况下， 根据 所述已钻井的摩阻系数和水平段实测长度 建立所述第二关系模型。 9.根据权利要求1至5中任意一项所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特征 在于， 所述设计方法还 包括： 在所述待预测水平井的甜点与靶点的数量在三个以上且不共线时， 所述所述待预测水 平井的水平段极限长度还需要减去不共线的多靶点 折算的水平段长度。 10.根据权利要求1至5中任意一项所述的水平井的水平段极限长度的设计方法， 其特权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438404 A 3