[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

技術領域

本發明涉及井眼檢測、石油測斜領域，具體涉及一種用于定向井井眼軌跡誤差分析的方法。

背景技術

井眼測點由三個基本測量參數組成，包括井深D、井斜角I和方位角A。在井眼軌跡測量過程中存在諸多影響其精度的誤差因素，這些誤差源以不同方式影響測量值，導致井眼測量結果不精確。建立誤差模型的目的就是綜合考慮各種導致測量誤差的物理因素，最終確定在某一測量點處的三維位置誤差橢球。

1999年，Hugh Williamson在SPE年度技術大會上提出隨鉆測量井眼不確定性模型。隨后，該模型不斷更新并在隨鉆測量領域得到廣泛應用，但并不完全適用定向井分析過程，誤差源及誤差參數都不適用于定向井的分析中。

國內現有定向井軌跡誤差都是采用WdW誤差分析模型來分析，該模型由Wolff和de Wart于1981年提出。但該模型只考慮系統誤差而忽略隨機誤差的假設不適合于三維井眼軌跡。且現代測量儀器多利用慣性測量原理，不能再簡單按性能好壞而確定誤差權重函數。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于定向井井眼軌跡的誤差分析方法，它克服了現有技術在定向井測量領域的不足，可為軌跡解釋部門提供高質量的數據以及對促進救險井相交和叢式井防碰提供可靠依據。

本發明提供的用于定向井井眼軌跡的誤差分析方法，包括如下步驟1～步驟6：

步驟1、采集測斜儀上行過程中測得的井眼位置參數，根據測量儀的儀器模型確定誤差項。其中，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，每個誤差項至少包含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；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

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。

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。

其中，C_hla＝T^TC_nevT，轉換矩陣T為：

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：

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：

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，循環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。

本發明的優點與積極效果在于：(1)現有隨鉆測量中記錄的誤差源項目繁多，不適用于定向井的使用，本發明針對光纖陀螺測斜儀這類測量儀器，確定了適用的模塊意義上的獨立誤差源，對該類儀器測量誤差源選取具有指導意義；(2)可應用于以光纖陀螺為慣性器件的測斜儀測量定向井井眼軌跡過程中，為后續井眼軌跡解釋部門提供可靠依據；(3)本發明適用于華北地區油井，克服了井眼軌跡誤差分析只能在隨鉆測量領域應用的不足。

附圖說明

圖1是本發明的定向井井眼軌跡誤差分析方法的整體流程圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。