本发明专利技术提供一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其包含：依据井身结构数据以及钻具组合数据，在轴向对目标井进行分段处理，填充井眼轨迹数据，得到分段数据；基于分段数据，对钻柱内空间以及多个环形空间进行网格划分，构建得到井筒空间网格结构；对井筒空间网格结构进行数据填充，得到目标井的数字化模型。本发明专利技术通过对钻井工程井筒内的钻具内空间、钻具本体空间、井筒环形空间及套管本体空间进行网格构建，实现了整个井筒空间的网格化，同时根据不同理论模型计算结果对井筒空间网格填充数据，实现井筒空间的数字化，可为钻井工程模拟，数字孪生提供基础参数与理论支撑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气钻井数字化，具体地说，涉及一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法。
技术介绍
1、油气钻井是一项地下隐蔽性工程，被喻为“入地比上天难”，尤其是在复杂地质条件下钻复杂结构井、超深井、超大位移井和特殊工艺井和超越极限时，存在着大量非均质性、不确定性、非结构性、非数值化的难题，解决这些工程“黑箱”问题迫切需要信息技术、智能技术和当代高端科学技术，实现业界期盼的“看着地下打井”的愿景。
2、随着模拟仿真、数字孪生等信息化技术与石油工程技术的交叉，数字仿真技术应用到钻井井筒，除了可以形象直观地将钻井工程中所涉及的井筒几何形态、地质状况及力学行为可视化，还可以现实钻井工程师、地质工程师、油藏工程师在相同的数据体环境中，用同样的数据进行工作，打破专业和地域的限制，增强钻井人员同其他相关学科人员的协作，在对地底的情况进行充分了解后，分析总结地底情况，最后制定出一个合理的钻井方案，进而保证钻井安全，优化钻井过程。
3、钻井数字化仿真技术是将不可见的地下“黑箱”问题实现数字化可视化的关键，当前针对钻井模拟主要基于理论模型计算得到的一维线数据进行对比分析，尚未实现三维空间的数据表征，不能精确的对井筒内部空间进行精细化数字描述。
4、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，所述方法包含：
2、依据井身结构数据以及钻具组合数据，在轴向对目标井进行分段处理，填充井眼轨迹数据，得到分段数据；
3、基于所述分段数据，对钻柱内空间以及多个环形空间进行网格划分，构建得到井筒空间网格结构；
4、对所述井筒空间网格结构进行数据填充，得到目标井的数字化模型。
5、根据本专利技术的一个实施例，所述方法包含：
6、获取目标井的所述井身结构数据以及所述钻具组合数据；
7、基于自上而下的目标井走向，按照设定顺序对所述井身结构数据以及所述钻具组合数据进行排序，得到井身结构数据集以及钻具组合数据集；
8、确定目标井的井深、井斜、垂深、曲率变化，得到所述井眼轨迹数据。
9、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤得到所述分段数据：
10、融合所述井身结构数据集以及所述钻具组合数据集，对井筒环形空间进行自上而下的分段处理，相同内外径划分为同一段，套管/裸眼内径、钻具外径、钻具接头外径任一数据不同时则另起一个分段，得到井筒环形空间分段数据；
11、基于钻具组合内径数据，对管柱内空间进行自上而下的分段处理，对钻具内空间相同内径的部分划分为同一个段，当钻具内径、接头内径任一数据不同则另起一个分段，得到管柱内空间的分段数据；
12、基于钻具本体内、外径数据，对钻具本体进行自上而下的分段处理，根据相同内外径划分为同一段，钻杆本体内径、本体外径、接头外径任一数据不同时则另起一个分段，得到钻具分段数据；
13、将井斜数据插入到所述井筒环形空间分段数据、所述管柱内空间分段数据、所述钻具分段数据，得到所述分段数据。
14、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤对钻柱内空间进行网格划分：
15、基于自上而下的目标井走向，按照确定的第一深度间隔，采用横切方式，将钻柱内空间划分为多段，得到多个段与段之间的截面，结合所述分段数据，确定每个截面的内径、方位、井深；
16、确定第一圆周角度分辨率，以截面中心点为原点，以该截面高边为起点，以所述第一圆周角度分辨率扫掠整个截面，形成多条径向射线；
17、确定第一径向步长分辨率，以截面中心点为起点，以所述第一径向步长分辨率为步长，由内至外构建同心圆作为周向圆周线，直至钻柱空间外边界；
18、径向射线与周向圆周线构成该截面的网状结构，径向射线与周向圆周线的交点作为管柱内空间的数据挂接点。
19、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤对多个环形空间进行网格划分：
20、基于自上而下的目标井走向，按照确定的第二深度间隔，采用横切方式，将环形空间划分为多段，得到多个段与段之间的截面，结合所述分段数据，确定每个截面的内径、方位、井深；
21、确定第二圆周角度分辨率，以截面中心点为原点，以该截面高边为起点，以所述第二圆周角度分辨率扫掠整个截面，形成多条径向射线；
22、确定第二径向步长分辨率，以截面内环为起点，以所述第二径向步长分辨率为步长，由内至外构建同心圆作为周向圆周线，直至环形空间外边界；
23、径向射线与周向圆周线构成该截面的网状结构，径向射线与周向圆周线的交点作为环形空间的数据挂接点。
24、根据本专利技术的一个实施例，所述方法包含：当井筒环形空间存在偏心的情况，将截面内圆根据井眼偏心度向井眼低边压缩，高边方向低边等比例拉伸，实现偏心环空网格构建。
25、根据本专利技术的一个实施例，所述方法包含：确定填充维度以及填充分辨率，其中：
26、获取所述井筒空间网格结构的轴向分辨率作为一维数据的填充分辨率；
27、获取所述井筒空间网格结构的轴向分辨率以及径向分辨率作为二维数据的填充分辨率；
28、获取所述井筒空间网格结构的轴向分辨率、径向分辨率以及周向分辨率作为三维数据的填充分辨率。
29、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤对所述井筒空间网格结构进行数据填充：
30、若为一维数据，则按轴向分辨率获取各井深位置处的数据，将各截面网格点全部添加为同一个数据；
31、若为二维数据，则获取某一截面上的径向射线数据，以截面高边射线为起点，顺时针旋转一周对整个平面进行数据填充，实现二维转三维体空间数据输入；
32、若为三维数据，则可直接将数据输入至整个井筒空间网格结构。
33、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。
34、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充装置，执行如上任一项所述的方法，所述装置包含：
35、分段模块，其用于依据井身结构数据以及钻具组合数据，在轴向对目标井进行分段处理，填充井眼轨迹数据，得到分段数据；
36、网格模块，其用于基于所述分段数据，对钻柱内空间以及多个环形空间进行网格划分，构建得到井筒空间网格结构；
37、填充模块，其用于对所述井筒空间网格结构进行数据填充，得到目标井的数字化模型。
38、本专利技术提供了一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，通过对钻井工程井筒内的钻具内空间、钻具本体空间、井筒环形空间及套管本体空间进行网格构建，实现了整个井筒空间的网格化，同时根据不同理论模型计算结果对井筒空间网格填充数据，实现井筒空间的数字化，本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：
3.如权利要求2所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤得到所述分段数据：
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤对钻柱内空间进行网格划分：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤对多个环形空间进行网格划分：
6.如权利要求5所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：当井筒环形空间存在偏心的情况，将截面内圆根据井眼偏心度向井眼低边压缩，高边方向低边等比例拉伸，实现偏心环空网格构建。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：确定填充维度以及填充分辨率，其中：p>
8.如权利要求7所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤对所述井筒空间网格结构进行数据填充：
9.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-8中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
10.一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充装置，其特征在于，执行如权利要求1-8中任一项所述的方法，所述装置包含：
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【技术特征摘要】
1.一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，所述方法包含：
3.如权利要求2所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤得到所述分段数据：
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤对钻柱内空间进行网格划分：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法，其特征在于，通过以下步骤对多个环形空间进行网格划分：
6.如权利要求5所述的一种钻井数字模拟井筒空间网格构建及数据填充方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：周号博，王果，张腾文，臧艳彬，韦琬，张东清，徐术国，王立双，赵聪，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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