定向井井身轨迹设计及软件实现

论文摘要

随着钻井工程技术的提高和钻井设备的改进,近些年来,钻井技术发展迅速。定向井作为一种非常重要而又实用的钻井方法,受到了极大的关注。作者在研究总结前人经验的基础上做了以下主要工作。根据井身轨迹设计原则,建立了定向井井身轨迹五段式“直—增—稳—降—稳”、三段式“直—增—稳”、悬链线、抛物线型数学模型,推导出了模型中待定参数的计算公式,研究了井身轨迹具体设计思路及算法步骤。在此基础上,在VC++平台编写了具有基本井身轨迹设计功能的程序,通过调节井身轨迹数学模型关键参数取值,得到可行的井身轨迹图,输出设计轨迹各关键点处剖面参数数据表。针对三段式井身轨迹设计问题,本文采用了井身轨迹数学模型参数多样化选择的求解方法。根据三段式数学模型,可选择不同已知参数,得到了相应待定参数计算公式。在实际应用中具有待定参数多选择性的优点,满足了用户不同的设计要求。本文综合讨论了实钻井身轨迹普遍存在方位漂移问题,通过理论分析和计算结果表明,方位漂移规律及其特性对于井身轨迹的所有参数都有影响。将定向井的三维漂移轨迹作为一个整体来处理,根据约束方程,求解出决定井身轨迹形态的关键参数,进而设计出了较好的方位漂移轨迹。本文深入研究了测斜计算。建立了测斜计算数学模型,给出了由测斜数据计算测点坐标位置的方法,从而得到实钻井身轨迹几何坐标。此方法结合上述井身轨迹数学模型得到了比较理想的效果图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 井身轨迹设计的发展和应用现状
• 1.2.1 定向井井身轨迹
• 1.2.2 定向井井身轨迹设计发展动态
• 1.3 本文研究内容及章节安排
• 2 定向井井身轨迹基本概念
• 2.1 井身坐标系统
• 2.2 井身轨迹描述术语
• 2.3 井身轨迹的图示法
• 3 常规定向井井身轨迹模型
• 3.1 定向井井身轨迹
• 3.2 定向井井身轨迹经典模型
• 3.2.1 直线模型
• 3.2.2 圆弧线模型
• 3.3 二维典型圆弧型剖面设计
• 3.3.1 “直—增—稳—降—稳”型轨迹
• 3.3.2 “直—增—稳”型轨迹
• 3.4 剖面设计中多样化参数求解
• 3.4.1 多样化参数求解问题的提出
• 3.4.2 多样化参数求解问题的解决
• 3.5 漂移轨迹设计
• 3.6 本章小结
• 4 悬链线与抛物线模型及设计
• 4.1 悬链线型井身轨迹设计
• 4.1.1 悬链线模型
• 4.1.2 悬链线型剖面的设计方法
• 4.2 抛物线型井身轨迹设计
• 4.2.1 抛物线模型
• 4.2.2 抛物线型剖面的设计方法
• 4.3 本章小结
• 5 井身轨迹的测斜计算方法
• 5.1 对测斜数据的规定和处理
• 5.2 测斜计算方法
• 5.3 本章小结
• 6 软件实现
• 6.1 软件的功能简介
• 6.2 应用界面
• 6.2.1 “直—增—稳”型设计
• 6.2.2 “直—增—稳—降—稳”型设计
• 6.2.3 悬链线型设计
• 6.3 交互式折线工具
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录