基于支持矢量机的聚驱井压裂选层方法

聚驱井压裂效果评价是压裂优化设计中的重要环节.提出了筛选压裂效果影响因素的主成分分析方法,通过主成分分析可以筛选出关键影响因素组合,减少参数间多重相关性,降低问题复杂性.根据统计学习理论建立了聚驱井压裂效果评价的统计学习模型,与模糊数学和人工神经网络等模型相比,该模型具有更好的对已知数据的综合能力和对未知数据的推广能力.使用支持矢量机算法进行数值计算,最终得到压裂设计的优化方案.     

圆弧井段井斜变化率和方位变化率的计算

推导了圆弧井段的井斜变化率和方位变化率的精确计算公式，并用实际算例对精确计算公式与目前使用的近计算公式进行和对比研究，结果表明，近似计算公式计算出的平均井斜变化率和平均方位变化率与圆弧井段的真实的数据之间存在着不可忽视的偏差。     

水平井实钻轨迹中靶效果分析的偏差率模型

水平井靶体设计要求中只规定了靶窗和靶底的横向和纵向偏差，并要求井眼轨迹在靶体内。但在实钻轨迹监控、井身质量评价中，需要对“井眼轨迹在靶体内”进行定量描述。将靶窗（靶底）的横向和纵向偏差的概念推广到靶体轴线任意点，定义了实钻轨迹相对于靶体轴线的偏差率和偏差方向角，建立了定量描述“井眼轨迹在靶体内”的偏差率模型，提出了根据实钻测斜数据计算井眼轨迹偏差率的数值算法。根据沿靶体轴线的偏差率和偏差方向角数据制作的偏差率圆，可以为“井眼轨迹在靶体内”提供最直观的认识。     

定向井方位漂移轨道设计问题的数值算法

方位漂移是实际钻井过程中普遍存在的现象,常规的轨道设计方法没有考虑方位漂移的影响,增加了钻井施工过程中的井眼轨迹控制的难度。考虑方位漂移影响的轨道设计方法采用井段的自然曲线模型,能够较好地反映地层自然造斜和方位漂移规律。所产生的约束方程组为三元非线性方程组,通常使用的数值迭代方法不易给定迭代初始值、迭代收敛性能差、收敛速度慢。推导出了用稳斜井段井斜角来表示的初始方位角和稳斜段长的解析公式,将三元方程组的求解问题归结为以稳斜井段井斜角为未知数的一元非线性方程方程的求解问题,并给出了求解该一元非线性方程的数值迭代算法。理论分析和大量实际算例表明,文中新算法具有收敛速度快、迭代初值相关性小、全局范围收敛等良好性质。     

井眼轨迹单根控制的新计算方法

井眼轨迹控制是定向井工程师的基本工作任务,以前常常凭经验估算控制参数。针对单根的“复合+滑动”钻进过程,使用恒工具面角曲线建立了数学模型;使用最优化思想给出了求解这个数学模型的两个算法,给出了施工参数设计的最优方案。使用理论模型数据对算法进行了大量验证,结果表明,该算法可以以非常高的数值精度(10?9)反算出理论模型参数;对于实际钻井数据,算法精度为10?2,满足工程精度要求。该方法可以应用于现场定向井工程师日常的控制参数设计工作中,结合MWD数据实时采集,在电控系统的钻井反馈实时控制中也有广泛的应用前景。     

常规二维定向井剖面计算的新方法

根据微分几何学原理得到了常规二维定向井井身几何参数的方程组，发现任何类型的常规二维剖面计算都可以归结为求解两种典型方程组之一，以直－增剖面、Ｓ形剖面、缓降稳剖面和双增剖面为例，介绍了新方法的具体应用。     

单弯螺杆造斜能力预测和现场数据验证

为了根据现场有限的数据快速估算一个立柱(单根)的实际造斜率,建立了滑动钻进的数学模型。有2个滑动段的“复合+滑动+复合+滑动+复合”钻进模式,数学模型是一个九元非线性方程组。通过一系列数学变换,从该非线性方程组推导出一个只包含实际造斜率的一元非线性方程。从方程图像上看,该方程具有简单的凸凹性,适用于使用二分法求根。给出了完整的数值求解算法,当求出未知数实际造斜率之后,方程组的其他未知数能用解析计算公式简单地反向计算出来。使用理论模拟数据对算法进行验证,算法能正确求出唯一的造斜率;使用实际测斜数据和滑动记录数据对算法进行验证,算法能快速、正确给出实际造斜率的估算值。该算法为现场定向井工程师提供了一种新的计算辅助方法,在钻井现场快速估算实际造斜率时有较大的实用价值。

     

邻井防碰计算的快速扫描算法

邻井防碰计算在钻井轨道设计、实钻轨迹监控等问题中是很重要的,可以用最近距离、法面距离、水平距离等方式来描述井眼轨迹之间的接近程度。在井段为空间圆弧曲线的假设条件下,建立了描述比较轨迹上与参考轨迹上任意给定点距离最近的点、参考轨迹上任意给定点的法平面与比较轨迹的交点、过参考轨迹上任意给定点的水平面与比较轨迹的交点的三个一元二次方程,得到了解析解计算公式。提出了邻井防碰的快速扫描算法,该算法用解析计算公式替代常规扫描算法中的迭代求解部分,不需要对比较轨迹进行插入加密点的预处理,极大地提高了扫描计算速度和数值稳健性。     

满足井眼安全约束条件的最低排量问题求解

在钻井参数优选设计中,钻井液流变参数的优选要满足井眼安全的三个约束条件,根据这三个约束条件可以确定出流量的数值范围。以幂律流变模型为例推导出最低排量和最高排量的计算公式。当钻速在一定范围之内变化时,满足环空岩屑浓度约束条件的最低排量随钻速增加而增加,由此推导出最低排量随钻压变化的计算公式。     

钻井轨道设计问题的有解判别图研究

在求解钻井轨道设计问题的各种数值迭代算法中,不仅计算量大、计算速度慢,而且难以准确判断设计问题是否有解,有几个解。为了解决这个问题,提出了使用拟解析解方法来绘制有解判别图的图示法,通过计算设计方程组的特征多项式的全部实数根,绘制出设计方程组某些正约束未知数的连续变化曲线。通过对比这些连续变化曲线与特征多项式全部实数根的相对位置关系,可以直观地对轨道设计问题解的情况的程序判断结果进行交叉验证。通过对实际设计算例的有解判别图的分析,证实了有解判别图对于设计问题解的存在性判断的正确性。在轨道设计的计算机软件中,有解判别图可以以图形方式直观地向用户展示特征多项实数根与设计问题真解之间的内在关系,有助于用户对设计问题解的存在性做出正确判断。