摘要：当前在能源需求不断增加的过程中，定向井技术在油田开采中得到的应用越来越大。在实践过程中，计算机技术在定向井技术应用中起到的作用非常大，它不仅能够缩短定向井设计的时间，而且还能提升钻井的进度。本文结合作者工作实际分析了计算机在定向井中的应用，仅供参考。
关键要：可视化技术；定向井；计算机；应用
前言
当前在21世纪中，如何提升石油行业的工作效率是石油行业非常关注的一个话题，在石油开采的过程中，只有不断的更新勘探开采的模式，才能保证石油工程的可持续发展，而在开钻井工程中，应用技术及技术已是当前工作模式的一种发展趋势。
一、背景介绍
定向钻井技术主要是通过定向器与钻具与技术、工具结合，从而能够按照预定的井口斜度、速度进行目标层施工。该技术和其他技术对比，具备节约施工成本、提升单井的产量以及提升采油效率有着重要的作用；当前，在计算机技术不断发展的过程中，计算机技术定向井施工中的应用非常广泛，由于计算机具备的强大的网络技术、可视化技术、精密化技术、稳定化技术。因此发挥的作用非常大。在国外，定向井技术的发展时代是20世纪50到70年底，而到了20世纪80年代初，在测量仪器以及导向马达技术的不断完善适当定向井逐渐的进入了钻井阶段。在发展的过程中，按照导向工具的导向方式，不同的钻井技术可以分成三个阶段：滑动导向钻井；地面控制导向钻井；旋转导向钻井。在第一阶段与第二阶段中，它使用的工具仅仅能实现滑动与不连续轨迹控制，而第三个阶段，它不仅能够实现导向转向而且还能实现连续轨迹控制。当前我国的定向井技术主要在地面控制导向钻井的阶段，针对上述的发展阶段技术，计算机技术的应用也是由浅到深，从简单到困难。因此，计算机定向钻井技术在应用的过程中，可以将其分成滑动导向钻井与传统的旋转导向钻井的最新应用。
二、计算机在定向井技术中的应用
在定向井技应用中，计算机主要是通过石油软件与计算机网络实现的。其中，石油软件的主要作用在于能够对工程设计与地震资料进行分析，而计算机技术主要作用在于将数据收集、整理、传输。
（一）计算机软件的应用
在地震资料分析过程中，通过应用计算机模拟钻井施工的地质条件时计算机技术的主要功能，在该过程中，计算机技术主要是通过虚拟技术、可视化技术实现。在应用的过程中，计算机的可视化技术能够大量的采集地震的数据，并且将其转换成可视化图像，从而能将真实感体现出来，这对于工作人员分析地质环境有着重要的情况。此外，还能够结合地质的实际情况，将地下油气的规律找出，从而能够将井点精确定位；在应用的过程中，以虚拟技术作研究地震资料的主要手段，主要是将大量的数据交换成图像的方式，通过图像演变能够全面的将物料模型建立。从而能够实现立体的画面，底层三维模拟示意图如图1所示。工程设计主要包含了井眼轨道设计、力学特性计算、实转井轨道修正以及控制。在实践过程中，在可视化的界面下，用户可以按照自己的需求将格式的钻具组合，并且在经过计算机的帮助下很快的将各种组合的应力学参数计算。并且，在实践的过程中，还能够在设计井轨迹时通过不同的数学模型，将需要的轨迹计算出来，并且还能够通过设计的轨迹凸显出其他的需求资料。在操作过程中，计算机的计算速度在可视化、用户交互方面的优势巨大。因此，已经逐渐的取代了人工绘制的应用方式。在操作的过程中，除开上述的计算机技术的应用外，计算机技术还能在以下环节进行模拟计算：1、注水泥的设计和模拟施工；2、模拟井控以及欠平衡施工；3、模拟钻头参数控制；4、模拟钻井地质控制；5、模拟钻井培训等。
（二）计算机网络技术的应用
在定向井中计算机网络技术的应用主要是能全面的对钻具的数据进行收集和传输。并且能够按照不同的传输方式，选择不同的应用方式。在实践过程中，应用方式主要分成两种，第一种是：井场的数据传输，比如在定向井的施工过程中，钻头后的LWD/MWD设备都是随钻得到的数据，而这些数据的储存方式多以WITS格式储存为主，因为可以通过传输的方式将这些数据传输给井场的计算机对实施解码。而第二种方式是互联网数据传输，例如，可以使用互联网将一个区域的数据合并，通过宏观的角度对其进行全面分析，从而能够给该地区的钻井工作提供更多可靠的数据。定向井技术涉及的领域较广，不仅涉及到石油工程、地质学、机械工程等等，而应用计算机网络能给定性井技术奠定了稳固的基础，使其能够实现快捷交流，能方便定向井技术的发展。
（三）在新兴技术中的应用
现代定向井的发展趋势主要是以钻井系统更加智能化为主，而钻井系统由地面开发控制到井下开发控制就是发展趋势的体现，在实践过程中，地面开环的控制则以钻井中产生的连续转井为主，这样的操作方式就会导致施工成本的增加，并且开发出来的井身也不够平滑，提升不了工程的质量。而为了能够将连续井实现，旋转导向控制系统就应运而生。该系统在运转的过程中，也少不了计算机的辅助，以导向工具角度分析，微电脑的出现是辅助导向系统运转的基础。当前，在我国已经有很多导向系统控制投入了生产，比如Halliburton公司生产的Geo-Pilot旋转导向系统，该系统在拥有传统的软件功能的基础上，还在家了计算机磨阻扭矩等。并且为了能够让系统具备适用性以及直观性，该公式还通过网络技术以及计算机可视化及时将一种能够实施模拟井下系统的软件开发。该模拟系统能够在工作的过程中，按照井下的数据将井下的实际情况模拟出来，并且还能降连续施工机具的施工状态模拟，图2为该系统模拟井下场景实际图，通过图片可知，灰色的曲线代表的是实钻的轨迹，而右上角为偏心圆工作的实际情况。图2模型系统井下场景在操作过程中，为了能全面的将井下的闭环控制系统关闭，可以通过旋转导向钻向后段安装微型电脑，通过控制指令对电脑井下操作，使其能够将偏差的矢量求出。在操作过程中，控制指令在经过特定的转换后形成定向的电流信号，通过控制结构，使其能够控制控制面的变化。在实践过程中，控制指令需要完成的任务主要涉及了给工具发出指令，按照偏差的实际情况向控制力大小提供指令。
（四）能够预测上漂率、偏移率、倾斜度
通过应用技术机技术能够将钻头经过的位置的漂率、偏移率、倾斜度计算出来，并且通过计算机软件将井的方向、钻压、旋转速度以及时间的函数关系求出。该程序主要是通过档案资料，将相关的数据录入对比分析，从而将各方面的方位与测量的深度和函数关系图制作，从而方便工作人员根据相关的数据图片分析井下的情况。
（五）绘制井眼的平面图和垂直投影图
通过计算机技术的应用，只需要工作人员将相关的数控输入计算机就能模拟出井身的数据，从而直观的将定向井的平面图得出，在操作过程中，井孔的平面图与垂直投影图在一定的程度上可以帮助工作人员掌握施工的关键技术。此外，计算机系统的测绘程序测绘出来的平面图还具备一定的伸缩性，利用测绘程序进行工作能够减少人工绘图的麻烦，在一定程度上提升了绘图的精确性。
（六）可以帮助检验人员提升靶点精确度
计算机在应用的过程中，能够帮助工作人员提升井孔测量的精确性。工作人员在操作的过程中，只需要将相关的资料输入系统，计算机就可以通过程序将井靶点的位置显示出来，并且还能直接对其进行计算。比如，在将某井的井身以及测量的档案输入系统后，计算机会在分析后将结论得出，通常情况下，井中的椭圆越大那么击中的概率就越高，而椭圆大小需要按照工程人员设计的判断进行分析。通过该程序的应用，工作人员能够准确的判断出实际需求击中率是多少，并且能够按照出现问题结合原因采取有效措施改善计划，给工作提供很大的便捷。
三、总结
总而言之，当前计算机技术在定向井中的应用越来越广泛，它不仅应用到定向井的设计、施工、建设等多个环节，而且在应用的过程中得到的效果非常好。相信在我国计算机技术不断革新的过程中，计算机技术在往后的应用中贡献的力量会越来越大，本文主要探讨了计算机技术在定向井中的应用，希望分析探讨能够给我国石油开采以及海上资源开采提供一些帮助。
参考文献
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作者：易鸿彬 单位：长城钻探工程有限公司钻井技术服务公司境外项目部
