三维井眼轨迹仿真研究

对井眼轨迹三维仿真,能使井眼轨迹更加生动直观的展示出来,给钻采作业提供可靠依据。本文在曲线插值算法和图形透视原理研究的基础上,将离散的井眼轨迹数据通过插值算法平滑化,并通过三维透视投影原理实现其三维仿真。在理论研究的基础上,利用Visual Basic开发了三维井眼轨迹仿真系统,该系统能进行三维井眼轨迹放大、缩小、旋转等操作,可从多方位和角度观察仿真结果。系统使用维护方便,具有较强的实用价值。     

三维井眼轨迹仿真研究

对井眼轨迹三维仿真，能使井眼轨迹更加生动直观的展示出来，给钻采作业提供可靠依据。在曲线插值算法和图形透视原理研究的基础上，将离散的井眼轨迹数据通过插值算法平滑化，并通过三维透视投影原理实现其三维仿真。在理论研究的基础上，利用Visual Basic开发了三维井眼轨迹仿真系统，该系统可进行三维井眼轨迹放大、缩小、旋转等操作，可从多方位和多角度观察仿真结果。系统使用维护方便，具有较强的实用价值。     

基于OpenGL的三维井眼轨迹可视化研究

随着计算机和计算机图形学的飞速发展,三维图像技术已广泛应用到各个领域。OpenGL,即开放图形库,是一个三维的计算机图形和模型库,由于本身与硬件环境和操作系统无关,使之成为功能强大的高性能开放式3D图形库。本文在理论研究的基础上,利用OpenGL在Visual C~(++)6.0平台实现了水平井井眼轨迹三维可视化,并通过光照渲染增强了三维显示效果,能对井眼轨迹实现缩放、平移、旋转等交互操作,为实现三维可视化地质导向钻井和可视化随钻测井资料解释打下了基础,具有较强实用价值。     

三维井眼轨迹可视化研究现状与发展趋势

以计算机技术为基础的三维可视化技术,大多通过建模算法、建模软件和应用平台相结合来实现。三维可视化技术的关键是建模,选取正确的建模算法与建模软件,是精确建立模型、优化模型结构的基础,辅之以合适的应用平台,可以达到运动、观察、分析和决策等目的。阐述了三维井眼轨迹可视化相关研究及方法,分析了国内外三维井眼轨迹可视化的研究现状。通过建模算法、建模软件和应用平台的对比,指出三维井眼轨迹可视化技术的发展方向为:从二维平面显示向三维立体显示转化,从单一数据分析向人机交互发展;采集海量油田数据进行同步云计算,逐步实现钻井由数字化向智慧化转变。     

基于OPENGL的井眼轨迹三维可视化系统的实现

在定向井和水平井施工过程中,实钻井眼轨迹的计算和描述是钻井工程监测的重要环节,也是井眼轨迹设计控制的基础。井眼轨迹三维可视化系统集成了目前常用的井眼轨迹计算方法,现场可根据需要选择计算方法,计算得到井眼轨迹数据,同时基于OPENGL技术实现了井眼轨迹的三维可视化。现场应用结果表明:该系统井眼轨迹计算快速方便,可满足不同现场和用户的需求,采用OPENGL绘制的三维井眼轨迹可直观地显示井眼轨迹的空间形态,为设计井眼轨迹控制方案提供依据。     

定向井井眼轨迹的三维设计方法

本文介绍了2种设计三维定向井井眼轨迹的方法,即水平面投影法和空间斜平面法。水平面投影法适用于设计稳料变方位的三维定向井井眼轨迹,它是将定向井三维井眼所在的曲面展开后再投影到水平面上,进而根据水平投影图计算出当量水平位移。先在水平面上进行投影轨迹设计,然后扩展到铅垂面上,就是二维设计问题了。通过逐步逼近的办法设计出既能满足设计曲率的限制,又合乎打准目标要求的稳斜变方位的三维井眼轨迹。空间斜平面法适用于定向井增斜和降料变方位及三维侧钻井眼轨迹设计,它的基本作法是进行坐标变换,即通过1次坐标平移及3次分别就变方位开始点的方位角、井斜角和工具面角进行坐标旋转,把原来属于三维设计的问题转化为空间某一斜平面上的二维设计问题,从而大大简化了设计过程     

基于VB与OpenGL的三维井眼轨迹可视化描述

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,也是井眼轨迹控制的基础。通过对测斜数据的处理并结合计算机图形学,可以更直观地显示井眼轨迹的空间形态。在理论研究的基础上,运用Visual Basic 6.0开发了井眼轨迹可视化模块,绘制了井眼轨迹二维投影图,并利用OpenGL在Visual Basic 6.0平台上实现了实钻井眼轨迹三维可视化,并能对井眼轨迹进行缩放、平移、旋转等交互操作,为井眼轨迹的设计和控制方案的制定带来便利。     

泾河油田三维水平井井眼轨迹优化设计及应用

在规模化开发过程中,泾河油田面临井场确定困难、剩余油挖潜难度大等难题。基于泾河油田储层地质特点,应用理论计算、数值模拟等方法优化水平井三维井眼轨迹参数;轨迹剖面采用六段制、造斜率(4°~6°)/30 m、靶前距和偏移距相互匹配且不大于600 m。JH17P25井三维轨迹设计及实施结果表明,三维水平井有利于解决泾河油田开发中遇到的难题,满足摩阻和扭矩限制要求,完井管柱可安全下入,实钻轨迹及钻井指标符合设计要求。     

三维井眼轨迹的计算机模拟

以校正平均角法为基础，给出一种用于计算，处理和绘制实钻井眼轴线的斜数据处理方法。方法坷绘制垂直投影图，水平投影图，狗腿严重度图和三维井眼轨迹，对这些图形进行旋转堵缩放。此外还介绍了三维井眼轨迹的绘制方法     

井眼轨迹连续控制钻井技术探析

钻井技术的先进程度在缩短钻井周期,节约钻井成本中起到决定性的作用。所以提高井眼轨迹的控制能力就在现代钻井技术中显得格外重要。本文分析了井眼轨迹连续控制技术原理及钻具组合,进一步探讨了该技术在钻井过程中的具体应用。     

基于NPSO的三维复杂井眼轨迹控制转矩的优选

针对三维复杂井眼轨迹优化问题中自变量多和约束条件复杂的特点,设计了一种新的粒子群算法(NPSO),以提高复杂井眼轨迹控制精度和优化速度。在各井段、套管长度及目标垂直井深等9个约束条件下,应用NPSO优化实际控制转矩(TCT),可以完成井身、井斜角、井斜方位角以及井段曲率等16个参数的优选,实现精确、高效的井眼轨迹控制。仿真结果表明:与MOGA和GA算法相比,NPSO优化TCT的结果更优,算法的运行速度更快。将NPSO应用于实际钻井过程中井眼轨迹控制,可以提高钻井效率,节约钻井成本,缩短钻井时间。     

井眼轨迹的平均井眼曲率计算

井眼曲率作为衡量工具造斜能力和评价井身质量的重要指标之一,对实现安全、快速、高效钻井具有重要意义。井眼轨迹上任意点处井眼曲率可以精确计算,但是在现场施工过程中,钻井工程师更为关注的是测量井段内的平均井眼曲率,而不是各离散测点处的井眼曲率。为此,系统地阐述了4种弯曲角计算公式的来源,并指出其中的2种计算公式是完全等价的,而另外2种是近似计算公式。在此基础上,通过典型的井眼轨迹模型,对2种计算方法进行了理论分析和算例验证,推荐出了测量井段内平均井眼曲率的计算方法,该方法完全符合井眼轨迹的空间圆弧模型,可以得到其精确的平均井眼曲率,同时对于其它的井眼轨迹模型,在理论分析和计算结果上都显示出了很好的科学性及合理性。     

值得关注的井眼轨迹测量误差

阐述了井眼轨迹测量误差现象，从仪器精度、测量操作及计算三个主要方面分析了井眼轨迹测量误差存在的原因，结合江苏油田实际提出了相应的建议。     

基于三维井眼轨迹的内衬管防偏磨技术研究

高密度聚乙烯内衬油管既有塑料管耐磨性和耐腐蚀的特点,又具有钢质油管的机械强度,在杆管防偏磨方面取得了良好的应用效果。在充分考虑井斜数据的基础上,通过对杆管三维力学模型的研究,计算全井段杆管之间摩擦力的分布,据此设计出一套基于井眼轨迹的防偏磨内衬管的添加方案,并对添加内衬管后的杆柱组合进行受力分析及三维可视化显示,将所得结果与现场实际数据进行对比验证。该技术为内衬管防偏磨工艺的现场应用提供一定的理论指导。     

水平井井眼轨迹绘制方法

为描述水平井眼轨迹在地下空间的立体延伸情况，当采用垂直和水平两重深度显示任一解释层段的解释成果时，需要绘制井眼轨迹平面投影图、剖面投影图以及沿井各个方位的投影轨迹。从分析钻井造斜数据的几何和数学关系入手，介绍了模拟井眼轨迹的原理。并编制了相应的模拟软件，对塔河油田TK244H水平井资料井进行了处理，其结果与实钻轨迹完全一致。     

基于井筒切片技术的三维井眼轨迹软件的设计与实现

论述了基于井筒切片技术的三维井眼轨迹软件在WPF框架和OpenGL图形库中的设计思路与实现过程。首先采用三次样条插值法模拟井筒轨迹曲线,然后构建井筒截面切片,最后依次连接各切片并对连接处做贴图渲染处理。用户可利用导入的参数绘出三维井眼轨迹图,还可利用鼠标操作实现三维图形的缩放和视角变换等功能。油气井井眼轨迹的三维可视化技术是利用随钻测量工具提供的实时井眼轨迹参数在计算机中重建井下三维模型,并以一种直观、逼真的效果呈现给钻井技术人员,摆脱了抽象和枯燥的井眼数据的束缚,为更好地解决定向井井眼轨迹设计、钻井目标定位、井眼轨迹不确定性分析和防碰撞等技术难题提供了有力支撑。经现场数据测试,软件能较为精确地反映井下状况,并且操作简便,符合钻井作业的实际需求。     

涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术

为满足地理环境条件和页岩气高效开发需要,涪陵页岩气田采用"井工厂"模式开发,多采用中、长半径三维水平井。针对原井眼轨道设计不利于三维水平井优快定向钻井、三维井眼轨迹控制难度大、三维井眼摩阻扭矩大等技术难点,通过优化设计,应用三维水平井井眼轨迹控制、三维井眼降摩减阻等技术,以提高三维水平井机械钻速,缩短定向钻井周期。现场应用表明,涪陵页岩气田三维水平井二开定向周期缩短46.36%,三开定向周期缩短5.76%,成效显著。      

井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

为提高井眼轨迹的控制能力,缩短钻井周期,节约钻井成本,从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面进行了研究,实现了通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数,仅一套钻具结构依次完成直井段、造斜段、稳斜段、降斜段等全井段的井眼轨迹控制过程的钻井技术方法。并通过实例分析,证明应用该技术可大幅度地提高钻井效率,可进一步推广应用。     

三维井眼抽油杆工作行为仿真研究

针对造成抽油杆、管偏磨的原因及目前理论研究的不足,采用计算机仿真技术,应用有限元软件ANSYS对抽油杆柱变形、接触及受力状态进行分析,找出了定向井、水平井中容易发生偏磨的部位及接触力。建模时采用Pipe16单元模拟抽油杆和活塞,采用Contac176和Target170单元来模拟柔性抽油杆与刚性油管的接触。仿真结果表明,抽油杆在上下行程中将产生很大的屈曲并和油管壁发生激烈的碰撞,下行程的屈曲状态较上行程更为严重;抽油杆底部接箍和光杆均可能与油管壁发生接触碰撞,但接箍部位的接触力更大,更易磨损,而上部的抽油杆则摆动幅度较小。     

旋转导向钻井系统控制井眼轨迹机理研究

分析了井眼轨迹的旋转导向机理及井眼轨迹旋转导向偏差矢量控制方法的原理，同时还对常规井眼轨迹控制方法与偏差矢量控制方法进行了比较。