[发明专利]一种油气井环空几何体模型生成方法

说明书

一种油气井环空几何体模型生成方法，其包括：根据所获取到的固井过程中的实测数据分别确定预设工程参数集合中各个预设工程参数随井深变化的连续函数，得到第一函数集合；根据第一函数集合，确定环空几何体轴线坐标函数，得到第二函数集合；根据第一函数集合，分别确定三维坐标系下环空几何体的内径坐标函数和外径坐标函数，得到第三函数集合；利用第二函数集合对所述第三函数集合进行调节，生成油气井的环空几何体模型。本方法通过构建环空几何体，可以精准地描述油气井环空几何形态，有助于研究油气井工程中固完井等工作的进行。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种油气井环空几何体模型生成方法。

背景技术

固井是油气井钻井过程中的最后一道工序，是衔接钻井与采油的关键过程。提高顶替效率是保证固井质量的基本前提。针对顶替效率的研究的方法中，固井顶替数值模拟具有不需考虑实验条件以及成本低等优势。

随着计算机内存等硬件和软件的发展，计算机的数值模拟能力随之增强，数值模拟逐渐成为研究固井顶替过程的重要手段。在固井顶替数值模拟过程中，实际尺寸的环空内流体流动规律需要巨量网格对井眼轨迹、居中度、井径等物理参数进行描述。以此为基础，也就可以建立物理模型，进而对固井中浆体顶替过程进行数值模拟。在这一过程中，网格的质量对模拟的精度和效率起决定性作用。因此，针对固井顶替中浆体的实际流动规律，建立满足精度和效率的网格模型是进行全井段浆体流动过程模拟的重要保证。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种油气井环空几何体模型生成方法，所述方法包括：

步骤一、根据所获取到的固井过程中的实测数据分别确定预设工程参数集合中各个预设工程参数随井深变化的连续函数，得到第一函数集合；

步骤二、根据所述第一函数集合，确定环空几何体轴线坐标函数，得到第二函数集合；

步骤三、根据所述第一函数集合，分别确定三维坐标系下环空几何体的内径坐标函数和外径坐标函数，得到第三函数集合；

步骤四、利用所述第二函数集合对所述第三函数集合进行调节，生成油气井的环空几何体模型。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，

根据所述实测数据确定井眼轨迹水平位移；

根据所述实测数据、井眼水平位移，利用差值法确定各个预设工程参数随井深变化的连续函数。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述井眼轨迹水平位移：

hd(i)＝hd(i-1)+[vd(i)-vd(i-1)]×tan[θ(i)+θ(i-1)/2]

其中，hd表示井眼轨迹水平位移，vd表示垂深，θ表示井斜角，i和i-1均表示测点序号。

根据本发明的一个实施例，所述预设工程参数集合包括以下所列项中的至少一项：

垂深、居中度、井斜角、水平位移、井径。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，根据如下表达式确定所述第二函数集合：

x₁(r,α,d)＝hd(d)

z₁(r,α,d)＝vd(d)

其中，x₁(r,α,d)和z₁(r,α,d)分别表示环空几何体轴线的x轴和z轴坐标，vd(d)表示垂深随井深d变化的函数，hd(d)表示水平位移随井深d变化的函数，r和α分别表示柱坐标系中的径向自变量和周向自变量。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，根据如下表达式确定所述环空几何体的内径坐标函数：