定向井钻井空间圆弧轨道计算的两个问题

在定向井轨道设计、实钻轨迹监控等一系列问题中,圆弧井段参数计算是一个最基础的问题。前人提出的圆弧井段井斜角和方位角的计算公式具有计算复杂、推导过程烦琐等缺点,为此以坐标增量恒等式为基础,使用初等方法推导出了一组新的圆弧井段井斜角和方位角的计算公式。这组新公式具有简洁对称、结构清晰等特点。基于井眼曲率是空间圆弧井段的不变量,还给出了井底参数预测的一种新方法。     

自然参数法测斜计算的精度分析

自然参数法是继圆柱螺线法和最小曲率法之后提出的一种测斜计算新方法,在井眼轨迹设计与计算中有着广泛的用途。使用数学试验方法对自然参数法的计算精度进行分析发现,自然参数法与圆柱螺线法和最小曲率法计算出的井底距离平均相差约每千米0.02 m和0.2 m。统计分析和实际算例表明,自然参数法用于旋转钻进和滑动钻进井段都具有很高的计算精度。     

关于吸汽剖面测试中油层吸汽量计算方法研究

在蒸汽吞吐或蒸汽驱开发方式中,为了分析稠油井注蒸汽效果,通常需要在井筒中进行吸汽剖面测试,并利用测得的数据进行油层吸汽量计算、油层动用程度等分析解释工作.为了减少人工因素、仪器操作等对测试数据可靠性的影响,通常要求按照不同的仪器下入(上提)速度做多次测试,在数据进行分析解释时,综合考虑多次测试数据.为此,对在实际工作中常年使用的油层吸汽量计算方法进行了总结,并推导出了详细的计算方法:使用盖层、隔层段获取的流量测试数据的算术平均值来计算每个油层的相对流量,同时应用多套测试数据的算术平均值来精确每个油层的吸汽量;给出了计算公式.结合200余口1注汽井的吸汽剖面测试数据,利用该方法进行了试算.结果表明,计算结果与油层的实际吸汽情况非常接近,证明该方法有效可行.     

三维定向井轨道设计新方法─恒装置角法

由于在恒装置角曲线井眼轨道的坐标增量计算中使用了定积分,致使相应的井眼轨道设计问题的求解非常困难,不仅计算时间长,且算法收敛性差。在假设弯曲井段为恒装置角曲线条件下,建立了新的三维定向井和侧钻井井眼轨道设计数学模型;使用幂级数展开方法计算井段坐标增量公式中的定积分,将井眼轨道设计模型中的多元非线性方程组求解问题降维转化为二元非线性优化问题,极大地降低了数值计算的复杂度。使用数值优化算法对恒装置角井眼轨道设计问题进行求解,不仅减少了计算时间,增强了算法稳定性,而且具有全局收敛性质。实际算例表明,新方法能够快速、有效地求解恒装置角型井眼轨道设计问题,所使用的幂级数展开方法适用于解决恒装置角井眼轨道计算的一系列问题,是一种有效的数学简化方法。     

帕雷托模型的组合优化算法及其应用

油藏规模序列法是油气资源评价中一种重要的方法,但目前标准算法以最小标准差为原则选择k值的做法容易导致不合理的预测结果.将根据实际储量数据确定帕雷托模型参数的问题转化为一个组合优化问题,首次提出k-线图概念和确定k值的122法则.大量测试结果表明,122法则结合k-线图所确定的后值更加合理,可提高预测精度.     

宾汉钻井液圆管轴向层流压降的精确计算

在钻井水力参数计算和优化设计等问题中,钻具内及环空中的压降计算是基本的计算。除了与钻具、环空的几何参数有关之外．钻井液的流变性质是影响压降的主要因素。不同类型的钻井液其流变性质是不同的．目前常用的描述钻井液流变性质的模型主要有5种：牛顿模型、宾汉模型,幂律模型、赫-巴模型和卡森模型。     

钻井液卡森模式流变参数非线性最小二乘估计新算法

针对卡森流变方程的特点,提出了一种非线性最小二乘估计的新算法.该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定的收敛到参数允许区域中的唯一最小点,不会陷入极小点陷阱,存储需求量小,收敛速度快.新算法是一个全局优化算法,所得到的流变参数估计具有拟合残差近似无偏性和方差几乎为最小的特征.利用实际钻井液数据计算的实例表明,新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差、相近的均值及优良的拟合残差统计特性.该方法可以应用到钻井液卡森流变模式流变参数的确定、钻井液流变模式优选及钻井液性能调整和评价等方面.     

自然曲线法测斜计算中的数值方法

在井眼轨道计算中,自然曲线法具有比最小曲率法和圆柱螺线法更好的计算精度,但是计算公式复杂,逻辑判断条件多,容易出现影响数值计算稳定性和精度等问题。推导出了自然曲线法的一组等价计算公式,具有比较简单的表达形式,特别适合于计算机上数值计算,提高数值计算过程的稳定性和计算精度。还对自然曲线井眼轨迹的平均井眼曲率的计算方法进行了研究,提出了一个数值积分计算方法,实际算例表明,数值积分法计算出的平均井眼曲率比其他两种方法能更准确反映井眼弯曲情况。     

钻井液赫-巴模式参数估计的新算法

针对线性回归法估算钻井液赫-巴流变模式的流变参数不具有无偏性和方差最小等不足．提出了非线性最小二乘估计的新算法。该算法不需要人工给定迭代初始值，迭代过程稳定收敛到最小点，不会陷入极小点陷阱，收敛速度很快，所得到的流变参数估计具有拟合残差无偏性和方差最小的优良统计特征。大量的实际钻井液算例表明，新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差和相近的均值，拟合残差统计特性优于线性回归方法。该方法可以应用到钻井液赫-巴流变模式中流变参数的确定、钻井液流变模式优选、钻井液性能调整和评价等许多问题中。     

水平井的靶心距计算

对行业标准中的靶心距计算进行补充、完善和推广,应用解析几何学中的点到平面的有向距离的概念,给出了入靶点所在测段的判别务件和新算法,对圆柱螺线法和最小曲率法推导出了入靶点坐标的有关计算公式.该计算方法在三维水平井钻井质量评价、中靶分析等问题中有重要的应用价值.