海上丛式井组钻井顺序优化方法

摘要

本发明公开了一种海上丛式井组钻井顺序优化方法，该方法包括钻井顺序优化指标、优化模型及遗传算法求解，具体包括以下步骤：给定整个井组的井眼轨道设计方案(含井口槽参数)；对全部设计轨道进行插值计算(间距1m)、坐标转换、最近距离扫描分析；对全部设计轨道赋以测量误差，计算出全部插值点对应的误差椭球参数；对整个井组进行井眼交碰风险分析(计算井眼分离系数)；构建钻井顺序优化目标矩阵、数学规划模型；采用遗传算法求解模型；综合分析(兼顾批钻井要求)。本方法优选出的钻井顺序有助于降低井眼交碰风险和防碰工作量，也有助于采用批钻井方式，节省钻井时间和钻井成本，满足了海上大型丛式井组钻井顺序优化要求。

主权项

一种海上丛式井组钻井顺序优化方法，其特征在于包括以下步骤：(1)给定整个井组的井眼轨道设计方案；(2)采用井眼插值方法，对全部设计轨道进行插值计算，并用插值处理后的轨道代替原来的设计轨道；(3)将全部设计轨道转换到以某个基准点为原点的坐标系中；(4)根据防碰扫描方法，对全部设计轨道进行最近距离扫描分析；(5)对全部设计轨道赋以测量误差，根据井眼轨迹误差分析方法，计算出全部插值点对应的误差椭球参数；(6)根据井眼分离系数计算方法，逐口井计算该井设计轨道全部插值点与其余各井对应的井眼分离系数；(7)将各个设计轨道上井眼分离系数小于给定值的所有插值点编号分别存放到集合S_ij中，i,j＝1,2,…,n，最终整理出目标矩阵S，见式(1)；$S=\left[\begin{array}{cccccc}\phi & S_{12}& ...& S_{1j}& ...& S_{1n}\\ S_{21}& \phi & ...& S_{2j}& ...& S_{2n}\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ S_{i1}& S_{i2}& ...& S_{ij}& ...& S_{in}\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ S_{n1}& S_{n2}& ...& S_{nj}& ...& \phi \end{array}\right],(i,j=1,2,...,n)---\left(1\right)$目标矩阵S中每个元素都是一个子集合，集合S_ij是以i井为基准井，以j井为比较井时，i井设计轨道上分离系数小于给定值的全部节点编号；当i＝j时集合S_ij＝φ，φ为空集；(8)对n口井从1至n进行编号，用编号代替井号，每一种钻井顺序都对应一个具有n个元素的全排列；设全排列P为任一种钻井顺序，即P＝[p₁,p₂,...,p_k,...p_n](k＝1,2,…,n；1≤p_k≤n)；以整个井组的防碰井段总长度最小为优化目标建立钻井顺序优化模型，见式(2)；$L=min\underset{k=2}{\overset{n}{\Sigma }}card\left(\underset{m=1}{\overset{k-1}{\cup }}{S}_{p_k{p}_m}\right)·\Delta L---\left(2\right)$式中，L为钻井顺序P对应的整个井组的防碰井段总长度，m；表示k‑1个集合的并集，相同的元素不重复计算；card(*)·表示集合中元素的个数；ΔL为井眼轨道插值点间距，m；(9)采用遗传算法求解钻井顺序优化模型；(10)针对遗传算法给出的多个最优解和次优解，结合批钻井要求，优选出最有利于防碰和批钻井的钻井顺序。