用局部数据的三次曲线拟合法模拟定向井井眼轨迹

在定向井钻进中,实际井眼轨迹是一条光滑连续的空间曲线。通常每钻进30m~50m就要测量一次新井底的井斜角、方位角,校校到达目标点的差距。那末可否减少测量次数,增加测点距离,用计算值代替测量值,以降低钻井成本,提高钻井速度呢。为此,本文提出用局部数据的三次曲线拟合法模拟定向井井眼轨迹。由于该方法放弃了样条函数中二阶导数连续的要求,致使模拟的定向井轨迹不会出现不应有的拐点,优于通常计算相邻两测点的近似计算法,如正切法、平均角法、曲率半径法及三次样条插值法等。该法使井眼轨迹计算具有更高的精度。使用本文方法可以较准确地计算定向井井眼轨迹上任意点的井斜角、方位角、井眼曲率及其在空间中的位置。从而为适当增大测点间距,确定套管扶正器安放位置及解决井眼防碰问题提供了可靠的依据。     

最小曲率法测斜计算中的数值方法

最小曲率法是测斜计算、井眼轨道设计中最常用的方法之一,在井眼轨迹计算中有广泛的应用。本文研究了最小曲率法计算机数值计算中的几个细节问题,给出了零井斜角测点的方位角定义,阐述了零井斜角测点方位角的二义性。分析了坐标增量计算过程,给出了减小三角函数计算次数的算法。对小弯曲角情形的坐标计算使用高精度近似公式代替容易产生除法溢出的直接计算,提高了计算过程的稳定性和计算精度。对水平投影长度的计算给出了使用Gauss数值积分法的精确计算方法。本文提出的方法可以用于使用最小曲率法时的井眼轨道计算的计算机软件开发,提高计算机软件的计算稳定性和计算精度。对涉及井眼轨迹计算的其他实际问题如定向井中靶分析预测、井眼轨迹控制、井身质量检查等都有一定的参考价值。     

最小曲率法计算中的数值方法

最小曲率法是测斜计算、井眼轨道设计中最常用的方法之一,在井眼轨迹计算中有广泛的应用。研究了最小曲率法计算机数值计算中的几个细节问题,给出了零井斜角测点的方位角定义,阐述了零井斜角测点方位角的二义性。分析了坐标增量计算过程,给出了减小三角函数计算次数的算法。对小弯曲角情形的坐标计算使用高精度近似公式代替容易产生除法溢出的直接计算,提高了计算过程的稳定性和计算精度。对水平投影长度的计算给出了使用Gauss数值积分法的精确计算方法。文中提出的方法可以用于使用最小曲率法时的井眼轨道计算的计算机软件开发,提高计算机软件的计算稳定性和计算精度。对涉及井眼轨迹计算的其他实际问题如定向井中靶分析预测、井眼轨迹控制、井身质量检查等都有一定的参考价值。     

实钻井眼轨迹的客观描述与计算

通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,得到了测段内井眼轨迹的一般性方程,从而可以客观地描述和计算实钻井眼轨迹。研究结果表明:井眼轨迹上某点的井眼曲率和井眼挠率决定了邻近区域内井眼轨迹的空间形状,其局部三维坐标可分别表示为曲线长度的一次、二次和三次函数。为了确定井眼曲率和井眼挠率,在充分阐述其理论依据的基础上构造出了井眼样条函数,给出了井斜函数和方位函数的模拟方法以及井眼轨迹参数的计算公式。利用井眼轨迹结构参数来描述和计算井眼轨迹更具有普遍性,而且具有很高的计算精度和稳定性,可以客观地描述出井眼轨迹的实际形状。     

丛式井和救险井井眼轨迹相互位置计算

井眼轨迹计算是丛式井和救险井必需要进行的工作之一。丛式井要求井眼之间保持一定距离以防止井眼相碰;救险井则要求两井连通井段间距尽可能小,最好相碰。本文介绍在丛式井和救险井井眼轨迹上任意测点的井距计算方法,以算出该测点与周围邻井在水平面上及法平面上的井距;通过误差分析计算该测点在一定概率下的空间分布情况,求出其误差椭圆(球),并与邻井同一深度误差椭圆(球)进行对比,分析它们的相对位置;通过安全圆柱法对正钻井规定一个以井口为中心有一定半径的弯曲圆柱安全范围。本文方法可在任意测点计算邻井侵入这个安全圆柱的情况。随着计算点的增多,连续每个测点的侵入点,形成各个邻井对正钻井的侵入线。以上三项计算可为丛式井中的井眼防碰和救险并与喷井的连通提供可靠的设计及施工依据。     

基于蒙特卡洛模拟的井眼轨迹测斜计算方法对比分析研究

井眼轨迹位置不确定性是井眼轨迹防碰和救援井钻井过程中需要考虑的一个重要组成部分。井眼轨迹不确定性误差椭球的大小不仅受各种误差因素(标准偏差)的影响,还取决于井眼轨迹测斜计算方法。本研究基于蒙特卡洛模拟获得了针对不同井眼轨迹测斜计算方法下井眼轨迹误差不确定度的评价方法。在同一口井,以最小曲率法计算的1 m间隔的陀螺仪测斜数据的井眼位置作为被参考值,以最小曲率法、曲率半径法和样条曲线法计算的30 m间隔的磁性测量工具测斜数据的井眼位置作为参考值,用概率统计知识对参考值的不确定度展开了置信区间、分布一致性评估,并与被参考值进行比较,比较结果反映了不同测斜计算方法对井眼轨迹的不确定度的影响,提高了对井眼轨迹位置不确定性的认识。     

一种测斜计算新方法——自然参数法

在线性井斜函数的假设条件下,推导出了测段内坐标增量的计算公式,提出了计算井眼轨迹的自然参数法.该方法的描述模型比较合理,具有计算公式简单、计算稳定性好、对井眼轨迹的插值计算容易实现等特点,便于现场应用.经两种典型理论曲线的验证表明:自然参数法优于目前普遍采用的圆柱螺线法和最小曲率法等测斜计算方法,并且对于转盘钻进井段和导向钻具定向钻进井段都可以得到较好的计算结果.     

测斜计算理论的新进展

本文介绍了井眼轨迹描述与计算领域中的最新研究进展，其内容包括井斜函数模型，井眼轨迹挠曲形态描述以及井眼轨迹测斜计算的自然参数法、曲线结构法和数值积分法。通过对理论模型的验证与应用，得出了一些有关测斜计算方法评价的重要结论。     

大斜度井测井资料处理方法

在大斜度井测井资料处理中，用线性插值法把钻井点测的井斜数据转换成连续测井曲线，对大斜度井进行斜深校正，得到实际垂直深度(TVD)测井曲线；用最小曲率半径法计算井眼轨迹数据(如ZD、XE、YN、HOFF、HOAZ)，绘制出大斜度井的井眼轨迹图。用这些方法编制的测井资料处理软件，绘出的图表和图形直观、清晰，精确度高，能完全满足油田地质分析家的需要。     

大斜度井测井资料处理方法

在大斜度井测井资料处理中，用线性插值法把钻井点测的井斜数据转换成连续测井曲线，对大斜度井进行斜深校正，得到实际垂直深度(TVD)测井曲线；用最小曲率半径法计算井眼轨迹数据(如ZD、XE、YN、HOFF、HOAZ)，绘制出大斜度井的井眼轨迹图。用这些方法编制的测井资料处理软件，绘出的图表和图形直观、清晰，精确度高，能完全满足油田地质分析家的需要。