一种定量分析中靶质量的系统及方法技术方案

本发明专利技术设计的一种定量分析中靶质量的系统及方法，它的靶平面获取模块用于根据钻井轨迹设计靶点t确定靶平面；测段获取模块用于根据井眼轨迹的函数确定穿过靶平面的测段；入靶点e位置获取模块用于根据测段和靶平面确定入靶点e的位置坐标；中靶质量分析模块用于计算入靶点e与钻井轨迹设计靶点t的空间距离。本发明专利技术通过分析测段与靶平面的几何位置关系，从而求取靶心距的精确值，最终达到定量评估中靶质量的目的。量的目的。量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种定量分析中靶质量的系统及方法


[0001]本专利技术涉及地下资源钻采工程
，具体地指一种定量分析中靶质量的系统及方法。

技术介绍

[0002]在石油天然气
，为了提高储层的储量动用率，提高单井产量，降低工程成本，提高效益，水平井占比越来越高。在水平井钻井中，准确着陆靶点就非常重要，尤其对于非均质储层更是如此，但对于靶点的中靶精度及评价，目前存在一些不足，忽略了靶点井斜方位角的影响，而在钻井实践中，如果靶点实钻井斜方位角与设计井斜方位角存在较大偏差，在水平段钻进中，还需要调整方位，无形中增大了工作量，降低了效率，增加了成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是要提供一种定量分析中靶质量的系统及方法，本专利技术利用假设迭代法求取测段与靶平面的交点，最终求得靶心距，用于定量评估中靶质量。
[0004]为实现此目的，本专利技术所设计的定量分析中靶质量的系统，其特征在于，它包括靶平面获取模块、测段获取模块、入靶点e位置获取模块和中靶质量分析模块；
[0005]所述靶平面获取模块用于根据钻井轨迹设计靶点t确定靶平面；
[0006]所述测段获取模块用于根据井眼轨迹的函数确定穿过靶平面的测段；
[0007]所述入靶点e位置获取模块用于根据测段和靶平面确定入靶点e的位置坐标；
[0008]所述中靶质量分析模块用于计算入靶点e与钻井轨迹设计靶点t的空间距离。
[0009]本专利技术的有益效果：
[0010]本专利技术通过分析测段与靶平面的几何位置关系，从而求取靶心距的精确值，本专利技术通过上述方案实现了井眼轨道参数的精确计算，和井轨迹与靶平面的求交计算。最终达到定量评估中靶质量的目的。定量评估中靶质量，可以帮助分析总结当前钻井设计方案的优劣，以便在下一次类似的作业中获得更好的中靶效果，进而提高单井油气产量。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的结构示意图；
[0012]图2为本专利技术的流程图；
[0013]图3为靶平面的摆放姿态示意图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：
[0015]如图1～3所示定量分析中靶质量的系统，它包括靶平面获取模块、测段获取模块、入靶点e位置获取模块和中靶质量分析模块；
[0016]所述靶平面获取模块用于根据钻井轨迹设计靶点t(钻井轨迹设计靶点t是计划要
钻遇的点)确定靶平面；
[0017]所述测段获取模块用于根据井眼轨迹的函数确定穿过靶平面的测段；
[0018]所述入靶点e位置获取模块用于根据测段和靶平面确定入靶点e(入靶点e是实际钻遇的点)的位置坐标；
[0019]所述中靶质量分析模块用于计算入靶点e与钻井轨迹设计靶点t的空间距离。
[0020]上述技术方案中，靶平面获取模块确定靶平面的具体方法为，过钻井轨迹设计靶点t建立一个坐标系t
‑
xyz，其中，坐标系t
‑
xyz的z轴为靶平面的法线，以井眼钻进方向为正；x轴为以过z轴的铅垂面与靶平面的交线，以井眼的高边方向为正；y轴根据右手法则定义；
[0021]在坐标系t
‑
xyz中利用点法式空间平面方程确定靶平面。
[0022]上述技术方案中，在坐标系t
‑
xyz中利用点法式空间平面方程确定靶平面的具体方法为，由于靶平面过钻井轨迹设计靶点t，由α
z
和确定法线方向，α
z
是靶平面法向量与铅垂线的夹角，为靶平面法向量水平投影线与北向的夹角，所以靶平面方程可描述为：
[0023]A(N
ꢀ‑ꢀ
N
t
) + B(E
ꢀ‑ꢀ
E
t
) + C(H
ꢀ‑ꢀ
H
t
) ＝ 0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0024]C＝cosα
z
[0025]其中，N、E、H是平面上的向北、向东、铅垂向下点坐标，α
z
是靶平面法向量与铅垂线的夹角，为靶平面法向量水平投影线与北向的夹角，N
t
、E
t
、H
t
为钻井轨迹设计靶点t在NEH坐标系下的向北、向东、铅垂向下点坐标。
[0026]上述技术方案中，所述测段获取模块确定穿过靶平面的测段的具体方法为：
[0027]令：f(L)＝A(N
‑
N
t
)+B(E
‑
E
t
)+C(H
‑
H
t
)(2)
[0028]其中，f(L)为表达井眼轨迹的函数，当f(L)＝0时，则井眼轨迹L的坐标在靶平面上，将相邻两井眼轨道参数测点(测量井眼轨道参数的点，一般每30米测量一次)L
i
‑1和L
i
的NEH坐标依次代入公式2得到f(L
i
‑1)和f(L
i
)，当f(L
i
‑1)*f(L
i
)≤0时，说明入靶点e位于测段[L
i
‑1，L
i
]上。一般情况下，入靶点e是位于以M
i
‑1和M
i
为测点的某个测段内(M
i
‑1和M
i
是从空间观测者的角度描述的两个测点)，而不是恰好落在测点上，所以需要在测段[L
i
‑1，L
i
]上用插值法计算出e点的轨道参数L
e
(即e点的测量深度)和在NEH坐标系下的向北、向东、铅垂向下点坐标N
e
、E
e
、H
e
。通过迭代逼近的方法求空间线段与空间平面的交点，可以充分利用计算机强大的计算能力，还可以回避通过程序解方程的复杂性。
[0029]上述技术方案中，所述入靶点e位置获取模块确定入靶点e位置坐标的具体方法为：
[0030]通过多次插值，逼近真实的入靶点e；
[0031]首先，设定一个浮点数a，作为0值判定量，用于判断浮点计算结果是否等于0；
[0032]然后，在测段[L
i
‑1，L
i
]上，通过二分法进行插值；
[0033]找到测段[L
i
‑1，L
i
]的中点，进行插值得到中点m，求中点m到靶平面的距离s，判断s与浮点数a的大小，中点是指测段的中点，插值可以得到中点的所有轨道参数；
[0034]如果s＞a，则先判断靶平面在中点m的哪一侧，再对这一侧的中点进行线性插值，如此循环(循环的结果就是找到一个离靶平面足够近的点)，直到得到一个无限趋近于靶平
面的中点，即为入靶点e(当某个点到平面的距离趋近于0时，可以判断为这个点在平面上)；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定量分析中靶质量的系统，其特征在于，它包括靶平面获取模块、测段获取模块、入靶点e位置获取模块和中靶质量分析模块；所述靶平面获取模块用于根据钻井轨迹设计靶点t确定靶平面；所述测段获取模块用于根据井眼轨迹的函数确定穿过靶平面的测段；所述入靶点e位置获取模块用于根据测段和靶平面确定入靶点e的位置坐标；所述中靶质量分析模块用于计算入靶点e与钻井轨迹设计靶点t的空间距离。2.根据权利要求1所述的定量分析中靶质量的系统，其特征在于：所述靶平面获取模块确定靶平面的具体方法为，过钻井轨迹设计靶点t建立一个坐标系t
‑
xyz，其中，坐标系t
‑
xyz的z轴为靶平面的法线，以井眼钻进方向为正；x轴为以过z轴的铅垂平面与靶平面的交线，以井眼的高边方向为正；y轴根据右手法则定义；在坐标系t
‑
xyz中利用点法式空间平面方程确定靶平面。3.根据权利要求2所述的定量分析中靶质量的系统，其特征在于：在坐标系t
‑
xyz中利用点法式空间平面方程确定靶平面的具体方法为，由于靶平面过钻井轨迹设计靶点t，由α
z
和确定法线方向，α
z
是靶平面法向量与铅垂线的夹角，为靶平面法向量水平投影线与北向的夹角，所以靶平面方程可描述为：A(N
ꢀ‑ꢀ
N
t
) + B(E
ꢀ‑ꢀ
E
t
) + C(H
ꢀ‑ꢀ
H
t
) ＝ 0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)C＝cosα
z
其中，N、E、H是平面上的向北、向东、铅垂向下点坐标，α
z
是靶平面法向量与铅垂线的夹角，为靶平面法向量水平投影线与北向的夹角，N
t
、E
t
、H
t
为钻井轨迹设计靶点t在NEH坐标系下的向北、向东、铅垂向下点坐标。4.根据权利要求3所述的定量分析中靶质量的系统，其特征在于：所述测段获取模块确定穿过靶平面的测段的具体方法为：令：f(L)＝A(N
‑
N
t
)+B(E
‑
E
t
)+C(H
‑
H
t
)(2)其中，f(L)为表达井眼轨迹的函数，当f(L)＝0时，则井眼轨迹L的坐标在靶平面上，将相邻两井眼轨道参数测点L
i
‑1和L
i
的NEH坐标依次代入公式2得到f(L
i
‑1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于本志，何志军，
申请(专利权)人：武汉时代地智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：