[發明專利]一種用于同時鉆多口垂直井的磁測距方法

有效

• 申請號: 201711406937.9
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107989601B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 周靜;高旭;尚海燕;謝海明;燕并男;傅鋼;雷誠;傅杰
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B47/13
• 分類號: E21B47/13;E21B47/0228
• 代理公司: 西安中科匯知識產權代理有限公司 61254
• 代理人: 韓冰

1.一種同時鉆多口垂直井的磁測距方法，其特征在于：包括以下步驟；

步驟1，同時鉆多口垂直井時，將底部鉆具組合布置在相鄰的井一和井二中，所述井一的底部鉆具組合包括鉆頭、導向馬達、隨鉆測量工具MWD、用于提供評價井眼所鉆地層信息的LWD工具以及位于鉆鋌的絕緣間隙帶；所述井二的底部鉆具組合包括鉆頭、導向馬達、位于鉆鋌的絕緣間隙帶以及設置有三軸磁強計的隨鉆測量工具MWD；

步驟2，停止鉆井過程，并停止相鄰的井一的底部鉆具組合和井二的底部鉆具組合的旋轉；

步驟3，滑動相鄰的井一的底部鉆具組合和/或井二的底部鉆具組合，使將井一的底部鉆具組合中的絕緣間隙帶放置在井二的底部鉆具組合的磁強計所在的平面；

步驟4，使用隨鉆測量工具MWD測量所述井一的底部鉆具組合、井二的底部鉆具組合的方位角和傾斜角；

步驟5，給井一的底部鉆具組合的絕緣間隙帶通已知的電流I(0)，以生成磁場；

步驟6，基于井一的底部鉆具組合中的LWD工具的數據，分析井一的底部鉆具組合數據來確定其相對于地質的位置，當井一和導電水基泥漿WBM一起鉆進時，電流從井一的底部鉆具組合流經到鉆頭并沿鉆鋌徑向流入地層；軸向電流I(z)隨著流過絕緣間隙帶的距離越遠而近似線性減小，并且在鉆頭處幾乎為零；井一的底部鉆具組合上的電流也隨流經絕緣間隙帶距離越遠而減小；井一內的磁場表述為：當井一與絕緣油基泥漿OBM一起鉆進時，絕緣間隙帶的電流基本保持恒定；井一內的磁場表述為：其中I(z)代表從絕緣間隙帶沿底部鉆具組合流過的一段距離z的電流，I’是電流流進地層的修正值，r是兩井底部鉆具組合之間的距離，是從第一井底部鉆具組合指向第二井底部鉆具組合的單位向量，是沿第一井底部鉆具組合軸向方向的單位向量，自由空間磁導率μ₀＝4π·10^-7Henry/m；然后規劃鉆孔井一下一段的方位角和傾斜角；

步驟7，利用井二的底部鉆具組合的三軸磁強計測量井一的底部鉆具組合中的絕緣間隙帶產生的磁場的振幅、方向、三個分量的磁場，表述為所述三個分量的磁場包括：B_x，B_y，B_z，分別表述為

步驟8，設定一個(x，y，z)坐標系與井二相關聯，其中是一個單位向量，它與井二的底部鉆具組合的軸對齊，并指向井二的底部鉆具組合的鉆頭；坐標系的位于井二的底部鉆具組合的磁強計處；單位向量指水平方向向左，單位向量沿底部鉆具組合(10)的軸并指向井二的鉆頭；相鄰的井一與井二之間的相對方位角是角在平面(x，y，0)的投影與x軸之間的夾角為θ；

步驟9，由于三個分量的磁場計算公式為其中I(0)，為已知參數，根據三個分量的磁場計算公式推導出：

再根據x₀和y₀計算出相鄰的井一和井二之間相對距離r和相對角度γ，其中γ＝arctan(y₀/x₀)；

步驟10，計算相鄰的井一與井二之間的相對方位參數θ，首先由井二的底部鉆具組合的磁強計測得在z＝0時測量值，獲得井一的底部鉆具組合的絕緣間隙帶在點(x₀，y₀，0)相對位置；假設兩個底部鉆具組合沿著它們的軌跡鉆進一段距離Δz，磁場測量值在一個新的位置重新讀數，然后進行相同的計算得到井一的底部鉆具組合的絕緣間隙帶關于井二的底部鉆具組合的磁強計的x、y坐標系的新的值，即(x₁，y₁，Δz)；兩點確定一條直線，(x₀，y₀，0)和(x₁，y₁，Δz)，得到井一的底部鉆具組合與井二的底部鉆具組合的相對方向：

步驟11，規劃井二下一部分鉆進的方位角和傾斜角來保持井二平行于井一，該計劃基于井一規劃的軌跡、井二相對于井一的位置；

步驟12，恢復所有多口垂直井的鉆進。