三维水平井井眼轨迹设计最优控制模型及算法

针对三维水平井井眼轨迹优化设计问题，首次建立了以非线性状态方程为主要约束条件的目标控制模型，依该模型的特点，构造了改进的Hooke-Jeeves优化算法，为获得全局最优解，采用均匀设计方法选取初始点，计算结果证明了模型、算法及研制软件的正确性与有效性，而且具有计算时间短，结果精度高等特点。     

两个不准确条件下的水平井轨道设计

目标垂深的不准确和工具造斜率的不准确,在水平井钻井中是普遍存在的.这使水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶.本文按照这两个不准确是否存在。提出四种组合情况,并针对每种组合情况提出解决不准确问题的基本思路和方法.研究表明,用对应于最低造斜率的曲率半径和窗底可能滞后的最大垂深来计算第一造斜点的垂深和窗心水平位移;采用双增轨道,设计出最佳稳斜角,在钻进中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决两个不准确问题.本文推导了整套设计的计算公式.并给出了算例.     

定向井与水平井井眼轨迹控制专家系统

提出了汉化井眼轨迹控制专家系统的基本思路与结构的基本框架，其特点是利用计算机汉字图形用户界面技术，把井眼轨道设计、下部钻具组合（ＢＨＡ）特性分析、ＢＨＡ数据库管理、ＢＨＡ结构优选设计、钻井过程的计算机模拟及钻井数据处理等融为一体。菜单选择、对话框式数据输入，操作方便，提出了ＢＨＡ数据库的概念。它是井眼轨迹控制技术软件向智能化发展的基础。     

官H1中半径水平井井眼轨迹的控制

在进行了大量的下部钻具组合特性分析和钻头钻进规律研究的基础上，研制了定向井与水平井井眼轨迹控制分析系统。该分析系统在大港官Ｈ１井首次现场应用，取得了令人满意的结果，本文还对水平井井眼轨迹控制中可能出现的问题，提出了相应解决方案。     

钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统

采用了软件实现与硬体实现相结合，前者为主，后者为辅的策略，实现了虚拟现实技术中的三维图形与图像、立体显示、人机交互，并将其成功地应用于钻井轨道设计与井眼轨迹监测中。解决了钻井轨道设计与井眼轨迹监测的三维可视化问题。经加载埕北30区块的地层、设计轨道、靶点、实钻轨迹等数据进行测试，取得了很好的成果。整个系统用VC^ 6.0和OPENGL，辅助以必要的硬件配置，成功地开发完成。     

水平井井眼轨迹地质导向技术析

水平井井眼轨迹的地质导向是其综合录井工作中的重点,它决定着水平井钻井工作的成败。本文结合中石化西南分公司在四川中江构造上第一口针对三叠系中统沙溪庙组“D层”砂体的水平井地质导向的成功经验,总结并提出水平井眼轨迹地质导向工作的一些基本方法,旨在为今后的水平井地质导向过程中起到一定的指导作用。     

多分支井三维井眼轨迹设计方法研究

安全快速的施工是分支井钻井工程追求的目标,分支井的轨迹设计作为分支井钻井工程的关键环节,极大地影响着钻井工程的实施顺利与成败。优化井眼轨迹,规避钻井过程风险已成为亟待解决的问题。空间圆弧与直线相结合,计算科学处理的方法可更合理的优化三维并眼轨迹,为分支并钻井快速安全施工提供了可靠地理论指导依据。     

自然曲线井眼轨道设计模型及反演求解方法

针对自然曲线模型复杂度较高,无解析解,需要求解复杂的隐式方程,容易遇到迭代发散的问题,重点探讨两种约束条件下的自然曲线反演求解算法,设计了稳定的迭代求解流程,并根据坐标增量求解新的井斜角,通过迭代计算快速确定最终结果.为确保计算过程的稳定性和计算结果的可靠性,计算过程中针对模型求解过程中可能出现的除以零的特殊情况,在特...     

柴达木盆地东坪地区基岩气藏水平井开发研究与应用

东坪地区位于柴达木盆地西北区阿尔金山前东段,可划分为“一隆起、两鼻隆、三斜坡”6个构造单元,其中,东坪鼻隆属于第三系沉积。基岩岩性为杂色花岗岩和变质岩,致密且坚硬,裂缝发育,也可见溶孔、溶洞,形成了良好的储集系统。针对该区的特殊性,采用以提高单井产量及采收率为目的的水平井开发方式,为保证水平井投产后具有良好的产能和经济效益,通过深化地质认识,开展水平井适用性评价,在影响水平井开发效益的众多参数中优选主要参数,对水平井层位、长度、方位及井眼轨迹进行优化,根据优化部署的水平井气层钻遇率100%,平均日产气10?04m3,取得了好的开发效果和经济收益,提高了单井产量,成为东坪地区快速建产的主导手段。     

定向井井眼轨迹计算方法探讨

随着油气井钻井深度的加大,钻井技术、井眼设计轨道的多样化,涌现出多种井眼轨迹计算方法和图形表达方式。快速地进行钻前井眼轨迹设计,使钻进过程更加准确、高效、安全。     

非均质储层三维水平井轨道设计研究与应用

为解决常规定向装备三维水平井施工难题,降低成本,对三维水平井道设计与应用进行了研究。通过分析三维轨道设计模型,对比其优势与不足,优选恒工具面角模型,针对直-增-扭-稳-增-平六段制典型轨道,从其基本公式和A靶点约束方程出发,建立了初始方位角模型,根据初始方位角得到造斜率和工具面角,进而计算出其他全部轨道参数,从而完成三维水平井轨道设计。在JH17P36井中应用该方法,采用常规装备施工,矢量中靶,实钻轨迹与设计符合率高,各技术指标优秀。钻井实例表明,计算模型和设计方法是正确、合理和可行的,同时也验证了恒工具面角模型的优越性。     

VB和MATLAB混合编程在井眼轨道设计上的运用

为提高连续油管钻井井眼轨道设计的便捷性,采用基于COM组件的VB和MATLAB混合编程方法,将绘图的代码进行封装,只要即时改变参量数值,就可得出相应的图形,并可比较不同参数下图形的特点。该设计实现了VB编写的多个模块调用一个MATLAB程序的功能,减少了程序编写的工作量,提高了程序开发的效率。     

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．     

水平井井眼方位与测定天然裂缝方位

在裂缝性地层，效益最好的水平井，其水平井井眼应与天然裂缝面垂直，这样可大大减少油气渗流阻力，充分发挥各个裂缝面的最大泄油效能．文中说明了两种测定天然裂缝方向的实用技术．即微压裂定向取芯技术和地层倾角测井测取并眼椭园长轴的技术．指出如何进行微压裂及定向取芯，如何测定不同类型椭园井长轴，还论述了直井测取全面资料再回填、侧钻打水平井方法的优越性．     

陇东致密区水平井井眼轨迹与地层关系

鄂尔多斯盆地陇东地区长6X、长7Y储层纵向连续性差、横向上变化快,给水平井测井解释带来了一定难度。为了准确计算水平井储层参数,提高油层钻遇率,以研究区储层特征、测井资料为基础,围绕着水平井井眼轨迹与地层关系分析,给出了鄂尔多斯盆地致密油水平井储层划分建议,提出了储层各向异性分析步骤及计算方法,建立了水平井段分段分级评价方法,给出了水平井自然伽马、电阻率测井围岩校正方法,研究提高了水平井孔隙度、渗透率和含油饱和度等储层参数的计算精度,为水平井射孔段优化、提高水平井产能奠定了基础。     

双增形水平井轨道的设计

双增形轨道是中、长半径水平并最常用的设计轨道。卡尔森等人提出了设计双增轨道的平行切线法。本文在肯定卡文的思路和方法的同时,指出卡文中计算切线段井斜角的公式有错误,并给出了正确的计算公式。同时还进一步指出了平行切线法的不足之处,从而提出了设计双增轨道的最优进入法,可使进入点与窗口中心重合,同时给出了计算公式和算例。     

限定井眼方向待钻轨道设计的代数法

限定了井眼方向的待钻井眼轨道设计问题需要求解一个7元非线性方程组,通常使用的数值迭代方法有许多固有的缺点,提出了一个新方法──代数法：将原始非线性方程组化简成一个三元多项式方程组,再进一步归结为求一个10次多项式方程全部正实数解问题和一个二元线性代数方程组问题。给出了代数法的计算机实现方法,具有计算速度快、数值稳定性好、存储需求小等特点。代数法具有与解析法相近的良好数学性质,能够对问题是否有解做出事前判断;在问题存在多个解的情况下,能够正确求出全部的解。所使用的数学化简技巧能够推广应用到求解定向井、水平井的井眼轨道设计问题中,有重要的理论价值和应用前景。