钻井实践表明，如使用反复利用的油基钻井液，目前技术套管的下深要封到嫩三段底为宜。
1.2剖面优化设计
水平井剖面设计基本原则要满足四方面的要求；
①满足地质对轨迹控制的要求，即靶区范围的要求；
②现有的轨迹控制技术能够实现，即现有的工具和技术能力要求能否满足；
③现有的完井工具和技术能够实现，即：完井电测、油层套管的下入等工艺要求；
④有利于快速钻进，设计的井身尽量短，成本尽量低。
目前大庆油田阶梯水平井多为中曲率半径，剖面类型有单弧剖面和双增双稳剖面，水平段为阶梯型。阶梯水平段设计时，在保证井下安全、满足地质要求条件下，水平段损失长度应尽可能短，因此要对阶梯水平段升降值进行计算，其方法是以垂深和闭合距为约束目标，应用二段空间曲线对阶梯水平段进行铅垂面内的升降设计、水平面内的绕障碍设计或空间定目标设计。在铅垂面内进行升降设计时以控制井斜为主，在水平面内进行绕障碍设计时以控制方位为主，但均为三维轨道设计，只是控制量不同而已。
尽管水平井轨道类型不同，但其剖面设计都有一个共同的特点，即设计轨道剖面曲线都是解析几何中常见的标准数学曲线，因此，井眼轨道上任意点的参数都可以精确求得。在具体设计过程中，根据地质基础数据，结合钻具造斜能力和钻井液性能，以钻柱和套管串摩阻力满足钻井完井要求为目标函数，采用三维井眼轨道计算和钻柱与套管串摩阻力计算相结合的方法，优化轨迹设计，从而给出阶梯水平井轨迹基本参数，包括造斜点、造斜率和多次着陆靶点。根据阶梯水平井轨道设计的基本原则与计算方法，应用规划理论，我们用delphi语言编制了“阶梯水平井轨道优化设计”软件。
2阶梯水平井相关参数及钻具通过能力计算
由于阶梯水平井的水平段可能在垂直剖面上多次升降，也可能在同一深度的水平面内多次穿越不同方向的油气层，因此阶梯水平井水平段的轨迹变化大且曲率也比较大，这就使得钻柱和套管串的摩阻力急剧增加，给钻井和完井施工带来了巨大困难，严重时会导致钻头无法加压、套管串下放不到井底，造成钻井和完井作业失败，为了更加科学合理地解决钻柱(套管串)通过能力评价、转盘驱动转速确定这些技术问题，首先必须通过整体钻柱力学分析，求得钻柱的内力、应力以及钻具与井壁的接触摩擦阻力，然后根据整体钻柱力学计算结果就可以进一步计算钻具静强度、疲劳强度、钻柱摩阻力，从而完成钻柱(套管串)通过能力评价和转盘驱动转速计算。
2.1钻柱力学模型与求解方法
将整体钻柱作为研究对象，利用间隙元法对其受力状态进行分析研究，得出钻柱静力学模型求解方程。通过对钻柱非线性力学模型的求解，不仅可以得到钻柱任一截面处的内力变形值、钻柱与井壁的接触状态分布情况，还可以得到钻头处的受力变形值，为钻井工程中钻柱通过能力评价(包括摩阻分析、强度计算)、转盘驱动转速计算提供了可靠的力学参数。
2.2钻具组合通过能力分析与评价
在阶梯水平井中，水平段井眼曲率变化大、螺杆钻具定向钻进井段长，要确保钻柱顺利通过，应满足下列条件：
(1)强度条件：钻具(包括连接螺纹部分)的工作应力必需小于材料的许用应力，确保钻具不发生断裂破坏；
(2)摩阻力条件：钻柱在泥浆中重量的分力应大于钻柱摩阻力；
(3)几何条件：钻具组合中的机构性钻具(如螺杆钻具)的弯曲变形应小于钻具的许用变形值，确保机构性钻具能够正常工作。
应用力学模型完成了钻柱强度和摩阻计算软件。首先选择钻具材料描述(包括屈服极限、泊松比等性能)；螺纹描述(包括螺距、锥度等25项)；井下工具描述(包括钻头参数，钻杆参数，螺杆参数等)；前三项内容软件已预先存储好数据，选择即可。最后输人单井基本参数，包括井深、测斜数据、井径数据、钻具组合及工艺参数等。然后进行钻柱强度和摩阻计算，根据结果进行钻具通过能力的评价。
2.3旋转钻井时最大转速计算与分析
转盘转速引起钻柱不安全工作的主要因素：一是由于钻柱旋转，使得钻柱所受弯曲应力胁为动应力幅，特别是当螺杆弯曲角或井眼曲率较大时，这种动应力幅会很大，一般都接近或大于平均应力，钻柱将出现疲劳破坏；二是由于螺杆钻具弯曲角或井眼曲率较大，钻具与井壁的接触摩阻力较大，当钻柱旋转时，这一摩阻力已转变为阻力矩，并作用到下部钻具处，对钻具造成冲击破坏。
由于冲击破坏的机理较复杂，特别是其变形能释放时间无法给定。因此，只对第一个因素行分析计算，根据钻柱的疲劳破坏确定出转盘旋转的最大转速。
根据上述理论方法，在PC机上用De1phi语言开发了钻柱通过能力评价与旋转极限转速计算软件DQDS根据上述理论方法和软件，我们对大庆油田阶梯水平井的钻柱分别在设计和实钻井眼轨道内进行了分析计算，由钻柱摩阻力和强度分析计算结果进行了钻柱通过能力评价。综合钻柱通过能力评价结果和转盘驱动极限转速计算结果，为井眼轨道优化设计、钻柱设计和施工中部分工艺参数的确定提供了理论依据，确保阶梯水平井顺利完钻、并达到各项技术指标。
