确定钻井路径的方法、装置、存储介质及电子设备与流程

1.本公开涉及钻井技术领域，具体地，涉及一种确定钻井路径的方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.钻井是利用机械设备将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程，钻井直径和深度大小，取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。钻井的主要目的是为了获取地下实物资料、观测地下水层水文地质动态情况、开采地下水、油气、地热等资源。
3.在钻井施工之前，首先要进行地理、地质的勘测，并根据勘测得到的数据构建三维地质模型，然后人工凭经验设计一条或多条钻井路径。然而，由于不同的地质条件需要不同的工艺，从而导致不同的地质条件的作业难度也不尽相同，也给人工设计钻井路径增加了难度。因此，仅依靠设计人员凭经验设计钻井路径，需要耗费大量的时间。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种钻井路径的方法、装置、存储介质及电子设备，以解决相关技术中人工设计钻井路径效率低的技术问题。
5.为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种确定钻井路径的方法，所述方法包括：
6.获取待钻井区域的三维地质模型，所述三维地质模型包括待钻起点、目标终点以及障碍物区域，所述障碍物区域包括不可钻井的坚硬地层区域；
7.根据蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径；
8.确定每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，并根据每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，在所述多条候选路径中选择目标路径，所述目标路径用于指导钻井设备进行钻井作业。
9.可选地，所述方法还包括：
10.对所述三维地质模型进行栅格划分，得到多个地质栅格；
11.基于每一所述地质栅格对应的地质特征，对每一所述地质栅格添加信息素值，所述信息素值用于确定所述地质栅格之间的转移概率，所述转移概率用于确定所述候选路径；
12.所述根据蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径，包括：
13.根据每一所述地质栅格的信息素值、蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径。
14.可选地，所述基于每一所述地质栅格对应的地质特征，对每一所述地质栅格添加信息素值，包括：
15.基于每一所述地质栅格对应的地质硬度，对每一所述地质栅格添加信息素值，所述信息素值与所述地质栅格对应的所述地质硬度为负相关关系。
16.可选地，所述根据每一所述地质栅格的信息素值、蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径，包括：
17.根据每一所述地质栅格的信息素值、蚁群算法和所述三维地质模型进行迭代计算，直到达到预设迭代次数，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径；
18.在每次迭代计算中，将所述待钻起点所在的地质栅格作为初始的目标地质栅格，循环执行以下过程：
19.基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，所述转移概率与所述相邻地质栅格的信息素值为正相关关系；
20.基于所述转移概率从所述相邻地质栅格中确定新的目标地质栅格，直至所述新的目标地质栅格为所述目标终点所在的地质栅格；
21.基于被确定为目标地质栅格的每一地质栅格，得到一候选路径，并更新所述候选路径包括的地质栅格的信息素值。
22.可选地，所述方法还包括：
23.基于预设的启发函数确定从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的启发转移值，其中所述启发函数包括修正距离函数和平滑启发函数，所述修正距离函数用于增大所述相邻地质栅格到所述目标终点所在的地质栅格之间的距离差异，所述平滑启发函数用于控制第一转向与第二转向相同时的启发转移值大于所述第一转向与所述第二转向不同时的启发转移值，所述第一转向为所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转向，所述第二转向为上一个目标地质栅格移动到所述目标地质栅格的转向，所述启发转移值与所述转移概率为正相关关系；
24.所述基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，包括：
25.基于所述启发转移值与每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转移概率。
26.可选地，所述基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，包括：
27.生成随机概率值；
28.若所述随机概率值大于预设阈值，则基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转移概率；
29.若所述随机概率值小于等于所述预设阈值，则确定所述目标地质栅格到所述待钻起点所在的地质栅格的距离，并基于所述距离和每一所述地质栅格的信息素值，确定每一所述地质栅格对应的新信息素值；
30.基于每一所述地质栅格对应的新信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转移概率。
31.可选地，所述根据每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，在所述多条候选路径中选择目标路径，包括：
32.确定路径长度对应的路径权重参数，并确定路径转弯次数对应的转弯权重参数；
33.基于所述路径权重参数和所述转弯权重参数，对每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数进行加权求和，得到每一候选路径对应的路径成本；
34.在所述多条候选路径中选择所述路径成本最低的目标路径。
35.本公开的第二方面还提供一种确定钻井路径的装置，所述装置包括：
36.获取模块，用于获取待钻井区域的三维地质模型，所述三维地质模型包括待钻起点、目标终点以及障碍物区域，所述障碍物区域包括不可钻井的坚硬地层区域；
37.候选模块，用于根据蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径；
38.选择模块，用于确定每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，并根据每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，在所述多条候选路径中选择目标路径，所述目标路径用于指导钻井设备进行钻井作业。
39.本公开的第三方面还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
40.本公开的第四方面还提供一种电子设备，包括：
41.存储器，其上存储有计算机程序；
42.处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
43.通过上述技术方案，至少能够达到以下技术效果：
44.首先获取待钻井区域的三维地质模型，并根据蚁群算法和三维地质模型，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径，然后确定每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，并根据每一候选路径的路径长度和路径转弯次数在多条候选路径中选择目标路径，目标路径可以用于指导钻井设备进行钻井作业。通过该方法，可以自动生成多条候选路径，并从中确定目标路径指导钻井设备进行钻井作业，相较于人工设计钻井路径，提高了设计钻井路径的效率，并减少了人工成本和时间成本。并且，在得到多条候选路径后，可以基于路径长度和路径转弯次数选择目标路径，相较于仅根据路径长度确定目标路径的方式，可以减少目标路径中的转弯次数，降低钻井作业的难度，从而提高钻井作业的效率。
45.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
46.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
47.图1是本公开实施例提供的一种三维地质模型的示意图；
48.图2是本公开实施例提供的一种确定钻井路径的方法的流程示意图；
49.图3是本公开实施例提供的一种二维栅格地图的示意图；
50.图4是本公开实施例提供的一种确定钻井路径的装置的框图；
51.图5是本公开实施例提供的一种电子设备的框图。
具体实施方式
52.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
53.在应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
54.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。另外，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
55.相关技术中，以地震勘探、声波勘探、放射性勘探等技术获得的地质勘探数据为基础，通过计算机处理构建能够反映地质构造形态、构造关系及地质体内部属性变化规律的三维地质模型。参照图1，三维地质模型展现虚拟的真实地质环境，基于模型的数值模拟和空间分析，能够辅助设计人员设计钻井路径。然而，由于不同的地质条件需要不同的工艺，从而导致不同的地质条件的作业难度也不尽相同，也给人工设计钻井路径增加了难度。因此，仅依靠设计人员凭经验设计钻井路径，需要耗费大量的时间。
56.有鉴于此，本公开提供一种确定钻井路径的方法、装置、存储介质及电子设备，以解决上述问题。
57.在对本公开的技术方案进行详细的实施例说明之前，下面先对本公开的技术方案的应用场景进行说明。
58.本公开提供的确定钻井路径的方法可以在钻井作业之前，利用构建好的三维地质模型生成钻井路径。由于在钻井作业过程中，地质环境可能会发生变化，例如地壳运动、地下水流动以及钻井作业等原因导致地质环境与构建三维地质模型时的地质环境不同。因此本公开提供的确定钻井路径的方法还可以在钻井作业过程中，实时对钻头前方的待作业区域进行勘探并构建三维地质模型，基于新构建的三维地质模型重新生成钻井路径，从而在钻井作业过程中实时调整钻井路径。在确定钻井路径后，操作人员可以根据钻井路径控制钻头进行钻井作业，或者将钻井路径转换为钻井设备能够识别的参数，通过设置相应的程序进行自动化钻井作业，本公开对此不作具体限定。
59.下面对本公开的技术方案进行详细的实施例说明。
60.参照图2，本公开实施例提供一种确定钻井路径的方法，该方法包括：
61.s201、获取待钻井区域的三维地质模型，三维地质模型包括待钻起点、目标终点以及障碍物区域，障碍物区域包括不可钻井的坚硬地层区域。
62.示例地，参照图1，待钻起点可以为预先确定的适合建造钻井井口的区域或者钻井作业过程中钻头的所在位置，目标终点可以是待开采资源的储藏区，例如储油气层、煤碳储层等等，障碍物区域可以是坚硬地层区域、管道区域等不可进行钻井作业的区域。并且针对不同的钻井作业规则，可以对障碍物区域进行自定义，例如可以是高压线路、居民区、地下
水源以及动植物保护区等等设定为障碍物区域，本公开对此不作具体限定。
63.s202、根据蚁群算法和三维地质模型，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径。
64.s203、确定每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，并根据每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，在多条候选路径中选择目标路径，目标路径用于指导钻井设备进行钻井作业。
65.采用上述方法，自动生成多条从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的候选路径，并根据每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，在多条候选路径中选择目标路径以指导钻井设备进行钻井作业。相较于人工设计钻井路径，不仅提高了设计钻井路径的效率，还减少了人工成本和时间成本。并且，在得到多条候选路径后，可以基于路径长度和路径转弯次数选择目标路径，相较于仅根据路径长度确定目标路径的方式，可以减少目标路径中的转弯次数，降低钻井作业的难度，从而提高钻井作业的效率。
66.为了使得本领域技术人员更加理解本公开提供的确定钻井路径的方法，下面对上述各步骤进行详细举例说明。
67.首先说明本公开实施例所提供的确定钻井路径的方法中使用的三维地质模型。
68.在可能的方式中，参照图1，对三维地质模型进行栅格划分，得到多个地质栅格，并基于每一地质栅格对应的地质特征，对每一地质栅格添加信息素值，信息素值用于确定地质栅格之间的转移概率，转移概率用于确定候选路径。并通过如下方式根据蚁群算法和三维地质模型，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径：根据每一地质栅格的信息素值、蚁群算法和三维地质模型，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径。
69.示例地，通过如下方式基于每一地质栅格对应的地质特征，对每一地质栅格添加信息素值：基于每一地质栅格对应的地质硬度，对每一地质栅格添加信息素值，信息素值与地质栅格对应的地质硬度为负相关关系。
70.值得说明的是，蚁群算法是一种仿生学算法，是由自然界中蚂蚁觅食的行为而启发的用来寻找优化路径的算法，主要是依靠蚂蚁播撒和感知信息素的方式来完成的。在自然界中，蚂蚁在信息素的引导下找到食物，并在沿途撒播更多的信息素引导其他蚂蚁找到食物，也就是说，信息素浓度越大的区域越容易被蚂蚁经过。因此，在蚁群算法中，可以通过对每一栅格的信息素进行初始化，引导人工蚂蚁到达目标终点。
71.示例地，由于在钻井作业中，不同地质特征的作业难度也不相同，例如砂土层的硬度低于岩石层的硬度，因此砂土层的作业难度也低于岩石层的作业难度，而作业难度低也意味着作业成本和作业时间相对较少。因此可以基于每一地质栅格对应的地质硬度，对每一地质栅格进行信息素初始化，并记录每一地质栅格的信息素初始值。其中，地质硬度越低的地质栅格，信息素值越大，以引导人工蚂蚁通过地质硬度低的区域到达目标终点，即生成一条作业难度较低的候选路径。
72.此外，若不考虑地质硬度，也可以对每一地质栅格添加相同大小的信息值。或者，为了尽量避免靠近障碍物区域，也可以根据地质栅格与障碍物区域由近到远的距离添加从小到大的信息素值，以引导人工蚂蚁生成一条距离障碍物区域较远的候选路径，等等，本公开对此不作具体限定。
73.在对三维地质模型完成信息素初始化后，就可以根据蚁群算法生成多条候选路径，下面为了便于说明，参照图3以二维地图的方式进行举例说明，应当理解的是，在实际应用时三维地质模型是一个三维结构，二者仅在相邻地质栅格的数量上有所区别，可以基于相同原理进行理解。
74.在可能的方式中，通过以下方式根据每一地质栅格的信息素值、蚁群算法和三维地质模型，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径：根据每一地质栅格的信息素值、蚁群算法和三维地质模型进行迭代计算，直到达到预设迭代次数，得到从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径。并在每次迭代计算中，将待钻起点所在的地质栅格作为初始的目标地质栅格，循环执行以下过程：首先基于每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，其中，转移概率与相邻地质栅格的信息素值为正相关关系。然后基于转移概率从相邻地质栅格中确定新的目标地质栅格，直至新的目标地质栅格为目标终点所在的地质栅格。最后基于被确定为目标地质栅格的每一地质栅格，得到一候选路径，并更新候选路径包括的地质栅格的信息素值。
75.示例地，参照图3，假设当前的目标地质栅格为i，上一目标地质栅格为g，则基于每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，其中，本公开实施例提及的相邻地质栅格指除上一目标地质栅格g以外的相邻地质栅格。一般来说，地质栅格的信息素值越大，该地质栅格的转移概率也越大。例如，通过以下计算式计算每一地质栅格的转移概率：
[0076][0077][0078]
其中，j表示除g以外任一相邻地质栅格，表示第m只蚂蚁在第t次迭代中从当前地质栅格i移动到相邻地质栅格j的概率，allowedk表示相邻地质栅格的集合，τ
ij
(t)表示信息素值，表示启发转移值，d(i,j)表示当前地质栅格i的中心点到相邻地质栅格j的中心点的欧式距离，α表示信息素重要程度因子，β表示启发转移值重要程度因子。
[0079]
在得到每一相邻地质栅格的转移概率后，通过轮盘赌的方式从中得到新的目标地质栅格，直至新的目标地质栅格为目标终点所在的地质栅格。其中，轮盘赌的方式是一种基于概率选择和随机采用的选择方法，通过在轮盘上划分对应每一相邻地质栅格的选择区域，相邻地质栅格的转移概率越大，对应的选择区域也越大，然后根据轮盘赌随机指针选定新的目标地质栅格，具体可以参考相关技术，本公开在此不再赘述。然后，记录所有的被确定为目标地质栅格的每一地质栅格，得到一候选路径，并通过如下计算式更新候选路径上地质栅格的信息素值：
[0080][0081][0082]
其中，ρ表示信息素挥发剩余度，q为信息素常量，二者可根据需求进行赋值。lm表示第m只蚂蚁在本次循环中的路径总长度，w为总数，表示第m只蚂蚁在第t次迭代中到地质栅格q为止所访问的地质栅格的有序集合，q表示目标终点所在的地质栅格，第m只蚂蚁在本次迭代中得到的候选路径新增的信息素。
[0083]
需说明的是，若相邻地质栅格包含障碍物区域，则该相邻地质栅格不参与转移概率的计算，从而自动生成从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的多条候选路径。但是在实际应用中，钻井路径的转弯次数也会影响钻井成本和钻井作业难度。因此，可以引入修正距离函数和平滑启发函数来对启发转移值进行优化，以减少钻井路径的转弯次数。
[0084]
在可能的方式中，基于预设的启发函数确定从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的启发转移值，其中启发函数包括修正距离函数和平滑启发函数，其中，修正距离函数用于增大相邻地质栅格到目标终点所在的地质栅格之间的距离差异，平滑启发函数用于控制第一转向与第二转向相同时的启发转移值大于第一转向与第二转向不同时的启发转移值，第一转向为目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转向，第二转向为上一个目标地质栅格移动到目标地质栅格的转向，启发转移值与转移概率为正相关关系。并通过如下方式基于每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率：基于启发转移值与每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率。
[0085]
示例地，通过以下预设的启发函数确定从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的启发转移值：
[0086][0087][0088][0089]
其中，φ(i,j,q)表示修正距离函数，表示平滑启发函数，maxd表示相邻地质栅格中与目标终点所在的地质栅格之间距离的最大值，mind表示相邻地质栅格中与目标终点所在的地质栅格之间距离的最小值，d(j,q)表示相邻地质栅格j与目标终点所在的栅格之间的距离，ω、μ表示修正参数，u表示启发常量，n表示直行的重要程度，dir
g,i
(t)表示由上一目标地质栅格g移动到当前目标地质栅格i的转向标号，dir
i,j
(t)表示由当前目标地质栅格i移动到下一目标地质栅格j的转向标号，card表示求集合中元素的个数。
[0090]
需说明的是，由于各个相邻地质栅格到目标终点所在的地质栅格的距离差别很小，因此引入修正距离函数扩大各个相邻地质栅格到目标终点所在的地质栅格的距离差别，从而体现目标终点所在的地质栅格的吸引力。此外，引入平滑启发函数使钻井路径的转弯次数尽可能得少。参照图3，从地质栅格i到地质栅格j的转向方向与地质栅格g到地质栅格i的转向方向相同，而地质栅格i到除地质栅格j的相邻地质栅格的转向方向与地质栅格g到地质栅格i的转向方向不同。而平滑启发函数计算转向方向相同的相邻地质栅格的计算结果大于转向方向不同的相邻地质栅格的计算结果，从而控制转向方向相同的相邻地质栅格的启发转移值大于转向方向不同的相邻地质栅格的启发转移值。进而减少生成的候选路径的转弯次数，得到相对平滑的候选路径。
[0091]
在可能的方式中，基于每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率包括：首先生成随机概率值，若随机概率值大于预设阈值，则基于每一地质栅格的信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率。若随机概率值小于等于预设阈值，则确定目标地质栅格到待钻起点所在的地质栅格的距离，并基于距离和每一地质栅格的信息素值，确定每一地质栅格对应的新信息素值。最后，基于每一地质栅格对应的新信息素值，计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率。
[0092]
示例地，首先设置一个预设阈值例如0.5，当第m只蚂蚁在第t次迭代时计算从目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，若生成的随机概率值大于0.5，则基于相邻地质栅格的当前信息素值计算转移概率。若生成的随机概率值小于等于0.5，则通过以下计算式确定相邻地质栅格的新信息素值用于计算转移概率：
[0093][0094]
其中，表示相邻地质栅格的新信息素值，τ0表示相邻地质栅格的信息素初始值，τ表示相邻地质栅格的当前信息素，lm表示第m只蚂蚁从待钻起点所在的地质栅格移动到目标地质栅格的路径总长。
[0095]
通过上述方法，可以加快计算候选路径的速度，缩短计算时间。特别是在钻井作业过程中地质环境发生变化的情况下，能够快速针对钻头前方的待作业区域生成新的钻井路径，提高钻井作业的效率。
[0096]
在得到多条候选路径后，可以针对每一候选路径计算路径成本，从中选择路径成本最低的候选路径作为目标路径。
[0097]
在可能的方式中，可以通过以下方式根据每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，在多条候选路径中选择目标路径：首先确定路径长度对应的路径权重参数，并确定路径转弯次数对应的转弯权重参数。然后基于路径权重参数和转弯权重参数，对每一候选路径的路径长度和路径转弯次数进行加权求和，得到每一候选路径对应的路径成本。最后在多条候选路径中选择路径成本最低的目标路径。
[0098]
示例地，可以根据每单位路径长度所需的作业成本以及每次路径转弯所需的作业成本之间的比例设置路径权重参数和转弯权重参数。然后通过以下计算式计算每一候选路径对应的路径成本：
[0099]
sm(t)＝xlm(t)+ytm(t)
[0100]
其中，sm(t)表示路径成本，lm(t)表示路径长度，tm(t)表示路径转弯次数，x表示
路径权重参数，y表示转弯权重参数。
[0101]
或者，针对部分待钻井区域的地质结构相对简单，不存在或存在少数障碍物区域的情况下，路径转弯次数相对较少，可以通过以下计算式计算每一候选路径对应的路径成本：
[0102]
sm(t)＝xlm(t)+tm(t)
[0103]
此外，计算路径成本除了考虑路径长度和路径转弯次数外，还可以考虑作业时间、路径作业难度等因素，本公开对此不作具体限定。
[0104]
值得说明的是，虽然通过上述蚁群算法理论上可以生成与预设迭代次数相同数量的候选路径，但是随着迭代次数的增加，会逐渐收敛于一条候选路径而不再产生新的候选路径，这时就需要产生新的蚁群重新进行迭代以生成新的候选路径，以便从更多的候选路径中确定优选的目标路径。
[0105]
示例地，若单次蚁群算法中预设的迭代次数为50次，则需要产生50只人工蚂蚁依次进行路径搜索以生成候选路径。在50只人工蚂蚁均完成路径搜索生成候选路径后，从中确定路径成本最低的目标路径，并根据目标路径更新的信息素对信息素初始值进行更新得到新的信息素初始值，然后进行下一次蚁群算法的迭代步骤，以此类推生成多条目标路径，并从中选择路径成本最低的目标路径作为最终的目标路径。
[0106]
需说明的是，在相关技术中，利用蚁群算法通常是为了得到收敛后的最短路径，而本公开实施例利用蚁群算法是为了得到多条候选路径以便确定路径成本最低的目标路径，并根据目标路径指导钻井设备进行钻井作业。相较于人工设计钻井路径，不仅提高了设计钻井路径的效率，还减少了人工成本和时间成本。此外，蚁群算法的原理以及其他相关内容可以参考相关技术，本公开在此不再赘述。
[0107]
图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种确定钻井路径的装置，该装置400包括：
[0108]
获取模块401，用于获取待钻井区域的三维地质模型，所述三维地质模型包括待钻起点、目标终点以及障碍物区域，所述障碍物区域包括不可钻井的坚硬地层区域；
[0109]
候选模块402，用于根据蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径；
[0110]
选择模块403，用于确定每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，并根据每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数，在所述多条候选路径中选择目标路径，所述目标路径用于指导钻井设备进行钻井作业。
[0111]
采用上述装置，自动生成多条从待钻起点避开障碍物区域到达目标终点的候选路径，并根据每一候选路径的路径长度和路径转弯次数，在多条候选路径中选择目标路径以指导钻井设备进行钻井作业。相较于人工设计钻井路径，不仅提高了设计钻井路径的效率，还减少了人工成本和时间成本。并且，在得到多条候选路径后，可以基于路径长度和路径转弯次数选择目标路径，相较于仅根据路径长度确定目标路径的方式，可以减少目标路径中的转弯次数，降低钻井作业的难度，从而提高钻井作业的效率。
[0112]
可选地，所述装置400还包括初始模块，该初始模块用于：
[0113]
对所述三维地质模型进行栅格划分，得到多个地质栅格；
[0114]
基于每一所述地质栅格对应的地质特征，对每一所述地质栅格添加信息素值，所
述信息素值用于确定所述地质栅格之间的转移概率，所述转移概率用于确定所述候选路径。
[0115]
所述候选模块402用于：
[0116]
根据每一所述地质栅格的信息素值、蚁群算法和所述三维地质模型，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径。
[0117]
可选地，所述初始模块用于：
[0118]
基于每一所述地质栅格对应的地质硬度，对每一所述地质栅格添加信息素值，所述信息素值与所述地质栅格对应的所述地质硬度为负相关关系。
[0119]
可选地，所述候选模块402用于：
[0120]
根据每一所述地质栅格的信息素值、蚁群算法和所述三维地质模型进行迭代计算，直到达到预设迭代次数，得到从所述待钻起点避开所述障碍物区域到达所述目标终点的多条候选路径；
[0121]
在每次迭代计算中，将所述待钻起点所在的地质栅格作为初始的目标地质栅格，循环执行以下过程：
[0122]
基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到相邻地质栅格的转移概率，所述转移概率与所述相邻地质栅格的信息素值为正相关关系；
[0123]
基于所述转移概率从所述相邻地质栅格中确定新的目标地质栅格，直至所述新的目标地质栅格为所述目标终点所在的地质栅格；
[0124]
基于被确定为目标地质栅格的每一地质栅格，得到一候选路径，并更新所述候选路径包括的地质栅格的信息素值。
[0125]
可选地，所述装置400还包括启发函数模块，该启发函数模块用于：
[0126]
基于预设的启发函数确定从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的启发转移值，其中所述启发函数包括修正距离函数和平滑启发函数，所述修正距离函数用于增大所述相邻地质栅格到所述目标终点所在的地质栅格之间的距离差异，所述平滑启发函数用于控制第一转向与第二转向相同时的启发转移值大于所述第一转向与所述第二转向不同时的启发转移值，所述第一转向为所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转向，所述第二转向为上一个目标地质栅格移动到所述目标地质栅格的转向，所述启发转移值与所述转移概率为正相关关系。
[0127]
所述候选模块402用于：
[0128]
基于所述启发转移值与每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转移概率。
[0129]
可选地，所述候选模块402用于：
[0130]
生成随机概率值；
[0131]
若所述随机概率值大于预设阈值，则基于每一所述地质栅格的信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述相邻地质栅格的转移概率；
[0132]
若所述随机概率值小于等于所述预设阈值，则确定所述目标地质栅格到所述待钻起点所在的地质栅格的距离，并基于所述距离和每一所述地质栅格的信息素值，确定每一所述地质栅格对应的新信息素值；
[0133]
基于每一所述地质栅格对应的新信息素值，计算从所述目标地质栅格移动到所述
相邻地质栅格的转移概率。
[0134]
可选地，所述选择模块403用于：
[0135]
确定路径长度对应的路径权重参数，并确定路径转弯次数对应的转弯权重参数；
[0136]
基于所述路径权重参数和所述转弯权重参数，对每一所述候选路径的路径长度和路径转弯次数进行加权求和，得到每一候选路径对应的路径成本；
[0137]
在所述多条候选路径中选择所述路径成本最低的目标路径。
[0138]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0139]
本公开实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例提供的确定钻井路径的方法的步骤。
[0140]
本公开实施例还提供一种电子设备，包括：
[0141]
存储器，其上存储有计算机程序；
[0142]
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述实施例提供的确定钻井路径的方法的步骤。
[0143]
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备500的框图。例如，电子设备500可以被提供为一服务器。参照图5，电子设备500包括处理器522，其数量可以为一个或多个，以及存储器532，用于存储可由处理器522执行的计算机程序。存储器532中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器522可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的确定钻井路径的方法。
[0144]
另外，电子设备500还可以包括电源组件526和通信组件550，该电源组件526可以被配置为执行电子设备500的电源管理，该通信组件550可以被配置为实现电子设备500的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备500还可以包括输入/输出(i/o)接口558。电子设备500可以操作基于存储在存储器532的操作系统，例如windows server
tm
，mac os x
tm
，unix
tm
，linux
tm
等等。
[0145]
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的确定钻井路径的方法的步骤。例如，该非临时性计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器532，上述程序指令可由电子设备500的处理器522执行以完成上述的确定钻井路径的方法。
[0146]
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的确定钻井路径的方法的代码部分。
[0147]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0148]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0149]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。