一种基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法
技术领域
本发明涉及钻井工程技术领域，具体为一种基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法。
背景技术
为满足石油储量和产量的需求，老油田不断加密井距来挖潜剩余油，非常规油气资源开发正在发展分支井、鱼骨井以及井工厂技术，海上钻井的单平台布井数量越来越多而形成高密集丛式井。随着布井密度的不断增大，邻井间的距离越来越小，邻井防碰的问题也就越来越突出。
由于存在测量、计算等误差，井眼轨迹定位不可能绝对准确，即井眼轨迹存在不确定性，而井越深，井眼轨迹误差越大，因此邻井防碰评价不仅需要计算井间距离，还要考虑到井眼轨迹的不确定性。
如何快速确定目标井与周边邻井的安全距离，评判井眼轨迹是否处于安全防碰距离范围是井眼防碰计算领域关注的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法，能够快速计算得出区域内目标井与周边邻井的缓冲和防碰距离，并确定出井眼轨迹周围有碰撞危险性的邻井进行钻进规避设计。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法包括如下步骤：
步骤一：选择防碰目标井，获取目标井所在区块范围的长度Length，宽度Width和井数量n，计算缓冲搜索半径L，其计算公式如下：
步骤二：统计目标井所在区块内各井的井间距离，获得最小井间距离Dmin，防碰距离S取所述最小井间距离的一半，即S＝Dmin/2。
步骤三：根据缓冲搜索半径L，结合目标井所在的海拔深度，在该海拔平面上将所述目标井所在区块范围内每一口井都生成圆形缓冲区，将这些圆形缓冲区与目标井的圆形缓冲区进行叠加分析，如果相交，就将该井作为对比井进行防碰计算。
步骤四：根据防碰模式选择防碰目标点，根据空间距离计算公式计算并统计出目标点与对比井之间的最小距离mins，并将最小距离mins写入到文件中，如果目标点与对比井的最小距离mins大于缓冲搜索半径L，则在文件中输出-9999；若目标点与对比井的最小距离mins小于防碰距离S，则将对比井上与目标点距离为mins的点显示。
步骤五：在进行防碰计算过程中，通过计算机模拟，可预测沿当前钻井参数，增斜和降斜三种状态下的井轨迹，结合对比井与目标井的空间关系，规避步骤四中显示出的点，计算机能模拟出可钻进防碰三维空间，指导钻井轨迹设计。
在步骤四中空间距离计算公式具体为计算各井段上的点之间的空间距离，A点坐标为(x1，y1，z1)，B点坐标为(x2，y2，z2)，则A和B两点的空间距离计算公式为：
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为末点模式，末点模式即只考虑防碰目标井的最后一点为防碰目标点。
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为指定模式，指定模式即指定防碰目标井上的某一点作为防碰目标点。
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为分段模式，分段模式即将防碰目标井上的某一段作为防碰目标点集。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)根据区块的范围大小和井数量参数设定缓冲搜索半径和防碰距离，结果客观准确，克服根据专家经验设定带来的主观偏差性。
(2)采用缓冲区叠加方法搜索目标井周围碰撞可能性大的邻井作为防碰计算对象，可以将区块内碰撞可能性小的井筛选过滤掉，大大提高了防碰计算算法的效率。
(3)采用计算机模拟可钻进防碰三维空间，指导钻井轨迹设计，直观高效。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的缓冲叠加分析方法筛选对比井的示意图。
图2为本申请实施例提供的指定模式下的防碰计算算法流程图。
具体实施方式
作为实施例，图1为防碰目标井所在区块示意图，区块中有井1、井2、井3和井4，基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法包括如下步骤：
步骤一：选择防碰目标井，获取目标井所在区块范围的长度Length，宽度Width和井数量n，计算缓冲搜索半径L，其计算公式如下：
步骤二：统计目标井所在区块内各井的井间距离，获得最小井间距离Dmin，防碰距离S取所述最小井间距离的一半，即S＝Dmin/2。
步骤三：根据缓冲搜索半径L，结合目标井所在的海拔深度，在该海拔平面上将所述目标井所在区块范围内每一口井都生成圆形缓冲区，将这些圆形缓冲区与目标井的圆形缓冲区进行叠加分析，如果相交，就将该井作为对比井进行防碰计算。如图1中，目标井的圆形缓冲区与井1的圆形缓冲区相交，将井1作为对比井进行防碰计算，其余井被筛除。
步骤四：根据防碰模式选择防碰目标点，根据空间距离计算公式计算并统计出目标点与对比井之间的最小距离mins，并将最小距离mins写入到文件中，如果目标点与对比井的最小距离mins大于缓冲搜索半径L，则在文件中输出-9999；若目标点与对比井的最小距离mins小于防碰距离S，则将对比井上与目标点距离为mins的点显示。
步骤五：在进行防碰计算过程中，通过计算机模拟，可预测沿当前钻井参数，增斜和降斜三种状态下的井轨迹，结合对比井与目标井的空间关系，规避步骤四中显示出的点，计算机能模拟出可钻进防碰三维空间，指导钻井轨迹设计。
在步骤四中空间距离计算公式具体为计算各井段上的点之间的空间距离，A点坐标为(x1，y1，z1)，B点坐标为(x2，y2，z2)，则A和B两点的空间距离计算公式为：
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为末点模式，末点模式即只考虑防碰目标井的最后一点为防碰目标点。
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为指定模式，指定模式即指定防碰目标井上的某一点作为防碰目标点。
在步骤四中作为可选防碰模式，防碰模式可以为分段模式，分段模式即将防碰目标井上的某一段作为防碰目标点集。
图2为基于缓冲搜索半径的快速井眼防碰计算算法流程图，以防碰模式选择指定模式为例。具体的，在选择好防碰目标(即目标井)后，根据区块参数设置防碰距离S和缓冲距离L(即缓冲搜索半径L)，防碰模式选择指定模式，判断是否存在未计算的井well(即根据缓冲叠加分析筛选出对比井well，逐个进行防碰计算)，若否(即不存在对比井)则结束，若是(即还有对比井需要防碰计算)则计算井轨迹点(即对比井段点)与防碰目标指定点(即目标井上指定的防碰目标点)的最小距离mins，判断mins是否小于防碰距离S，若否则将well井名、mins所处深度和mins写入到文件中，若是则将well井名和未碰撞标识写入文件中，进一步，验证文件中mins是否小于缓冲搜索半径L，若是则将well井中与目标指定点距离为mins的点显示，若否则返回继续判断是否存在未计算的井well。
综上所述本发明根据区块的范围大小和井数量参数设定缓冲搜索半径和防碰距离，结果客观准确，克服根据专家经验设定带来的主观偏差性。采用缓冲区叠加方法搜索目标井周围碰撞可能性大的邻井作为防碰计算对象，可以将区块内碰撞可能性小的井筛选过滤掉，大大提高了防碰计算算法的效率。采用计算机模拟可钻进防碰三维空间，指导钻井轨迹设计，直观高效。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
