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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

井眼轨迹测斜计算方法误差分析

通过数值方法构造了用于井眼轨迹测斜计算方法对比分析的参考曲线,获得了测斜计算误差分析的参考条件.在此基础上对常用的平均角法、校正平均角法、平衡正切法、最小曲率法、弦步法以及它们的平均井眼位置的误差进行了对比分析.结果表明,无论哪种测斜计算方法,所表现出来的误差特性都很相似,均遵循随测深增加而线性增加的变化趋势.误差散点图表现出的分散性不强,与典型的随机误差的散点图相比,更偏向于系统误差的分布.由于井眼轨迹测斜计算方法误差对轨迹综合误差分析影响较小,因此,经过较大样本空间的分析,几种测斜计算方法所产生的误差概率密度函数均可用统一的解析式表示,通过最小二乘法拟合得到了该解析式的参数值.     

井眼轨迹测斜计算方法误差分析

通过数值方法构造了用于井眼轨迹测斜计算方法对比分析的参考曲线，获得了测斜计算误差分析的参考条件。在此基础上对常用的平均角法、校正平均角法、平衡正切法、最小曲率法、弦步法以及它们的平均井眼位置的误差进行了对比分析。结果表明，无论哪种测斜计算方法，所表现出来的误差特性都很相似，均遵循随测深增加而线性增加的变化趋势。误差散点图表现出的分散性不强，与典型的随机误差的散点图相比，更偏向于系统误差的分布。由于井眼轨迹测斜计算方法误差对轨迹综合误差分析影响较小，因此，经过较大样本空间的分析，几种测斜计算方法所产生的误差概率密度函数均可用统一的解析式表示，通过最小二乘法拟合得到了该解析式的参数值。     

典型地层的各向异性钻井特性

采用岩石可钻性方法描述地层的各向异性,并按地层各向异性的不同情况,将典型地层(包括正交各向异性地层和横观各向同性地层)划分为12类。在文献[10]的基础上,定义了两个地层特性参数,用来定量表达典型地层的各向异性钻井特性。通过地层特性参数的计算和分析,阐明了12类典型地层对井斜变化和方位漂移的影响规律,即其中大多数地层遵循“上倾规律”或“下倾规律”。     

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°.     

井下可视化自动寻航钻井技术初探

针对地层模型预测不准确、钻头处地层特性分析不到位和地层边界确定不及时等影响优质储层钻遇率问题,开展了可视化寻航钻井探索性研究。该技术包括井周地层预测及三维可视化、导航模型构建、地层边界自动分析、地层特性实时自动分析、优质储层自动识别和轨迹自动优化等几个过程。前3个过程属于可视化导航地层模型构建,用于宏观上预测和指示富集油气目标地层位置、延展性等;地层边界自动分析、地层特性实时自动分析及优质储层自动识别用于精细预测钻头附近地层的边界位置、实时提供地层的岩性、物性和含油性,以便精确确定钻进方向;轨迹自动优化则用于自动规划下一步钻井方案。在多口井现场应用中,该系统预测的地层模型及优化的轨迹提高了优质储层钻遇率。结果表明,井下可视化自动寻航钻井技术能够在一定程度上实现类似于汽车导航式钻井,为提高优质储层钻遇率提供了一种新的技术手段。     

高造斜井眼轨迹控制工具主轴模态分析与实验研究

高造斜井眼轨迹控制工具是一种新型无极、可调的旋转导向钻井工具,代表着当今高精度定向钻进技术的方向,是导向钻井技术一次质的飞跃。其主轴受到径向载荷、冲击载荷等的作用,无可避免会发生振动,因振动可能会形成结构的共振,从而对工具造成损坏。本文基于哈密顿原理建立主轴的模态有限元模型,完成主轴自振频率的求解,利用u Tek Ma模态分析软件完成主轴的模态分析测试,实验所测结果与数值计算结果相当,验证了模型以及计算的正确性,为主轴的动力学分析提供基础。     

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。     

高造斜井眼轨迹控制工具悬臂轴承失效分析与优选

高造斜井眼轨迹控制工具提供了高效的多枝导流出砂井钻井手段,该工具在进行井下工况模拟实验时悬臂轴承破坏失效。为分析悬臂轴承的失效机理,基于管柱力学基本理论,建立了主轴力学模型,分析了悬臂轴承在井下工况的力学行为。结合有限元仿真分析,得出了悬臂轴承的失效原因。研究结果表明:主轴弯曲使滚针轴承承受附加弯矩,致其左侧磨损剧烈,轴承径向载荷分布不均,在摩擦扭矩的作用下,保持架发生扭转变形,从而导致悬臂轴承失效。结合分析结果给出了推荐使用的悬臂轴承型号,能有效提高井眼轨迹控制工具轴承使用寿命。     

陕北地区H40定向井钻井技术

介绍了陕北地区H40井各井段井眼轨迹控制情况及钾基聚合物钻井液的现场使用。探讨了钻具组合的增降斜规律和保证井内安全的技术措施。     

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件实现相结合 ,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 .     

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.