批量钻井井眼轨迹寻优系统的设计与实现

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随着钻井工程的生产规模不断扩大,批量钻井模式在油气藏开发中得到广泛应用。井眼轨迹的优化设计是钻井技术的核心问题,直接关系到油田的经济效益。本文根据钻井现场的实际情况,对井口-靶点分配、井眼轨迹优化设计、井眼轨迹可视化等方面进行研究。首先,对于井口-靶点的分配问题,以“各井之间轨迹不相交且单井水平位移和最小”为目标建立约束模型,优选出最佳的井口和靶点对应关系,既能保证单井轨迹最短,又避免了各井之间的轨迹发生碰撞。其次,将设计井深最短作为优化目标,以造斜率、造斜点垂深、井斜角、方位角等作为设计变量,以设计变量边界值作为约束条件,建立了单井的三维井眼轨迹寻优模型,使用改进粒子群算法(TPSO)对模型求解;对井眼轨迹的防碰方法进行研究,采用井眼分离系数来判断临井间轨迹交碰的可能性,避免发生碰撞,用于多井批量优化;通过对井眼轨迹可视化的研究,实现了井眼轨迹的二维、三维可视化,便于钻井技术人员观察从而对井眼轨迹进行控制和设计。最后,使用C#语言编制了批量钻井井眼轨迹寻优设计的软件,通过某油田实例对整体的优化设计理论进行验证,可以得到最佳井口-靶点的分配结果,并且在输入条件的约束下,设计出最优的轨迹并实现可视化。结果表明软件操作简单,计算结果准确,图形显示直观、清晰,可以作为钻井技术人员使用的辅助工具。
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