[發明專利]小井斜情況下的井眼軌跡控制方法及裝置有效
| 申請號: | 201610859442.0 | 申請日: | 2016-09-28 |
| 公開(公告)號: | CN107869309B | 公開(公告)日: | 2019-04-19 |
| 發明(設計)人: | 劉修善 | 申請(專利權)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研究院 |
| 主分類號: | E21B7/04 | 分類號: | E21B7/04;E21B7/06;E21B44/00;E21B47/022 |
| 代理公司: | 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611 | 代理人: | 朱繪;張文娟 |
| 地址: | 100728 北*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 小井斜 情況 軌跡 控制 方法 裝置 | ||
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、根據地質和工程要求預先設計井眼軌跡,得到井眼軌跡的節點及分點參數,然后提取井眼軌跡上各節點及分點處的特征參數,其中所述特征參數包括井斜角、井斜變化率、方位變化率;
S102、根據所述井眼軌跡的特征參數,計算導向鉆具的工作特性參數,其中所述工作特性參數包括工具造斜率和定向方位角;
S103、根據所述工作特性參數,繪制導向鉆具的工作特性曲線;
S104、在導向鉆井過程中,隨時測量導向鉆具的實際工作特性參數,將實際與設計的導向鉆具工作特性參數繪制在同一張圖上,用以監測導向鉆具的實際工作特性是否符合設計,當導向鉆具的實際與設計工作特性偏差較大時,應校正控制方案。
2.如權利要求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,設計導向鉆具的工作特性參數時,井眼軌跡的特征參數與導向鉆具的工作參數之間的特定關系式為:
其中,α為井斜角,單位為度;φ為方位角,單位為度;κα為井斜變化率,單位為度/30米;κφ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;φw為定向方位角,單位為度。
3.如權利要求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,繪制導向鉆具的工作特性曲線包括以下步驟:
以κφsinα為橫軸、以κα為縱軸建立直角坐標系,使得工具造斜率κ相當于極坐標系的矢徑,定向方位角φw相當于極坐標系的極角;
將導向鉆具的工作特性參數繪制在該坐標系上,以得到隨井深變化的工具造斜率κ和定向方位角φw的關系曲線。
4.如權利要求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,將實際測量的工具造斜率κ和定向方位角φw與設計的導向鉆具工作特性曲線繪制在同一張圖上,用以監測和控制導向鉆具的實際工作特性,從而有效地控制實鉆井眼軌跡。
5.如權利要求1-4中任一項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適用于所有的井眼軌跡模型,所述導向鉆井過程包括滑動導向過程、旋轉導向過程和復合導向鉆井過程。
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:
井眼軌跡設計特征參數提取單元,其用于根據地質和工程要求預先設計井眼軌跡,得到井眼軌跡的節點及分點參數,然后提取井眼軌跡上各點處的特征參數,其中所述特征參數包括井斜角、井斜變化率、方位變化率;
導向鉆具工作特性設計單元,其用于根據所述井眼軌跡的特征參數,計算導向鉆具的工作特性參數,其中所述工作特性參數包括工具造斜率和定向方位角;
導向鉆具工作特性曲線繪制單元,其用于根據所述工作特性參數,以井深為自變量,繪制導向鉆具的工作特性曲線;
導向鉆具實際工作特性監控單元,其用于在導向鉆井過程中,隨時測量導向鉆具的實際工作特性參數,將實際與設計的導向鉆具工作特性參數繪制在同一張圖上,用以監測導向鉆具的實際工作特性是否符合設計,當導向鉆具的實際與設計工作特性偏差較大時,實時校正控制方案。
7.如權利要求6所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制裝置,其特征在于,在導向鉆具工作特性設計單元中,導向鉆具的工作特性與井眼軌跡的特征參數之間的特定關系式為:
其中,α為井斜角,單位為度;φ為方位角,單位為度;κα為井斜變化率,單位為度/30米;κφ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;φw為定向方位角,單位為度。
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