CN109858149A - 海上勘探井点快速定位方法和装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上勘探井点快速定位方法和装置、电子设备、存储介质，包括以下步骤：S1、获取海上勘探井点的已知参数；已知参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；S2、根据井点参数进行运算处理，获得目标数据；S3、根据目标数据获得定位坐标与设计坐标的误差结果，根据误差结果完成井点的定位。实施本发明可以快速确定定位靶点与设计靶点的误差结果，从而根据误差结果可以快速地实现对勘探的井点的快速定位，有效提升海上钻井定位反馈的速度，提高作业效率，大幅消减反馈时间以降低钻井船等待时的空耗成本，同时还可以根据误差结果快速地检查是否符合地质设计需求，及时发现可能存在的问题。

Description

海上勘探井点快速定位方法和装置、电子设备、存储介质

技术领域

本发明涉及海上勘探钻井领域，更具体地说，涉及一种海上勘探井点快速定位方法和装置、电子设备、存储介质。

背景技术

目前，海洋油气的勘探和开发急需增加储能，进而提高产量以满足快速的经济发展的需求。这在客观上就要求海上钻井的数量和质量需要进行大幅度的提升。

根据现有情况，在进行海上钻井前都会将准备进行实际钻井的定位坐标反馈给陆地上的专业部门，由专业部门的专业技术人员检查实际钻井的定位坐标是否合适、能否满足设计目的和要求。现有的检查方式为：将坐标文件导入工区再由作业人员手工测量设计靶点和定位靶点的距离、角度等，并核实剖面信息是否满足地质设计需求。这种检查方式一方面需要熟练的专业技术人员经过培训后才能操作；另一方面操作的过程中较为繁琐，效率不高。另外，手工测量的距离和角度误差较大，容易造成钻井无法达到地质设计需求的隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种海上勘探井点快速定位方法和装置、电子设备、存储介质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海上勘探井点快速定位方法，包括以下步骤：

S1、获取海上勘探井点的已知参数；所述已知参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；

S2、根据所述井点参数进行运算处理，获得目标数据；

S3、根据所述目标数据获得所述定位靶点与所述设计靶点的误差结果，根据所述误差结果完成井点的定位。

优选地，所述目标数据包括：所述定位靶点与所述设计靶点之间的方位角；

所述步骤S2包括：

S2-1、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述方位角。

优选地，所述步骤S2-1包括：

S2-11、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述设计靶点和所述定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离；

S2-12、根据所述第一距离和第二距离，计算出所述定位靶点与所述设计靶点的偏移角；

S2-13、对所述偏移角进行角度转换，获得所述方位角。

优选地，所述第一距离、第二距离、偏移角、以及方位角通过以下公式计算得到：

D_x＝abs(x₂-x₁)；

D_y＝abs(y₂-y₁)；

α＝arctan(D_x/D_y)；

β＝α+△α；

其中，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离，α表示偏移角，△α表示α处在不同象限位置处的变量，β表示方位角；x₁、y₁表示在地心坐标系下设计靶点的横坐标和纵坐标，x₂、y₂表示在地心坐标系下定位靶点的横坐标和纵坐标。

优选地，所述目标数据包括：所述定位靶点与所述设计靶点之间的直线距离；

所述步骤S2包括：

S2-2、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述直线距离。

优选地，所述步骤S2-2包括：

S2-21、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述设计靶点和所述定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离；

S2-22、根据所述第一距离和第二距离，并结合平面直角坐标系的三角函数关系，计算出所述直线距离。

优选地，所述直线距离可以通过以下公式计算得到：

D_L＝sqrt(D_x ²+D_y ²)；

其中，D_L表示直线距离，sqrt表示开平方运算，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离。

优选地，所述步骤S3之后还包括：

对所述误差结果和所述目标数据进行显示。

本发明还提供一种海上勘探井点快速定位装置，包括：

获取单元，用于获取在海上勘探的已知参数；所述井点参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；

运算处理单元，用于根据所述井点参数进行运算处理，获得目标数据；

误差分析单元，用于根据所述目标数据获得所述定位靶点与所述设计靶点的误差结果，根据所述误差结果完成井点的定位。

优选地，还包括：

显示单元，用于对所述误差结果和所述目标数据进行显示。

本发明还提供一种电子设备，包括处理器、所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现如上所述方法的步骤。

实施本发明的海上勘探井点快速定位方法，具有以下有益效果：该海上勘探井点快速定位方法包括S1、获取海上勘探井点的已知参数；已知参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；S2、根据井点参数进行运算处理，获得目标数据；S3、根据目标数据获得定位坐标与设计坐标的误差结果，根据误差结果完成井点的定位。通过实施本发明可以快速确定定位靶点与设计靶点的误差结果，从而根据误差结果可以快速地实现对勘探的井点的快速定位，有效提升海上钻井定位反馈的速度，提高作业效率，大幅消减反馈时间以降低钻井船等待时的空耗成本，同时还可以根据误差结果快速地检查是否符合地质设计需求，及时发现可能存在的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供海上勘探井点快速定位方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的方位角求取流程示意图；

图3是本发明实施例提供的设计靶点和定位靶点的示意图；

图4是本发明实施例提供的海上勘探井点快速定位装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决目前海上勘探钻井所存在的问题，本发明提供了一种新的海上勘探井点快速定位方法，该方法可以根据海上钻井开始前反馈回来的数据快速地确定钻井的实际位置坐标，有效提升海上钻井定位反馈速度，提高作业效率，大幅消减反馈时间以降低钻井船等待时的空耗成本，达到降低成本以及提高效率的目标，另外，本发明还可以快速地对海上钻井的定位坐标进行快速验证，检查该定位坐标是否符合地质设计需求，并及时发现可能存在的问题，提高勘探效率和准确性。

参考图1，为本发明实施例提供的海上勘探井点快速定位方法的流程示意图。

如图1所示，本发明实施例的海上勘探井点快速定位方法可以包括：步骤S1、步骤S2和步骤S3。

步骤S1、获取海上勘探井点的已知参数；已知参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标。

本发明实施例中，设计坐标是指根据前期的研究测试模拟所提出的目标地层的靶点坐标，这里目标地层是指准备进行勘探的地层。定位坐标是指准备进行钻探的实际靶点坐标。

本发明所采用的地心坐标系即WGS84(World Geodetic System一1984CoordinateSystem)坐标系，其坐标原点为地球质心，地心空间直角坐标系的Z轴指向地球极方向，X轴指向零子午面和地球极赤道的交点，Y轴和Z轴、X轴垂直构成右手坐标系。

本发明实施例中，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标均为三维坐标。

步骤S2、根据井点参数进行运算处理，获得目标数据。

本发明实施例中，目标数据包括：定位靶点与设计靶点之间的方位角。

具体的，当需要求取定位靶点与设计靶点之间的方位角时，步骤S2包括：

步骤S2-1、根据设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标，计算方位角。

这里，根据设计靶点的设计坐标中的横坐标和纵坐标以及定位靶点的横坐标和纵坐标，并基于平面三角函数的关系，可以计算出定位靶点与设计靶点之间的方位角。

具体的，如图2所示，步骤S2-1包括：

步骤S2-11、根据设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标，计算设计靶点和定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离。

步骤S2-12、根据第一距离和第二距离，计算出定位靶点与设计靶点的偏移角。

步骤S2-13、对偏移角进行角度转换，获得方位角。

结合图3，图3为设计靶点和定位靶点的示意图。

如图3所示，O点为地心坐标系下的坐标原点，其中，X为地心坐标系下的X轴，为本发明实施例所指的第一方向，Y为地心坐标系下的Y轴，为本发明实施例所指的第二方向。图3中，A点设计靶点，B点为定位靶点，用坐标表示，A点可以表示为A(x₁，y₁，z₁)，B点可以表示为B(x₂，y₂，z₂)。为了简化计算，本发明将设计靶点和定位靶点的坐标在UTM投影下进行投影后，再进行计算。这里UTM投影(Universal Transverse Mercator Projection--通用横轴墨卡托投影)是横轴等角割椭圆柱面投影。具体的，将空间直角坐标系xyz简化为平面直角坐标系xy，具体如图3所示。因此，根据平面三角函数的关系可以快速算出第一距离、第二距离、偏移角和方位角。

具体的，根据平面三角函数的关系，第一距离、第二距离、偏移角、以及方位角通过以下公式计算得到：

D_x＝abs(x₂-x₁)；式(1)。

D_y＝abs(y₂-y₁)；式(2)。

α＝arctan(D_x/D_y)；式(3)。

β＝α+△α；式(4)。

其中，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离，α表示偏移角，△α表示α处在不同象限位置处的变量，β表示方位角；x₁、y₁表示在地心坐标系下设计靶点的横坐标和纵坐标，x₂、y₂表示在地心坐标系下定位靶点的横坐标和纵坐标。

由式(4)可以看出，方位角β可以通过偏移角α在不同象限位置处的加减得到。如图3所示，此时，β＝α+180°。

具体的，当α在不同象限位置时，方位角β的取值为：

当x₁＝x₂，y₁>y₂时，β＝0°；

当x₁＝x₂，y₁<y₂时，β＝180°；

当y₁＝y₂，x₁>x₂时，β＝270°；

当y₁＝y₂，x₁<x₂时，β＝90°；

当x₁>x₂，y₁>y₂时，β＝180°+α；

当x₁>x₂，y₁<y₂时，β＝270°+α；

当x₁<x₂，y₁>y₂时，β＝90°+α；

当x₁<x₂，y₁<y₂时，β＝α。

需要说明的是，方位角β是以WGS84坐标系的北方向(即xy平面直角坐标系的y方向)为0°开始旋转得到的。

式(1)和式(2)中，abs表示取绝对值，式(3)中arctan表示tan的反函数。

可以，通过求取定位靶点B与设计靶点A之间的方位角，可以确定定位靶点B在设计靶点A的哪个方向，具体的角度是多少。

进一步地，本发明实施例中，目标数据还包括：定位靶点与设计靶点之间的直线距离。

具体的，当需要求取定位靶点B与设计靶点A之间的直线距离时，步骤S2包括：

步骤S2-2、根据设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标，计算直线距离。

具体的，步骤S2-2包括：

步骤S2-21、根据设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标，计算设计靶点和定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离。

这里，第一距离和第二距离的求取参考式(1)和式(2)。

步骤S2-22、根据第一距离和第二距离，并结合平面直角坐标系的三角函数关系，计算出直线距离。

如图3所示，根据平面直角坐标系的三角函数关系，结合所计算得到的第一距离和第二距离，可以算出定位靶点B与设计靶点A之间的直线距离。

具体的，

定位靶点B与设计靶点A之间的直线距离可以通过以下公式计算得到：

D_L＝sqrt(D_x ²+D_y ²)；式(3)。

其中，D_L表示直线距离，sqrt表示开平方运算，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离。式(3)中sqrt表示开方运算。

可以理解地，通过计算定位靶点与设计靶点之间的直线距离可以确定定位靶点距离设计靶点有多远。

步骤S3、根据目标数据获得定位靶点与设计靶点的误差结果，根据误差结果完成井点的定位。

具体的，在步骤S2中通过定位靶点的定位坐标与设计靶点的设计坐标计算出定位靶点与设计靶点的方位角以及直线距离后，在步骤S3中，根据所得到的方位角和直线距离进行误差分析，从而可以根据误差分析得到定位靶点与设计靶点的误差结果，由所得到的误差结果确定定位靶点与设计靶点的偏差，并根据所得到的偏差判断定位靶点与设计靶点的偏差是否在误差范围内，若在误差范围内，则可以确定该定位靶点为满足地质设计需求的定位靶点，可根据该定位靶点进行勘探钻井；若不在误差范围内，则将该信息及时反馈给海上钻井平台，并同时调整定位靶点的定位坐标，以使得定位靶点与设计靶点的偏差在误差范围内为止，并以该偏差在误差范围内的定位靶点坐标进行钻探。

本发明通过快速计算出定位靶点与设计靶点之间的方位角和直线距离后，根据所计算得到的方位角和直线距离进行误差分析，并根据误差分析得到的误差结果可以快速地确定定位靶点是否为满足地质设计需求的定位靶点，若满足要求，则可以确定定位靶点为钻探的实际位置，完成井点的快速定位，若不满足要求，则对定位靶点的定位坐标进行调整以使定位靶点调整后的定位坐标直到满足要求为止，进而确定定位靶点为钻探的实际位置，完成井点的快速定位。

进一步地，本发明实施例中，步骤S3之后还包括：

步骤S4、对误差结果和目标数据进行显示。

本发明实施例通过将误差结果和目标数据进行显示，可以实现井点快速定位的可视化，直观化，可使相关技术人员可以直观地了解计算结果及误差结果。

参考图4，为本发明实施例提供的一种海上勘探井点快速定位装置的结构示意图。

本发明实施例，该海上勘探井点快速定位装置可以用于实现前述实施例的海上勘探井点快速定位方法。

如图4所示，该海上勘探井点快速定位装置可以包括：获取单元401、运算处理单元402、误差分析单元403以及显示单元404。

获取单元401，用于获取在海上勘探的已知参数；井点参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标。

运算处理单元402，用于根据井点参数进行运算处理，获得目标数据。

误差分析单元403，用于根据目标数据获得定位靶点与设计靶点的误差结果，根据误差结果完成井点的定位。

显示单元404，用于对误差结果和目标数据进行显示。

参考图5，本发明还提供了一种电子设备，所公开的电子设备包括但不限于电脑、服务器等。

如图5所示，该电子设备可以包括处理器501和存储器502。处理器501可以根据存储在存储器502中的程序执行各种适当的动作和处理。进一步地存储器502中还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。例如，处理器501可以执行存储器502中存储的计算机程序时实现如前述方法的步骤。

进一步地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以从网络上被下载和安装，或者从存储器502被安装。在该计算机程序被处理器501执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。

本发明还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理执行时实现如前述方法的步骤。本发明实施例所提供的可读存储介质占用硬盘空间小，其上所存储的计算机程序被安装时速度很快，安装时间较短，可以实现快速安装，且运行速度及数据处理快。

本发明实施例提供的可读存储介质包括但不限于磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述器件的任意组合。

可以理解地，本发明的可读存储介质可以是上述电子设备中所包含的可读存储介质，也可以是独立存在而未安装在电子设备中的可读存储介质。

进一步地，本发明的可读存储介质所存储的计算机程序可以为一个或者多个程序。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取海上勘探井点的已知参数；所述已知参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；

S2、根据所述井点参数进行运算处理，获得目标数据；

S3、根据所述目标数据获得所述定位靶点与所述设计靶点的误差结果，根据所述误差结果完成井点的定位。

2.根据权利要求1所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述目标数据包括：所述定位靶点与所述设计靶点之间的方位角；

所述步骤S2包括：

S2-1、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述方位角。

3.根据权利要求2所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述步骤S2-1包括：

S2-11、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述设计靶点和所述定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离；

S2-12、根据所述第一距离和第二距离，计算出所述定位靶点与所述设计靶点的偏移角；

S2-13、对所述偏移角进行角度转换，获得所述方位角。

4.根据权利要求3所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述第一距离、第二距离、偏移角、以及方位角通过以下公式计算得到：

D_x＝abs(x₂-x₁)；

D_y＝abs(y₂-y₁)；

α＝arctan(D_x/D_y)；

β＝α+△α；

其中，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离，α表示偏移角，△α表示α处在不同象限位置处的变量，β表示方位角；x₁、y₁表示在地心坐标系下设计靶点的横坐标和纵坐标，x₂、y₂表示在地心坐标系下定位靶点的横坐标和纵坐标。

5.根据权利要求1所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述目标数据包括：所述定位靶点与所述设计靶点之间的直线距离；

所述步骤S2包括：

S2-2、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述直线距离。

6.根据权利要求5所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述步骤S2-2包括：

S2-21、根据所述设计靶点的设计坐标和所述定位靶点的定位坐标，计算所述设计靶点和所述定位靶点在第一方向上的第一距离和第二方向上的第二距离；

S2-22、根据所述第一距离和第二距离，并结合平面直角坐标系的三角函数关系，计算出所述直线距离。

7.根据权利要求6所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述直线距离可以通过以下公式计算得到：

D_L＝sqrt(D_x ²+D_y ²)；

其中，D_L表示直线距离，sqrt表示开平方运算，D_x表示第一距离，D_y表示第二距离。

8.根据权利要求1所述的海上勘探井点快速定位方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括：

对所述误差结果和所述目标数据进行显示。

9.一种海上勘探井点快速定位装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取在海上勘探的已知参数；所述井点参数包括：在地心坐标系下，设计靶点的设计坐标和定位靶点的定位坐标；

运算处理单元，用于根据所述井点参数进行运算处理，获得目标数据；

误差分析单元，用于根据所述目标数据获得所述定位靶点与所述设计靶点的误差结果，根据所述误差结果完成井点的定位。

10.根据权利要求9所述的海上勘探井点快速定位装置，其特征在于，还包括：

显示单元，用于对所述误差结果和所述目标数据进行显示。

11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。

12.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。