联炮图变孔密设计原理与应用.docx

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联炮图变孔密设计原理与应用

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摘要：联炮图变孔密设计目前没有成型算法，一般采用手工设计，计算复杂易出错。本文通过对变孔密井小层数据特征及手工设计方法进行总结，提出分段法和正反向回溯法相组合的设计原理，实现了变孔密设计计算机化。首先根据分段法，利用特征点和大夹层分段标识将井分为不同段，根据每段属性应用正反向回溯法来计算每根枪的最优设计和起始预留值。操作简便，数据准确，且能兼顾施工效率与器材成本，有利于形成稳定可靠的联炮图变孔密设计技术并推广。

关键词：变孔密设计；分段法；正反向回溯法

1变孔密的概念及设计难点

近期**采油厂设计了一批油管输送式变孔密射孔井，基本特征为将一个连续油层划分成孔密不同的若干小层。这种设计方法与孔密混合设计的本质区别在于前者不同孔密射孔层段之间的夹层厚度为0。

常规射孔联炮图设计采用回溯法进行排枪，即由深至浅依次排枪，若任何规格射孔枪均无法实现当次排枪，则返回调整上一柱枪枪长，依此类推，若调整完之前所有枪串均无法实现当次排枪，则按规定步长调整起始预留值。基于“孔密、相位等要求不同的层段不能设计在一根枪上”这一设计原则，不同孔密射孔枪须在夹层处接头。因为批量生产的射孔枪规格有限（目前最多有1.22m～4.22m7种规格），夹层厚度越大，上下组接射孔枪的可选规格越多，排枪失败概率越小。由于变孔密设计中，不同孔密层段之间夹层厚度为0，要求射孔枪必须在变孔密界面处接头，如果仍采用回溯法，在变孔密界面处必然会无限次修改之前的排枪数据，程序极易陷入死循环。遇到连续变孔密2次以上的情况，甚至需要设计特殊规格射孔枪，需要非常规控制。所以，变孔密设计由于其限制条件严格且情况多变，一直采用手工设计方法，计算复杂易出错，更无法在施工次数、器材成本、射开效率优化方面做更多考虑，导致联炮图变孔密设计无法形成稳定技术并推广。

2变孔密设计计算机化原理

通过对变孔密设计手工排枪算法进行摸索总结，利用分段法和正反向回溯法相组合的設计原理，实现了变孔密情况下的混合排枪设计。

2.1分段法

相对于回溯法这种盲眼算法，变孔密设计需要在排枪之前对所有小层数据进行检视和分析，首先根据大夹层将全井段分成不同大段，再在各大段中每个变孔密界面处插入特征点，将大段分成小段。每个大段分别计算，如果大段中不含特征点，则该大段正常排枪；如果大段中含有特征点，则根据特征点位置不同将各小段分为第一段、受限段和常规段。其中位于大段最下端的为第一段，特征点在小段顶端且不为第一段的是受限段，特征点在小段底端的为常规段。每个大段仅有一个第一段和常规段，但可能有多个受限段。

2.2正反向回溯法

目前应用稳定的回溯法中已经包含了“尽量使用夹层枪”、“中接尽量避开油层”等优化算法，只要稍加改进，便可应用于变孔密设计算法中。对第一段反向应用回溯法，目的在于计算起始预留值，避免了在预设起始预留值基础上反复调整导致的时间浪费；对受限段和常规段正向应用回溯法，起始预留值为0，受限段最后一柱枪不可避免的需要使用特殊规格枪，程序特殊处理即可。

此原理不仅能应用于变孔密设计，对于变相位、变枪型、变工艺等类似情况均可推广应用。

3应用实例及效果

X5-6井采用油管输送式普通射孔，共6个小层，第2、5层孔密8孔/m，其余为16孔/m，小层数据见表1，应用变孔密设计算法，实现联炮图计算机设计，排枪数据见表2。

从软件操作上，变孔密设计仅需将第2、5层夹层厚度录为0即可，其它操作与常规设计相同。与手工设计相比，计算机设计时间为秒级，在保证数据准确的前提下，兼顾了施工效率和器材成本，取得了较好的设计效果。

4结论

通过研究变孔密井小层数据特征及手工设计方法，总结出分段法和正反向回溯法相组合的设计原理，实现了变孔密情况下的混合排枪设计。首先根据分段法，利用特征点和大夹层分段标识将井分为不同段，根据每段属性应用正反向回溯法来计算每根枪的最优设计和起始预留值，避免了单纯应用回溯法产生的程序死循环和排枪失败问题，形成稳定可靠的联炮图变孔密设计方法并能在变相位、变枪型等类似工艺中推广使用。

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-全文完-