基于工厂化作业三维井眼轨迹优化设计建模及应用研究

摘要

随着钻井工厂化作业的日益兴起，采用工厂化作业模式开发油气藏已成为石油工程师的共识。井眼轨道优化设计和平台整体优化设计是工厂化作业钻井技术的关键问题。本文从三维轨道优化设计、钻井平台位置优选、平台井优化设计及井组防碰扫描和绕障设计等方面展开了研究。
　　首先，在总结前人经验的基础上，基于最优化理论，以设计井深最短为优化函数，以井斜角、方位角、关键点处垂深为设计变量，以造斜点垂深、工具造斜率、地层条件以及边界条件等为约束条件，建立了三维井眼轨道最优化模型。利用SQP算法对所建模型进行求解，并进行实例验证设计模型的合理性。
　　其次，分别以水平位移最小和钻井井深最短为优化指标，建立了工厂化作业平台位置优选模型；针对平台井部署要求和难点，给出了平台井部署优化方法及平台内井轨迹优化设计方法；分析研究含误差分析的防碰扫描方法，给出了在设计过程中如何选用防碰扫描方法的原则。
　　最后，应用C＃语言编写了井眼轨道优化设计的软件，在输入约束条件的前提下，设计出一条最优的井眼轨迹，并实例验证设计模型的合理性。软件计算准确、迅速，可作为钻井技术人员的辅助工具。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 三维井眼轨道设计模型

2.1 圆柱螺线模型

2.2 空间圆弧模型

2.3 自然曲线模型

2.4 恒工具面模型

2.5 样条曲线模型

第三章 最优化设计模型建立及利用SQP算法求解

3.1 三维井眼轨道最优化模型建立

3.2 利用SQP算法求解三维井眼轨道最优化模型

第四章 工厂化作业优化设计

4.1 工厂化作业钻井平台位置优选

4.2 工厂化钻井作业平台井优化

4.3 工厂化作业井组防碰方法研究

第五章 三维井眼轨道优化设计软件实现

5.1 软件的开发语言与适用环境

5.2 软件功能模块设计

5.3 软件功能介绍

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文