一种邻井距离扫描的解析方法技术

本发明专利技术公开了一种邻井距离扫描的解析方法，其包括以下步骤：获取参考井和比较井的轨迹数据，统一参考井和比较井的指北方向及坐标系；根据实际需要确定参考井和比较井的计算范围，按扫描间距在参考井上插入参考点P并计算其轨迹参数；计算参考点P到比较井上任一井段的极小距离，选取若干个极小距离中的最小者作为参考点P到比较井的最近距离，并得到对应于最近距离的比较点Q；根据参考点P和比较点Q的轨迹数据来计算相对位置关系的参数，按参考点P的井深顺序输出计算结果图表。本发明专利技术解决了现有最近距离扫描技术中可能会遗漏邻井防碰危险点等问题，并具有计算结果精确、计算量小等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井工程领域，具体涉及邻井防碰扫描的最近距离解析算法。
技术介绍
国家经济发展和能源安全保障对石油消费和储备的需求正在快速增长。为了满足石油储量和产量的需求，老油田在不断地加密井距来挖潜剩余油，非常规油气资源开发正在发展分支井、鱼骨井以及井工厂技术，海上钻井的单平台布井数量越来越多而形成高密集丛式井。随着钻井密度的不断增大，邻井间的距离越来越小，因此邻井防碰问题越来越突出。用于表述两井间相对位置关系的方法主要有三种：水平距离扫描、法面距离扫描和最近距离扫描。由于水平距离和法面距离都不是两井间的最近距离，所以它们具有一定的局限性。通常，水平距离扫描法仅适用于参考井和比较井的井斜角都较小的井或井段，而法面距离扫描法仅适用于参考井和比较井的井眼方向较接近的井或井段。因此，本专利技术主要研究最近距离扫描法。目前，最近距离扫描的技术思路是：首先，在参考井上选取一个参考点，并寻找比较井上的最近测点或节点；然后，在最近测点或节点的两个相邻测段或井段内，采用插值和迭代等计算方法，得到距离参考点最近的点(韩志勇.定向钻井设计与计算(第二版).中国石油大学出版社，2007，97-101)。现有技术存在的主要问题是：①由于最后要得到的最近距离点，并非一定位于最近测点或节点的两个相邻测段或井段内，所以有可能遗漏发生井眼相碰的危险点；②需要进行大量的插值和比较计算，且收敛性差；③防止井眼相碰不仅需要计算参考井与比较井之间的距离，还要描述出二者之间的相对位置关系及变化趋势，目前仅用最近距离和扫描方位角这2个参数无法表征这种相对位置关系。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种邻井距离扫描的解析方法，其包括以下步骤：S101、获取参考井和比较井的轨迹数据，其中所述参考井为新设计井，所述比较井为已钻邻井；S102、统一所述参考井和所述比较井的指北方向及坐标系，并归算它们的轨迹数据；S103、根据实际需要确定所述参考井和所述比较井的计算范围；S104、按扫描间距计算所述参考井在所述计算范围内的参考点P的参数；S105、计算所述参考点P到所述比较井的任一井段的若干极小距离；S106、选取所计算的若干极小距离中的最小值作为所述参考点到所述比较井的最近距离，同时在比较井上得到对应于所述最近距离的比较点Q；S107、根据所述参考点P和所述比较点Q的轨迹数据来计算所述最近距离的表征参数；S108、按所述参考点P的井深顺序输出计算结果图表，为邻井防碰提供依据。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S105中，按照以下步骤来获得所述任一井段的若干极小距离：S201、比较井由若干个比较井段组成，根据轨道设计或测斜计算结果获取任一比较井段AB两端点的轨迹数据；S202、基于所述两端点的轨迹数据计算该比较井段的弯曲角cosεA,B＝cosαAcosαB+sinαAsinαBcos(φB-φA)其中，α为井斜角；φ为方位角；εA,B为所述比较井段的弯曲角；S203、计算所述比较井段AB的轨迹特征参数在空间圆弧轨迹模型中，若εA,B＝0，则所述比较井段为直线段；若εA,B≠0，则所述比较井段为圆弧段，此时所述轨迹特征参数为：R=180π×LB-LAϵA,Btanω=sinαAsinαBsin(φB-φA)cosαAcosϵA,B-cosαB]]>其中，L为井深；R为曲率半径；ω为初始工具面角；S204、计算比较点的位置，在比较井段AB上，用比较点井深LQ或比较点与所述井段上端点的井深增量ΔLA,Q来标识比较点Q的位置，若εA,B＝0，则ΔLA,Q＝-(T31ΔNP,A+T32ΔEP,A+T33ΔHP,A)其中ΔNP,A=NA-NPΔEP,A=EA-EPΔHP,A=HA-HP]]>T31=sinαAcosφAT32=sinαAsinφAT33=cosαA]]>若εA,B≠0，则ΔLA,Q=π180RϵA,Q]]>其中tanϵA,Q=-(T31ΔNP,A+T32ΔEP,A+T33ΔHP,A)T11ΔNP,A+T12ΔEP,A+T13ΔHP,A+R]]>T11=cosαAcosφAcosω-sinφAsinωT12=cosαAsinφAcosω+cosφAsinωT13=-sinαAcosω]]>式中，εA,Q为比较点Q与比较井段的始点A点之间的弯曲角；S205、计算比较点Q的轨迹参数若ΔLA,Q≤0或ΔLA,Q≥ΔLA,B，则说明：比较点Q不在比较井段范围内，而是位于其延长的趋势线上，此时，应分别取比较井段的始点A和末点B的轨迹参数作为比较点Q的轨迹参数；若0<ΔLA,Q<ΔLA,B，则按以下方法来计算Q点的轨迹参数：①若εA,B＝0，则αQ=αAφQ=φA]]>ΔNA,Q=T31ΔLA,QΔEA,Q=T32ΔLA,QΔHA,Q=T33ΔLA,Q]]>②若εA,B≠0，则cosαQ=T13sinϵA,Q+T33cosϵA,QtanφQ=T32cosϵA,Q+T12sinϵA,QT31cosϵA,Q+T11sinϵA,Q]]>ΔNA,Q=T11R(1-cosϵA,Q)+T31RsinϵA,QΔEA,Q=T12R(1-cosϵA,Q)+T32RsinϵA,QΔHA,Q=T12R(1-cosϵA,Q)+T33RsinϵA,Q]]>进而，比较点Q的井深及坐标为LQ=LA+ΔLA,QNQ=NA+ΔNA,QEQ=EA+ΔEA,QHQ=HA+ΔHA,Q]]>S206、按下式计算参考点P与比较点Q之间的极小距离ρP,Q=ΔNP,Q2+ΔEP,Q2+ΔHP,Q2]]>其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻井距离扫描的解析方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、获取参考井和比较井的轨迹数据，其中所述参考井为新设计井，所述比较井为已钻邻井；S102、统一所述参考井和所述比较井的指北方向及坐标系，并归算它们的轨迹数据；S103、根据实际需要确定所述参考井和所述比较井的计算范围；S104、按扫描间距计算所述参考井在所述计算范围内的参考点P的参数；S105、计算所述参考点P到所述比较井的任一井段的若干极小距离；S106、选取所计算的若干极小距离中的最小值作为所述参考点到所述比较井的最近距离，同时在比较井上得到对应于所述最近距离的比较点Q；S107、根据所述参考点P和所述比较点Q的轨迹数据来计算所述最近距离的表征参数；S108、按所述参考点P的井深顺序输出计算结果图表，为邻井防碰提供依据。

【技术特征摘要】
1.一种邻井距离扫描的解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、获取参考井和比较井的轨迹数据，其中所述参考井为新设计井，所述
比较井为已钻邻井；
S102、统一所述参考井和所述比较井的指北方向及坐标系，并归算它们的轨
迹数据；
S103、根据实际需要确定所述参考井和所述比较井的计算范围；
S104、按扫描间距计算所述参考井在所述计算范围内的参考点P的参数；
S105、计算所述参考点P到所述比较井的任一井段的若干极小距离；
S106、选取所计算的若干极小距离中的最小值作为所述参考点到所述比较井
的最近距离，同时在比较井上得到对应于所述最近距离的比较点Q；
S107、根据所述参考点P和所述比较点Q的轨迹数据来计算所述最近距离的
表征参数；
S108、按所述参考点P的井深顺序输出计算结果图表，为邻井防碰提供依据。
2.如权利要求1所述的邻井距离扫描的解析方法，其特征在于，在所述步
骤S105中，按照以下步骤来获得所述任一井段的若干极小距离：
S201、比较井由若干个比较井段组成，根据轨道设计或测斜计算结果获取任
一比较井段AB两端点的轨迹数据；
S202、基于所述两端点的轨迹数据计算该比较井段的弯曲角
cosεA,B＝cosαAcosαB+sinαAsinαBcos(φB-φA)
其中，α为井斜角；φ为方位角；εA,B为所述比较井段的弯曲角；
S203、计算所述比较井段AB的轨迹特征参数
在空间圆弧轨迹模型中，若εA,B＝0，则所述比较井段为直线段；若εA,B≠0，
则所述比较井段为圆弧段，此时所述轨迹特征参数为：
R=180π×LB-LAϵA,Btanω=sinαAsinαBsin(φB-φA)cosαAcosϵA,B-cosαB]]>其中，L为井深；R为曲率半径；ω为初始工具面角；
S204、计算比较点的位置，
在比较井段AB上，用比较点井深LQ或比较点与所述井段上端点的井深增量
ΔLA,Q来标识比较点Q的位置，
若εA,B＝0，则
ΔLA,Q＝-(T31ΔNP,A+T32ΔEP,A+T33ΔHP,A)
其中
ΔNP,A=NA-NPΔEP,A=EA-EPΔHP,A=HA-HP]]>T31=sinαAcosφAT32=sinαAsinφAT33=cosαA]]>若εA,B≠0，则
ΔLA,Q=π180RϵA,Q]]>其中
tanϵA,Q=-(T31ΔNP,A+T32ΔEP,A+T33ΔHP,A)T11ΔNP,A+T12ΔEP,A+T13ΔHP,A+R]]>T11=cosαAcosφAcosω-sinφAsinωT12=cosαAsinφAcosω+cosφAsinωT13=-sinαAcosω]]>式中，εA,Q为比较点Q与比较井段的始点A点之间的弯曲角；
S205、计算比较点Q的轨迹参数
若ΔLA,Q≤0或ΔLA,Q≥ΔLA,B，则说明：比较点Q不在比较井段范围内，而是
位于其延长的趋势线上，此时，应分别取比较井段的始点A和末点B的轨迹参数
作为比较点Q的轨迹参数；
若0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘修善，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11