[发明专利]一种丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越评估方法

说明书

一种丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越评估方法，步骤为：一、对密集井网加密钻井的井口数据进行加载，实现可视化；二、收集密集井网加密钻井井眼轨迹设计数据，三、对井眼轨迹设计数据进行校验，四、确定三维网格界限，划分三维网格；五、加载油田现有的井眼轨迹设计和实钻数据，实现可视化；步骤六、利用空间网格数据体进行井口垂向扫描防碰，标识出轨迹在网格的穿越属性，步骤七：通过计算确定空间网格数据体中有多少网格被轨迹穿越，最终扫描结果即为三维空间可穿越性评价；该方法以当前井眼轨迹设计和实钻数据为基础，将数据进行三维可视化处理，通过三维空间离散化，将可穿越网格与不可穿越网格区分，实现三维可穿越空间标记。

技术领域

本发明涉及油气田钻井技术领域，特别涉及一种丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越评估方法。

背景技术

随着油田勘探开发进程的不断推进，国内外丛式井和加密井的数量都在不断增加，老油田加密井、调整井越来越多，新建丛式井组规模越来越大，井与井之间的空间距离越来越小，这对密集井网条件下的防碰设计和钻井施工作业都提出了更高的要求，钻井过程中正钻井与已钻井井眼交碰事故时有发生，导致套管损毁甚至整口井彻底报废。因此，定量评价丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越性，对各井眼的空间关系及运动趋势做出预测，进而采取相应的针对措施，尽量避免因各种原因导致的两井相碰，具有非常重要的现实意义。众多学者从不同的角度对丛式井轨迹防碰设计做出不同的研究。现有研究中，专利CN201610776433.5公布了一种可以在加密井网直井段钻井作业过程中用于防碰风险量化的计算方法；专利CN201711427457.0公布了一种多功能测斜仪及基于该测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法；专利CN201710286192.0公布了一种页岩气水平丛式井组井眼轨迹与钻井方法；专利CN201810987034.2公布了一种三维绕障钻井设计方法、装置及其存储介质；专利CN201510611700.9公布了一种海上丛式井组钻井顺序优化方法；专利CN201910853980.2公布了一种丛式井井眼防碰撞短节、防碰撞系统及防碰撞方法；2011年第11卷第9期的《安全、健康和环境》杂志中，周延军等人分析了丛式井井眼交碰的影响因素，从设计和施工两个方面提出了具体的技术措施，提出了以余隙系数(K)作为设计和施工的准则，以Btotal数值作为判断井眼是否接近的准则；2015年第27卷第7期的《西部探矿工程》杂志中，文乾彬等人应用工厂化丛式水平井井眼防碰扫描方法及井眼相碰概率评价方法，并对昌吉致密油井工厂丛式水平井进行防碰扫描及误差分析；2017年第45卷第5期《石油钻探技术》杂志中，边瑞超等人应用低刚性钻具组合，使井下钻具获得更大的挠度变形空间；进行随钻MWD磁场强度监测，根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险，指导正钻井防碰；2018年第41卷第4期《钻采工艺》杂志中，李兵等人通过对井眼轨迹距离扫描方法进行分析，优选出最近距离法作为轨迹距离扫描方法，并对轨迹误差影响因素、误差椭圆、分离系数进行分析；2019年第41卷第4期《石油钻采工艺》杂志中，胡中志等人应用实钻井眼轨迹碰撞风险分析的分离系数概念，计算分析了分离系数为1时，密集丛式井上部井段造斜点深度、邻井造斜点深度差、造斜率、造斜方位等4个关键参数的临界值。

上述现有技术存在的主要问题是：(1)常用的井眼轨迹防碰设计算法为曲率半径、最小曲率和自然曲线三种典型的插值算法，在三维中应用缺少成熟的优化模型；(2)现场获得的数据繁杂，目前在井眼轨迹优化过程中没有一种合适的方法实现对数据的降噪；(3)在丛式井井眼规划设计过程中，设计井设计数据无法直径现场应用，需要在实钻过程中进行修正。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越评估方法，该方法以当前井眼轨迹设计和实钻数据为基础，将数据进行三维可视化处理，通过三维空间离散化，将可穿越网格与不可穿越网格区分，实现三维可穿越空间标记。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案来实现：

一种丛式井井眼轨迹防碰设计的三维空间可穿越评估方法，包括以下步骤：