一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法和系统，涉及油气领域。该方法包括：通过地质靶点数据优化井口位置，计算井口

【技术实现步骤摘要】
一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法和系统


[0001]本专利技术涉及油气领域，尤其涉及一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法和系统。

技术介绍

[0002]随着油气领域逐渐向深、低、海、非、老拓展，钻探开发难度日益增加，水平井、大位移井数量增多。但由于三维井轨道设计技术发展的滞后，三维定向钻井过程中常出现轨道设计不合理，造斜设备无法满足设计要求等情况，导致井眼轨迹难以控制，机械钻速低、钻井轨迹偏离问题突出。如何实现根据实际施工控制参数对三维井眼轨道进行设计，提升设计方法的准确性，降低使用难度，成为迫切需要解决的难题。
[0003]目前，国内外钻井设计部门大都通过狗腿度、造斜及稳斜段长度、入靶方向对三维轨道进行计算。该方法对使用者的专业理论和设计经验要求高，稳定性差，极易出现
″
倒扣式
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、
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旋转式
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错误结果和无法计算求解等异常情况。而且无法基于靶前距、偏移距等重要工程参数进行优化控制，难以满足三维定向井设计施工的实际要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法和系统。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，包括：
[0007]S1，通过靶点数据获得井口位置、井口
‑
靶点相对位置和控制点数据；
[0008]S2，根据录井数据、邻井数据和造斜工具库，结合定向井轨道控制物理模型，获得三维轨道设计参数；
[0009]S3，调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、所述井口位置和所述控制点数据，通过三维轨道数值算法生成初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点；
[0010]S4，对S1
‑
S3进行调参复核，根据初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点获得目标轨道关键控制点和目标设计详点，以完成三维轨道全井段剖面设计；所述调参复核包括：对关键设计参数进行调整，并代入S1
‑
S3中进行复核。
[0011]本专利技术的有益效果是：本方案能够完成从井口至靶区全井段剖面自动化设计，提高三维轨道设计计算效率和准确性，提升三维轨道设计方法与工程控制参数的关联性，降低使用难度；
[0012]能够提升钻完井设计的便捷性和实用性，能够满足施工人员对水平井、造斜井段的轨道控制需求，能够对着陆点位置、入靶方向等关键设计参数进行优化设计，改变目前设计人员缺乏智能化设计手段、依靠经验频繁调参，设计结果施工可控性差的现状，为复杂井钻井设计提供了有效手段。
[0013]进一步地，所述S1具体包括：
[0014]通过所述靶点数据，经过优化反馈获得所述井口位置；
[0015]根据所述井口位置和所述靶点数据，获得井口
‑
靶点相对位置、垂深、靶区偏移距；
[0016]根据所述井口
‑
靶点相对位置、所述垂深、所述靶区偏移距结合地层情况获得控制点数据。
[0017]进一步地，所述根据录井数据、邻井数据和造斜工具库，结合定向井轨道控制物理模型，获得三维轨道设计参数，具体包括：
[0018]通过分析所述录井数据获得造斜地层、造斜点深度和造斜段长度；
[0019]通过分析所述邻井数据获得入靶点和口袋长度；
[0020]利用所述造斜工具数据库匹配适用于当前造斜点深度和造斜段长度的造斜工具；
[0021]根据所述造斜地层、所述造斜点深度、所述造斜段长度、入靶点、口袋长度和造斜工具形成所述三维轨道设计参数。
[0022]进一步地，所述S3具体包括：
[0023]调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、井口位置和所述控制点数据，通过三维轨道数值算法生成初步轨道关键控制点；
[0024]根据所述初步轨道关键控制点结合插值算法获得所述设计详点。
[0025]进一步地，所述调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、井口位置和所述控制点数据，具体包括：
[0026]通过靶点数据、井口数据、控制点数据计算出入靶方向；
[0027]调用所述三维轨道设计参数结合所述入靶方向。
[0028]进一步地，所述对S1
‑
S3进行调参复核，获得目标轨道关键控制点和目标设计详点，具体包括：
[0029]调整所述关键设计参数，重复计算S1
‑
S3，对计算结果进行判断，当所述计算结果满足要求时，则当前S3生成的结果为目标轨道关键控制点和目标设计详点；
[0030]所述关键设计参数包括：控制点深度、造斜率、所述入靶方向或所述井口位置。
[0031]进一步地，所述靶点数据包括：靶点的大地北坐标、大地东坐标和海拔值。
[0032]本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
[0033]一种三维轨道剖面的自动化数值设计系统，包括：靶点数据计算模块、设计参数模块、调用设计模块和剖面参数计算模块；
[0034]所述靶点数据计算模块用于通过靶点数据获得井口位置、井口
‑
靶点相对位置和控制点数据；
[0035]所述设计参数模块用于根据录井数据、邻井数据和造斜工具库，结合定向井轨道控制物理模型，获得三维轨道设计参数；
[0036]所述调用设计模块用于调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、所述井口位置和所述控制点数据，通过三维轨道数值算法生成初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点；
[0037]所述剖面参数计算模块用于进行调参复核，根据初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点获得目标轨道关键控制点和目标设计详点，以完成三维轨道全井段剖面设计；所述调参复核包括：对关键设计参数进行调整，并代设计过程中进行复核。
[0038]本专利技术的有益效果是：本方案能够完成从井口至靶区全井段剖面自动化设计，提高三维轨道设计计算效率和准确性，提升三维轨道设计方法与工程控制参数的关联性，降低使用难度；
[0039]能够提升钻完井设计的便捷性和实用性，能够满足施工人员对水平井、造斜井段的轨道控制需求，能够对着陆点位置、入靶方向等关键设计参数进行优化设计，改变目前设计人员缺乏智能化设计手段、依靠经验频繁调参，设计结果施工可控性差的现状，为复杂井钻井设计提供了有效手段。
[0040]进一步地，所述靶点数据计算模块具体用于通过所述靶点数据，经过优化反馈获得所述井口位置；
[0041]根据所述井口位置和所述靶点数据，获得井口
‑
靶点相对位置、垂深、靶区偏移距；
[0042]根据所述井口
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靶点相对位置、所述垂深、所述靶区偏移距结合地层情况获得控制点数据。
[0043]进一步地，所述设计参数模块具体用于通过分析所述录井数据获得造斜地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，其特征在于，包括：S1，通过靶点数据获得井口位置、井口
‑
靶点相对位置和控制点数据；S2，根据录井数据、邻井数据和造斜工具库，结合定向井轨道控制物理模型，获得三维轨道设计参数；S3，调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、所述井口位置和所述控制点数据，通过三维轨道数值算法生成初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点；S4，对S1
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S3进行调参复核，根据初步轨道关键控制点和所述初步轨道关键控制点的设计详点获得目标轨道关键控制点和目标设计详点，以完成三维轨道全井段剖面设计；所述调参复核包括：对关键设计参数进行调整，并代入S1
‑
S3中进行复核。2.根据权利要求1所述的一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，其特征在于，所述S1具体包括：通过所述靶点数据，经过优化反馈获得所述井口位置；根据所述井口位置和所述靶点数据，获得井口
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靶点相对位置、垂深、靶区偏移距；根据所述井口
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靶点相对位置、所述垂深、所述靶区偏移距结合地层情况获得控制点数据。3.根据权利要求1或2所述的一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，其特征在于，所述根据录井数据、邻井数据和造斜工具库，结合定向井轨道控制物理模型，获得三维轨道设计参数，具体包括：通过分析所述录井数据获得造斜地层、造斜点深度和造斜段长度；通过分析所述邻井数据获得入靶点和口袋长度；利用所述造斜工具数据库匹配适用于当前造斜点深度和造斜段长度的造斜工具；根据所述造斜地层、所述造斜点深度、所述造斜段长度、入靶点、口袋长度和造斜工具形成所述三维轨道设计参数。4.根据权利要求1或2所述的一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，其特征在于，所述S3具体包括：调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、井口位置和所述控制点数据，通过三维轨道数值算法生成初步轨道关键控制点；根据所述初步轨道关键控制点结合插值算法获得所述设计详点。5.根据权利要求1所述的一种三维轨道剖面的自动化数值设计方法，其特征在于，所述调用所述三维轨道设计参数结合所述靶点数据、井口位置和所述控制点数据，具体包括：通过靶点数据、井口数据、控制点数据计算出入靶方向；调用所述三维轨道设计参数结合所述入靶方向。6.根据权利要求5所述的一种三...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪文智，杨光，崔猛，汪海阁，赵亦朋，张彦龙，赵飞，丁燕，郭卫红，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：