WO2024207705A1 - 丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置 - Google Patents

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WO2024207705A1
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horizontal section
well
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万夫磊
肖啟福
许期聪
乔李华
周长虹
刘素君
余来洪
范生林
乔雨
雷俨卜
李兰鹏
王楠
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China National Petroleum Corp
CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
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China National Petroleum Corp
CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
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    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Definitions

  • the invention relates to the field of petroleum drilling engineering, in particular to a method and a device for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory.
  • Oil and natural gas resources are important energy supports for the rapid development of industry. Increasing the development of oil and gas resources is of great significance to meeting energy needs.
  • a large number of conventional cluster well group development models are currently adopted.
  • the surface wellbore and underground target area are irregularly corresponding to each other due to the restrictions of the environment, topography, surrounding environment and other conditions during the drilling design process, which makes it difficult for the design unit to design the wellbore trajectory to avoid obstacles, and the accuracy of the wellbore trajectory anti-collision and obstacle avoidance design is low.
  • the anti-collision and obstacle avoidance design relies on personal experience, and the output efficiency of the wellbore trajectory anti-collision and obstacle avoidance design is low.
  • a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination method is proposed to improve the efficiency and accuracy of wellbore trajectory collision avoidance and obstacle avoidance design, including:
  • the connected line segment is determined as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore.
  • a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device is proposed to improve the efficiency and accuracy of wellbore trajectory anti-collision obstacle avoidance design, including:
  • a result acquisition module is used to obtain the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section
  • a position determination module used to determine the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section;
  • An obstacle determination module for determining an obstacle region of each adjacent wellbore of the current well according to the position of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section and the error ellipsoid;
  • a straight line connection module used to connect the projection of the current wellbore and the current well target point with a straight line on the first horizontal section
  • the first trajectory determination module is used to determine the connected line segment as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore if the connected line segment does not intersect with the obstacle area.
  • a computer device including a memory, a processor, and a computer program stored in the memory and executable on the processor.
  • the processor executes the computer program, a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory is implemented.
  • a computer-readable storage medium stores a computer program.
  • the computer program is executed by a processor, a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory is implemented.
  • a computer program product is provided in an embodiment of the present invention.
  • the computer program product includes a computer program.
  • the computer program is executed by a processor, a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory is implemented.
  • the cluster wellbore obstacle circumvention trajectory determination method and device proposed in the embodiment of the present invention can solve the problems in the prior art that the design of obstacle circumvention wellbore trajectory is difficult, the anti-collision obstacle circumvention design relies on personal experience, and the anti-collision obstacle circumvention design output efficiency and accuracy are low; the embodiment of the present invention obtains the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section; according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section, the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section are determined; according to the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section, the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well is determined; the projection of the current wellbore and the current well target point is connected by a straight line on the first horizontal section; if the connected line segment does not intersect with the obstacle area, the connected line segment is determined as the horizontal obstacle circumvention
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a specific example diagram of a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG11 is a schematic diagram of a computer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a specific example diagram of a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory determination method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention.
  • a and/or B may represent three situations: A exists alone, A and B exist at the same time, and B exists alone.
  • at least one herein represents any combination of at least two of any one or more of a plurality of.
  • including at least one of A, B, and C may represent including any one or more elements selected from the set consisting of A, B, and C.
  • the terms “include”, “including”, “have”, “contain”, etc. are all open terms, which mean including but not limited to.
  • the descriptions with reference to the terms “one embodiment”, “a specific embodiment”, “some embodiments”, “for example”, etc. mean that the specific features, structures or characteristics described in conjunction with the embodiment or example are included in at least one embodiment or example of the present application.
  • the schematic representations of the above terms do not necessarily refer to the same embodiment or example.
  • the specific features, structures or characteristics described may be combined in a suitable manner in any one or more embodiments or examples.
  • the order of steps involved in each embodiment is used to schematically illustrate the implementation of the present application, and the order of steps is not limited and can be adjusted appropriately as needed.
  • FIG1 is a flow chart of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG1 , the method includes:
  • Step 101 obtaining the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section
  • Step 102 determining the position and error ellipsoid of each wellbore of the current well on the first horizontal section according to the anti-collision scanning result of the wellbore of the current well on the first horizontal section;
  • Step 103 determining the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well according to the position of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section and the error ellipsoid;
  • Step 104 connecting the projection of the current wellbore and the current well target point with a straight line on the first horizontal section;
  • Step 105 If the connected line segment does not intersect with the obstacle area, the connected line segment is determined as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore.
  • trajectory design and actual drilling Due to the restrictions of terrain, surrounding environment and other conditions, the ground wellhead and the underground target area correspond irregularly, and the three-dimensional wellbore profile design is difficult; the platform wellhead spacing is small (5m), there are many single wells, the trajectory space is crossed, and the anti-collision adjustment needs to be done manually.
  • the trajectory design affects the whole body. The change of the trajectory of a well causes all wells on the same platform to readjust the design parameters, which seriously affects the design efficiency.
  • the trajectory design of 5-8 wells on the shale gas platform takes about 3 days, and the trajectory design of 9-13 wells on the platform takes about 6 days.
  • the wellbore trajectory design methods are all developed for single well trajectory design.
  • the embodiment of the present invention realizes automatic anti-collision and obstacle avoidance design, and the obstacle avoidance design does not rely on personal experience, thereby improving the efficiency and accuracy of the wellbore trajectory anti-collision and obstacle avoidance design.
  • the embodiment of the present invention obtains the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section; determines the position of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section, and determines the error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section; determines the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well according to the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section; connects the projection of the current wellbore and the current well target point with a straight line on the first horizontal section; if the connected line segment does not intersect with the obstacle area, determines the connected line segment as the horizontal obstacle avoidance trajectory of the current wellbore, thereby realizing automatic anti-collision and obstacle avoidance design.
  • FIG. 2 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • a group of rays are radiated from the current wellbore to the surrounding areas. If rays that do not intersect with the obstacle area and are connected to the projection of the current well target point can be found, the line segment connecting the current wellbore and the projection of the current well target point is determined as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore.
  • the obstacle area is filled with any one or any combination of the three primary colors of red, green and blue (RGB).
  • RGB red, green and blue
  • the longest axis and the shortest axis of the error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section are determined according to the three-axis length of the error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section; the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well is determined according to the position of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section and the longest axis and the shortest axis of the error ellipsoid; to ensure drilling safety, the borehole trajectory of the current well cannot collide with the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well.
  • the error ellipsoid on the two-dimensional plane is the error ellipse, and the two have the same meaning on the two-dimensional plane.
  • an embodiment of the present invention divides the three-dimensional space into multiple two-dimensional planes, searches for an obstacle circumvention path from the wellbore to the well target point projection in each two-dimensional plane, intercepts the obstacle circumvention path of each two-dimensional section according to a preset length, determines the connected intercepted obstacle circumvention paths as the obstacle circumvention trajectories in the three-dimensional space, and uses a curve optimization algorithm to optimize the obstacle circumvention path into a curve that is easy to construct.
  • FIG3 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention. As shown in FIG3 , the method for determining a vertical obstacle avoidance trajectory includes:
  • Step 301 if the connected line segment intersects with the obstacle area, the current wellbore is divided into multiple second horizontal sections according to a preset depth;
  • Step 302 dividing each second horizontal cross section into a preset grid
  • Step 303 performing anti-collision scanning on the current wellbore of each second horizontal section
  • Step 304 determining the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on each second horizontal section according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on each second horizontal section;
  • Step 305 determining the obstacle area of each neighboring wellbore of the current well on each second horizontal section according to the position and error ellipsoid of each neighboring wellbore of the current well on each second horizontal section;
  • Step 306 searching for an obstacle-avoiding path from the current wellbore to the current well target point projection on each second horizontal section along both sides and diagonal directions of the preset grid vertices;
  • Step 307 screening the shortest obstacle circumvention path for each second horizontal section
  • Step 308 intercepting the shortest obstacle circumvention path of each second horizontal section according to a preset length, and connecting the intercepted obstacle circumvention paths; wherein the starting position of intercepting the obstacle circumvention path on the first layer second horizontal section is the first layer second horizontal section.
  • the end position of the obstacle bypass path intercepted on the second horizontal cross section of the last layer is the projection of the current well target point on the second horizontal cross section of the last layer;
  • Step 309 determine the connected obstacle avoidance path as the vertical obstacle avoidance trajectory of the current wellbore.
  • the vertical obstacle avoidance trajectory, obstacle avoidance trajectory, and three-dimensional obstacle avoidance trajectory have the same meaning, and the present invention is not limited to the above names.
  • FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the current wellbore is divided into multiple layers of second horizontal sections according to a preset depth, and each second horizontal section is divided according to a preset grid.
  • the current wellbore is divided into four layers of second horizontal sections according to a preset depth, and the vertical depth of each second horizontal section is D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 .
  • Each second horizontal section is divided into a grid with a preset side length; for example, the preset side length is 0.5 meters.
  • An anti-collision scan is performed on the current wellbore of each second horizontal section, and the position of each adjacent wellbore of the current well on each second horizontal section is determined according to the anti-collision scan result of the current wellbore on each second horizontal section, and the error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on each second horizontal section is determined. According to the position of each adjacent wellbore of the current well on each second horizontal section and the longest axis and the shortest axis of the error ellipsoid, the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well on each second horizontal section is determined.
  • FIG. 5 is a diagram showing a specific example of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the obstacle bypassing path from the projection of the current wellbore to the current well target point on each second horizontal section is searched.
  • the path length for searching along path 1 and path 3 is a
  • the path length for searching along path 2 is Taking the shortest obstacle circumvention path as the objective function, two sets ⁇ A ⁇ and ⁇ B ⁇ can be constructed to store the optional points and the unselectable points respectively when searching for the obstacle circumvention path; by continuously searching along the directions of path 1, path 2, and path 3, multiple paths to the projection of the current well target point can be searched in each second horizontal section, and the shortest obstacle circumvention path in each second horizontal section can be screened out.
  • FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the shortest obstacle circumvention path of each second horizontal section is intercepted according to a preset length, and the intercepted obstacle circumvention paths are connected; wherein, the starting position of the obstacle circumvention path intercepted on the first layer of the second horizontal section is the current well borehole on the first layer of the second horizontal section, and the end position of the obstacle circumvention path intercepted on the last layer of the second horizontal section is the projection of the current well target point on the last layer of the second horizontal section; the obstacle circumvention trajectory is determined according to the connected obstacle circumvention paths, the connected obstacle circumvention path is determined as the vertical obstacle circumvention trajectory of the current well borehole, and the connected obstacle circumvention path is smoothed using a curve optimization algorithm; taking the current well borehole divided into 4 layers of second horizontal sections according to a preset depth as an example: Taking the current wellbore on the first layer second horizontal section as the starting point O, intercept an obstacle path OA of a preset length L on the first layer second horizontal section, intercept
  • FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the preset grids on each second horizontal section can be identified by the N and E coordinates. According to the position of each neighboring wellbore of the current wellbore on each second horizontal section and the longest axis and the shortest axis of the error ellipsoid, the grids occupied by the obstacle area of each neighboring wellbore of the current wellbore on each second horizontal section are identified.
  • (N 1 , E 1 ) in the figure is the coordinate position of a neighboring wellbore of the current wellbore on the current horizontal section; a is the length of the longest axis of the error ellipsoid; and b is the length of the shortest axis of the error ellipsoid.
  • the position and size of the obstacle area can be described by coordinate identification.
  • FIG. 8 is a diagram showing a specific example of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the connected obstacle bypass path is smoothed using a Bezier curve.
  • each adjacent three points are optimized using a second-order Bezier curve.
  • the second-order Bezier curve refers to Figure 8
  • the relationship between t and the line segments AB, BD, AC, AF, DE, and DF is as follows:
  • P 0 , P 1 , and P 2 are the positions of three adjacent points respectively; t is an isoproportional point, which can be set according to the curvature requirement of the wellbore obstacle trajectory; B 2(t) is a second-order Bezier curve that describes the change with t.
  • FIG. 12 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the anti-collision scanning result of the wellbore of the current well on the first horizontal section is obtained; the position and error ellipsoid of each wellbore of the current well on the first horizontal section are determined according to the anti-collision scanning result of the wellbore of the current well on the first horizontal section; the position and error ellipsoid of each wellbore of the adjacent well of the current well on the first horizontal section are determined according to the position and error ellipsoid of each wellbore of the adjacent well of the current well on the first horizontal section error ellipsoid, determine the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well; connect the current wellbore and the projection of the current well target point with a straight line on the first horizontal section; determine whether a connecting line segment that does not intersect with the obstacle area can be found, and if it can be found, determine the connecting line segment as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore; if the line segment is
  • FIG. 13 is a specific example diagram of a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory in an embodiment of the present invention.
  • the current wellbore is divided into multiple vertical sections according to a preset width; each vertical section is divided according to a preset grid; an anti-collision scan is performed on the current wellbore of each vertical section; based on the anti-collision scanning results of the current wellbore on each vertical section, the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on each vertical section are determined; based on the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on each vertical section, the position of each adjacent wellbore of the current well is determined.
  • Obstacle area on each vertical section search for the obstacle bypass path from the current wellbore to the current well target point projection on each vertical section along both sides and diagonal directions of the preset grid vertices; select the shortest obstacle bypass path on each vertical section; intercept the shortest obstacle bypass path on each vertical section according to a preset length L, and connect the intercepted obstacle bypass paths; wherein, the starting position of the obstacle bypass path intercepted on the first layer of vertical sections is the current wellbore on the first layer of vertical sections, and the end position of the obstacle bypass path intercepted on the last layer of vertical sections is the projection of the current well target point on the last layer of vertical sections; determine the connected obstacle bypass path as the vertical obstacle bypass trajectory of the current wellbore.
  • the connected obstacle avoidance path before determining the connected obstacle avoidance path as the vertical obstacle avoidance trajectory of the current wellbore, is smoothed using a curve optimization algorithm; wherein the curve optimization algorithm includes: Bezier curve, least squares method, spline curve method.
  • the implementation of the cluster wellbore obstacle trajectories determination device can refer to the implementation of the above method, and the repeated parts will not be repeated.
  • the term "module” or "unit” used below can be a combination of software and/or hardware that implements a predetermined function. Although the device described in the following embodiments is preferably implemented in software, the implementation of hardware, or a combination of software and hardware, is also possible and conceivable.
  • the present invention also proposes a cluster wellbore obstacle circumvention trajectory determination device, as shown in FIG9 , the device comprises:
  • the result acquisition module 901 is used to acquire the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section;
  • Position determination module 902 used to determine the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section;
  • the obstacle determination module 903 is used to determine the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well according to the position of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section and the error ellipsoid;
  • a straight line connection module 904 for connecting the projection of the current wellbore and the current well target point with a straight line on the first horizontal section;
  • the first trajectory determination module 905 is used to determine the connected line segment as the horizontal obstacle circumvention trajectory of the current wellbore if the connected line segment does not intersect with the obstacle area.
  • the obstacle determination module 903 is specifically used to:
  • the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well is determined.
  • FIG10 is a specific example diagram of a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG10 , in one embodiment of the present invention, the cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device shown in FIG9 further includes:
  • the second trajectory determination module 1001 is used to divide the current wellbore into multiple second horizontal sections according to preset depths if the connected line segment intersects with the obstacle area;
  • the position and error ellipsoid of each wellbore of the adjacent well of the current well on each second horizontal section are determined;
  • the shortest obstacle circumvention path of each second horizontal section is intercepted according to a preset length, and the intercepted obstacle circumvention paths are connected; wherein the starting position of the obstacle circumvention path intercepted on the first layer of the second horizontal section is the current wellbore on the first layer of the second horizontal section, and the end position of the obstacle circumvention path intercepted on the last layer of the second horizontal section is the projection of the current well target point on the last layer of the second horizontal section;
  • the connected obstacle avoidance path is determined as the vertical obstacle avoidance trajectory of the current wellbore.
  • the second trajectory determination module 1001 is further used for:
  • the second trajectory determination module 1001 is further used for:
  • the connected obstacle avoidance paths are smoothed using a curve optimization algorithm.
  • it further includes:
  • the third trajectory determination module is used to connect the current wellbore and the projection of the current well target point with a straight line on the first horizontal section, and if the connected line segment intersects with the obstacle area, divide the current wellbore into multiple vertical sections according to a preset width;
  • the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on each vertical section are determined;
  • the shortest obstacle circumvention path of each vertical section is intercepted according to a preset length, and the intercepted obstacle circumvention paths are connected; wherein the starting position of the obstacle circumvention path intercepted on the first vertical section is the current wellbore on the first vertical section, and the end position of the obstacle circumvention path intercepted on the last vertical section is the projection of the current well target point on the last vertical section;
  • the connected obstacle-avoiding paths are smoothed using a curve optimization algorithm
  • the obstacle avoidance path connected after smoothing is determined as the vertical obstacle avoidance trajectory of the current wellbore.
  • modules of the cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination device are mentioned in the above detailed description, such division is only exemplary and not mandatory.
  • the features and functions of two or more modules described above can be embodied in one module.
  • the features and functions of one module described above can be further divided into multiple modules for embodiment.
  • the present invention further proposes a computer device 1100, comprising a memory 1101, a processor 1102, and a computer program 1103 stored in the memory 1101 and executable on the processor 1102, wherein the processor 1102 implements the aforementioned cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination method when executing the computer program 1103.
  • the present invention proposes a computer-readable storage medium, wherein the computer-readable storage medium stores a computer program, and when the computer program is executed by a processor, the aforementioned cluster wellbore obstacle avoidance trajectory determination method is implemented.
  • the present invention proposes a computer program product, which includes a computer program.
  • a computer program product which includes a computer program.
  • the computer program is executed by a processor, a method for determining a cluster wellbore obstacle avoidance trajectory is implemented.
  • the cluster wellbore obstacle circumvention trajectory determination method and device proposed in the embodiment of the present invention can solve the problems in the prior art that the design of obstacle circumvention wellbore trajectory is difficult, the anti-collision obstacle circumvention design relies on personal experience, and the anti-collision obstacle circumvention design output efficiency and accuracy are low; the embodiment of the present invention obtains the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section; according to the anti-collision scanning result of the current wellbore on the first horizontal section, the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section are determined; according to the position and error ellipsoid of each adjacent wellbore of the current well on the first horizontal section, the obstacle area of each adjacent wellbore of the current well is determined; the projection of the current wellbore and the current well target point is connected by a straight line on the first horizontal section; if the connected line segment does not intersect with the obstacle area, the connected line segment is determined as the horizontal obstacle circumvention
  • embodiments of the present invention may be provided as methods, systems, or computer program products. Therefore, the present invention may take the form of a complete hardware embodiment, a complete software embodiment, or an embodiment combining software and hardware. Moreover, the present invention may take the form of a computer program product implemented on one or more computer-usable storage media (including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.) containing computer-usable program code.
  • computer-usable storage media including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer-readable memory that can direct a computer or other programmable data processing device to work in a specific manner, so that the instructions stored in the computer-readable memory produce a manufactured product including an instruction device that implements the functions specified in one or more processes in the flowchart and/or one or more boxes in the block diagram.
  • These computer program instructions may also be loaded onto a computer or other programmable data processing device so that a series of operational steps are executed on the computer or other programmable device to produce a computer-implemented process, whereby the instructions executed on the computer or other programmable device provide steps for implementing the functions specified in one or more processes in the flowchart and/or one or more boxes in the block diagram.

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Abstract

本发明提供了丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置，涉及石油钻井工程领域，该方法包括：获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。本发明可以提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率。

Description

丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置 技术领域
本发明涉及石油钻井工程领域，尤指一种丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
石油与天然气资源是工业快速发展的重要能源支撑，加大油气资源的开发力度，对满足能源需求具有重要意义。为实现油气资源低成本高效益开发，目前大量采用常规丛式井组开发模式，对于大平台的丛式井，在钻井设计过程中受环境、地形地貌、周边环境等条件限制，地面井眼与地下靶区不规则对应，导致设计单位设计绕障井眼轨迹难度大，井眼轨迹防碰绕障设计准确率低，此外，防碰绕障设计依赖个人经验，井眼轨迹防碰绕障设计输出效率低。
发明内容
在本发明实施例提出了一种丛式井井眼绕障轨迹确定方法，用以提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率，包括：
获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
在本发明实施例提出了一种丛式井井眼绕障轨迹确定装置，用以提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率，包括：
结果获取模块，用于获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
位置确定模块，用于根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
障碍确定模块，用于根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
直线连接模块，用于在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
第一轨迹确定模块，用于若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
在本发明实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
在本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
在本发明实施例提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
本发明实施例提出的丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置可以解决现有技术中设计绕障井眼轨迹难度大，防碰绕障设计依赖个人经验，防碰绕障设计输出效率和准确率低的问题；本发明实施例通过获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。本发明实施例实现了自动防碰绕障设计，绕障设计不依赖个人经验，提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的丛式井井眼绕障轨迹确定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图3是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图4是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图5是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图6是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图7是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图8是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图9是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定装置的示意图；
图10是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定装置的具体实例图；
图11是本发明实施例中计算机设备的示意图；
图12是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图；
图13是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明实施例的丛式井井眼绕障轨迹确定方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤101，获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
步骤102，根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
步骤103，根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
步骤104，在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
步骤105，若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
由于丛式井组具有井口间距小、空间有限等特点，导致在轨道设计和实钻过程中，存在以下技术难点：受地形地貌、周边环境等条件限制，地面井口与地下靶区不规则对应，三维空间井眼剖面设计难度高；平台井口间距小(5m)，单井数多，轨迹空间交叉，防碰调整需要靠人工，轨迹设计牵一发而动全身，一口井轨迹变化导致同平台所有井重新调整设计参数，严重影响设计效率。页岩气平台水平井井数5-8口井轨迹设计耗时约3天，平台水平井井数9-13口井轨迹设计耗时约6天。目前，井眼轨迹设计方法都是针对单井轨迹设计开发，对于平台多口井轨迹设计，无法在兼顾防碰的情况下自动优化设计轨迹，需人工调整，费时、费力。本发明实施例实现了自动防碰绕障设计，绕障设计不依赖个人经验，提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率。
由图1所示流程可以得知，本发明实施例通过获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置，并确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹，实现了自动防碰绕障设计。
图2是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，参考图2，在第一水平截面上，从当前井井眼向四周发散一组射线，如果能找到不与障碍区域发生交碰、且与当前井靶点的投影相连的射线，将连接当前井井眼与当前井靶点的投影的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
可选的，在第一水平截面上，将障碍区域使用红绿蓝(RGB)三原色中的任一种或任意组合进行填充，在计算机图形学中，模拟人眼寻找物体的过程，如果能从当前井井眼看到当前井靶点投影，模拟的视线轨迹即为当前井井眼的水平绕障轨迹。
本发明一实施例中，根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的三轴长度，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的最长轴和最短轴；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；为保证钻井安全，当前井井眼轨迹不能与当前井的每一邻井井眼的障碍区域发生交碰。应注意的是，二维平面上的误差椭球即为误差椭圆，在二维平面上二者表达含义相同。
由于在三维空间中，搜索井眼绕障轨迹的难度很高，为降低搜索井眼绕障轨迹的难度，提高搜索效率，本发明实施例在将三维空间中划分出多个二维平面，在每一二维平面中搜索井眼到井靶点投影的绕障路径，对每一二维截面的绕障路径按预设长度进行截取，将连接截取的绕障路径确定为三维空间的绕障轨迹，利用曲线优化算法将绕障路径优化成易于施工的曲线。
图3是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。如图3所示，确定垂直绕障轨迹的方法包括：
步骤301，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面；
步骤302，将每一第二水平截面按预设网格进行划分；
步骤303，对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描；
步骤304，根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球；
步骤305，根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域；
步骤306，沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
步骤307，筛选每一第二水平截面的最短绕障路径；
步骤308，对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平 截面上的当前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；
步骤309，将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。应注意的是，在本发明实施例中，所述垂直绕障轨迹、绕障轨迹、三维绕障轨迹的表述意义相同，本发明不以上述名称为限。
图4是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面，将每一第二水平截面按预设网格进行划分，例如：参考图4，将当前井井眼按预设深度划分成4层第二水平截面，每一第二水平截面的垂深为D1、D2、D3、D4，对每一第二水平截面按预设边长的网格进行划分；例如，预设边长为0.5米；对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描，根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置，并确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的误差椭球，根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域。
图5是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，参考图5，沿预设网格顶点的两边和对角线方向，即路径1、路径2、路径3的方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径，例如：网格边长为a，沿着路径1、路径3进行搜索的路径长度为a，沿着路径2进行搜索的路径长度为以搜索的绕障路径最短为目标函数，在搜索绕障路径时，可构建两个集合{A}和{B}分别存储可选点和不可选点；通过沿着路径1、路径2、路径3的方向不断搜索，在每一第二水平截面可搜索到多条到达当前井靶点投影的路径，筛选出每一第二水平截面的最短绕障路径。
图6是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，参考图6，对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平截面上的当前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；根据连接的绕障路径确定绕障轨迹，将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹，并将连接的绕障路径利用曲线优化算法进行平滑处理；以将当前井井眼按预设深度划分成4层第二水平截面为例： 以第一层第二水平截面上的当前井井眼为起点O，在第一层第二水平截面上截取预设长度L的绕障路径OA，在第二层第二水平截面上截取预设长度L的绕障路径为A’B，在第三层第二水平截面上截取预设长度L的绕障路径为B’C，直至到达当前井靶点在第四层第二水平截面的投影，第四层第二水平截面上截取绕障路径C’T，将AA’，BB’，CC’用直线连接，得到绕障路径OT，根据绕障路径OT确定绕障轨迹垂直剖面，即在垂直方向上的绕障路径剖面，在绕障轨迹垂直剖面上的绕障路径OT即为垂直绕障轨迹，由于垂直绕障轨迹不平滑，不利于现场施工，从第一层第二水平截面上的当前井井眼开始，对每三个点OAA’、A’BB’、B’CC’分别使用曲线优化算法优化垂直绕障轨迹；曲线优化算法包括：贝塞尔曲线、最小二乘法、样条曲线法等。
图7是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，在北(N)、东(E)坐标系中，每一第二水平截面上的预设网格都能通过N、E坐标标识，根据当前井井眼的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，对当前井井眼的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域占据的网格进行标识，参考图7，图中的(N1、E1)是当前井井眼的一邻井井眼在当前水平截面的坐标位置；a为误差椭球的最长轴的长度；b为误差椭球的最短轴的长度，本发明实施例可通过坐标标识描述障碍区域的位置和大小。
图8是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，为使连接的绕障路径平滑便于施工，将连接的绕障路径利用贝塞尔曲线进行平滑处理，从第一层第二水平截面上的当前井井眼开始，每相邻三点采用二阶贝塞尔曲线优化，二阶贝塞尔曲线优化公式如下：
B2(t)＝(1-t)2P0+2t(1-t)P1+t2P2，t∈[0,1]；
当t取0.5时，二阶贝塞尔曲线参考图8，t与AB、BD、AC、AF、DE、DF各线段的关系如下：
其中，P0、P1、P2分别为相邻三点的位置；t为等比例点，可根据井眼绕障轨迹的曲率要求进行设定；B2(t)为描述随着t变化而变化的二阶贝塞尔曲线。
图12是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，参考图12，获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和 误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；判断是否能找到一条与障碍区域没有交碰的连接线段，若可以找到，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹；若没有找到该线段，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；将每一垂直截面按预设网格进行划分；对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，按次序连接截取的绕障路径，利用曲线优化算法将绕障路径优化成易于施工的曲线。
图13是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定方法的具体实例图。
本发明一实施例中，在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，参考图13，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；将每一垂直截面按预设网格进行划分；对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描；根据当前井井眼在每一垂直截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；筛选每一垂直截面的最短绕障路径；对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度L进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层垂直截面上截取绕障路径的起始位置是第一层垂直截面上的当前井井眼，在最后一层垂直截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层垂直截面的投影；将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
本发明一实施例中，在将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹之前，将连接的绕障路径利用曲线优化算法进行平滑处理；其中，曲线优化算法包括：贝塞尔曲线、最小二乘法、样条曲线法。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
丛式井井眼绕障轨迹确定装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种丛式井井眼绕障轨迹确定装置，如图9所示，该装置包括：
结果获取模块901，用于获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
位置确定模块902，用于根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
障碍确定模块903，用于根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
直线连接模块904，用于在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
第一轨迹确定模块905，用于若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
本发明一实施例中，障碍确定模块903具体用于：
根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的三轴长度，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的最长轴和最短轴；
根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域。
图10是本发明实施例中丛式井井眼绕障轨迹确定装置的具体实例图。如图10所示，本发明一实施例中，图9所示的丛式井井眼绕障轨迹确定装置还包括：
第二轨迹确定模块1001，用于若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面；
将每一第二水平截面按预设网格进行划分；
对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描；
根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球；
根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域；
沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
筛选每一第二水平截面的最短绕障路径；
对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平截面上的当前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；
将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
本发明一实施例中，第二轨迹确定模块1001还用于：
对当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域占据的网格进行标识。
本发明一实施例中，第二轨迹确定模块1001还用于：
将连接的绕障路径利用曲线优化算法进行平滑处理。
本发明一实施例中，还包括：
第三轨迹确定模块，用于在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；
将每一垂直截面按预设网格进行划分；
对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描；
根据当前井井眼在每一垂直截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；
根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；
沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
筛选每一垂直截面的最短绕障路径；
对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层垂直截面上截取绕障路径的起始位置是第一层垂直截面上的当前井井眼，在最后一层垂直截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层垂直截面的投影；
将连接的绕障路径利用曲线优化算法进行平滑处理；
将平滑处理后连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了丛式井井眼绕障轨迹确定装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图11所示，本发明还提出了一种计算机设备1100，包括存储器1101、处理器1102及存储在存储器1101上并可在处理器1102上运行的计算机程序1103，所述处理器1102执行所述计算机程序1103时实现前述丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现丛式井井眼绕障轨迹确定方法。
本发明实施例提出的丛式井井眼绕障轨迹确定方法及装置可以解决现有技术中设计绕障井眼轨迹难度大，防碰绕障设计依赖个人经验，防碰绕障设计输出效率和准确率低的问题；本发明实施例通过获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。本发明实施例实现了自动防碰绕障设计，绕障设计不依赖个人经验，提高井眼轨迹防碰绕障设计效率和准确率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机 程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

  1. 一种丛式井井眼绕障轨迹确定方法，其特征在于，包括：
    获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
    根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
    若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域，包括：
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的三轴长度，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的最长轴和最短轴；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域。
  3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，还包括：
    若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面；
    将每一第二水平截面按预设网格进行划分；
    对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一第二水平截面的最短绕障路径；
    对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平截面上的当前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
  4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域之后，还包括：
    对当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域占据的网格进行标识。
  5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹之前，还包括：
    将连接的绕障路径利用贝塞尔曲线进行平滑处理。
  6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，还包括：
    若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；
    将每一垂直截面按预设网格进行划分；
    对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一垂直截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一垂直截面的最短绕障路径；
    对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层垂直截面上截取绕障路径的起始位置是第一层垂直截面上的当前井井眼，在最后一层垂直截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层垂直截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
  7. 一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下方法：
    获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
    根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
    若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
  8. 根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域，包括：
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的三轴长度，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的最长轴和最短轴；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域。
  9. 根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下方法：
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面；
    将每一第二水平截面按预设网格进行划分；
    对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一第二水平截面的最短绕障路径；
    对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平截面上的当 前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
  10. 根据权利要求9所述的计算机设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下方法：
    在根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域之后，对当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域占据的网格进行标识。
  11. 根据权利要求9所述的计算机设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下方法：
    在将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹之前，将连接的绕障路径利用贝塞尔曲线进行平滑处理。
  12. 根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下方法：
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；
    将每一垂直截面按预设网格进行划分；
    对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一垂直截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一垂直截面的最短绕障路径；
    对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层垂直截面上截取绕障路径的起始位置是第一层垂直截面上的当前井井眼，在最后一层垂直截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层垂直截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
  13. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下方法：
    获取当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果；
    根据当前井井眼在第一水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域；
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影；
    若连接的线段与障碍区域没有交碰，将连接的线段确定为当前井井眼的水平绕障轨迹。
  14. 根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其特征在于，根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域，包括：
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的三轴长度，确定当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的误差椭球的最长轴和最短轴；
    根据当前井的每一邻井井眼在第一水平截面上的位置和误差椭球的最长轴和最短轴，确定当前井的每一邻井井眼的障碍区域。
  15. 根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时还实现如下方法：
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设深度划分成多层第二水平截面；
    将每一第二水平截面按预设网格进行划分；
    对每一第二水平截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一第二水平截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一第二水平截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一第二水平截面的最短绕障路径；
    对每一第二水平截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层第二水平截面上截取绕障路径的起始位置是第一层第二水平截面上的当前井井眼，在最后一层第二水平截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层第二水平截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
  16. 根据权利要求15所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时还实现如下方法：
    在根据当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域之后，对当前井的每一邻井井眼在每一第二水平截面上的障碍区域占据的网格进行标识。
  17. 根据权利要求15所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时还实现如下方法：
    在将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹之前，将连接的绕障路径利用贝塞尔曲线进行平滑处理。
  18. 根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时还实现如下方法：
    在第一水平截面上以直线连接当前井井眼与当前井靶点的投影之后，若连接的线段与障碍区域发生交碰，将当前井井眼按预设宽度划分成多层垂直截面；
    将每一垂直截面按预设网格进行划分；
    对每一垂直截面的当前井井眼进行防碰扫描；
    根据当前井井眼在每一垂直截面上的防碰扫描结果，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球；
    根据当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的位置和误差椭球，确定当前井的每一邻井井眼在每一垂直截面上的障碍区域；
    沿预设网格顶点的两边和对角线方向，搜索每一垂直截面上当前井井眼到当前井靶点投影的绕障路径；
    筛选每一垂直截面的最短绕障路径；
    对每一垂直截面的最短绕障路径按预设长度进行截取，连接截取的绕障路径；其中，在第一层垂直截面上截取绕障路径的起始位置是第一层垂直截面上的当前井井眼，在最后一层垂直截面上截取绕障路径的末端位置是当前井靶点在最后一层垂直截面的投影；
    将连接的绕障路径确定为当前井井眼的垂直绕障轨迹。
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