[發明專利]一種用于定向井井眼軌跡的誤差分析方法

有效

• 申請號: 201510303420.1
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN104881547B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 高爽;焦煥靜;孟照魁;李慧鵬;林鐵;李先慕;王璐;蔡曉雯;白琳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種用于定向井井眼軌跡的誤差分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，采集測斜儀上行過程中測得的井眼位置參數，根據測斜儀的儀器模型確定誤差項；所述的井眼位置參數包括井斜角I、方位角A以及井深D；

誤差源從四方面考慮：深度誤差、不對中誤差、傳感器誤差和儀器精度誤差；從每個誤差源確定一個或兩個以上的誤差項，每個誤差項至少設置有誤差量級和權重函數；

步驟2，確定誤差項作用在測點處的誤差向量；

設第i個誤差項ε_i作用在測段l內的第k個測點處的誤差向量為e_i,l,k，具體為：

ei,l,k=σi,l(dΔrkdpk+dΔrk+1dpk)∂pk∂ϵi;]]>

其中，σ_i,l表示測段l內第i個誤差項的誤差量級，p_k表示井眼測量向量，r_k表示井眼位置向量，Δr_k表示第k-1個測點到第k個測點間的長度，Δr_k+1表示第k個測點到第k+1個測點間的長度；

設L表示到達測量終點前的測段，K表示測段L最終要計算的測點處位置，則第i個誤差項ε_i作用在最終要計算的測點處的誤差向量為為：

ei,L,K*=σi,LdΔrkdpk∂pk∂ϵi]]>

其中，σ_i,L表示測段L內第i個誤差項的誤差量級；

步驟3，將第k個測點處的各誤差項累加，獲取位置不確定性矩陣C_nev，具體實現方法是：

(1)當第i個誤差項為隨機性參考誤差時，第i個誤差項在測段l內的協方差矩陣為：

Ci,lr=Σk=1Kl(ei,l,k)·(ei,l,k)T]]>

其中，K_l表示測段l內的測點總數；

則第i個誤差項到計算終點K處所造成的總協方差矩陣為：

Ci,Kr=Σl=1L-1Ci,lr+Σk=1K-1(ei,l,k)·(ei,l,k)T+(ei,L,K*)·(ei,L,K*)T]]>

(2)當第i個誤差項為系統性參考誤差時，第i個誤差項在測段l的協方差矩陣為：

Ci,ls=(Σk=1Klei,l,k)·(Σk=1Klei,l,k)T]]>

則第i個誤差項到計算終點K處所造成的總協方差矩陣為：

Ci,Ks=Σl=1L-1Ci,ls+(Σk=1K-1ei,l,k+ei,L,K*)·(Σk=1K-1ei,l,k+ei,L,K*)T]]>

(3)獲取位置不確定性矩陣C_nev：

Cnev=Σi∈RCi,Kr+Σi∈SCi,Ks]]>

其中，i∈R表示第i個誤差項屬于隨機性參考誤差，i∈S表示第i個誤差項屬于系統性參考誤差；

步驟4，將地理坐標系下的位置不確定性矩陣C_nev轉換到井眼位置坐標系下，得到井眼位置坐標系下的位置不確定性矩陣C_hla；

C_hla＝T^TC_nevT

其中，轉換矩陣T為：

T=cos Ikcos Ak-sin Aksin Ikcos Akcos Iksin Akcos Aksin Iksin Ak-sin Ik0cos Ik]]>

I_k和A_k分別表示在當前測段內第k個測點處測量得到的井斜角和方位角；

步驟5，根據井眼位置誤差的概率密度函數確定測點處誤差橢球的各半軸長度；

所述的井眼位置誤差的概率密度函數為表示如下：

f(Δr→g)=1(2π)3/2|Chla|3/2e-12(Δr→g)Chla-1(Δr→g)]]>

其中，為考慮誤差后的井底位置向量增量，[U,V,W]^T為經過正交變換后的向量，則有：

U2λ1+V2λ2+W2λ3=m2]]>

其中，m為放大系數，λ₁、λ₂和λ₃為正交變換矩陣的特征值；

誤差橢球的各半軸長度的平方分別為m²λ₁、m²λ₂和m²λ₃；

步驟6，重復步驟2～步驟5，計算下一個測點處的誤差橢球；同時，可根據獲得的測點處的誤差橢球進行井眼位置不確定性分析。

2.根據權利要求1所述的一種用于定向井井眼軌跡的誤差分析方法，其特征在于，所述的步驟1中，確定了如下11個誤差項：

其中，R表示隨機性傳播，S表示系統性傳播，ΔD表示兩個測點間測量深度的差值。