聯(lián)炮圖變孔密設計原理與應用

摘 要：聯(lián)炮圖變孔密設計目前沒有成型算法，一般采用手工設計，計算復雜易出錯。本文通過對變孔密井小層數(shù)據(jù)特征及手工設計方法進行總結，提出分段法和正反向回溯法相組合的設計原理，實現(xiàn)了變孔密設計計算機化。首先根據(jù)分段法，利用特征點和大夾層分段標識將井分為不同段，根據(jù)每段屬性應用正反向回溯法來計算每根槍的最優(yōu)設計和起始預留值。操作簡便，數(shù)據(jù)準確，且能兼顧施工效率與器材成本，有利于形成穩(wěn)定可靠的聯(lián)炮圖變孔密設計技術并推廣。

關鍵詞：變孔密設計；分段法；正反向回溯法

1 變孔密的概念及設計難點

近期**采油廠設計了一批油管輸送式變孔密射孔井，基本特征為將一個連續(xù)油層劃分成孔密不同的若干小層。這種設計方法與孔密混合設計的本質區(qū)別在于前者不同孔密射孔層段之間的夾層厚度為0。

常規(guī)射孔聯(lián)炮圖設計采用回溯法進行排槍，即由深至淺依次排槍，若任何規(guī)格射孔槍均無法實現(xiàn)當次排槍，則返回調(diào)整上一柱槍槍長，依此類推，若調(diào)整完之前所有槍串均無法實現(xiàn)當次排槍，則按規(guī)定步長調(diào)整起始預留值。基于“孔密、相位等要求不同的層段不能設計在一根槍上”這一設計原則，不同孔密射孔槍須在夾層處接頭。因為批量生產(chǎn)的射孔槍規(guī)格有限（目前最多有1.22m～4.22m7種規(guī)格），夾層厚度越大，上下組接射孔槍的可選規(guī)格越多，排槍失敗概率越小。由于變孔密設計中，不同孔密層段之間夾層厚度為0，要求射孔槍必須在變孔密界面處接頭，如果仍采用回溯法，在變孔密界面處必然會無限次修改之前的排槍數(shù)據(jù)，程序極易陷入死循環(huán)。遇到連續(xù)變孔密2次以上的情況，甚至需要設計特殊規(guī)格射孔槍，需要非常規(guī)控制。所以，變孔密設計由于其限制條件嚴格且情況多變，一直采用手工設計方法，計算復雜易出錯，更無法在施工次數(shù)、器材成本、射開效率優(yōu)化方面做更多考慮，導致聯(lián)炮圖變孔密設計無法形成穩(wěn)定技術并推廣。

2 變孔密設計計算機化原理

通過對變孔密設計手工排槍算法進行摸索總結，利用分段法和正反向回溯法相組合的設計原理，實現(xiàn)了變孔密情況下的混合排槍設計。

2.1 分段法

相對于回溯法這種盲眼算法，變孔密設計需要在排槍之前對所有小層數(shù)據(jù)進行檢視和分析，首先根據(jù)大夾層將全井段分成不同大段，再在各大段中每個變孔密界面處插入特征點，將大段分成小段。每個大段分別計算，如果大段中不含特征點，則該大段正常排槍；如果大段中含有特征點，則根據(jù)特征點位置不同將各小段分為第一段、受限段和常規(guī)段。其中位于大段最下端的為第一段，特征點在小段頂端且不為第一段的是受限段，特征點在小段底端的為常規(guī)段。每個大段僅有一個第一段和常規(guī)段，但可能有多個受限段。

2.2 正反向回溯法

目前應用穩(wěn)定的回溯法中已經(jīng)包含了“盡量使用夾層槍”、“中接盡量避開油層”等優(yōu)化算法，只要稍加改進，便可應用于變孔密設計算法中。對第一段反向應用回溯法，目的在于計算起始預留值，避免了在預設起始預留值基礎上反復調(diào)整導致的時間浪費；對受限段和常規(guī)段正向應用回溯法，起始預留值為0，受限段最后一柱槍不可避免的需要使用特殊規(guī)格槍，程序特殊處理即可。

此原理不僅能應用于變孔密設計，對于變相位、變槍型、變工藝等類似情況均可推廣應用。

3 應用實例及效果

X5-6井采用油管輸送式普通射孔，共6個小層，第2、5層孔密8孔/m，其余為16孔/m，小層數(shù)據(jù)見表1，應用變孔密設計算法，實現(xiàn)聯(lián)炮圖計算機設計，排槍數(shù)據(jù)見表2。

從軟件操作上，變孔密設計僅需將第2、5層夾層厚度錄為0即可，其它操作與常規(guī)設計相同。與手工設計相比，計算機設計時間為秒級，在保證數(shù)據(jù)準確的前提下，兼顧了施工效率和器材成本，取得了較好的設計效果。

4 結論

通過研究變孔密井小層數(shù)據(jù)特征及手工設計方法，總結出分段法和正反向回溯法相組合的設計原理，實現(xiàn)了變孔密情況下的混合排槍設計。首先根據(jù)分段法，利用特征點和大夾層分段標識將井分為不同段，根據(jù)每段屬性應用正反向回溯法來計算每根槍的最優(yōu)設計和起始預留值，避免了單純應用回溯法產(chǎn)生的程序死循環(huán)和排槍失敗問題，形成穩(wěn)定可靠的聯(lián)炮圖變孔密設計方法并能在變相位、變槍型等類似工藝中推廣使用。

作者簡介：

安麗華，女，試油試采分公司射孔大隊射孔四隊，隊長，工程師。