三维钻井轨道防碰撞验证方法技术

一种三维钻井轨道防碰撞验证方法，其特征在于包括步骤如下：a约束条件预处理；b三角网数字地面模型的生成；c具有约束条件地面模型的生成；d剔除影响区域外的井位；e轨道碰撞扫描；f求出碰撞结果；轨道碰撞扫描采用水平扫描法、法面扫描法和最小距离法；本发明专利技术将新井和老井的轨道数据与三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型，运用水平面扫描法、法面扫描法和最小距离法对新井轨道上各分散点与老井轨道的距离进行计算，并与预设的安全距离进行对比，并将在计算结果小于安全井距的轨道距离用列表的方式显示出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻井轨道防碰撞方法，特别是涉及一种。
技术介绍
在油田开发过程中，随着老井数量不断增多，地下井眼轨道复杂，开发井网密集，斜井数量大，新井与老井之间、平台丛式井之间，如果布井不考虑这些地下老井轨道，很容易发生井眼相碰事故，一旦发生井眼相碰，不仅会造成严重的经济损失，还会至使新老井报废，还有地下油气水管网交错纵横，也给钻井带来难度；所以在新井布井时井的轨道排布至关重要，是后期钻井的安全保障，现有井轨道常用两维轨道设计方法，主要通过查图法、几何作图法和解析计算法来排布井的轨道，排布后的新井轨道是否会与老井轨道碰撞以及是否保持安全距离的验证比较繁琐，不能直观的反应出来，容易产生隐患。本
技术实现思路
为了使新井轨道碰撞验证快速、直观，本专利技术提供了一种。本专利技术采用的技术方案为:一种，其特征在于包括步骤如下: a、约束条件预处理； b、三角网数字地面模型的生成； C、具有约束条件地面模型的生成； d、剔除影响区域外的井位； e、轨道碰撞扫描； f、求出碰撞结果； a步骤中约束条件的预处理为老井的轨道及新井的轨道数据的输入与存储，c步骤是将a步骤中的数据与b步骤中的三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型，其老井的轨道和新井的轨道是通过“ B样条曲线算法”对轨道散点数据进行拟合，形成空间曲线，建立井轨道；在d步骤中确定对新井产生影响的直径范围，将新井周围影响区域外的井位剔除先确定预设安全井距然后进行轨道碰撞扫描，采用水平扫描法、法面扫描法和最小距离法，在新井轨道的直井段采用水平扫描法，在新井轨道的斜井段与同方向井之间采用法面扫描法，与异方向井之间采用水平面扫描法，当上述扫描结果小于安全井距的1.5倍时换用最小距离法进行计算，得出井间最小距离，当扫描到的井间最小距离在安全井距的1.5倍以上时再换回用平面扫描法或法面扫描法进行扫描，扫描结果小于安全井距的轨道距离在f步骤中显示。所述步骤b中三角网数字地面模型的生成采用方法为:首先对限定点集合进行Delaunay三角剖分，生成一个初始的三角剖分DTS，为使限定线段集合同DTS具有一致性，不断地检查限定线段集合中的线段，对于每个在三角剖分DTS中不存在的线段，将其从中点细分，同时将中点加入三角剖分DTS中，以此不断执行下去，直至限定线段集合中所有的线段在三角剖分中都存在，算法结束。所述步骤d中剔除影响区域外的井位采用方法为:先在二维GIS中用“判断点是否在多边形中”的方法将井位地面方坐标不在对新井产生影响的直径两倍范围外的井排除，然后使用“三维空间包围盒”方法将与对新井产生影响的直径范围不相交的井进行排除，最终留下需要进一步计算的井位数据。所述步骤c具有约束条件地面模型的生成中老井的轨道和新井的轨道是通过B样条曲线算法对轨道散点数据进行拟合，形成空间曲线，建立井轨道。所述井间距离小于安全井距的1.5倍时，采用最小距离法，具体为两口井轨道上按照一定步长，分别取点P、Q，依据空间两点距离公式:|PQ|= V [(x2-xl)~2+(y2-yl) ~2+ (z2 — zl) ~2]得出PQ两点的空间距离，以此类推求得Min (| PQ |) 本专利技术将新井和老井的轨道数据与三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型，有选择的灵活运用水平面扫描法、法面扫描法、最小距离法中的一种方法对新井轨道各区段上的分散点与老井轨道的距离进行计算，并与预设的安全距离进行对比，并将在计算结果小于安全井距的轨道距离用列表的方式显示出来，具有直观可靠、运算速度快、效率高的优点，将隐患根除在开钻之前。附图说明图1为本专利技术流程 图2为本专利技术新井和老井轨道间距运算方法界限 图3为最小距离法重点计算区域示意图。具体实施例方式本专利技术实施例如图1、2所示，该步骤如下:a约束条件预处理，即将老井的轨道及新井的轨道数据的输入与存储；b三角网数字地面模型的生成；首先对限定点集合进行Delaunay三角剖分，生成一个初始的三角剖分DTS，容易知道，限定点集合同这个初始的剖分DTS具有一致性，而限定线段集合却不一定能同DTS具有一致性，为了使限定线段集合同DTS具有一致性，不断地检查限定线段集合中的线段，对于每个在三角剖分DTS中不存在的线段，将其从中点细分，同时将中点加入三角剖分DTS中，以此不断执行下去，直至限定线段集合中所有的线段在三角剖分中都存在，算法结束；三角网的优点是结构良好，数据结构简单，数据冗余度小，存储效率高，与不规则的地面特征和谐一致，可以表示线性特征和迭加任意形状的区域边界，易于更新，可适应各种分布密度的数据等，特别适合GIS中的网络分析，是描述地表形态的一种最佳方法；c具有约束条件地面模型的生成，将将a步骤中的数据与b步骤中的三角网数字地面模型结合，形成直线和曲线组成的新老井的轨道模型；d剔除影响区域外的井位，首先确定对新井产生影响的范围，再将新井周围影响区域外的井位剔除，如预设影响范围半径为200m，只保留半径200m范围内的新老井的轨道，对范围外轨道数据和模型进行剔除，减小数据处理量，具体方法为:先在二维GIS中用“判断点是否在多边形中”的方法将井位地面方坐标不在对新井产生影响的直径两倍范围外的井排除，然后使用“三维空间包围盒”方法将与对新井产生影响的直径范围不相交的井进行排除，最终留下需要进一步计算的井位数据；6先确定预设安全井距然后进行轨道碰撞扫描，采用水平扫描法、法面扫描法和最小距离法，水平扫描法计算的是同一垂深截面上井间距离，法面扫描法计算的是新井轨道上任意一点上的垂直于轴线的垂面上的井间距离，在新井轨道的直井段采用水平扫描法，在新井轨道的斜井段与同方向井之间采用法面扫描法，与异方向井之间采用水平面扫描法，当上述扫描结果小于安全井距的1.5倍时换用最小距离法进行计算，得出井间最小距离，当扫描到的井间最小距离在安全井距的1.5倍以上时再换回用平面扫描法或法面扫描法进行扫描，扫描结果小于安全井距的轨道距离在f 步骤中显示，可通过列表形式表达，也可通过三维或两维图显示，将小于安全井距轨道部分用不同高程对应的井距进行直观的表达，用于新井轨道碰撞验证快速直观，避免后期钻井碰撞的安全隐患。如图3所示，图中重点计算区域上界为用水平扫描法或法面扫描法测得新井轨道和老井轨道间距离为安全井距1.5倍处，重点计算区域下届为用最下距离法测得新井轨道和老井轨道间距离为安全井距1.5倍处，重点计算区域上界与重点计算区域下届之间的区段视为重点计算区段采用最小距离法，具体为在重点区域内两口井轨道上按照一定步长，分别取点P、Q，依据空间两点距尚公式:IPQ I = V [ (x2 — xl) 2+(y2 —yl) 2+(z2 — zl) 2]得出PQ两点的空间距离，以此类推求得Min (IPQI)。通常新井轨道大部分都在安全区域，所以平时采用水平扫描法和法面扫描法进行井间距离扫描计算，数据处理量小速度快，由于上述方法计算出的邻井距离不一定是最小距离，所以在其测得结果小于安全井距的1.5倍时采用最小距离法进行最小距离计算，这种组合计算方式可大大提高运算效率。 本方法不但可以用于新老井轨道间，还可用于新井轨道间；最小距离法切换临界值可在安全井距的1.5至2倍间调整。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维钻井轨道防碰撞验证方法，其特征在于包括步骤如下：a、约束条件的预处理；b、三角网数字地面模型的生成；c、具有约束条件地面模型的生成；d、剔除影响区域外的井位；e、轨道碰撞扫描；f、求出碰撞结果；a步骤中约束条件的预处理为老井的轨道及新井的轨道数据的输入与存储，c步骤是将a步骤中的数据与b步骤中的三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；在d步骤中确定对新井产生影响的直径范围，将新井周围影响区域外的井位剔除；e先确定预设安全井距然后进行轨道碰撞扫描，采用水平扫描法、法面扫描法和最小距离法，在新井轨道的直井段采用水平扫描法，在新井轨道的斜井段与同方向井之间采用法面扫描法，与异方向井之间采用水平面扫描法，当上述扫描结果井间距离小于安全井距的1.5倍时换用最小距离法进行计算，得出井间最小距离，当扫描到的井间最小距离在安全井距的1.5倍以上时再换回用平面扫描法或法面扫描法进行扫描，扫描结果小于安全井距的轨道距离在f步骤中显示。

【技术特征摘要】
1.一种三维钻井轨道防碰撞验证方法，其特征在于包括步骤如下: a、约束条件的预处理； b、三角网数字地面模型的生成； C、具有约束条件地面模型的生成； d、剔除影响区域外的井位； e、轨道碰撞扫描； f、求出碰撞结果； a步骤中约束条件的预处理为老井的轨道及新井的轨道数据的输入与存储，c步骤是将a步骤中的数据与b步骤中的三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；在d步骤中确定对新井产生影响的直径范围，将新井周围影响区域外的井位剔除；e先确定预设安全井距然后进行轨道碰撞扫描，采用水平扫描法、法面扫描法和最小距离法，在新井轨道的直井段采用水平扫描法，在新井轨道的斜井段与同方向井之间采用法面扫描法，与异方向井之间采用水平面扫描法，当上述扫描结果井间距离小于安全井距的1.5倍时换用最小距离法进行计算，得出井间最小距离，当扫描到的井间最小距离在安全井距的1.5倍以上时再换回用平面扫描法或法面扫描法进行扫描，扫描结果小于安全井距的轨道距离在f步骤中显示。2.根据权利要求1所述的三维钻井轨道防碰撞验证方法，其特征在于所述步骤b中三角网数字地面模型的生成采用方法为:首先对限定点集合进行Delaunay三角剖分，生成一个初始的三角剖分DTS，为使限...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙延庆，杨涛，李德生，李海禄，谭嵬，董晴，
申请(专利权)人：大庆高新区德瑞克软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：