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随着页岩气三维立体开发的深入，井网与裂缝网络日益密集，对加密井轨道设计提出了更高要求。传统防碰模型仅考虑井眼间的几何规避，无法应对老井压裂形成的动态地质风险，而现有简化模型又因过度保守，常以牺牲储层进尺和效率为代价。

为解决此问题，我校海洋学院博士后豆子钧在刘永升教授指导下创新性地提出了一套方法体系：基于闵可夫斯基和理论，将描述轨迹不确定性的误差椭球与表征压裂影响区的压裂椭球进行空间耦合，构建了精确的三维耦合障碍模型；通过坐标变换和约束优化理论，推导了加密井误差椭球与老井耦合椭球之间的最小距离，并定义了可量化的防压裂干扰分离系数作为风险判据；利用行业标准的最小曲率法，建立了通用的双增斜与三增斜三维绕障轨道设计模型，并提出了“以两增斜调整为主、三增斜设计为辅”的优化策略和轨道优化框架。创新点包括：

（1）突破了传统防碰和简化模型的局限，通过闵可夫斯基和理论首次建立了耦合误差与压裂效应的障碍物模型，为精确量化地质-工程耦合风险提供了严谨的数学工具。

（2）提出了基于约束优化理论精确计算的防压裂干扰分离系数，将其作为一个明确、可操作的量化风险指标，改变了以往依赖经验公式和保守假设的评估模式。

（3）构建了三维绕障轨道通用设计模型与优化策略，在确保满足硬性安全约束的前提下，实现了安全性与经济性的协同优化，为密集井网下的高效钻井提供了新的设计思路。

图1 老井形成的压裂影响区示意图

图2 耦合误差椭球和压裂椭球

图3 老井耦合椭球和加密井误差椭球

图4 不同模型的轨道设计结果对比

图5 不同模型设计轨道的压裂干扰风险对比

该研究得到了国家自然科学基金（42272362）的支持，成果发表于石油工程领域国际知名期刊《SPE Journal》上：

Zijun Dou, Yongsheng Liu*, Gansheng Yang, et al. Optimization Design of Infill Well Trajectory with Antifracturing Interference for Shale Gas 3D Development. SPE Journal, 2026: 1-25, SPE-233379-PA.

全文链接：https://doi.org/10.2118/233379-PA