[發(fā)明專利]隨鉆實時勘測

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980046712.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN112424445A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W·J·菲利普斯;K·布萊成克夫;R·勞登;M·埃德蒙德;Z·歐魯可
• 申請（專利權(quán)）人: 斯倫貝謝技術(shù)有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B47/024;E21B41/00;E21B7/04
• 代理公司: 北京世峰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

一種用于鉆探地下井筒的方法包括在所述地下井筒中旋轉(zhuǎn)鉆柱。所述鉆柱包括鉆鋌、鉆頭和布置在其中的勘測傳感器(例如，三軸加速度計組和三軸磁力計組)。所述三軸加速度計組和所述三軸磁力計組在鉆探(旋轉(zhuǎn))時進行相應(yīng)的加速度計測量和磁力計測量。使這些測量同步以獲得同步的加速度計測量結(jié)果和磁力計測量結(jié)果，然后在鉆探時進一步處理這些測量結(jié)果以至少計算所述地下井筒的斜度和方位角。所述方法還可以可選地包括響應(yīng)于計算出的斜度和方位角來改變所述地下井筒的鉆探方向。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2018年6月11日提交的申請?zhí)枮?2/683,134的美國臨時申請和于2019年3月25日提交的申請?zhí)枮?2/823,112的美國臨時申請的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，上述兩個申請的全部內(nèi)容通過引用并入文本。

背景技術(shù)

在常規(guī)的鉆探和隨鉆測量(MWD)操作中，在沿著井筒軸線的離散數(shù)量的縱向點處確定井筒斜度和井筒方位角。可以將這些離散的測量結(jié)果組合到井的勘測中，并用于計算三維井路徑(例如，使用最小曲率或其他曲率假設(shè)值)。井筒斜度通常是通過地球重力場的三軸加速度計測量得出(計算)的。井筒方位角(通常也稱為磁方位角)通常是通過對地球重力場和磁場的三軸加速度計和三軸磁力計測量的組合得出的。

在鉆探暫時停止(例如，在將新長度的鉆桿添加到鉆柱時)并且鉆頭從底部被提起后進行靜態(tài)勘測測量。這樣的靜態(tài)測量通常是在大約30至大約90英尺的深度間隔范圍內(nèi)進行的。盡管這些靜態(tài)勘測測量在某些操作中可能足以獲得合適精度的井路徑，但是這樣的靜態(tài)勘測測量很費時間，因為它們需要暫時停止鉆探并且使鉆柱從井筒的底部被提起。

發(fā)明內(nèi)容

公開了一種用于鉆探地下井筒的方法。在一些實施方案中，該方法包括在地下井筒中旋轉(zhuǎn)鉆柱以對井筒進行鉆探。鉆柱包括鉆鋌、鉆頭和布置在其中的勘測傳感器(例如，三軸加速度計組和三軸磁力計組)。三軸加速度計組和三軸磁力計組在鉆探(旋轉(zhuǎn))時進行相應(yīng)的加速度計測量和磁力計測量。使這些測量同步以獲得同步的加速度計測量結(jié)果和磁力計測量結(jié)果，然后在鉆探時進一步處理這些測量結(jié)果以至少計算地下井筒的斜度和方位角。該方法可以還包括響應(yīng)于計算出的斜度和方位角來改變地下井筒的鉆探方向。在一些實施方案中，同步包括：從磁力計測量結(jié)果中去除第一時滯和第二時滯，以及從加速度計測量結(jié)果中去除第三時滯。

提供本發(fā)明內(nèi)容是為了介紹將在以下詳細(xì)描述中進一步描述的概念選擇。本概述既不意在識別所要求保護主題的關(guān)鍵或必要特征，也不意在用來幫助限制所要求保護主題的范圍。

附圖說明

為了更完整地理解所公開的主題及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖進行的描述，其中：

圖1描繪了可以在其上利用公開的實施方案的示例性鉆機。

圖2描繪了圖1所示的鉆柱的下部BHA部分。

圖3描繪了一種用于鉆探地下井筒的示例性方法的流程圖。

圖4描繪了適合于執(zhí)行圖3所描繪的方法實施方案的系統(tǒng)的實施方案的示意圖。

圖5描繪了在鉆探地下井筒時用于計算勘測參數(shù)(諸如井筒斜度、井筒方位角和傾角)的示例性方法實施方案的框圖。

圖6描繪了以240rpm旋轉(zhuǎn)的磁力計的磁場強度相對于時間的曲線圖。

圖7描繪了示例性RC濾波器電路。

圖8描繪了第一和第二級聯(lián)低通濾波器的框圖。

圖9描繪了用于在鉆探地下井筒時計算勘測參數(shù)(諸如井筒斜度、井筒方位角和傾角)的替代性示例方法實施方案的框圖。

圖10描繪了圖9中所描繪的鉆探模式勘測模塊的一個示例，其包括卡爾曼濾波器模塊和平均模塊。

圖11描繪了卡爾曼濾波器的一個示例性實施方式的框圖。