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龙图腾网获悉中国石油天然气股份有限公司申请的专利一种三维水平井井眼轨道设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118547989B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211424649.7，技术领域涉及：E21B7/04；该发明授权一种三维水平井井眼轨道设计方法是由王国娜;张海军;孙景涛;陈斐;王立辉;张高峰;秦飞翔;曲大孜;曲永林;李辉;程荣升;张巍;张军;杨金奎;李晓祥;张兵设计研发完成，并于2023-02-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三维水平井井眼轨道设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种三维水平井井眼轨道设计方法，包含三维水平井偏移比计算、三维水平井轨道全局最优评价因子的设定、最优轨道类型的快速判定、轨道参数精细优化。本发明形成的三维水平井轨道设计方法，可提高三维水平井设计效率及其科学性，起到降低钻井工程难度，减少钻井成本目的，满足油田效益开发，具有较大推广应用意义。

本发明授权一种三维水平井井眼轨道设计方法在权利要求书中公布了：1.一种三维水平井井眼轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤： A.依据待设计井口、靶点坐标，进行偏移距、靶前距计算，引入评定因子偏移比K，计算评定因子偏移比： K＝DP1 式中，K—偏移比，偏移距与靶前距的比值；D—靶前距；P—偏移距； 依据储层甜点发育、井场地理条件、工程实施难度，多部门协同确定井口坐标Lx,y、入窗点坐标TAxa,ya、入窗点垂深HA，末端点坐标TBxb,yb，末端点垂深HB，根据地质需求在TA、TB间设置若干控制点TC、TD、TE至TN，TC、TD、TE至TN与TA、TB设计方位线保持一致，偏差依据储层发育情况及钻井工程允许水平井段调整范围而定；井口所在铅垂线到水平段设计方位延长线的垂直距离为偏移距P，第一个靶点TA与井口铅垂线的距离为靶前距D，依据A给定井口、靶点坐标，进行偏移距、靶前距计算； B.建立轨道全局最优评价标准 B1.建立理想轨道模型，求得其定向施工难度指数、定向段总进尺、设计总进尺、计算钻柱所受最大拉力和所受最大扭矩； B2.设定轨道全局评价因子： G＝SEP×a1×TC+a2×TOR+a3×FD+a4×DDI+a5×MD2 式中，G—轨道全局评价因子； SEP—安全因子，定义轨道满足安全钻进条件取值1，否则取值0； TC—抗拉因子，定义为设计轨道钻柱最大拉力理想轨道钻柱最大拉力； TOR—抗扭因子，定义为设计轨道钻柱所受最大扭矩理想轨道钻柱所受最大扭矩； DDI—施工难度指数，定义为设计轨道定向难度理想轨道定向难度； FD—定向因子，定义为设计轨道总定向进尺理想轨道总定向进尺； MD—进尺因子，定义为设计轨道总进尺理想轨道总进尺； a1、a2、a3、a4、a5—权重系数，a1+a2+a3+a4+a5＝1，结合油田、区块、油藏特征依据各因子重要性赋值； 在G不为0前提下，比较各设计轨道G的取值，取值最小为最优为评价标准； C.确定最优轨道类型 C1.利用轨道设计软件，依据A中待设计井口、靶点坐标，设计三种三维水平井主力优势轨道类型： 1双增轨道：包含直井段--造斜井段--稳斜井段--增斜井段--水平井段，其中造斜井段--稳斜井段--增斜井段存在方位变化； 2九段制三维轨道：包含直井段--第一造斜井段--稳斜井段--降斜井段--垂直井段--第二造斜井段--稳斜井段--增斜井段--水平井段，其中第二造斜井段--稳斜井段--增斜井段--水平井段存在方位变化； 3双二维轨道：直井段--第一造斜井段--稳斜井段--垂直井段--第二造斜井段--水平井段，其中第二造斜井段--水平井段不存在方位变化； 对a1、a2、a3、a4、a5权重系数进行人工赋值，分别计算三种设计轨道全局最优评价因子：G双增、G双二维和G九段制； C2.对于双增轨道进行最优轨道类型判定 C21.设计的双增轨道如果满足安全钻进条件，SEP取值为1，继续C22步骤；如果不满足安全钻进条件，SEP取值为0，继续下述C3步骤； C22.依据步骤A计算三维水平井靶前距D，根据钻机最大载荷、钻井过程管柱所受摩阻扭矩和套管下入要求，判定靶前距D充足，则双增轨道具备可实施性，进入C23步骤；如果判定靶前距D不充足，则双增轨道不具备可实施性，进入C3步骤； C23.依据C1计算的G双增、G双二维和G九段制，如果比较得出G双增﹤G双二维和G九段制，则判定双增轨道为最优轨道类型，若不是，则双增轨道排除为最优轨道类型，进入步骤C3； C3.对于双二维轨道为最优轨道类型判定 C31.根据钻机设备能力、油藏目的层垂深、现场造斜工具允许设计最大全角变化率Dog-legmax、现场使用钻井液性能和所选套管柱型号共同确定Ka和Kb值； C32.设计的双二维轨道满足安全钻进条件，SEP取值为1，继续C33步骤，如果不满足安全钻进条件，则判定SEP取值为0，继续C4步骤； C33.依照A步骤中计算的K值，判断其是否在Ka＜K＜Kb区间，若判断为是，则进入C34步骤；若判断为否，则继续C4步骤； C34.依据步骤C1计算的G双二维和G九段制，如果比较得出G双二维﹤G九段制，则判定双二维轨道为最优轨道类型，若不是，进入步骤C1，重新调整a1、a2、a3、a4、a5权重系数重新计算，直至满足G双二维﹤G九段制，判定双二维轨道为最优轨道类型； C4.对于九段制三维轨道的最优轨道类型判定 C41.设计的九段制三维轨道满足安全钻进条件，SEP取值为1，继续C42步骤；如果不满足安全钻进条件，则判定SEP取值为0，说明待设计井不具备实施条件，要求地质部门及建设方调整井口和靶点坐标重新自步骤A进行设计； C42.依据步骤C1中计算的G双二维和G九段制，如果比较得出G九段制﹤G双二维，则判定九段制三维轨道为最优轨道类型；若不是，进入步骤C1，重新调整a1、a2、a3、a4、a5权重系数，直至满足G九段制﹤G双二维，判定九段制三维轨道为最优轨道类型； D.按照步骤C判定的最优轨道类型，结合油藏特征、井身结构,与邻井防碰关系、套管下入难度进行轨道参数精细优化，确定造斜、增斜、降斜位置、全角变化率、井斜角，完成三维水平井井眼轨道设计。

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