中文摘要井眼轨迹的三维显示摘要本文介绍了国内外井眼轨迹三维显示技术的研究现状，归纳了常规二维定向井轨道设计原则和几种轨道类型的计算方法，以及井眼轨迹测斜计算的相关规定、计算模型假设和轨迹计算方法。
从井位、井下测量和计算三个方面对井眼轨迹误差进行了讨论并简要说明了不同的井眼轨迹控制。
在此基础之上，利用VB和MATLAB软件编制了井眼轨迹的三维显示软件，并简要介绍了该软件的设计流程、主要功能和难点处理，指出了软件的不足之处，展示了井眼轨迹三维绘图的所有运行界面，并附上软件说明书。
最后，对井眼轨迹三维显示开发的研究方向进行了展望。
关键字井眼轨迹三维显示 MATLAB Visual Basic 轨迹计算轨道设计误差分析重庆科技学院本科生毕业设计英文摘要AbstractIn this paper, at home and abroad well trajectory 3-D display technology of the status quo，Summarized the conventional two-dimensional directional well the track design principles and track several types of calculation method，And the well trajectory inclinometer terms of the relevant provisions, the model assumptions and trajectory calculation. From the wells, underground measurement and calculation of the three aspects of the well trajectory error was discussed and a brief description of the different well trajectory control. On this basis, using VB and MATLAB software produced a hole trajectory of the three-dimensional display software, and gave a briefing on the software design process, and difficulties in dealing with the main function, pointed out the inadequacy of the software, demonstrated the well trajectory 3-D graphics interface all the running, along with software manuals. Finally, the well trajectory 3-D display development direction of the prospect.Keyword:Well trajectory；3-D display；MATLAB ；Visual Basic；trajectory calculation ；trajectory design ；Error Analysis目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1井眼轨迹三维显示技术产生的背景 (1)1.2井眼轨迹三维显示技术国内外研究状况 (1)1.2.1井眼轨迹三维显示技术国外研究状况[8] (1)1.2.2井眼轨迹三维显示技术国内研究状况 (2)1.3 本论文的主要研究内容 (3)2 常规二维定向井轨道设计[11] (4)2.1 设计原则 (4)2.2 轨道类型及计算方法 (4)2.2.1 三段式轨道 (4)2.2.2 多靶三段式 (5)2.2.3 五段式轨道 (5)2.3 井段计算设计结果表述 (5)3 井眼轨迹测量及计算[10][11] (7)3.1 基本概念 (7)3.2 对井眼轨迹测斜计算数据的规定 (7)3.3 井眼轨迹计算的模型假设 (8)3.4 轨迹计算的方法 (9)3.4.1 平均角法 (10)3.4.2 校正平均角法 (11)3.4.3 弦步法 (12)4 井眼轨迹误差分析[22] (13)4.1 误差原因分析 (13)4.1.1 井位的误差 (13)4.1.2 井下测量误差 (13)4.1.3 计算误差 (14)4.2 小结 (15)5 井眼轨迹控制 (16)6 井眼轨迹三维显示软件的编制[12]～[21] (17)6.1 软件的功能简介 (17)6.2 软件的流程图 (17)6.3 软件窗体模块介绍 (17)6.3.1 用VB编制人机交互界面 (17)6.3.2 用VB编制计算机绘图管理程序 (17)6.4 软件的难点处理 (18)6.4.1.VB调用数据库数据 (18)6.4.2.VB与Matlab的衔接语句,以及MATLAB引用VB计算的数据[13] .. 196.4.3.Matlab软件绘制井眼轨迹管道三维立体图[12][14] (19)6.5 软件的不足 (19)6.6 软件运行环境 (20)6.6.1 硬件要求 (20)6.6.2 软件要求 (20)7 结论与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)术语 (25)附录1：插图 (27)附录2：软件说明书 (33)1 绪论1.1井眼轨迹三维显示技术产生的背景随着石油工业的发展，井眼轨迹的三维显示已经成为钻井设计与钻井施工过程中不可回避的重大问题。
特别是在钻井施工过程中，需要时刻定性、定量的了解实钻井眼轨迹与设计井眼轨道之间的相互关系及其变化趋势，以确保中靶并保持良好的井身质量。
在现场迫切需要实现三维立体显示老井井眼轨迹，便于比较老井眼与新井眼轨迹的位置，计算其轨迹间的最近距离，达到防碰的目的；实现三维立体显示设计井轨道，使技术人员可以观察、分析实钻井眼轨迹与设计井眼轨道的偏差，以便调整钻井工艺，达到纠斜、防斜的目的；三维立体显示设计的靶点，可以对靶点区域进行放大，当钻井轨迹到了靶点附近时，使技术人员能够准确地观察和控制轨迹走向；根据钻井参数采集仪器传递的数据，实现实时三维立体显示实钻轨迹，使技术人员可以随时直观地观察轨迹走向，了解钻井深度，以及轨迹穿越地层的情况。
井眼轨迹作为最直观显示井眼情况、井斜控制等的重要依据，其基本特征数据就是井眼轨迹的测斜数据。
然而，井眼轨迹在地下是无法用肉眼或高倍数仪器观察的，实钻井眼轨迹与设计井眼轨道之间到底偏差多少?其空间形状如何?一个井网井眼轨迹在空间中是否存在相碰的可能?单凭大脑的空间想象是很难准确描述的，因此在这种背景下,要求我们利用计算机的可视化技术来处理这些问题。
借助计算机可以实现定性、直观的显示出井眼轨迹的三维立体图。
1.2井眼轨迹三维显示技术国内外研究状况1.2.1井眼轨迹三维显示技术国外研究状况[8]迄今为止,国外已经在这方面做了许多的研究，并取得了很好的效果。
1994年Santos等人应用Microsoft Windows 95环境下的FORTRN程序实现了井眼轨迹的三维显示，但他的表现方式比较单调，不能实现局部图像放大或图像的裁减。
这之后，井眼轨迹的三维显示成了很多钻井软件的一部分。
Landmark公司的WellPlan(95版)提供完整的钻井工程解决方案，在业界处于领先地位，其井眼轨迹的三维显示比较单调。
Schlumberger公司的PC机上的Drilling Office系统包含井眼轨迹的三维显示模块，钻井可视化是一个用来帮助计划，模拟钻井工程的钻井办公室3D直观应用程序。
它能在三维空间中显示地层面，体积，井眼轨迹，钻井目标，还有不确定性椭圆，测井曲线和沿着井轨迹的三维数据图像。
其三维显示能被保存为OI(Open Inventor)文件，这使得我们能用独立的0I浏览器应用程序观察它。
Paradigm公司的井眼可视化软件将地质数据与钻井数据溶为一体，该公司开发了三维的地质信息显示系统。
1996年Anderson[1]等人应用Fortran程序实现了井眼轨迹的三维显示，但是他的表现方式比较单调，且不能实现局部图像放大的功能。
Landmark公司于2001年推出一种微机版的三维可视化工具“3D Drill View”[2]，该软件将井眼轨迹安置在地质模型的背景中，满足了地质学家与钻井工程师之间协同作业的要求。
该软件还集成了MWD、LWD 数据以及钻井事故的可视化，并在Sperry—Sun的INSITE基础上建立了井场与基地两地之间的实时决策系统。
计算机可视化技术在石油工程中已取得了长足的进步，已经深入到石油工业的许多实际工程中。
1.2.2井眼轨迹三维显示技术国内研究状况近年来,国内在井眼轨迹的三维显示方面也做了许多研究。
2002年胜利油田和上海交大联合开发出了基于VC++6.0和OPENGL的钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统[4]。
该系统具有三维立体显示设计井轨道，地层，以及老井眼轨迹和实时的实钻井眼轨迹的功能。
同时还具有对三维模型的灵活控制，可以实现对三维模型进行旋转、平移、缩放、改变填充方式等操作，使用户能够从任意角度、任意位置观察三维对象。
同时，可在任意深度、以任意角度作切面，从而方便地观察相关井眼轨迹间的相对位置。
2004年江苏石油勘探局在Windows平台下利用Visual Basic语言开发出了井斜资料处理软件,利用小队采集的连续测斜数据,自动进行处理,绘制出标准、规范的数据列表、水平位移投影图、垂直剖面图及空间立体轨迹图、直观显示井眼轨迹情况。
该软件包含了解编模块、信息录入界面、参数计算、图形显示、打印功能、数据导出几个部分。
近年来，国内根据陆上钻井作业的特点，结合定向井技术的发展方向和目前国外定向井技术服务公司软件的特点，开发了一套适合中国陆上的Navigator[5]定向井水平井轨迹设计及计算分析系统，该系统最大特点就是Navigator提供了按轨迹测深插值和垂深插值计算，其中按垂深插值可一次性计算出相同垂深的多个轨迹点。
用二维投影图和三维立体图实时显示设计井轨道与实钻井眼轨迹的变化。
一旦实钻测斜数据发生变化时，同步刷新垂直剖面图、水平投影图和三维立体图，并保证自动坐标跟随的功能。
但它未能实现三维立体图的旋转，移动，以及局部放大的功能。
没有进行任何的井深校正，显示的实钻轨迹误差仍然较大。
1.3 本论文的主要研究内容(1)概述常规二维定向井轨道设计。
(2)概述井眼轨迹的测量及计算(3)简要分析井眼轨迹的误差分析。