【石油天然气行业标准(SY)】 丛式井整体设计方法

中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5505—-92
从式并整体设计作法
1992-11-03发布
中华人民共和国能源部
1993-04-01实施
中华人民共和国石油天然气行业标准丛式并整体设计作法
SY/T6505-92
1主题内容与适用范宦
本标准规定了从式并开发平台设置总体规划方法、单平台丛式井设计方法和丛式井组中各单并井身剖面的设让原则与方法。
本标准适用于陆上油田丛式并的开发。海上油迅可参照使用。2号1用标准
SY/T5435两维常规定向轨道设计和轨迹绘图作法3平台设置总体规划
数学模型
ti·fi(Siu)+
(i=1,2,.,m-)
(j=1,2,,np)
与丛式开发相美的段资总值，万元式中：2-　
n一在区块开发中布置的平台个数，个；—-丛式井开发区块总的并数，口：i-—-0—1变量
（1第1口并分配在第号评台上钻进：1。第口井不在第j号平台上进，S——第号平台上第号的水平位移，mh(i=1,2，n)——第井日标点的垂深，mC
f（Si，h:）—定问并钻并费用荫数，C（，2，…，）一一除钻并费用以外的第项投资费用，万元一一除钻井费加以外与丛式并开发租关的其他费用之总项数（j-1,2，,m——在号乎台［所钻的井数，口一第号乎台上能钻非数的最大值，口。St,={(xj-x)8+(yi- yi)\91/2
式中：（xiy)i=,2,\，n）—第日升的井位坐标，m（xy）=1,2，np）—一第j号平台的地理坐标，m。中华人民共和国能源部1992-11-03批准（1)
1993-04-01实施
3.2数学模型求解
SY/T 5505—92
3.2.1根据已钻定向井的资料用统计方法求出fS)3.2.2在模式平台个数为上标变量，可根据具体情说给出的最小值和最大值。3.2.3当平台个数给定一可能的值以后，可以将公式（1）分解成两个部分进行求解，即先以钻井总费用最低确定平台位置和位划分，然后再以总费用最低求解其余部分。3.2.4当格给定以后，求解钻非总费用最低的间题屁于“选址一分配”问题。根据--个乎台控制一定区域内井位的特点，可将该问题分解成“选址”和“分配”两个子问题叠代求解。3.2.5在求解了钻升总费用最低的间越以后，川根据具体情况求解公式（1）中剩余部分的优化与计算问题，即≥C;的计算。
3.2.5.1平台建设费用的计算
平台建设费用主要取决于平台单位面积的建设费用和平台总面积。单位面积建设费用主要与所征用土地的价格以及所上方费用有关，当开发区块地理情况变化不大时，可认为该项费用在该地区等于已知常数1，平台总面积在…-般情况下可认为与该平台上所钻的非数呈线性关系，其计算式为：“
Zuian+b(ni-
式中：C1—平台建设费用，万元u1——平台单位面积的建设费用，万元/n\；系数，m。
在一些地理坏境比较复杂的地区（如长庆安塞油旧，山大沟深），随井数的增加，平台建设费用随并数呈指数规增加，则C,可用下式表示：Cr- uru(m-a+ba(ni-1))
式净：一一与地形有关的带数，无量钢。6
若由于地理情况变化，在向一区块内平台单位面积建设费用与平台所在位置有关，则应根据具体情况选用一定的模式来求解
3.2.5.2公路和输电线路费用的计算公路的铺设，一般分为主计路，支干路和升场路三种等级，其原则为每个平台必须有公路通过。在设计时除了当忠已有的公路、村正、河流等条件以外，还需符合国家有关公路铺设的规范。输电线路一般是沿公路铺设的，只要公路铺设的方案确定以后，输电线路也就确定了，其计算式为：C,= j21L: +22L2+μ2s+μ24(L,+La+La)..式中：C2—公路·与输电线路费用，万元；421--干路单位长度偿建费用，万元/kmu22——支-1路单位长度修建费用，万元/kmt429—非场路单位长度修建费用，万元/kmu24—输电线路单位长度架设费用，万元/ksLi—主于路长度，km
L.—支下路长度，kms
L9-—并场路长度，km。
关于L1，工2，L的求解，在平台的地理坐标确定以后，根据每个平台必须有公路相通的原则，可采用图论中Kruskal算法，先求出通向每个并场公路的总长度为最短的初步方案，在计算中可采用特殊的点，给边加不同权重的方法求处理已有的公路、河流、村庄以及地理环境限制。在求得初步方2
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案以后：再根据通过某一段公路的运输繁忙程度以及有关公路铺设规范进一步确定主平路、支干路和井场路。
3.2.5.3钻机搬安费用
安费用由三部分构成，它们分别是火搬费用、中搬费用和小搬费用。其计算式为：C,=μain+μa2(r-n)+μs(n.-r)式中G3
钻机搬安费用，万元，
大搬一次费用，即将钻机搬到·个新的平台1的费用，万元，中搬一次费用，即在一个平台上并组与并组之间的搬安费用，万无一小搬一次费用，即同一并组的各口之间的整拖费用，万元，(8)
区块内井组总数，为每个平台内组数的总和，若平台上不分并纠，则该平台的非组数取1
3.2.5.4油气集输费用
油气集输费用主要包括并口到计站、计量站到接转站的管线费用和计量站的建站费用。老虑到方便管理，一般计量站建在平台上，接转站建在有计基站的平台上，其费用达式为：min
ma'thirdy
+ ms- Shi+ Pi+μas' n.
4ttaizhz
.mgi2ir -S2
(h1-1,2,*+*gnb)
(ii-1,2....n)
(j=1,2,..., np)
P,·miu=niSni1
(G1-1,2,ne)
(h2-1,2, .-+ne).
(j2-1,2,m)
(j1=1,2, ,e)
mimiaint
=n12nj2p
式中 C4-
油气集输费用，方元！
计量站总数，座
(i2-I,2,*+n.
一接转站总数，座
H4—从平台到计量站单位长度输油管线费用，万元/k1*40——计罩站建设费用，万元，计量站到接转站之间单位长度输油线费用，方元/切ft4
（9）
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第号计量站能计意的最多井数，口第i号接转站能接转的最多并数，口tiit2i22*mm1，为四组01变量，它们分别定义如下，1第号计量站设在第,号平台上，tiud
t21242
m1i2/1
Lo第号计量站不设在第，号平台上，rl第j2号接转站设在第号计量站上，10第12号接转站不设在第2号计最站上，1第号乎台上的油井由第i号计量站计量，lo第;号乎台上的油井不由第i号让量站让量，1第i号计量站计让量的油由第号接转站接转，lo第号计量站计量的油不由第号接转站接转，f。（）一…计量站计量的总并数对计最站到接转站之间输油管线费用的影响函数，一般可假定为n的线性函数：
第号计量站计量的总油兆数，口1-第号平台与第i号平台之间的距离，km第2号计盈站到第号计量站之间的距离，km。Sh(x+ x+(yh-y))
武中，（，)，（）分别为两个乎台的坐标。SpE(x.)\+(y2 yin))
式中:(x*yh),(xiyn)-
分别为两个计量站的坐标。
在求解（5）式时可将其分为两个部分，C4和CC4t
ji=l hr:
C pt+tin +mn -Shy+P,+ao ++
Szhafi(nin)
μi22k2m2h
在（20）式中，计量站个数根据油田产能就可确定，当确定以后，可用求解平台位置相同的方法求解（20）式的优化问题。
当计量站位置选定以后，“可用同样的方法求解（21）式的优化问题。3.2.5.5注水管线费用
注水管线费用只计算注水站到注水井之间的注水管线费用，并假设注水站设置在平台1，其费用表达式为：
=1 h,-1 1
t3 i3t
.Saae+fr(s)+
(k3=1,2,+, n)
(j9=1.2,-**gn)
(j=1,2,..n.)
mzig =higniao
(ja=1,2,*+*,n)
式中， Cs-　
注水管线费用，万元，
注水站总数，堕，
t3jahg ， m2i3i
taiahs
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两组0一1变量，它们分别定义如下，1第；号注水站设在第号平台上，10第；号注水站不设在第号平台上，m3i
1第号平台上的注水井由第号注水站供水，10第;号平台上的注水井不由第；号注水站供水第号平台所钻的注水并总数，口1f（s）一乎台上注水并总数对乎台到注水站间注水管线费用的影响函数，一般可假定为$的没性菊数
注水站到有注水井平台之间单位长度注水管线的费用，万元/km一第；号注水站分配到的注水井数：口一第号注水站能允许的最多注水井数，口：Ssa,\--为第u号平台到第号台之间的距离，km。Ss =(xg -x)\+(yna- y)2-+-
式中：（，)，（y)——分别为号平台和平台的坐标。由（22）到（26）式所给出的优化问题其解题行法与平台优化问题相间。3.2.5.6注热管线费用
该项费用主要考虑锅炉站到注热井之间注热管线的费用，锅炉站设置在平台上，其计算式为minC=
fi=l -1
tAiaky
naarSmfe(H)·ue
t4/4h4 =1
(k+=-1,2,..+,n)
(j4=1,2,→ng)
(j+=1,2,--*gnp)
H,'mu nigsaao
式中：C一一注热管线费用，方元，—锅炉站个数，座，
tdia和ar
taigh4
两组0一1变量，定义如下：
第号锅炉站设在第号平台，
10第号锅炉站不设在第号平台上，2t34i
(-1,2,,*)
{1第/乎台上的注气非由第号锅炉站注气，lo第/号平台上的注气井不山第i号锅炉站注气：第号平台与第号平台之间的距离，km。S4hy =r(x -x)2+(yyi)2)
式中：（xy），（x，y）)——分别为号平台和j号平台的坐标H:
一第号平台所钻气井的总数，口；(28)
（33）
f(II)——平台上注热并总数对平台到锅炉站之问注热管级费用的影响函数，\-般可假庭为H；ia
的线性函数！
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一一第号锅炉站注气的总井数，口，一第号锅炉站注气并数的最大值，口i4o
一锅炉站到注热并平台之间单位长度注热管线的费用，万元/km。由（28）到（32）式所给出的优化问题仍可采用前面求解平台优化相同的方法进行求解。3.2.5.7完并费用
完并费用仅计算油层套管和油管较直井增加的费用，其表达式为：C=- AD..
式中：Cr—完井费用，万元：
一单位长度油层奔管与油管的费用之和，万元/km!AD——增加的总的井深，km。
3.2.5.8管理费用
管理费用可采用工程概算中常用的方法，将总投资乘上一个百分数来估算这部分费用，其表达式为．
式中，Cs——管理费用，万元
n——管理费占总投资的百分数。(35)
3.2.6通过对每个可能的n值进行以上3.2.3和3.2.5条计算，即可求得最优方案（-股最优方案在值的一定范围内，所以当求解过程中随着的变化z值大大超过已求得的较优解时，即可认为已求得的较优解即为全局最优解，而无需再继续叠代过程了）。3.3实例
实例见附录A（参考件）。
单平台丛式井设计方法
平台中心位置确定应遵循以下方法。4.1总水平位移之和最短，其表达式为S,=s
4.2总井身长度最短，其表达式为：min
总并身长度与水平位移之和最短，其表达式为：4.3
min MSi- Z(MD,+Si,).
4.4总钻井成本最低，其表达式为：牡
Efi(Smh)
minfi-
式中，于一一第号平台上所钻井的总钻并投资，万元。(36)
4.5按上述模型求得的平台位置（α，）租差不大，且平台上的井口尚婆进一步排列开，故可任选其中一种模型用优化方法进行送代求解。5 平台井口布局
5,1布局原
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平台内井口布局应满足地面及钻并施工方便与安全的要求，考油建、采油、修井的要求。5.2并口布局基本作法
a．设计一直井：
b，并口排列方问应既考您当地气候和风同女要兼顾大位移并C，单排适用于所钻并数较少的平台，多排适用于井数在十几口到几十口的平台，环形、方形，适用于钻并数较多的平台多
d排距：般取30~~50丑#
e，并口距一般取3~～5m。
优选井眼轨道
单并并服轨道的设计方法按SY/T5435规定进行，同时考虑以下因素。6.1造斜点的选择
租邻两井的造斜点应错开一定的距离，一般不小于30m。6.2轨道防碰校核
如在乎台的控制面积范围内有已钻并，且与设计轨道相距不远，卿应用防碰技术进行校核。SY/T 5505--92
附录A
辽河油田杜48块丛式并开发平台设置总体规划实例(参考件)
辽河油田曙1区杜48块是个稠油区块，地面条件差，井网密，从钻井及油气集输系统建设方面考虑，决定用丛式井开采方式来开发该区块，该区快布井123口。有26口已钻完，地面集输规划按149口并计。
针对本区块的特点以及对区块开发的各方面要求，综合分析了开发本区块采用丛式井和采用宜升这两种不间的开发方案下影响油田建设投资较大的工程项国，优化设计中考您有以下儿项费用参与规划透算。
A1钻并费用
对邻近区块已钻井的成本数据进行多元遂步回归得到钻井成本随井的位移和垂深之变化规律如下，
a.直井：f1(S*h)=0.815十0.038×hb.定向#，f(Szsh)=-0.2388+0.058×h-0.16×10-4×h/+0.05×Si(S<150m）
fi(Su*h)=21.6362×1g()—1.147×St+31.35×10-4Si(Si2-150m)
A2乎台建设费用
依平台占地面积大小而定，平台的布局形式不同计算方法也不同。在杜48块分单排和双排布局。单排并，=1782，b=165，1一19×10-万元/m，则Cr= ≥ 0. 0019×E1782+165×(ni—1))j-l
双排井，a3577，6=365，则
C10.0019×[3577+365×(n—1)]j=l
A3搬家安装费
以大搬一-次1.3万元，小搬0.5方元计。A4公路建设费用
a：确定路径长度，用图论方法求最短树多b修路费，平台路为0.8433万元/km，支路13.84万元/km。A5电网系统费用
主要考虑6kV电网线路，电网沿公路铺设，单位长度费用以1.54万元/km计，在平台上若设置计量站或接转站时，需设2台变压器和一座配电间，变压器0.92万元/台，配电间为2.363月元/座。A6油井投产
该项费用只考虑由于采用丛式并开发，而使井段长度增加，所增加的油层套管与油管的费用，直径为117.8m11N80油层套管为0.26万元/t，直径为88.9mm管按0.35万元/t计算。A了油气集输系统费
由于么这方面，主要是管线上的书省，站站管线按12.1万元/km。井站管线有2根，集油管线3.825万元/krm，掺稀油管线5.123万元/km，共计8.948万元/km。建站设备费为61.4万元/座。A8注热系统费用
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注热管线按28.7万元/km计。
A9另外，还有一项管现费用节省，由计算较复杂，变化也较大，暂未列入计算。A10根据以上数据，应用平台规划设计软件包，川得以下优化结果。a钻井总费用为5771.8万元，最优平台数15个，各平台位置及分配并数见表A1，表A1
平分位置
Pi(499,100)
P2(131,440)
P:(398,399)wwW.bzxz.Net
Pa(600,600)
P.(300, 799)
Pa(600,850)
P(1348,952)
Pa(400,1100)
分配升数
6口井
9口井
11口：
120井
3口并
b．平台建造费用C.为178.14万元，C。公路和输电线路费用C为36.97方元，d．钻并搬安费用Cs为7.41方元，e，油气集输费用C为1432.26万元f．注热管线费旧C6为31.5万元，9．完井费用C为21.7万元。
以上各项费用总计为7479.78片元。音应送
1(786, :200)
P1:(1150.1200)
Hr(i550,1200)
P/2(962,:489)
Pi(13ct,i5io)
Pr.(1599,1401)
P1s(1000,800)
附加说明：
本标准母石油钻井工程专业标准化委员会提出并技术归口。本标准由石油勘探开发科学研究院钻井所负责起草。本标准起草人陈祖锅、葛云华。分配料数
12口井
12日井
9口井
9元并
本标准于 199 复审继续有
效，该复审结果已被国家石油和化学工业局批准。
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