一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法、系统、设备及介质与流程

本申请涉及旋转导向钻井系统，尤其涉及一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、旋转导向系统(rss)是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统。旋转地质导向钻井系统是石油工程领域最前沿、最高端的技术装备，是实现地质目标、提高油气钻遇率、降本增效的关键利器，它可以在钻柱旋转钻进时，使钻头实时完成方向控制功能。简单而言，就是给钻头在地下装上“眼睛”，如同“贪吃蛇”般自由转身，更能像巡航导弹一样自动寻找目标、多靶点命中。

2、目前，钻井工具是按照设计的井眼轨迹路线进行前进，而现有井眼轨迹路线基本是按照轨迹距离最短原则进行规划的，在遇到较高硬度的岩石层时，也是直接钻穿岩石层，因此对钻头要求较高，所需钻头成本也较高，经济性较差，且钻穿岩石层时进给速度受限，钻井效率也比较低，因此，现有井眼轨迹规划方法难以规划合理性差，造成钻井工具使用寿命低，且工作效率低。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法、系统、设备及介质，旨在解决现有井眼轨迹规划方法规划合理性差的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，包括以下步骤：

3、获取初始井眼轨迹；

4、将初始井眼轨迹输入预设的地质层模型；其中，地质层模型为根据不同硬度岩土层构建的仿真模型；

5、判断初始井眼轨迹是否经过地质层模型中的目标硬度岩层，若否，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若是，则根据轨迹约束条件获取新的优化井眼轨迹；

6、获取优化井眼轨迹的路径长度，并将路径长度与预设的约束长度比较；其中，约束长度为约束的最大路径长度；

7、若路径长度小于约束长度，则将优化井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若路径长度大于或等于约束长度，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹。

8、可选地，轨迹约束条件包括：

9、井眼轨迹不超过预设的约束空间的边界；其中，约束空间为基于初始井眼轨迹的起点和终点的连线为对角线构建的立体空间；

10、井眼轨迹中的造斜段的数量不超过预设数量；

11、井眼轨迹中的造斜段的半径不超过预设半径。

12、可选地，根据轨迹约束条件获取新的优化井眼轨迹，包括：

13、获取井眼起点位置和井眼终点位置；

14、基于井眼起点位置构建第一直井段；其中，第一直井段的终点与目标硬度岩层具有预设间距；

15、将井眼起点位置和井眼终点位置进行连线，以获得第一连线段；

16、获取第一连线段在目标硬度岩层上的投影线段；

17、获取第二连线段，以获得投影线段、第二连线段和目标硬度岩层的边缘轮廓围成的优选区域；其中，第二连线段为井眼起点位置在目标硬度岩层上的投影点与目标硬度岩层的边缘最近的连线段；

18、构建多条曲径段；其中，多条曲径段在目标硬度岩层上的投影均经过优选区域，曲径段的起点与第一直井段的终点相连；

19、构建多条与对应曲径段连接的第二直井段，以获得多条模拟井眼轨迹；其中，第二直井段的终点为井眼终点位置；

20、对多条模拟井眼轨迹进行筛选，以剔除不满足轨迹约束条件的模拟井眼轨迹；

21、获取筛选后的每条模拟井眼轨迹的轨迹长度；

22、将轨迹长度最小的模拟井眼轨迹输出为优化井眼轨迹。

23、可选地，曲径段包括造斜段或造斜段与直井段的组合。

24、可选地，第一直井段为竖直井，第二直井段为竖直井或水平井。

25、可选地，获取初始井眼轨迹，包括：

26、构建参考坐标系；

27、基于参考坐标系，获取井眼起点坐标和井眼终点坐标；

28、将井眼起点坐标和井眼终点坐标输入预设的井眼轨迹数据库，以生成初始井眼轨迹。

29、可选地，判断初始井眼轨迹是否经过地质层模型中的目标硬度岩层，包括：

30、获取目标硬度岩层的三维点云；

31、在初始井眼轨迹上选取多个目标点；

32、判断是否存在与三维点云重叠的目标点，若存在，则初始井眼轨迹经过地质层模型中的目标硬度岩层。

33、为实现上述目的，本申请还提供一种旋转导向钻井井眼轨迹规划系统，包括：

34、轨迹获取模块，用于获取初始井眼轨迹；

35、输入模块，用于将初始井眼轨迹输入预设的地质层模型；其中，地质层模型为根据不同硬度岩土层构建的仿真模型；

36、判断模块，用于判断初始井眼轨迹是否经过地质层模型中的目标硬度岩层，若否，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若是，则根据轨迹约束条件获取新的优化井眼轨迹；

37、比较模块，用于获取优化井眼轨迹的路径长度，并将路径长度与预设的约束长度比较；其中，约束长度为约束的最大路径长度；

38、输出模块，用于若路径长度小于约束长度，则将优化井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若路径长度大于或等于约束长度，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹。

39、为实现上述目的，本申请还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

40、为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

41、本申请所能实现的有益效果如下：

42、本申请先根据常规规划方法获取初始井眼轨迹，将初始井眼轨迹输入预设的地质层模型，然后判断初始井眼轨迹是否经过地质层模型中的目标硬度岩层，若否，说明满足可行性要求，可直接将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若是，为降低钻穿目标硬度岩层的成本，提高经济性，则需要规划寻找是否存在可避开目标硬度岩层的井眼轨迹，此时可根据轨迹约束条件得到新的优化井眼轨迹，考虑到优化井眼轨迹可能存在路径长度过长导致钻井经济性反而更差的问题，因此这里还将优化井眼轨迹的路径长度与预设的约束长度比较，当路径长度小于约束长度时，则满足经济性要求，则将优化井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若路径长度大于或等于约束长度，说明不满足经济性要求，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹。综上所述，本申请考虑到了避开目标硬度岩层以及避开路线的经济性，可对两者进行平衡考虑，以得到经济性更好的井眼轨迹，从而提高了规划合理性。

技术特征：

1.一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹约束条件包括：

3.如权利要求1或2所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述根据轨迹约束条件获取新的优化井眼轨迹，包括：

4.如权利要求3所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述曲径段包括造斜段或造斜段与直井段的组合。

5.如权利要求3所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述第一直井段为竖直井，所述第二直井段为竖直井或水平井。

6.如权利要求1所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述获取初始井眼轨迹，包括：

7.如权利要求6所述的一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法，其特征在于，所述判断所述初始井眼轨迹是否经过所述地质层模型中的目标硬度岩层，包括：

8.一种旋转导向钻井井眼轨迹规划系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一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上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结本申请公开了一种旋转导向钻井井眼轨迹规划方法、系统、设备及介质，包括以下步骤：获取初始井眼轨迹；将初始井眼轨迹输入预设的地质层模型；其中，地质层模型为根据不同硬度岩土层构建的仿真模型；判断初始井眼轨迹是否经过地质层模型中的目标硬度岩层，若是，则根据轨迹约束条件获取新的优化井眼轨迹；获取优化井眼轨迹的路径长度，并将路径长度与预设的约束长度比较；其中，约束长度为约束的最大路径长度；若路径长度小于约束长度，则将优化井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，若路径长度大于或等于约束长度，则将初始井眼轨迹输出为最终规划的井眼轨迹，本申请具有提高了轨迹规划合理性的优点。技术研发人员：何清山,宋波受保护的技术使用者：成都希能能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26