[發明專利]一種基于Kalman濾波的改進SAGD算法

有效

• 申請號: 201210276241.X
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102787838A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 張超;龐珂珂;張亞欣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/09
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

1.一種基于Kalman濾波的改進SAGD算法，包括以下步驟：

①、在已有井中按一定間隔選取若干目標點作為相對導航定位的參考點，磁傳感器將隨鉆進過程放置于不同目標點，劃分各目標點作用距離；

②、在作用距離內，磁傳感器記錄鉆進過程中的磁場數據，計算總磁場的歸一化幅值；

③、選取若干離散的歸一化幅值作為測點，各測點分別由SAGD算法計算得到多個相對距離r；

④、由上述測點中提取x、y方向的磁場分量，按照磁場模型解算出多個其雙井相對的垂直偏離角度θ；

⑤、將多個測點的r和θ值依次輸入Kalman濾波器，各組r和θ值按照本發明設計的幾何位置加權規則進行一步預測；

⑥、對r和θ進行濾波更新，得到其濾波估計；

重復⑤-⑥，直至所有測點輸入完畢，此時的濾波估計即為最終的定位結果。

2.根據權利1所述的基于Kalman濾波的改進SAGD算法，其特征在于，在步驟①中，目標點間隔取為預定雙井間距Δl的4倍。

3.根據權利1所述的基于Kalman濾波的改進SAGD算法，其特征在于，在步驟①中，進尺為z₂的目標點，其作用距離為鉆頭進尺z₁由z₂-2Δl變化至z₂+2Δl的位置。

4.根據權利1所述的基于Kalman濾波的改進SAGD算法，其特征在于，步驟②中將連續磁場數據按周期進行離散化，計算各周期平均幅值，并以最大值為1進行歸一化，具體方法是

在作用距離內，記錄三軸磁場分量及對應的鉆頭進尺，即(B_x(t),B_y(t),B_z(t),z(t))對B_x(t)B_y(t)B_z(t)分別取希爾伯特變換H[B_x(t)]H[B_y(t)]H[B_z(t)]，并求取角度

φx(t)=arctanH[Bx(t)]Bx(t)]]>

φy(t)=arctanH[By(t)]By(t)]]>

φz(t)=arctanH[Bz(t)]Bz(t)---(1)]]>

將采樣數據按磁場變化周期進行分段，其中，第i段數據表示如下

B_x,i(t)=B_x(t)|_{2π(i-1)<ωt<2πi}

B_y,i(t)=B_y(t)|_{2π(i-1)<ωt<2πi}

φ_x,i(t)=φ_x(t)|_{2π(i-1)＜ωt＜2πi}

φ_y,i(t)=φ_y(t)|_{2π(i-1)<ωt<2πi}

φ_z,i(t)=φ_z(t)|_{2π(i-1)＜ωt＜2πi}????（2）

以表示B_x,i(t)和B_y，i(t)在該周期內的平均幅值，則有

|B‾x(i)|=1π[∫02πBx,i(t)sinφx,i(t)d(ωt)]2+[∫02πBx,i(t)cosφx,i(t)d(ωt)]2]]>

|B‾y(i)|=1π[∫02πBy,i(t)sinφy,i(t)d(ωt)]2+[∫02πBy,i(t)cosφy,i(t)d(ωt)]2---(3)]]>

定義

Bmag(i)=|B‾x(i)|2+|B‾y(i)|2---(4)]]>

搜索B_mag的最大值B_max=max(B_mag)

對B_mag其進行歸一化處理：

Bmag′=BmagBmax---(5).]]>