[發(fā)明專利]基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811293149.8
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN111119735A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉修善
• 申請（專利權(quán)）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(shù)研究院
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B44/00
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪;張文娟

1.一種基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

基于鄰井實鉆資料反演得到地層井斜率和地層方位率，以表征由地層自然造斜所產(chǎn)生的井斜變化率和方位變化率；

根據(jù)井眼方向、空間坐標的控制要求設(shè)計井眼軌跡；

基于所述地層井斜率、所述地層方位率和所述井眼軌跡，計算工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，以表征由導(dǎo)向鉆具所產(chǎn)生的井斜變化率、方位變化率和井斜角；

基于所述工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，計算出所述導(dǎo)向鉆具的定向造斜特性，隨鉆控制并監(jiān)測所述定向造斜特性，以鉆出所述井眼軌跡。

2.如權(quán)利要求1所述的基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法，其特征在于，在基于鄰井實鉆資料反演得到地層井斜率和地層方位率的步驟中，用所述地層井斜率和所述地層方位率來表征地層自然造斜對井眼軌跡的影響，基于鄰井實鉆資料反演得到所述地層井斜率和所述地層方位率隨井深的變化規(guī)律：

式中：L為井深，單位：米；κ_α,f為地層井斜率，(°)/30米；κ_φ,f為地層方位率，(°)/30米。

3.如權(quán)利要求2所述的基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法，其特征在于，在根據(jù)井眼方向、空間坐標的控制要求設(shè)計井眼軌跡的步驟中，基于所述井眼軌跡的設(shè)計模型和設(shè)計結(jié)果，得到井斜角、方位角、井斜變化率和方位變化率隨井深的變化規(guī)律：

其中：α為井斜角，(°)；φ為方位角，(°)；κ_α為井斜變化率，(°)/30米；κ_φ為方位變化率，(°)/30米。

4.如權(quán)利要求3所述的基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法，其特征在于，在計算工具井斜率、工具方位率和工具井斜角的步驟中，基于所述導(dǎo)向鉆具、所述地層和所述井眼軌跡之間的約束關(guān)系，用以下公式來得到所述工具井斜率、所述工具方位率和所述工具井斜角：

其中：κ_α,t為工具井斜率，(°)/30米；κ_φ,t為工具方位率，(°)/30米；α_t為工具井斜角，(°)；下標A表示控制井段的始點。

5.如權(quán)利要求4所述的基于地層特性和井眼軌跡的導(dǎo)向鉆井控制方法，其特征在于，在計算出所述導(dǎo)向鉆具的定向造斜特性的步驟中，用工具造斜率和工具面角來表征導(dǎo)向鉆具的定向造斜特性，所述工具造斜率用于表征造斜能力，所述工具面角用于表征工具姿態(tài)，基于所述工具井斜率、所述工具方位率和所述工具井斜角按如下方法計算所述工具造斜率和所述工具面角：

其中：κ_t為工具造斜率，(°)/30米；ω_t為工具面角，(°)。