[發(fā)明專利]小井斜情況下的井眼軌跡控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610859442.0
• 申請(qǐng)日: 2016-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN107869309B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉修善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B7/06;E21B44/00;E21B47/022
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪;張文娟

1.一種小井斜情況下的井眼軌跡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S101、根據(jù)地質(zhì)和工程要求預(yù)先設(shè)計(jì)井眼軌跡，得到井眼軌跡的節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)參數(shù)，然后提取井眼軌跡上各節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)處的特征參數(shù)，其中所述特征參數(shù)包括井斜角、井斜變化率、方位變化率；

S102、根據(jù)所述井眼軌跡的特征參數(shù)，計(jì)算導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)，其中所述工作特性參數(shù)包括工具造斜率和定向方位角；

S103、根據(jù)所述工作特性參數(shù)，繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線；

S104、在導(dǎo)向鉆井過程中，隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性參數(shù)，將實(shí)際與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性參數(shù)繪制在同一張圖上，用以監(jiān)測(cè)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性是否符合設(shè)計(jì)，當(dāng)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際與設(shè)計(jì)工作特性偏差較大時(shí)，應(yīng)校正控制方案。

2.如權(quán)利要求1所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法，其特征在于，在步驟S102中，設(shè)計(jì)導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)時(shí)，井眼軌跡的特征參數(shù)與導(dǎo)向鉆具的工作參數(shù)之間的特定關(guān)系式為：

其中，α為井斜角，單位為度；φ為方位角，單位為度；κ_α為井斜變化率，單位為度/30米；κ_φ為方位變化率，單位為度/30米；κ為工具造斜率，單位為度/30米；φ_w為定向方位角，單位為度。

3.如權(quán)利要求2所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法，其特征在于，在步驟S103中，繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線包括以下步驟：

以κ_φsinα為橫軸、以κ_α為縱軸建立直角坐標(biāo)系，使得工具造斜率κ相當(dāng)于極坐標(biāo)系的矢徑，定向方位角φ_w相當(dāng)于極坐標(biāo)系的極角；

將導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)繪制在該坐標(biāo)系上，以得到隨井深變化的工具造斜率κ和定向方位角φ_w的關(guān)系曲線。

4.如權(quán)利要求3所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法，其特征在于，在步驟S104中，將實(shí)際測(cè)量的工具造斜率κ和定向方位角φ_w與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性曲線繪制在同一張圖上，用以監(jiān)測(cè)和控制導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性，從而有效地控制實(shí)鉆井眼軌跡。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法，其特征在于，所述井眼軌跡特征參數(shù)適用于所有的井眼軌跡模型，所述導(dǎo)向鉆井過程包括滑動(dòng)導(dǎo)向過程、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向過程和復(fù)合導(dǎo)向鉆井過程。

6.一種小井斜情況下的井眼軌跡控制裝置，其特征在于，所述裝置包括以下單元：

井眼軌跡設(shè)計(jì)特征參數(shù)提取單元，其用于根據(jù)地質(zhì)和工程要求預(yù)先設(shè)計(jì)井眼軌跡，得到井眼軌跡的節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)參數(shù)，然后提取井眼軌跡上各點(diǎn)處的特征參數(shù)，其中所述特征參數(shù)包括井斜角、井斜變化率、方位變化率；

導(dǎo)向鉆具工作特性設(shè)計(jì)單元，其用于根據(jù)所述井眼軌跡的特征參數(shù)，計(jì)算導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)，其中所述工作特性參數(shù)包括工具造斜率和定向方位角；

導(dǎo)向鉆具工作特性曲線繪制單元，其用于根據(jù)所述工作特性參數(shù)，以井深為自變量，繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線；

導(dǎo)向鉆具實(shí)際工作特性監(jiān)控單元，其用于在導(dǎo)向鉆井過程中，隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性參數(shù)，將實(shí)際與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性參數(shù)繪制在同一張圖上，用以監(jiān)測(cè)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性是否符合設(shè)計(jì)，當(dāng)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際與設(shè)計(jì)工作特性偏差較大時(shí)，實(shí)時(shí)校正控制方案。

7.如權(quán)利要求6所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制裝置，其特征在于，在導(dǎo)向鉆具工作特性設(shè)計(jì)單元中，導(dǎo)向鉆具的工作特性與井眼軌跡的特征參數(shù)之間的特定關(guān)系式為：

其中，α為井斜角，單位為度；φ為方位角，單位為度；κ_α為井斜變化率，單位為度/30米；κ_φ為方位變化率，單位為度/30米；κ為工具造斜率，單位為度/30米；φ_w為定向方位角，單位為度。