水平井地质设计系统的研究与实现

论文摘要

随着水平井成功地应用于各类油田的开发,中国石油进入大规模应用水平井技术提高单井产能的时代,特别需要一种既能精细描述油藏,又能以此为基础进行水平井设计的可视化平台。本文重点研究了三维地质建模技术和水平井设计技术。力争从算法和应用的角度分析建模和轨道设计中各个环节的难点,并设计了相应的解决方案。地质建模分为四个过程:断层建模、层面建模、构造建模和属性建模。断层建模和层面建模是构造建模的基础,构造建模又是属性建模的前提。在断层建模中,采用相干体技术,提高了断层识别的精度;通过散点拟合投影平面解决了由散点创建断层时插值的二义性问题。在层面建模时,使用角点网解决了复杂断层约束插值问题;针对断层对插值的影响提出了最短路径的断层约束插值方法,真实反映了地质状况。构造建模是地质建模的核心,其难点在于描述断层与地层的切割关系,本文使用断层复原法有效解决了地层和断层相交时地层撕裂问题。建立构造模型之后,采用层序地层学对模型进行细化,建立层序模型。最后,利用高分辨率的测井数据采用插值方法建立属性模型。在建立油藏的地质模型之后,可以对研究区域油气的物性及展布进行研究,确定水平井在油藏中的位置、方向和靶点深度。本文在前人对水平井研究的基础上,实现了“增-稳-增”、“增-增-增”、“拱形”和“阶梯形”4种类型的水平井设计算法,并设计了井轨道编辑工具,无论是设计轨道还是编辑轨道都非常快捷和方便。通过建立三维绕障模型或建立空间斜平面将三维轨道设计转化为二维轨道的设计方法,实现了三维水平井设计的算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的依据和研究意义
• 1.1.1 选题依据
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外水平井地质设计研究及行业软件现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 本课题研究路线
• 2 断层建模技术
• 2.1 断层基本概念
• 2.2 断层创建
• 2.2.1 从剖面创建断层
• 2.2.2 从相干体创建断层
• 2.2.3 从离散点创建断层
• 2.2.4 从断层多边形创建断层
• 2.2.5 由断层Fault Sticks 到断层Surface
• 2.3 断层面的拟合
• 2.3.1 Bezier 曲线
• 2.3.2 Bezier 曲面
• 2.4 断层编辑
• 2.4.1 三维交互技术
• 2.4.2 编辑断层Fault Sticks
• 3 层面建模技术
• 3.1 层面追踪
• 3.1.1 二维层面追踪
• 3.1.2 三维层面追踪
• 3.2 层面建模
• 3.2.1 角点网
• 3.2.2 克里金法（Kriging）
• 3.2.3 断层约束的插值方法
• 3.2.4 层面的创建
• 4 地质建模技术
• 4.1 构造建模
• 4.1.1 地质构造模型
• 4.1.2 地质面之间关系
• 4.1.3 层面撕裂处理
• 4.2 层序建模
• 4.2.1 层序建模必要性
• 4.2.2 层序建模算法
• 4.3 属性建模
• 4.3.1 属性体的生成
• 4.3.2 模型的剖分技术
• 5 二维水平井轨道设计
• 5.1 知识准备
• 5.1.1 轨迹基本参数
• 5.1.2 井眼轴线形状的图示法
• 5.2 水平井设计概述
• 5.3 典型的二维井眼轨道模型
• 5.4 油藏剖面的生成
• 5.5 靶段轨道设计
• 5.5.1 拱形井设计
• 5.5.2 阶梯井设计
• 5.6 靶前轨道设计
• 5.6.1 直-增-稳-增-平
• 5.6.2 直-增-增-增-平
• 5.7 轨道编辑
• 6 三维井轨道设计
• 6.1 三维绕障井设计
• 6.2 空间斜平面设计法
• 7 软件系统的实现
• 7.1 系统需求
• 7.2 系统框架
• 7.3 模块功能
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录