基于 SuperMap GIS 的三維數(shù)字井筒可視化系統(tǒng)研究

0 引 言

石油天然氣等資源一般蘊(yùn)藏在地底地質(zhì)圈閉中，通過地質(zhì)勘查、地層解釋、探井勘測等手段確定區(qū)塊中油藏層位的位置。石油鉆井開采過程是一個(gè)在地底的不可見的過程，在勘查和解釋數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)既定的靶區(qū)進(jìn)行鉆井，通過定向設(shè)備儀器來保證井的鉆進(jìn)方向。隨著鉆井技術(shù)、定向技術(shù)以及地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的不斷更新提高，隨鉆數(shù)據(jù)的精確度越來越高，隨鉆分析的數(shù)據(jù)和手段不斷增加，這也使提高鉆遇率有了基礎(chǔ)的保證，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)在近年來的飛速發(fā)展，使看不到的鉆井過程可以通過計(jì)算機(jī)圖形及虛擬三維場景進(jìn)行模擬展示，為鉆井導(dǎo)向提供了直觀精確的輔助工具。數(shù)字井筒便在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了，加上固井等其他單位的應(yīng)用需求，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字井筒工具將會(huì)服務(wù)于石油鉆井從設(shè)計(jì)到完井的全部過程。

1 研究目的

數(shù)字井筒建設(shè)的目標(biāo)是使用三維和計(jì)算機(jī)圖形展示技術(shù)將鉆井井筒相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的展示，為鉆井各個(gè)階段提供相關(guān)的數(shù)據(jù)分析功能。

1) 鉆井前的應(yīng)用

鉆井前的應(yīng)用主要目的是對(duì)鉆井的設(shè)計(jì)，需要將區(qū)塊地質(zhì)數(shù)據(jù)、解釋層位數(shù)據(jù)、鄰井?dāng)?shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等加載在三維系統(tǒng)中，用于鉆井軌跡設(shè)計(jì)、鉆井工具組合設(shè)計(jì)。

2) 鉆井時(shí)的應(yīng)用

鉆井時(shí)的應(yīng)用主要目的是指導(dǎo)鉆井鉆進(jìn)工作，需要使用到地質(zhì)數(shù)據(jù)、解釋層位數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、靶區(qū)數(shù)據(jù)、隨鉆井眼軌跡數(shù)據(jù)、錄井?dāng)?shù)據(jù)?？梢詫?shí)現(xiàn)軌跡預(yù)測、隨鉆軌跡設(shè)計(jì)、隨鉆曲線展示、靶區(qū)( 層位) 調(diào)整、鄰井防碰、鉆井工具設(shè)計(jì)等。

3) 完鉆后的應(yīng)用

在鉆井完成后，主要是對(duì)成果的分析和井下固井作業(yè)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合數(shù)據(jù)展示等。

2 實(shí)現(xiàn)思路

數(shù)字井筒可視化系統(tǒng)建設(shè)主要包括數(shù)據(jù)收集及處理、三維符號(hào)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)可視化方法研究和分析工具建設(shè)三個(gè)主要工作。

1) 數(shù)據(jù)收集及處理

井筒的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是井口數(shù)據(jù)和井眼軌跡數(shù)據(jù)，需要將收集到的投影坐標(biāo)系下的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為地理坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，我國鉆井工程中使用的坐標(biāo)系一般是高斯- 克呂格坐標(biāo)系，所以收集到數(shù)據(jù)之后需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這里我們使用 SuperMap Deskpro . Net 6R 進(jìn)行處理，系統(tǒng)中已經(jīng)提供了相關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的功能。轉(zhuǎn)換完成之后將數(shù)據(jù)以 SuperMap 的點(diǎn)數(shù)據(jù)和線數(shù)據(jù)的形式儲(chǔ)存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。