[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井入靶形勢預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042346.3
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103967479A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉修善
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B47/022
• 分類號: E21B47/022;E21B47/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井工程領(lǐng)域，尤其涉及一種在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井條件下進(jìn)行入靶形勢預(yù)測的方法，該方法可用于監(jiān)測和控制井眼軌跡。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井具有鉆柱摩阻小、井眼平滑、機(jī)械鉆速高等特點(diǎn)，已成為大位移井、超長水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井中不可或缺的導(dǎo)向鉆井工具和技術(shù)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的井下部分主要由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和隨鉆測量總成所組成，其中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具包括近鉆頭井斜傳感器、偏心穩(wěn)定器、導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、井下控制器等，隨鉆測量總成包括MWD/LWD儀器、地質(zhì)參數(shù)測量短節(jié)、環(huán)空/地層壓力測量短節(jié)、渦輪發(fā)電機(jī)等。

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的導(dǎo)向原理可分為推靠式和指向式兩大類。如圖1所示。推靠式導(dǎo)向工具在靠近鉆頭處安裝有偏心穩(wěn)定器等偏置單元，推靠鉆頭偏離井眼軸線，并產(chǎn)生鉆頭側(cè)向力，從而實(shí)現(xiàn)造斜和導(dǎo)向作用。指向式導(dǎo)向工具的偏置單元安裝在導(dǎo)向工具中部（常位于兩個穩(wěn)定器之間），使導(dǎo)向工具殼體內(nèi)的驅(qū)動主軸產(chǎn)生偏置或撓曲，導(dǎo)致鉆頭軸線相對于井眼軸線發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能。為了提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的造斜能力，可在其上部串接一個柔性短節(jié)，以減小上部鉆柱對導(dǎo)向工具造斜性能的影響。

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井具有更高的鉆井速度，在鉆達(dá)各靶點(diǎn)或靶區(qū)之前，需要隨時預(yù)測實(shí)鉆軌跡的入靶位置、評價入靶點(diǎn)偏離靶點(diǎn)的程度，以便采取有效措施，控制實(shí)鉆軌跡進(jìn)入并穿過靶區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中沒有以靶區(qū)為目標(biāo)的井眼軌跡預(yù)測技術(shù)，缺乏對中靶情況的預(yù)判，從而難以保證實(shí)鉆軌跡必能中靶的缺點(diǎn)，提出了一種在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井條件下進(jìn)行入靶形勢預(yù)測的方法，所述方法包括以下步驟：

S101、根據(jù)鉆井實(shí)際軌跡最后兩測點(diǎn)（M_n-1，M_n）的測斜數(shù)據(jù)計算最后測段的軌跡特征參數(shù)，所述測斜數(shù)據(jù)為井深、井斜角、方位角，所述軌跡特征參數(shù)為井眼軌跡在垂直剖面圖和水平投影圖上的曲率；

S102、基于井眼軌跡監(jiān)測要求計算最后一個測點(diǎn)（M_n）的空間坐標(biāo)；

S103、當(dāng)保持旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井鉆井工藝和技術(shù)參數(shù)繼續(xù)鉆進(jìn)時，所述軌跡特征參數(shù)保持不變，按所述最后測段的軌跡特征參數(shù)采用外推法計算出鉆至靶區(qū)的預(yù)測軌跡的井段長度；

S104、基于所述井段長度、所述軌跡特征參數(shù)、所述測斜數(shù)據(jù)以及所述空間坐標(biāo)計算所述入靶點(diǎn)（e）的井斜角、方位角以及空間坐標(biāo)；

S105、根據(jù)所述入靶點(diǎn)的空間坐標(biāo)，計算出所述入靶點(diǎn)（e）在靶點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，判斷所述入靶點(diǎn)（e）是否落在預(yù)設(shè)的靶區(qū)內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，按照以下公式計算最后測段的曲率：

κv=Δαn-1,nΔLn-1,n]]>

κh=Δφn-1,nΔSn-1,n]]>

其中