[发明专利]基于钻井轨迹设计参数的预钻井三维井眼建模方法及装置

说明书

本发明提供一种基于钻井轨迹设计参数的预钻井三维井眼建模方法及装置，该方法包括：获取已钻井的钻井轨迹及井眼井径数据，钻井轨迹包括：各测径点的井深、方位角、井斜角；根据钻井轨迹及井眼井径数据计算井径测量点的三维空间坐标；根据三维空间坐标生成井径测量点对应的周向井径数据；建立至少包含井眼井径数据及周向井径数据的已钻井数据库；根据已钻井数据库建立三维井眼模型；将预钻井的轨迹设计参数及地质数据代入三维井眼模型，计算预钻井的井眼缩径率及井眼扩径率。通过本发明，根据建立的三维井眼数学模型来计算预钻井的井眼缩径率及扩径率，能够更加准确、全面地反映和预测真实井眼的具体情况，为井眼工程设计工作提供数据支持。

技术领域

本发明是关于石油钻井探测技术，具体地，是关于一种基于钻井轨迹设计参数的预钻井三维井眼建模方法及装置。

背景技术

在石油钻井作业中，由于井下环境和地质条件复杂多变，实际钻井时的井眼轨迹往往与设计轨迹存在偏差，且钻至特殊地层时井眼井径易出现严重的扩径、缩径现象，掌握扩径率参数、缩径率参数对于钻井轨迹优化、井眼稳定性评估、固井水泥用量计算等工程设计有重要指导作用。

已钻井井眼可视化建模是基于测井数据实现的，对井眼完钻后的后续工程具有指导作用。但是可视化建模本身不具备预测能力，即无法事先知道一口新的预钻井井眼情况，也就是说不能起到预钻井扩、缩径风险提示的作用。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于钻井轨迹设计参数的预钻井三维井眼建模方法及装置，以解决现有技术中存在的上述问题，从而更加准确地确定预钻井的位置。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于钻井轨迹设计参数的预钻井三维井眼建模方法，所述的预钻井三维井眼建模方法包括：获取已钻井的钻井轨迹及井眼井径数据，所述钻井轨迹包括：各测径点的井深、方位角、井斜角；根据所述钻井轨迹及井眼井径数据计算井径测量点的三维空间坐标；根据所述三维空间坐标生成所述井径测量点对应的周向井径数据；建立至少包含所述井眼井径数据及周向井径数据的已钻井数据库；根据所述已钻井数据库建立三维井眼模型；将预钻井的轨迹设计参数及地质数据代入所述三维井眼模型，计算预钻井的井眼缩径率及井眼扩径率。

在一实施例中，上述的已钻井数据库还包括：通过地质参数测井获取的常规测井数据、结合地质参数测井及地层破裂实验得到的地层三压力数据、单轴抗拉强度、地层孔隙度、最大主应力的大小和方向、以及最小主应力的大小和方向；其中，所述常规测井数据用于描述地层岩性；所述地层三压力数据包括：坍塌压力数据、破裂压力数据及地层压力数据，用于描述地层硬度；所述单轴抗拉强度用于描述地层研磨性。

在一实施例中，根据所述钻井轨迹及井眼井径数据计算井径测量点的三维空间坐标，包括：根据井口坐标及多个井径测量点坐标分别确定各所述井径测量点的三维坐标，并生成井眼轨迹；确定所述井眼轨迹在各所述井径测量点的法平面；根据各所述井径测量点的法平面及测井仪在各所述井径测量点获取的多个测臂坐标确定各所述井径测量点的所述三维空间坐标。

在一实施例中，上述的根据各所述井径测量点的法平面及测井仪在各所述井径测量点获取的多个测臂坐标确定各所述井径测量点的所述三维空间坐标，具体包括：采用旋转坐标系的方法，将所述井径测量点所处的井径所在椭圆旋转至所述井径测量点对应的法平面上，生成所述井径测量点的所述三维空间坐标。

在一实施例中，根据所述三维空间坐标生成所述井径测量点对应的周向井径数据，包括：在所述椭圆上的各所述测臂坐标之间按照一预设角度进行插值，确定多个插值点；根据各所述测臂坐标的三维空间坐标及方位角确定各所述插值点的三维空间坐标；根据各所述测臂坐标的三维空间坐标及各所述插值点的三维空间坐标生成所述周向井径数据。