自然曲线法钻井轨道点切条件的模型求解算法

摘要

井眼轨道设计是定向井、水平井设计的基础问题之一,常见的设计模型有最小曲率法、圆柱螺线法等,适用性有限.自然曲线法可以用于旋转导向轨道设计、三维漂移轨道设计、大位移和水平井轨道设计以及绕障轨道设计.自然曲线模型的计算复杂,无法采用解析式进行求解,需要求解复杂的隐式方程,容易遇到迭代发散的问题.本文介绍了点切条件下自然曲线模型求解算法,该算法通过一个严格的迭代流程,能够快速稳定求解模型参数,计算结果与国外商业软件对比,在井斜角到达后,转向并稳斜的条件下,本算法与商业软件计算结果均可精确到小数点后5位;在方位角到达后,造斜并稳斜的条件下,本算法仍保持小数点后5位的精度,但商业软件只能保持小数点3位的精度,总体上具有更高的精度.本算法用于国产钻井工程设计软件中,对于实现国产软件替代进口具有重要的意义.