【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻探，其涉及多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法。
技术介绍
1、多臂井径仪器是当前油气井套管损伤检测的重要设备，能够通过高精度测量井筒内不同深度点和不同方位的管串内径数据，为套损检测与评价提供重要的技术支持。这些设备广泛应用于各种井筒条件，特别是在套管变形与损伤的检测和评估中发挥着关键作用。目前市场上的多臂井径仪器包括24臂、40臂和60臂类型，能够满足不同井况下的测量需求。然而，随着油气井从直井向复杂井、多分支井的开发方向演进，现有技术在数据处理、建模和综合应用方面暴露出诸多不足。
2、首先，现有多臂井径数据的处理方法多局限于单深度点的校正与分析，但由于测量数据中可能存在误差或偏移，单深度点的处理方式常导致异常界面问题，影响套损检测的精度和稳定性。针对全井段的复杂井眼，现有的校正技术难以有效解决数据偏移问题，限制了测量数据的真实性和后续建模的可靠性。
3、其次，当前三维建模技术主要采用切片法对数据进行可视化，并通过三角法渲染生成三维图形。这种方法适用于局部管串损伤的展示，但在全井段、大深度场景中，存在建模效率低、计算复杂度高的问题，对硬件和软件性能要求过高，难以满足高效建模的需求。同时，传统建模技术通常基于直井假设，将井眼轨迹简化为直线，忽视了实际井眼的复杂非直线特性，尤其在多分支井和非直井条件下无法准确反映井眼的真实形态。这种简化严重影响了模型对井下管串状况的真实展示。
4、此外，现有方法在井眼轨迹与周围地层信息的结合上存在不足，难以准确定位套管变形与损伤的具体
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提出一种多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，通过多深度点叠加拟合圆法进行居中校正，有效解决单深度点数据处理中的异常界面问题，提高井下不同深度点和方位管串真实半径值的获取精度。同时，采用沿井眼轨迹的全井段曲线法三维建模技术，结合周向曲线加密法的三维图形渲染技术，显著降低了编程复杂性和计算成本，提升了全井段建模效率和软件运行性能。该技术方案还充分考虑了实际井眼的非直线特性，真实反映复杂井况下井眼轨迹的形态，为套损检测与评估提供更高的准确性和可靠性。此外，通过整合井眼轨迹与地层信息，能够准确定位套损位置及其形成机理，为井眼轨迹设计优化和射孔压裂方案制定提供全面的技术参数支持，减少作业过程中对管串的损伤风险，显著提升油气井施工与维护的效率和安全性。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，包括以下步骤：
4、s1、多臂井径方位校正，将输入的管串内径阵列数据，在每个深度点以一组数据为单位按照井径仪的高端进行排列，所述一组数据为井径仪在当前深度点中所有测量臂的数据集合；
5、s2、多臂井径居中校正，将多个深度点周向上的管串半径值叠加，并通过圆拟合方法进行求值得到实际测井过程中的井径仪中心点；
6、s3、井眼轨迹计算，通过折线法计算井眼轨迹；
7、s4、沿井眼轨迹全井段曲线法三维建模，将步骤s1-s2计算得到的校正数据生成以井眼轨迹为中心的三维管串图形；
8、s5、三维管串图形渲染，采用周向加密曲线法将管串图形的圆周上线性插入多条相似的曲线进行渲染，得到三维管串渲染图形。
9、进一步的，所述s1包括以下子步骤：
10、s101、记录1号测量臂相对于井径仪高端方位变化的数据；
11、s102、基于1号测量臂的数据计算1号测量臂相对于井径仪的偏移量；1号测量臂相对于井径仪的偏移量计算公式如下：
12、
13、其中，表示在第l个深度采样的1号测量臂方位曲线值， 表示常数360，表示计算三维图形渲染所需的周向加曲线数，表示井径仪总测量臂数，表示经周向加密后的曲线条数；
14、s103、以1号测量臂相对于井径仪的偏移量再计算其余测量臂在管壁沿x轴向的相对位置。
15、进一步的，所述s2包括以下子步骤：
16、s201、将管串中一个深度点的横截面以拟合圆的形式表示，其中拟合圆的半径表示该深度点管串半径的平均值，拟合圆的圆心表示井径仪的中心点，拟合圆的圆心在坐标中的方向表示井径仪偏心的方向；
17、s202、得到井径仪中心点在管串中的实际坐标，再计算井径仪中心点到所有测量臂探测点的距离作为该深度点管串各方位的半径值，计算公式如下：
18、
19、其中，表示井周上第i个采样点校正后的工程值，表示第i个采样点在井周的实际坐标，表示一起中心点的实际坐标，表示坐标比例系数；
20、s203、对于测量井段内的每一深度点，通过最小二乘法对管串内径阵列数据拟合得到井周轨迹，找到井径仪中心点在管串中的实际坐标位置，对整个井段的阵列井径曲线进行居中校正。
21、进一步的，所述s3包括以下子步骤：
22、s301、通过测斜仪采集井下不同深度点的井斜角和井斜方位数据；
23、s302、通过折线法将井下所有深度点按顺序直接连接，利用井斜角和井斜方位数据进行几何运算，计算得到井下不同深度点的三维空间坐标；
24、s303、将三维空间坐标转换为井眼轨迹。
25、进一步的，所述s4包括以下子步骤：
26、s401、将多臂井径阵列曲线进行刻度偏移，并按照测井需求的线性刻度绘制平面图，平面图中不同的曲线表示管串不同位置的内径值；
27、s402、三维建模各条曲线不同深度点的空间坐标，空间坐标计算公式如下：
28、
29、
30、
31、其中，、、表示第i个深度点井眼轨迹坐标，、、表示第j条曲线中第i个深度点的三维空间坐标，表示绘图半径，表示管串标准内径，表示居中校正后的第j条曲线中第i个深度点多臂井径测量值，表示常数3.1415926，表示经周向加密后的曲线总条数，表示第i个深度点的井斜角；
32、s403、依次将三维建模各条曲线不同深度点的空间坐标按照从上到下的顺序连接后形成三维管串图形。
33、进一步的，所述s5中三维管串渲染图形的曲线总条数计算公式如下：
34、
35、其中，表示常数3.1415926，表示绘图半径，表示图形中单条曲线的绘图宽度；
36、相邻两条曲线间插入相似曲线采用线性插值，计算公式如下：
37、
38、其中，表示相临两条曲线间插入的第x条曲线值，表示相临两条曲线的第1条曲线值，表示相临两条曲线的第2条曲线值，表示相临两条曲线间需插入的曲线条数。
39、本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、多臂井径方位校正，将输入的管串内径阵列数据，在每个深度点以一组数据为单位按照井径仪的高端进行排列，所述一组数据为井径仪在当前深度点中所有测量臂的数据集合；
2.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述S1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述S2包括以下子步骤：
4.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述S3包括以下子步骤：
5.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述S4包括以下子步骤：
6.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述S5中三维管串渲染图形的曲线总条数计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤： s1、多臂井径方位校正，将输入的管串内径阵列数据，在每个深度点以一组数据为单位按照井径仪的高端进行排列，所述一组数据为井径仪在当前深度点中所有测量臂的数据集合；
2.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建模方法，其特征在于，所述s1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的多臂井径沿井眼轨迹周向曲线加密的管串三维建...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏，唐杰，陈河斌，
申请(专利权)人：四川兆虹油气田技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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