[發明專利]基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201510933520.2
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105550448B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 鄧峰;陶冶;劉新云;王夢穎;孔璐琳;梁奇敏;張小寧
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E21B47/022;E21B47/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

1.一種基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，所述的預鉆井三維井眼建模方法包括：

獲取已鉆井的鉆井軌跡及井眼井徑數據，所述鉆井軌跡包括：各測徑點的井深、方位角和井斜角；

根據所述鉆井軌跡及井眼井徑數據計算井徑測量點的三維空間坐標；

根據所述三維空間坐標生成所述井徑測量點對應的周向井徑數據；

建立至少包含所述井眼井徑數據及周向井徑數據的已鉆井數據庫；

根據所述已鉆井數據庫建立三維井眼模型；

將預鉆井的軌跡設計參數及地質數據代入所述三維井眼模型，計算預鉆井的井眼縮徑率及井眼擴徑率。

2.根據權利要求1所述的基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，所述的已鉆井數據庫還包括：通過地質參數測井獲取的常規測井數據、結合地質參數測井及地層破裂實驗得到的地層三壓力數據、單軸抗拉強度、地層孔隙度、最大主應力的大小和方向以及最小主應力的大小和方向；

其中，所述常規測井數據用于描述地層巖性；所述地層三壓力數據包括：坍塌壓力數據、破裂壓力數據及地層壓力數據，用于描述地層硬度；所述單軸抗拉強度用于描述地層研磨性。

3.根據權利要求1或2所述的基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，根據所述鉆井軌跡及井眼井徑數據計算井徑測量點的三維空間坐標，包括：

根據井口坐標及多個井徑測量點坐標分別確定各所述井徑測量點的三維坐標，并生成井眼軌跡；

確定所述井眼軌跡在各所述井徑測量點的法平面；

根據各所述井徑測量點的法平面及測井儀在各所述井徑測量點獲取的多個測臂坐標確定各所述井徑測量點的所述三維空間坐標。

4.根據權利要求3所述的基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，根據各所述井徑測量點的法平面及測井儀在各所述井徑測量點獲取的多個測臂坐標確定各所述井徑測量點的所述三維空間坐標，具體包括：

采用旋轉坐標系的方法，將所述井徑測量點所處的井徑所在橢圓旋轉至所述井徑測量點對應的法平面上，生成所述井徑測量點的所述三維空間坐標。

5.根據權利要求4所述的基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，根據所述三維空間坐標生成所述井徑測量點對應的周向井徑數據，包括：

在所述橢圓上的各所述測臂坐標之間按照一預設角度進行插值，確定多個插值點；

根據各所述測臂坐標的三維空間坐標及方位角確定各所述插值點的三維空間坐標；

根據各所述測臂坐標的三維空間坐標及各所述插值點的三維空間坐標生成所述周向井徑數據。

6.根據權利要求5所述的基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模方法，其特征在于，根據所述已鉆井數據庫建立三維井眼模型，包括：

將所述井眼井徑數據作為自變量集合M，不同井深下的所述周向井徑數據作為因變量集合N，分別對所述自變量集合M和因變量集合N進行主成分分析，分別生成所述自變量集合M和因變量集合N的主成分表達式；

根據所述自變量集合M和因變量集合N的主成分表達式確定所述自變量集合M和因變量集合N的函數關系；

采用偏最小二乘回歸方法根據所述函數關系建立回歸模型，作為所述的三維井眼模型。

7.一種基于鉆井軌跡設計參數的預鉆井三維井眼建模裝置，其特征在于，所述的預鉆井三維井眼建模裝置包括：

數據獲取單元，用于獲取已鉆井的鉆井軌跡及井眼井徑數據，所述鉆井軌跡包括：各測徑點的井深、方位角和井斜角；

三維空間坐標計算單元，用于根據所述鉆井軌跡及井眼井徑數據計算井徑測量點的三維空間坐標；

周向井徑數據生成單元，用于根據所述三維空間坐標生成所述井徑測量點對應的周向井徑數據；

已鉆井數據庫建立單元，用于建立至少包含所述井眼井徑數據及周向井徑數據的已鉆井數據庫；

三維井眼模型建立單元，用于根據所述已鉆井數據庫建立三維井眼模型；

縮擴徑率計算單元，用于將預鉆井的軌跡設計參數及地質數據代入所述三維井眼模型，計算預鉆井的井眼縮徑率及井眼擴徑率。