[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

本發明公開了一種用于同時鉆多口垂直井的磁測距方法，在井下利用工具在絕緣間隙帶上生成電流，電流會產生磁場，再由另外一口井的三軸磁強計測得該磁場，并進行相關計算。根據所得到距離和角度的信息，兩井可以同時鉆進。當同時鉆進多口井時，每口井的底部鉆具組合都具有絕緣間隙和磁強計，均可產生磁場并測量磁場，實現多口井的同時鉆進。

技術領域

本發明涉及鉆井領域，特別是一種用于同時鉆多口垂直井的磁測距方法。

背景技術

在石油勘探領域，采用弱磁場進行定位是20世紀80年代進入現代化工業的一項新技術。國外的磁場定位技術在鉆井方面的應用研究可以追溯到20世紀30年代，商業化應用于20世紀80年代。早在1966年美國提出有線電磁測距技術，但是在套管井中布置電纜工具需要在下一步鉆井時，利用鉆探設備、泥漿泵、連續油管等推動有線工具向前移動。這些推動方法造價昂貴還需布置額外設備，因此有線電磁測距技術效率很低。隨著近一步研究，國外對于磁場的測量方法，算法等一步步得到改善和發展。目前，市場上相關產品的可靠性以及耐高溫高壓能力在不斷增強、效率不斷提高而成本在逐漸下降。尤其是哈里伯頓研制的產品，最大可工作于175℃高溫、175MPa高壓，非工作狀態可承受200℃高溫。其設計也逐步從有線向無線化、系統與馬達結合提高了系統的轉速以提高鉆井效率，近鉆頭無線傳輸降低了系統的成本。

我國電磁測量技術在鉆井中的應用近年來雖然取得了一些成果，但是由于起步晚，石油產業正處于探索和發展期。為了打破技術發展瓶頸、提高石油開采率，克服傳統方法難以滿足高可靠、高精度、抗干擾的缺點，我國在磁場測量技術也投入了大量的研究，但目前無法滿足大多數鉆井時準確的估測出與目標點的相對位置的要求，需要進一步提高測量精度和測量距離，對該技術中存在的問題深入研究，以達到適合石油開發的要求。

目前，在需要鉆進兩口或更多口井時，一般先鉆一口井，再利用磁導向技術根據第一口井鉆進第二口井。例如，2008年，遼河油田引進Halliburton公司的磁導向鉆井技術，鉆進的SAGD雙水平井；以及新疆油田順利鉆成的4對SAGD雙水平井，均不是同時鉆進，十分耗時、效率很低并且成本高昂。

發明內容

本發明的目的是要解決現有技術中存在的不足，提供一種用于同時鉆多口垂直井的磁測距系統。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種同時鉆多口垂直井的磁測距方法，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帶距離越遠而減小；井一內的磁場表述為：當井與絕緣油基泥漿(OBM)一起鉆進時，絕緣間隙帶帶的電流基本保持恒定；井一內的磁場表述為：