定向井、水平井靶心距计算的数值方法

靶心距计算是定向井和水平井井身质量检查中的一项重要内容,靶心距计算的核心内容是求入靶点的坐标.入靶点是井眼轨迹与某个空间平面的交点:对于定向井,该平面是圆形靶圈所在的水平面;对于水平井,该平面是靶体轴线的垂直平面.根据点与平面的有向距离的概念给出了入靶点所在井段的扫描算法,该算法能快速确定入靶点所在井段.对求解入靶点关键参数方程的数值迭代法--二分法及其收敛性能进行了详细研究,并给出了在空间圆弧、圆柱螺线、自然曲线等3种井段曲线类型情况下的详细计算公式.理论及实际算例表明,二分法是求入靶点数值解的非常有效的算法.入靶点所在井段的扫描算法和求入靶点关键参数数值解的二分法在中靶分析、邻井法面距离扫描、井眼轨迹监控中也有很重要的应用价值.     

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.     

二维S型剖面设计问题的解析解

二维S型剖面设计问题可以归结为求解一个二元方程组,根据已知设计参数的情况,可以分成21种不同的未知数组合情况进行求解。使用无量纲化思想改写原设计方程组,并根据角度未知数在方程组中出现的位置,将方程组求解问题归并成四类问题,每类问题求解方法具有相似性。推导出了21种不同情况下的解析解计算公式,所得到的计算公式具有比较简洁的数学形式。求解析解过程中所使用的无量纲化结合三角函数化简的方法为二维剖面设计问题求解提供了一种新的数学模式,适用于其他类型的二维圆弧型剖面设计问题解析求解。绘制设计参数取值范围图形是解析解的一个重要应用,可以使设计人员合理设定已知设计参数,减少试算次数,提高设计效率。所给出的解析解计算公式对于开发钻井设计软件也具有一定的指导意义。     

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.     

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。     

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。     

多控制点水平井靶体参数的计算

石油天然气行业标准中只规定了两种水平井靶型：二维铅垂靶和三维铅垂靶，这远远不能满足水平井钻井设计等工作的实际需要。为了适应更加复杂的地质和工程上的需要，近年来更多采用拱形水平井或阶梯水平井靶区。为此，介绍了由多个关键点控制的水平井三维靶体的数学模型，给出了靶窗平面方程、靶体轴线上任意点的横向偏差和纵向偏差以及靶窗局部坐标变换等靶体参数的基础计算公式；并对描述实钻轨迹与水平井靶体的偏差的方法进行了探讨，建立了一个归一化实钻偏差模型。该模型用归一化正方形中的一条连续平面曲线直观地描述实钻轨迹与靶体轴线的距离和位置关系，可应用于水平井井眼轨道设计、井身质量评价、实钻轨迹控制等。     

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。以直一增剖面、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。     

分形理论在井间储层描述中的应用研究

储层的空间展布形态异常复杂,传统数学难以精确描述.大量的测井、沉积、地震资料表明,储层的非均质性具有分形特征.根据R/S分析方法可以定量描述储层垂向分布特征,以地震和沉积资料为约束,通过分形插值算法确定出储层的空间展布形态.对辽河油田开13井区、牛心坨地区做了大量的数值试验,结果表明,分形模型较好地定量描述了储层非均质性的宏观分布规律,具有较高的分辨率和可信度,与地震解释、地质研究结合在一起,能进一步减少储层描述的下确定性.     

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。