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《最小曲率法测斜计算中的数值方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、16ComputerApplicationsofPetroleum2009,Total63No.3È *最小曲率法测斜计算中的数值方法1112鲁港商维斌张琼佟长海*(1辽河油田公司勘探开发研究院辽宁盘锦1240102辽河石油勘探局工程技术研究院辽宁盘锦124010)摘要最小曲率法是测斜计算、井眼轨道设计中最常用的方法之一,在井眼轨迹计算中有广泛的应用。本文研究了最小曲率法计算机数值计算中的几个细节问题,给出了零井斜角测点的方位角定义,阐述了零井斜角测点方位角的二义性。分析了坐标增量计算过程,给出了减小三角函数计算次数的算法。
2、对小弯曲角情形的坐标计算使用高精度近似公式代替容易产生除法溢出的直接计算,提高了计算过程的稳定性和计算精度。对水平投影长度的计算给出了使用Gauss数值积分法的精确计算方法。本文提出的方法可以用于使用最小曲率法时的井眼轨道计算的计算机软件开发,提高计算机软件的计算稳定性和计算精度。对涉及井眼轨迹计算的其他实际问题如定向井中靶分析预测、井眼轨迹控制、井身质量检查等都有一定的参考价值。关键词最小曲率法;测斜计算;井眼轨迹;井眼曲率;数值积分0引言本文对最小曲率法的数值计算中的几个细节问题进行了讨论,提出了提高计算精度、减少计算工作实钻井的井眼轨
3、迹计算是钻井轨迹监控中的基本量的处理方法。还对水平投影长度的精确计算提出问题,在中靶预测分析、邻井防碰计算、井身质量评价了使用数值积分计算的新方法。本文的新方法可用等工作中都有重要的应用。目前测量仪器只能测量多以提高计算机软件最小曲率法的计算速度和计算精个井深处的井斜角和井斜方位角数据,井眼轨迹计算度,增强计算过程的稳定性。的任务就是依据一组井深、井斜角、方位角数据计算出各个井深处的井眼轨迹的坐标等参数。从数学上来1最小曲率法基本公式看,井眼轨迹是一条连续光滑的空间曲线,井斜角和方位角可以看成是井身的切线信息,而井身坐标是位置假设测斜数据共有N
4、个,第i个测点的井深为信息。仅仅知道切线信息是无法唯一确定曲线的位置Li、井斜角为i、方位角为i,i=1,,N。井深单位为的,所以必须给定附加的限制条件。在钻井轨迹计算m,井斜角和方位角测量时单位为,但是在计算公式中,常常将井眼轨迹假设为某些简单的空间曲线。中使用弧度单位。如果井眼轨迹(或井段)假设为空间斜平面上的圆最小曲率法假设在一个测段上,井眼轨迹为空间弧,该圆弧在两端点处与井眼方向相切,则对应的坐标中的一段圆弧。用(X,Y,Z)表示井眼轨迹上任意一点[1]计算方法就是最小曲率法。最小曲率法是井眼轨迹的北坐标、东坐标和垂直深度,则在第
5、i个测段上,坐[2]计算中最常用的计算方法之一,其基本计算公式在很标增量由下式计算:[2]多专著中都有介绍。但是对实际计算特别是计算机软件开发中的数值计算过程的数值稳定性、计算精度控制、特殊情况的处理等具体计算细节涉及较少。另外,由于以前的计算手段落后,在计算公式中水平投影长度采用近似公式计算,影响计算结果的准确性。**项目基金中国石油天然气股份公司油气勘探超前共性科技项目!辽河探区西部凹陷深化勘探理论与实践∀(编号07-01C-01-04)的部分研究成果。第一作者简介鲁港(1963-),男,高级工程师,1985年毕业于复旦大学数学系,获理学学
6、士学位,2005年毕业于大连理工大学,获软件工程硕士学位,长期从事石油钻探领域数学模型研究和计算机应用软件开发。石油工业计算机应用总第63期2009年第3期1718ComputerApplicationsofPetroleum2009,Total63No.3石油工业计算机应用总第63期2009年第3期19测点,从中可以发现一些重要的规律:当方位角相差根据其特点提出了一种减小三角函数计算次数的改较小时,数值积分法与式(14)的计算结果非常接近,进方法,可以节省70%左右的三角函数计算次数。但是当方位角相差很大(100以上)时,两种方法的计
7、(3)对测段弯曲角很小的坐标增量计算提出了算结果有不可忽视的差别,并且式(14)还有时会得到一个改进计算稳定性的计算公式,可以减少数值很小错误的数值(负数)。按照数值积分法和式(14)计算出的两个数相除所产生的计算误差,避免除法溢出等计的实钻井眼轨迹总的水平投影长度分别是67.7m和算机异常。64.4m,两者相差3m多。(4)对水平投影长度计算公式进行了详细的研尽管水平投影长度不是特别重要的井眼轨迹参究,发现目前使用的近似计算公式当方位角相差较大数,但是在一种理论体系中会得出错误的计算结果却时会产生较大误差,甚至得到错误结果。提出了使用是不可忽
8、视的理论缺陷。使用数值积分公式(17)计算Gauss型数值积分公式计算水平投影长度的新方法,水平投影长度看似复杂,其实计算工作量(主要体现新方法可以认
