二维定向井轨道优化设计及实例研究

通过对二维定向井轨迹影响因素(井轨迹曲线参数)的分析,建立了考虑下部钻具组合特性、轨迹曲线参数、地质要求等因素,以最短井轨迹曲线长为目标的二维井轨道非线性规划模型．根据目标函数及可行域的性质,采用均匀设计法选择初始点,构建了模型求解算法．根据算法研制的软件对二维定向井的十余种常见剖面类型均能很快给出最优设计,提高了剖面设计的灵活性及计算速度和精度,较大程度地满足了工程上的需要．     

井眼轨道设计及监控软件的开发

WPMS井眼轨道设计及监控软件实现了井眼二维轨道和三维轨道设计模型的统一,轨道设计参数关系明确,剖面类型任意组合,采用解析法对设计参数精确求解,且能任意求解轨道设计参数,克服了以往在三维井眼轨道设计中利用数值法等难以求解的缺点,能在极短时间之内设计出合理的井眼轨道。满足定向井、水平井、侧钻井、分支井及多目标井等各种类型的井眼轨道设计和随钻轨道设计的需要。     

定向井井眼轨迹的样条插值计算

将样条插值方法应用于定向井井眼轨迹的计算,推导出了建立井眼轨迹插值函数的速推公式,为定向井井眼轨迹的计算提供了一个新的方法。利用插值函数可以计算井眼轴线上任一点的坐标、一阶及二阶导数,对井眼轨迹曲线给出一个完整的数学描述。     

对接连通井及定向钻井轨迹设计

矿产勘探开发及煤层气开发上,定向井及对接连通井正发挥越来越大的作用.定向钻井的轨迹设计计算方法有正切法、平均角法、平衡正切法、圆柱螺旋法（曲率半径法）、校正平均角法和弦步法,工程中以曲率半径法应用较多,但由于轨迹计算中存在拐点且复杂, 在误差不大的情况下,对接连通井完全可采用平均角法.但不管哪种计算方法,过去均以中央子午线作为纵轴,难以从中间计算结果判断实钻轨迹与设计轨迹偏差.本文主要介绍定向对接连通井轨迹设计参考方位建立及对应轨迹设计方法,非常适用定向井及对接井设计及工程应用.     

利用张力样条模拟定向井井眼轨迹的方法研究

根据张力样条的特性及定向井井眼轨迹的形成规律,提出了用张力样条模拟定向井井眼轨迹的方法.详细介绍了用张力样条法确定定向井井眼轨迹的步骤.利用这种方法可以计算定向井任一点的空间位置.实例计算结果表明,在已知任意个相邻测点之间,用张力样条插值计算未知测点的井斜角和方位角,与实测值相比,误差很小,满足实际井眼轨迹计算的要求,具有实用价值,为定向井井眼轨迹的计算提供了一种新的方法.     

各向异性油藏定向井表皮因子计算方法研究

为了研究定向井近井地带储层渗流规律对表皮因子的影响,采用坐标变换方法将渗透率各向异性介质转换为各向同性介质,建立了适应于各向异性油藏任意井眼轨迹的定向井裸眼完井表皮因子计算模型。在此基础上,应用该模型研究了由于井斜和储层污染产生的表皮因子随井斜角、方位角的变化规律。计算分析表明：在各向异性油藏中,定向井的井眼轨迹对表皮因子具有重要影响。井斜角的减小会导致井斜产生的表皮因子增加,而井斜角、方位角的减小均会导致储层污染产生的表皮因子增加。该模型适用范围广泛,能够为进一步研究定向井的产能提供依据。     

抽油杆与油管防偏磨优化研究

本文通过对抽油杆与油管系统的磨损机理进行了分析,建立了井眼轨迹模型和扶正器布置模型,并利用Visual Basic6.0语言开发了抽油杆管防偏磨优化处理软件。利用该软件结合井况参数,对辽河油田公司A定向井进行计算,模拟计算出该定向井的井眼轨迹,优化配置了扶正器的配置数量和间距,有效的达到了防偏磨的目的。     

井眼轨迹和地层剖面及测井曲线综合成图研究

利用空间解析几何和计算机图形学等对井眼轨迹和地层剖面及测井曲线综合成图进行了研究,借助VB6.0语言编程,实现了测井曲线、井眼轨迹和地层剖面综合成图,直观显示出井眼轨迹与地层的三维空间接触关系,赋于井眼轨迹三维地质信息和测井信息。通过处理实际资料,综合成图效果较理想,该程序使用方便和三维可视化绘图功能强,为研究人员进行水平井和大斜度井的电缆测井曲线或随钻测井曲线的地质参数解释及其地质导向提供了有力的帮助。     

丛式井侧钻绕障水平井优化设计方法

针对丛式井侧钻水平井设计过程中需要避开已钻障碍井的问题,分别根据障碍井段为直井段和定向井段,将障碍物抽象为圆柱和圆环模型,运用矢量代数给出了障碍物轴线方程,并根据侧钻点方向线、靶点方向线与障碍物是否相交,确定绕障井的剖面类型。以绕障轨道总长度最短为优化目标,以绕障轨道距障碍物的最近距离、最大井斜变化率、最大方位变化率以及最大井眼曲率为约束条件,建立了丛式井侧钻绕障水平井轨道最优化设计模型。根据不同的绕障类型进行了实例计算,结果表明所提出的最优化模型能够得到井眼轨道总长度最短的轨道,并满足安全绕障距离及井斜变化率、方位变化率、井眼曲率的要求。该方法避免了复杂的试算和校核,并且适用于其他类型绕障井的轨道设计。     

面向轨迹聚类的差分隐私保护方法

针对目前的轨迹聚类隐私保护方法存在适用性较窄、可用性较低及难以在实际应用中实施的问题,提出了支持轨迹聚类的差分隐私保护方法.首先给出了典型轨迹聚类算法的通用框架模型及其差分隐私定义,然后根据定义设计满足差分隐私机制的二维拉普拉斯噪声,最后将直角坐标系中得到的噪声形式变换到极坐标系,并加入到原始轨迹点中以进行实际应用实现.实验结果表明:与当前的轨迹聚类隐私保护方法相比,本文算法具有更好的适用性和聚类效果.     

低速率语音编码中LSF系数的加权轨迹模型

为了提高LSF系数轨迹模型对高能量语音段LSF参数的拟合精度,提出了一种新的LSF系数轨迹模型.该模型以超级帧参数的轨迹压缩为基本框架,引入了基于超级帧中各子帧重要性的时间加权策略.通过最小化时间加权均方误差的方法得到感知增强的LSF系数轨迹曲线,然后对由该曲线均匀采样得到的增强特征矢量进行量化编码.主观测试表明,采用新算法的合成语音MOS得分比原算法提高0.02以上,新算法有效提高了LSF系数轨迹模型对感知重要帧的表示精度.     

采用轴对称二维模型对实际地层井间电磁响应进行成像的精确性研究

采用二维积分方程和体积分方程分别模拟轴对称二维井间地层和三维井间地层模型中异常体的响应,并分析三维异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度以及在发射—接收剖面的横向位置对其响应的影响。采用Born迭代方法,通过反演不同模型的模拟数据获得发射—接收剖面的二维电导率成像。结果表明,在将三维地层中得到的井间测量数据在发射—接收剖面采用轴对称二维模型进行成像时,其成像质量与异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度直接相关。只要异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度足够大且其中心点距离发射—接收剖面较近,就可以采用轴对称二维井间地层模型实现高质量成像。异常体厚度越小、偏心程度越高,成像效果越差。     

基于非线性模型预测的欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究

针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制系统具有非线性、大惯性、时滞、局部线性不可控等特点，结合扩展卡尔曼滤波器和序列二次规划算法，设计了基于非线性模型预测的船舶轨迹跟踪控制策略.首先，设计了具有一定复杂度的参考轨迹，用于测试船舶的各种工况及工况切换情况.其次，应用船舶欠驱动三自由度运动控制模型与所设计的参考轨迹建立了非线性约束优化问题的目标函数，采用序列二次规划算法进行优化求解，并在扩展卡尔曼滤波器中对测量函数的雅可比矩阵进行了预求解以减少算法计算量.最后，通过对一艘运输船进行仿真试验，验证了所设计轨迹跟踪控制器的有效性和实时性.     

高163X2井轨迹控制

高163X2井是冀东油田在高尚堡地区布置的一口三维多靶点定向井,目的是评价高63区块局部小高点Nm、Ng油层分布与发育情况,落实储量规模,评价油藏产能。该井设计井深2621米,水平位移562米。连续的井斜、方位变化,复杂的井眼轨迹给钻井工程带来许多困难和风险。该文首先阐述了该区地质情况,分析了设计轨道数据以及存在的主要技术难点,重点阐述了各段的井眼轨迹控制技术,在优化钻井参数,合理控制井身轨迹的基础上,使各靶点成功入靶,为今后同类定向井施工提供了宝贵经验。     

定向井井眼轨迹预测新模型

本文提出用自适应自回归模型预测定向井、水平井井眼轨迹,模型具有所需参数少、预测速度快的特点,经9口实钻丛式井资料验证表明:该方法的精度高,井斜角的平均绝对误差小于0.1°,方位角的平均绝对误差小于0.5°.     

定向井破裂压力预测方法及计算参数敏感性分析

定向井破裂压力预测是正确设计安全钻井液密度窗口,确保井壁稳定,减少井漏、井塌而引起的井下事故的基础。利用测井资料可以方便快捷地计算定向井破裂压力,使用Eaton模型、Stephen模型和多孔弹性模型对4口井3个深度点分别进行了地层破裂压力计算分析,并给出了3种方法计算地层破裂压力的误差,结果表明多孔介质弹性斜井模型更为适应任意井斜、方位的斜井,可达到较高的精度。同时,对影响该模型中破裂压力大小的计算参数进行了敏感性分析,为准确分析定向井破裂压力提供了重要技术参数。     

基于三维地理环境的雷达网探测威力计算与实时空情态势显控

基于三维GIS引擎,利用高清卫星图片、高程数据、各种地图要素矢量数据等信息,构建了包含地形、地貌等信息的逼真三维地理环境,实现了高效、灵活的图上查询、量测、分析、标绘等功能.基于XDraw剖面可视域分析算法,实现了地形和电磁干扰条件下雷达三维探测威力范围和二维高度层切片的实时计算与显示.以实装指挥信息系统为数据源,根据雷达情报诸元参数确定出空情目标性质后,利用相应三维模型实现了目标的逼真显示,并基于线性拟合算法实现了动目标模型的平滑控制.开发实现了三维战场态势显控系统,验证了所提方案的有效性和良好的效果.     

三维定向井轨迹设计及计算

本文对三维定向井轨迹设计及计算进行了详细的理论分析和推导,建立了求解三维定定向井轨迹坐标的数学方程。利用这些方程可以精确地计算三维定向井轨迹上任一点的空间位置。可用于三维定向井轨迹的设计及计算。     

定向井实钻井眼轨迹三维可视化描述

在石油钻井中,实钻井眼轨迹的计算与描述是井眼轨迹监测的重要环节,也是井眼轨道控制的基础.通过测斜数据的处理结合计算机图形学可以更直观地显示井眼轨迹空间形态.通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,在微分几何理论基础上,利用井斜角、方位角与自然坐标系各单位矢量的几何关系推导出井眼轨迹的曲线结构计算模型,并提出了通过对测斜数据进行三次样条插值及多项式拟合数据平滑处理的方法以减小测量离散数据带来的误差;同时,结合面向对象技术和可视化技术,实现了定向井井眼轨迹的三维可视化描述.     

过墙壁探测:层状介质中二维层析成像模拟

开发了一种基于对比源反演(CSI)算法的二维非线性逆散射技术,对层状介质中的二维物体进行层析成像并用其模拟过墙壁探测.对一些复杂模型的反演结果说明了CSI算法的有效性和进行过墙壁探测的可行性.数值模拟结果表明,在观测受到限制的情况下通过对多种频率的数据进行反演仍可以精确重构被探测目标的位置、形状及电参数.