CN104453835A - 一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法，本发明实施例中的所述煤层气多分支水平井轨迹优化方法包括：(1)根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；(2)根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；(3)根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。由于上述方案兼顾地质、钻完井、排采等要求来优化煤层气多分支水平井轨迹，因此，采用上述方案能够兼顾排采便利、安全性以及高产的要求。

Description

一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法

技术领域

本发明涉及煤层气开采技术领域，更具体地说，涉及一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法。

背景技术

煤层气地面开采的模式主要有直井钻井、多分支水平井钻井和U型水平井钻井三种方式。多分支水平井开采煤层气的产气量高，是高效开发煤层气的主要方式，但面临的地质和工程风险很多，主要分以下几类：(1)排采中出水量过大难以降压解析产气、或者排采中井筒积水难以顺畅排出，同样导致解析产气困难；(2)钻井中煤层强度低、割理裂隙发育，容易发生井壁坍塌，造成填埋钻具的安全问题；(3)煤层割理、裂隙很丰富，钻井中煤层循环介质设计不合理，造成储层伤害，排采产气量低；(4)煤层由于割理发育，渗透率表现出很强的各向异性，井眼轨迹方位不合理，煤层气解析流入井筒的渗透性不好造成排采低产。

目前，煤层气多分支水平井轨迹优化方法主要考虑井型结构、钻井的安全和打完煤层中进尺，其中，井型结构包括分支数目、分支之间夹角和分支长度，并由此计算多分支水平井覆盖煤层的面积。较少或者没有考虑到后期排采的便利性，以及排采能否达到高产问题，这样导致的结果是虽然钻井完成了总的分支数和煤层进尺目标，但很大比例的多分支水平井在排采中产气量很低。

因此，如何研究一套兼顾地质、钻完井、排采的一体化的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法，以实现兼顾地质、钻完井、排采的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法，所述煤层气多分支水平井包括水平段，包括步骤：

(1)根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；

(2)根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；

(3)根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，所述步骤(1)包括：

(11)调整目标位置的煤层气多分支水平井轨迹使得水平段的方位角大于90°，井斜角处于93°～95°之间；

(12)分析目标位置的煤层的含水特性调整煤层气多分支水平井轨迹。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，所述分析目标位置的煤层的含水特性具体为：

利用声波、密度和中子测井来解释目标位置的地层物性，并利用深浅双侧向电阻率测井解释地层的流体类型，结合渗流力学的产量公式，预测分析目标位置的煤层的出水量。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，所述步骤(2)包括：

(21)采用室内煤层岩心强度试验测定目标位置煤层的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比特性以及围压下的三轴抗压强度，并根据公式(1)获得目标位置煤层的粘聚力和内摩擦角特性：

其中，σ₁-实验测定的三轴强度，单位：MPa；

σ₃-三轴应力实验的围压，单位：MPa；

c-粘聚力，单位MPa；-内摩擦角，单位：°；

(22)调整煤层气多分支水平井轨迹至目标位置中煤层单轴抗压强度超过10MPa的目标位置，避开单轴抗压强度小于5MPa的易坍塌位置。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，所述步骤(2)包括：建立煤层强度信息预测目标位置煤层强度的模型，所述煤层强度信息包括煤层的强度特征、煤组埋深、孔隙压力和地应力。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，根据组合测井资料和煤层强度信息建立目标位置的地应力的剖面，模型如下：

${\mathrm{\σ}}_H=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_1)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(2\right)$

${\mathrm{\σ}}_h=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_2)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(3\right)$

σ_z＝∫ρdh         (4)

式中：

σ_H-水平最大主应力，单位：MPa；σ_h-水平最小主应力，单位：MPa；

σ_z-上覆应力，单位：MPa；Ρ_p-地层孔隙压力，单位：MPa；

α-有效应力系数；μ_s-静态泊松比；ω₁，ω₂-构造应力系数；ρ-上覆应力梯度，单位：MPa；

得到目标位置煤层不同井斜角和方位角下的模型：

$\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zz}}\end{array}\right]=\left[L\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_H& & \\ & {\mathrm{\σ}}_h& \\ & & {\mathrm{\σ}}_z\end{array}\right]{\left[L\right]}^T---\left(5\right)$

$L=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\φ}\sin \mathrm{\β}& -\sin \mathrm{\β}\\ -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}& 0\\ \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]---\left(6\right)$

式中，φ-方位角，β-井斜角

调整煤层气多分支水平井轨迹的水平段沿着水平最小主应力的方向延伸；

调整煤层气多分支水平井轨迹的在不同井斜角和方位角下的坍塌压力最小的方向延伸。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，所述步骤(3)包括：

(31)选取厚煤层作为目标位置；

(32)调整煤层气多分支水平井轨迹与所在位置煤层的面割理垂直。

优选地，上述煤层气多分支水平井轨迹优化方法中，

从上述技术方案中可以看出，本发明实施例中的所述煤层气多分支水平井轨迹优化方法包括：(1)根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；(2)根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；(3)根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。由于上述方案兼顾地质、钻完井、排采等要求来优化煤层气多分支水平井轨迹，因此，采用上述方案能够兼顾排采便利、安全性以及高产的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种坐标转换示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种煤层面割理和节理结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的优化后B煤层气多分支水平井轨迹示意图；

图7为目标位置煤层区域强弱特点图；

图8为目标位置煤层厚度分析图；

图9为A煤层气多分支水平井的排采曲线图；

图10为B煤层气多分支水平井的排采曲线图。

具体实施方式

本发明的核心公开一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法，以实现兼顾地质、钻完井、排采的目的。以下参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，煤层气多分支水平井轨迹优化方法，所述煤层气多分支水平井包括水平段，包括步骤：

步骤1：根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

在该步骤中对煤层气多分支水平井轨迹优化时，主要考虑排采水的便利性、煤层产状以及煤层的含水特性。如图2所示，该步骤可以包括：

步骤11：根据目标位置的煤层产状调整煤层气多分支水平井轨迹使得水平段的方位角大于90°，井斜角处于93°～95°之间。

在排采水特性方面，由于煤层气水平井钻井和完井施工结束后要通过排水降压、煤层气解析，即排采。煤层水平段的出水顺利的排出，地层压力降低，当压差达到需要的解析压力时，煤层气解析出来。为了有利于水平段出水方便排采，因此，水平段的轨迹要大于90°，即略微上倾，避免出水积累在水平段内无法有效排出。

在煤层产状，为了满足排采的需要，水平段的井斜角在93°～95°，水平井的井眼方位设计时要考虑煤层的产状自然的上倾。因此需要研究目标位置煤层的埋深，制作埋深等值线图。

通过优化煤层气多分支水平井的水平段轨迹，有利于排采中水畅通地排出，水平段容易建立起来解析压差，避免水平段积水造成解析困难的风险。

步骤12：分析目标位置的煤层的含水特性调整煤层气多分支水平井轨迹。

煤层气产出往往需要通过排出煤层中的水来建立解析需要的压差，因此排采的效果与地层水的分布关系密切，包括以下三种情况：

①煤层内有小的水层，通过排水就可以降低煤层内压力，建立起解析需要的压差，有利于煤层气产出。

②若煤层内完全没有水层，很可能就是干层了，则通过排水来降低井底压力的设想也难以实现。

③若沟通了煤层顶板灰岩水层，出水量太大，煤层压力很难降低，就非常不利于煤层气的解析。

所述分析目标位置的煤层的含水特性具体为：利用声波、密度和中子测井来解释目标位置的地层物性，并利用深浅双侧向电阻率测井解释地层的流体类型，结合渗流力学的产量公式，预测分析目标位置的煤层的出水量。经过含水特性分析后调整煤层气多分支水平井轨迹的轨迹。

步骤2：根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

(21)采用室内煤层岩心强度试验测定目标位置煤层的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比特性以及围压下的三轴抗压强度，并根据公式(1)获得目标位置煤层的粘聚力和内摩擦角特性：

其中，σ₁-实验测定的三轴抗压强度，单位：MPa；

σ₃-三轴应力实验的围压，单位：MPa；

c-粘聚力，单位MPa；-内摩擦角，单位：°；

(22)调整煤层气多分支水平井轨迹至目标位置中煤层单轴抗压强度超过10MPa的目标位置，避开单轴抗压强度小于5MPa的易坍塌位置。

所述步骤2还包括：建立煤层强度信息预测目标位置煤层强度的模型，所述煤层强度信息包括煤层的强度特征、煤组埋深、孔隙压力和地应力。

根据组合测井资料和强度测定实验结果建立目标位置的地应力的剖面，模型如下：

${\mathrm{\σ}}_H=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_1)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(2\right)$

${\mathrm{\σ}}_h=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_2)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(3\right)$

σ_z＝∫ρdh          (4)

式中：

σ_H-水平最大主应力，单位：MPa；σ_h-水平最小主应力，单位：MPa；

σ_z-上覆应力，单位：MPa；Ρ_p-地层孔隙压力，单位：MPa；

α-有效应力系数；μ_s-静态泊松比；ω₁，ω₂-构造应力系数；ρ-上覆应力梯度，单位：MPa；

得到目标位置煤层不同井斜角和方位角下的模型，如图3所示坐标变换：

$\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zz}}\end{array}\right]=\left[L\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_H& & \\ & {\mathrm{\σ}}_h& \\ & & {\mathrm{\σ}}_z\end{array}\right]{\left[L\right]}^T---\left(5\right)$

$L=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\φ}\sin \mathrm{\β}& -\sin \mathrm{\β}\\ -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}& 0\\ \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]---\left(6\right)$

式中，φ-井眼轨迹的方位角，单位：°；β-井眼轨迹的井斜角，单位：°；

调整煤层气多分支水平井轨迹的水平段沿着水平最小主应力的方向延伸；

调整煤层气多分支水平井轨迹的在不同井斜角和方位角下的坍塌压力最小的方向延伸。

步骤3：根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

如图4所示，步骤31：选取厚煤层作为目标位置；煤层厚度与含气量的关系：对某个煤层，假设含气量、含气饱和度基本相同的条件下，煤层厚度增加，则煤层气的储量和产量也会相应增加，因此，水平井的井眼轨迹设计时要考虑煤层的厚度，较厚的煤层区域是水平井轨迹设计的有利区域。煤层厚度与井眼轨迹控制的关系：水平井的轨迹在煤层中穿越几百米甚至上千米以上，如何控制轨迹尽量在煤层中，则与控制技术的水平密切相关。最新的水平井轨迹控制技术是地质导向和旋转导向钻井，但也依赖于煤层的厚度。越薄的煤层，轨迹控制的难度自然就增大了。选择煤组较厚的位置来设计水平井，既是高产的需要，也是轨迹控制的需要。研究各个煤组的厚度分布，是轨迹优化设计的一个基本依据。

步骤32：调整煤层气多分支水平井轨迹与所在位置煤层的面割理垂直。煤层的渗透率各向异性很强，这是由于受到面割理和节理的影响，面割理是主要的渗流通道，节理的连通性比面割理要差，见下图5。轨迹设计时要考虑煤层中的面割理产状，如果轨迹与面割理垂直，则煤层气解析的渗流通道就最为畅通，煤层气产能就相对最高。

由于上述方案兼顾地质、钻完井、排采等要求来优化煤层气多分支水平井轨迹，因此，采用上述方案能够兼顾排采便利、安全性以及高产的要求。

实施例

其中，A煤层气多分支水平井(后续简称A井)轨迹未采用上述方法进行优化；B煤层气多分支水平井(后续简称B井)轨迹采用上述方法进行优化。

(1)根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

煤层产状与水平段轨迹方位的优化：该井区煤层的倾角为3°，倾向为222°，根据便于排采目标调整B井水平段轨迹方位在北偏东42°，井斜角93°，参见图6。

根据目标位置煤层及顶底板含水特性优化B井轨迹：利用声波、密度、中子、深浅双侧向电阻率测井，选取煤层的顶板有小的砂岩水层，没有灰岩顶板和大的含水层作为目标位置，另外，目标位置煤层含水，分析水平井的出水量在10-20方/天，便于通过排水建立煤层气解析需要的压差，将B井轨迹调整至目标位置。

步骤2：根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

煤层的强度优化B井轨迹：利用组合测井建立了地层纵向的强度剖面，选取煤层的单轴抗压强度超过10MPa作为目标位置，煤层的强度较高，有利于水平井钻井的井壁稳定。另外，确定了目标位置煤层横向区域分布规律，横向上煤层也是稳定的，如图7所示。

水平段的井壁稳定性与欠平衡可行性优化B井轨迹：选取最小主应力方向为目标位置，在该区域水平最大主应力方向在北偏东90°左右，三个主应力大小关系为：水平最大主应力>上覆应力>水平最小主应力。依据地应力方位和大小、煤层的强度数据，做水平井井壁稳定性分析，不同方位的水平段的轨迹，煤层坍塌压力低于0.9，有利于采用清水充气的欠平衡钻井方式保护储层，钻井中井壁稳定。

步骤3：根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

煤层厚度优化B井轨迹：依据实钻的A井组排采井A-V井的组合测井资料，研究水平段煤层的厚度，见图8，煤层较厚单层厚度超过4米，煤层厚度合计将近10米，隔层厚度3.5米，选取厚煤层作为目标位置。

主分支水平段穿越面割理总数优化B井轨迹：考虑在多分支水平井布井的范围内，煤层有N个面割理，N可以由面割理的密度统计结果来确定。如果水平段方位垂直与面割理的走向，则水平段可以穿越全部N个面割理，井眼与煤层的连通性最好。如果水平段方位沿着面割理的走向，则可以穿越的面割理数最少。

该地区煤层的面割理走向为北偏东100°～110°，调整后B井的主井眼的轨迹方位在北偏东45°左右，理论上主井眼可以穿过的面割理数达到0.87N个，A井的主井眼的轨迹方位角在北偏东82°-94°范围内，则理论上主井眼可以钻穿的面割理数最多为0.29N个。

经过优化后的B井与未经过优化后的A井轨迹合理性的综合评估：

对以上分析做综合对比，结果见表1，两个多分支井设计和施工差别主要体现在排采便利和渗流能力上，在排采的便利指标上，B井略优于A井，但在井眼穿过的面割理数指标看，B井组就远优于A井组了，从钻井安全性上看都能够保障清水充气欠平衡钻井，两个井组都采用了裸眼完井。

表1A和B多分支水平井轨迹优化指标对比

两个多分支水平井的排采效果对比：

两口多分支水平井的排采效果见图9和图10，两口井排采前期都见到较好的排采效果，体现了多分支水平井具有泄压面积大、产能高的特点。其中，B井的排采产气量曲线显示出上升趋势，其产水量和产气量趋势都好于A井，这是在排采指标、穿越面割理指标上的差异造成的，并随着排采时间的延长，这种差异进一步扩大，A井日产降低到3000m³/d，而B则增加到12000m³/d，最高日产16000m³/d。

实钻和排采生产印证了本发明公开的多分支水平井轨迹优化方法的合理性，对实际生产具有指导意义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种煤层气多分支水平井轨迹优化方法，所述煤层气多分支水平井包括水平段，其特征在于，包括步骤：

(1)根据排采便利目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；

(2)根据安全性目确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹；

(3)根据高产目标确定目标位置设置煤层气多分支水平井轨迹。

2.如权利要求1所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

(11)根据目标位置的煤层产状调整煤层气多分支水平井轨迹使得水平段的方位角大于90°，井斜角处于93°～95°之间；

(12)分析目标位置的煤层的含水特性调整煤层气多分支水平井轨迹。

3.如权利要求2所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，所述分析目标位置的煤层的含水特性具体为：

利用声波、密度和中子测井来解释目标位置的地层物性，并利用深浅双侧向电阻率测井解释地层的流体类型，结合渗流力学的产量公式，预测分析目标位置的煤层的出水量。

4.如权利要求1所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

(21)采用室内煤层岩心强度试验测定目标位置煤层的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比特性以及围压下的三轴抗压强度，并根据公式(1)获得目标位置煤层的粘聚力和内摩擦角特性：

其中，σ₁-实验测定的三轴抗压强度，单位：MPa；

σ₃-三轴应力实验的围压，单位：MPa；

c-粘聚力，单位MPa；-内摩擦角，单位：°；

(22)调整煤层气多分支水平井轨迹至目标位置中煤层单轴抗压强度超过10MPa的目标位置，避开单轴抗压强度小于5MPa的易坍塌位置。

5.如权利要求4所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：建立煤层强度信息预测目标位置煤层强度的模型，所述煤层强度信息包括煤层的强度特征、煤组埋深、孔隙压力和地应力。

6.如权利要求5所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，根据组合测井资料和煤层强度信息建立目标位置的地应力的剖面，模型如下：

${\mathrm{\σ}}_H=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_1)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(2\right)$

${\mathrm{\σ}}_h=(\frac{{\mathrm{\μ}}_s}{1-{\mathrm{\μ}}_s}+{\mathrm{\ω}}_2)({\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\α}{P}_p)+\mathrm{\α}{P}_p---\left(3\right)$

σ_z＝∫ρdh    (4)

式中：

σ_H-水平最大主应力，单位：MPa；σ_h-水平最小主应力，单位：MPa；

σ_z-上覆应力，单位：MPa；Ρ_p-地层孔隙压力，单位：MPa；

α-有效应力系数；μ_s-静态泊松比；ω₁，ω₂-构造应力系数；ρ-上覆应力梯度，单位：MPa；

得到目标位置煤层不同井斜角和方位角下的模型：

$\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{xz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zx}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zy}}& {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{zz}}\end{array}\right]=\left[L\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\σ}}_H& & \\ & {\mathrm{\σ}}_h& \\ & & {\mathrm{\σ}}_z\end{array}\right]{\left[L\right]}^T---\left(5\right)$

$L=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\φ}\sin \mathrm{\β}& -\sin \mathrm{\β}\\ -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}& 0\\ \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]---\left(6\right)$

式中，φ-井眼轨迹的方位角，单位：°；β-井眼轨迹的井斜角，单位：°；

调整煤层气多分支水平井轨迹的水平段沿着水平最小主应力的方向延伸；

调整煤层气多分支水平井轨迹的在不同井斜角和方位角下的坍塌压力最小的方向延伸。

7.如权利要求1所述的煤层气多分支水平井轨迹优化方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：

(31)选取厚煤层作为目标位置；

(32)调整煤层气多分支水平井轨迹与所在位置煤层的面割理垂直。