[發(fā)明專利]用于計算鉆孔中MWD系統(tǒng)的定向的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380062258.8
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN104968889B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 布雷特·文斯特溫克
• 申請（專利權）人: 科學鉆探國際有限公司
• 主分類號: E21B47/0228
• 分類號: E21B47/0228;E21B47/024
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

一種使用陀螺儀傳感器探測姿態(tài)參考區(qū)間中角度偏轉(zhuǎn)率以隨MWD系統(tǒng)在鉆孔內(nèi)從第一位置移動至第二位置從而計算鉆孔內(nèi)的定向變化的方法。羅盤拍攝可在使用磁力計和加速計或陀螺儀傳感器和加速計的第一位置和第二位置的一處或多處進行。回接和/或重疊處理可應用于增加測量的鉆孔內(nèi)定向的準確性。此外，回接和/或重疊處理可響應于在計算的位置與測量的位置之間的差異而應用于調(diào)整傳感器模型參數(shù)。在隨后的各區(qū)間之間的定向變化的迭代計算可允許只使用單個羅盤拍攝為整個鉆探操作計算MWD定向。

相關申請的交叉引用

本申請為要求于2012年10月12日提交的第61/713,164號美國臨時申請的優(yōu)先權的正式申請。

技術領域

本公開涉及在隨鉆測量(MWD)系統(tǒng)中的勘測，特別地涉及用于由MWD傳感器收集的數(shù)據(jù)的處理方法。

背景技術

在鉆井作業(yè)、特別是大斜度鉆井中需要準確并精確確定鉆具組件的位置和方向。傳統(tǒng)上，傳感器組件用于測量井下軌道和地下條件。以這種方式收集的數(shù)據(jù)通常通過本領域已知的MWD遙感勘測傳輸至地表，以將該軌道信息傳達至地表。許多因素可結合起來不可預知地影響鉆探鉆孔的軌道。鉆孔軌道的準確確定必需確定鉆孔位置并引導鉆孔至其地質(zhì)目標以及避免與地下隱蔽物、地質(zhì)特征、井或地帶的碰撞。在其他情況下，需要對地下隱蔽物、地質(zhì)特征、井或地帶進行攔截。

在某些情況下，使用常規(guī)方法調(diào)查鉆孔涉及地球磁場和重力場的周期測量，以確定在底部鉆具組件處的鉆孔方位和傾向。以往，在底部鉆具組件靜止時就已經(jīng)做出了該確定。因此，在離散勘測站之間的隨孔深度或鉆孔距離一般從30英尺到60至90英尺或更多，對應于在地表處增加的鉆桿的支架或接合部的長度。例如因物理因素或異常現(xiàn)象的出現(xiàn)而引起的在多個勘測站之間的累計誤差可使測量準確性出現(xiàn)偏差。例如，依靠磁力計的MWD系統(tǒng)可受開關鉆柱的磁干擾的影響。此外，回轉(zhuǎn)羅盤必然傾向于在可減少回轉(zhuǎn)羅盤MWD系統(tǒng)中整體勘測準確性的更高傾角中損失準確性。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了一種用于計算鉆孔中MWD系統(tǒng)的定向的方法。該方法可包括提供一種MWD系統(tǒng)，該MWD系統(tǒng)包括多個傳感器，由傳感器收集的數(shù)據(jù)通過具有可調(diào)的傳感器模型參數(shù)的傳感器模型解讀，MWD系統(tǒng)具有定向，該定向包括方位角和傾角。該方法還可包括在鉆柱上定位MWD系統(tǒng)。該方法還可包括在從地表位置鉆探的鉆孔內(nèi)的某一深度處定位鉆柱，該深度從MWD系統(tǒng)的位置測量至地表位置，鉆孔的方向一般由MWD系統(tǒng)的定向表示；通過鉆柱的運動將鉆孔內(nèi)MWD系統(tǒng)的位置從第一深度移動至第二深度；隨著MWD系統(tǒng)從第一深度移動至第二深度，使用多個傳感器中的一個或多個傳感器感測MWD系統(tǒng)的定向變化；以及計算MWD系統(tǒng)在第一深度與第二深度之間的定向變化。

本公開還提供了一種用于計算鉆孔中MWD系統(tǒng)的定向的方法。該方法可包括提供一種MWD系統(tǒng)，該MWD系統(tǒng)包括多個傳感器，由傳感器收集的數(shù)據(jù)通過具有可調(diào)的傳感器模型參數(shù)的傳感器模型解讀，MWD系統(tǒng)具有定向，該定向包括方位角和傾角。該方法還可包括在鉆柱上定位MWD系統(tǒng)。該方法還可包括在從地表位置鉆探入土層的鉆孔內(nèi)的較上部的深度處定位鉆柱，該深度從MWD系統(tǒng)的位置測量至地表位置，一般MWD系統(tǒng)所在的鉆孔的方向由MWD系統(tǒng)的定向表示；使用多個傳感器中的兩個或多個傳感器在較上部的深度處進行羅盤拍攝以確定在較上部的深度處的MWD系統(tǒng)的定向；鉆探入土層中更深處，MWD系統(tǒng)從而移動至較下部的位置；通過鉆柱的運動，鉆孔內(nèi)的MWD系統(tǒng)從較上部的深度移動至較下部的深度或者從較下部的深度移動至較上部的深度；隨著MWD系統(tǒng)的移動，使用多個傳感器中的一個或多個傳感器感測MWD系統(tǒng)的定向變化；計算MWD系統(tǒng)在較上部深度與較下部深度之間的定向變化；使用計算的較上部深度與較下部深度之間的定向變化和在較上部的深度處的MWD系統(tǒng)的定向計算在較下部的深度處的MWD系統(tǒng)的定向。

附圖說明

在借助附圖閱讀時，可通過以下詳細描述最佳地理解本公開。所強調(diào)的是，依據(jù)行業(yè)中的標準實踐，許多特征并未按比例繪制。事實上，為討論清楚起見，許多特征的尺寸可任意放大或縮小。