[發明專利]用于評價水平井軌跡誤差的方法

有效

• 申請號: 201810863635.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN110807233B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉修善;臧艷彬;何江;周號博;王立雙;張洪寧;劉匡曉;陳小鋒;王光磊;劉衛東
• 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: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F17/16
• 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;顏燕紅

本發明提供了一種用于評價水平井軌跡誤差的方法，其包括以下步驟：按行業規程采用測量儀器獲得井眼軌跡的測斜數據，基于ISCWSA標準及模型求取井口坐標系NEH下各測點處的協方差矩陣，協方差矩陣表征一個誤差橢球族；根據實際鉆井工程要求的概率，選取放大系數以唯一確定誤差橢球；經過誤差橢球球心作垂直于井眼方位的鉛垂面，截取誤差橢球得到所述鉛垂面內的誤差橢圓，基于誤差橢球的協方差矩陣確定鉛垂面上誤差橢圓的協方差矩陣；基于誤差橢圓的協方差矩陣確定其尺寸和姿態；基于誤差橢圓的尺寸和姿態來表征井眼軌跡在鉛垂面上的不確定性，進而用以評價水平井設計的可行性和合理性、監測和控制水平井軌跡在靶區和儲層中穿行。

技術領域

本發明涉及油氣井工程領域，具體說涉及油氣井工程中對于井眼軌跡誤差進行評價的方法。

背景技術

井眼軌跡監測與控制的基本目標是確定井眼軌跡上任一點的空間位置，即井眼軌道定位。然而，由于存在測量、計算等誤差，井眼軌跡定位不可能絕對準確。盡管通過誤差校正等途徑能提高井眼軌跡定位精度，但是卻無法完全消除這些誤差，因此井眼軌跡存在不確定性問題。

基于井眼軌跡誤差模型能得到各測點處的誤差橢球，用以表征井眼軌跡空間位置的不確定性。為分析井眼軌跡在水平方向上的不確定性，現已提出了水平截面誤差橢圓的評價方法(柳貢慧,董本京,高德利.誤差橢球(圓)及井眼交碰概率分析[J].鉆采工藝,2000,23(3):5-12.)。然而，水平井的靶區多為斜長方體，其靶平面為鉛錘平面，在靶平面內靶區的橫向尺寸大而縱向尺寸小。話句話說，水平井對井眼軌跡的橫向精度要求低而對縱向精度要求高。由于水平截面誤差橢圓只能表征井眼軌跡的橫向誤差，不能表征井眼軌跡的縱向誤差，所以不適用于水平井。

因此，現有技術不適用于評價水平井的軌跡誤差，為有效監測和控制水平井軌跡，必須建立水平井軌跡誤差的評價方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于評價水平井軌跡誤差的方法，所述方法包括：

按行業規程采用測量儀器獲得井眼軌跡的測斜數據，基于ISCWSA標準及模型求取井口坐標系NEH下各測點處的協方差矩陣，所述協方差矩陣表征一個誤差橢球族，所述誤差橢球族中的各個不同誤差橢球包含井眼軌跡誤差的概率不同；

根據實際鉆井工程要求的所述概率，選取放大系數以唯一確定所述誤差橢球；

經過所述誤差橢球球心作垂直于井眼方位的鉛垂面，截取所述誤差橢球得到所述鉛垂面內的誤差橢圓，基于所述誤差橢球的協方差矩陣確定所述鉛垂面上誤差橢圓的協方差矩陣；

基于所述誤差橢圓的協方差矩陣確定其尺寸和姿態，其中，所述誤差橢圓的尺寸和姿態分別用兩個主軸半徑和一個偏轉角來表征；

基于所述誤差橢圓的尺寸和姿態來表征井眼軌跡在鉛垂面上的不確定性，進而用以評價水平井設計的可行性和合理性、監測和控制水平井軌跡在靶區和儲層中穿行。

根據本發明的一個實施例，在用于評價水平井軌跡誤差的方法中，所述測斜數據包括井深、井斜角、方位角和工具面角，所述誤差橢球的協方差矩陣在井口坐標系NEH下是3×3矩陣[C]_NEH，其中：N為北坐標，m；E為東坐標，m；H為垂深坐標，m。

根據本發明的一個實施例，在用于評價水平井軌跡誤差的方法中，在根據所述概率唯一確定所述誤差橢球的步驟中，用以下的所述概率與所述放大系數的關系式來求取放大系數，進而確定所述誤差橢球：

其中：k為放大系數，無因次；P為井眼軌跡的誤差概率，小數。

根據本發明的一個實施例，在用于評價水平井軌跡誤差的方法中，在基于所述誤差橢球的協方差矩陣確定所述鉛垂面上誤差橢圓的協方差矩陣的步驟中，包括：