[發(fā)明專利]基于鉆井軌跡設(shè)計參數(shù)的預(yù)鉆井三維井眼建模方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510933520.2
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105550448B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

本發(fā)明提供一種基于鉆井軌跡設(shè)計參數(shù)的預(yù)鉆井三維井眼建模方法及裝置，該方法包括：獲取已鉆井的鉆井軌跡及井眼井徑數(shù)據(jù)，鉆井軌跡包括：各測徑點(diǎn)的井深、方位角、井斜角；根據(jù)鉆井軌跡及井眼井徑數(shù)據(jù)計算井徑測量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；根據(jù)三維空間坐標(biāo)生成井徑測量點(diǎn)對應(yīng)的周向井徑數(shù)據(jù)；建立至少包含井眼井徑數(shù)據(jù)及周向井徑數(shù)據(jù)的已鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫；根據(jù)已鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫建立三維井眼模型；將預(yù)鉆井的軌跡設(shè)計參數(shù)及地質(zhì)數(shù)據(jù)代入三維井眼模型，計算預(yù)鉆井的井眼縮徑率及井眼擴(kuò)徑率。通過本發(fā)明，根據(jù)建立的三維井眼數(shù)學(xué)模型來計算預(yù)鉆井的井眼縮徑率及擴(kuò)徑率，能夠更加準(zhǔn)確、全面地反映和預(yù)測真實(shí)井眼的具體情況，為井眼工程設(shè)計工作提供數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于石油鉆井探測技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種基于鉆井軌跡設(shè)計參數(shù)的預(yù)鉆井三維井眼建模方法及裝置。

背景技術(shù)

在石油鉆井作業(yè)中，由于井下環(huán)境和地質(zhì)條件復(fù)雜多變，實(shí)際鉆井時的井眼軌跡往往與設(shè)計軌跡存在偏差，且鉆至特殊地層時井眼井徑易出現(xiàn)嚴(yán)重的擴(kuò)徑、縮徑現(xiàn)象，掌握擴(kuò)徑率參數(shù)、縮徑率參數(shù)對于鉆井軌跡優(yōu)化、井眼穩(wěn)定性評估、固井水泥用量計算等工程設(shè)計有重要指導(dǎo)作用。

已鉆井井眼可視化建模是基于測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的，對井眼完鉆后的后續(xù)工程具有指導(dǎo)作用。但是可視化建模本身不具備預(yù)測能力，即無法事先知道一口新的預(yù)鉆井井眼情況，也就是說不能起到預(yù)鉆井?dāng)U、縮徑風(fēng)險提示的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種基于鉆井軌跡設(shè)計參數(shù)的預(yù)鉆井三維井眼建模方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，從而更加準(zhǔn)確地確定預(yù)鉆井的位置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于鉆井軌跡設(shè)計參數(shù)的預(yù)鉆井三維井眼建模方法，所述的預(yù)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(shù)據(jù)，所述鉆井軌跡包括：各測徑點(diǎn)的井深、方位角、井斜角；根據(jù)所述鉆井軌跡及井眼井徑數(shù)據(jù)計算井徑測量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；根據(jù)所述三維空間坐標(biāo)生成所述井徑測量點(diǎn)對應(yīng)的周向井徑數(shù)據(jù)；建立至少包含所述井眼井徑數(shù)據(jù)及周向井徑數(shù)據(jù)的已鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫；根據(jù)所述已鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫建立三維井眼模型；將預(yù)鉆井的軌跡設(shè)計參數(shù)及地質(zhì)數(shù)據(jù)代入所述三維井眼模型，計算預(yù)鉆井的井眼縮徑率及井眼擴(kuò)徑率。

在一實(shí)施例中，上述的已鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫還包括：通過地質(zhì)參數(shù)測井獲取的常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)、結(jié)合地質(zhì)參數(shù)測井及地層破裂實(shí)驗得到的地層三壓力數(shù)據(jù)、單軸抗拉強(qiáng)度、地層孔隙度、最大主應(yīng)力的大小和方向、以及最小主應(yīng)力的大小和方向；其中，所述常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)用于描述地層巖性；所述地層三壓力數(shù)據(jù)包括：坍塌壓力數(shù)據(jù)、破裂壓力數(shù)據(jù)及地層壓力數(shù)據(jù)，用于描述地層硬度；所述單軸抗拉強(qiáng)度用于描述地層研磨性。

在一實(shí)施例中，根據(jù)所述鉆井軌跡及井眼井徑數(shù)據(jù)計算井徑測量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，包括：根據(jù)井口坐標(biāo)及多個井徑測量點(diǎn)坐標(biāo)分別確定各所述井徑測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并生成井眼軌跡；確定所述井眼軌跡在各所述井徑測量點(diǎn)的法平面；根據(jù)各所述井徑測量點(diǎn)的法平面及測井儀在各所述井徑測量點(diǎn)獲取的多個測臂坐標(biāo)確定各所述井徑測量點(diǎn)的所述三維空間坐標(biāo)。

在一實(shí)施例中，上述的根據(jù)各所述井徑測量點(diǎn)的法平面及測井儀在各所述井徑測量點(diǎn)獲取的多個測臂坐標(biāo)確定各所述井徑測量點(diǎn)的所述三維空間坐標(biāo)，具體包括：采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的方法，將所述井徑測量點(diǎn)所處的井徑所在橢圓旋轉(zhuǎn)至所述井徑測量點(diǎn)對應(yīng)的法平面上，生成所述井徑測量點(diǎn)的所述三維空間坐標(biāo)。

在一實(shí)施例中，根據(jù)所述三維空間坐標(biāo)生成所述井徑測量點(diǎn)對應(yīng)的周向井徑數(shù)據(jù)，包括：在所述橢圓上的各所述測臂坐標(biāo)之間按照一預(yù)設(shè)角度進(jìn)行插值，確定多個插值點(diǎn)；根據(jù)各所述測臂坐標(biāo)的三維空間坐標(biāo)及方位角確定各所述插值點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；根據(jù)各所述測臂坐標(biāo)的三維空間坐標(biāo)及各所述插值點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)生成所述周向井徑數(shù)據(jù)。