页岩气大型丛式井三维轨道优化设计模型

Optimal Design Model of 3-D Wellbore Trajectory for Large-scale Cluster Wells for Shale Gas

顾岳 高德利（中国科学院院士） 杨进 刁斌斌 胡德高 聂帅帅

GU Yue GAO Deli YANG Jin DIAO Binbin HU Degao NIE Shuaishuai

我国海相页岩分布在山地、丘陵等复杂地区，要想高效绿色开采这些页岩气资源，大型丛式水平井成为了必然选择。文章结合页岩气钻采作业平台井口布局方式，建立页岩气丛式井最外侧井的井眼轨道多目标优化模型，其目标函数综合考虑了井眼轨道的势能、总长度及侧向位移这三个因素，其中井眼轨道侧向位移最大化可以满足丛式水平井大型化的实际需求。基于重庆涪陵页岩气田现场的丛式水平井数据，通过对井眼轨道多目标优化模型与传统的单目标优化模型的优化结果进行对比分析可以得知，文章建立的井眼轨道多目标优化模型能够让三维井眼轨道在较小的井眼轨道势能和长度条件下，侧向位移达到最大。研究结果表明，考虑井眼轨道侧向位移的多目标优化模型可以定量预测页岩气钻采作业平台的最大水平井布井数量，并且能更好地满足山区、丘陵等复杂地区页岩气田开采降本增效、环境保护和节约用地的实际需求。