一種滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井條件的入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其包括以下步驟：根據(jù)鉆井實(shí)際軌跡中最后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)(Mn-1,Mn)的測(cè)斜數(shù)據(jù)計(jì)算最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)；基于軌跡監(jiān)測(cè)要求計(jì)算最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)（Mn）的空間坐標(biāo)；當(dāng)保持當(dāng)前的導(dǎo)向鉆井方式和工藝技術(shù)參數(shù)繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，軌跡特征參數(shù)保持不變，按最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)采用外推法計(jì)算出至靶區(qū)的預(yù)測(cè)軌跡的井段長(zhǎng)度；基于測(cè)斜數(shù)據(jù)和空間坐標(biāo)、軌跡特征參數(shù)、井段長(zhǎng)度計(jì)算入靶點(diǎn)（e）的空間坐標(biāo)；根據(jù)入靶點(diǎn)（e）的空間坐標(biāo)判斷入靶點(diǎn)（e）是否落在預(yù)設(shè)的靶區(qū)內(nèi)。本發(fā)明可對(duì)鉆達(dá)靶前最末井段后的入靶形勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從而為后續(xù)的控制方案和參數(shù)的選擇提供指導(dǎo)，盡可能實(shí)現(xiàn)實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌跡的一致。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井工程領(lǐng)域，尤其涉及一種在滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井條件下進(jìn)行入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)的方法，該方法可用于監(jiān)測(cè)和控制井眼軌跡。
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿(mǎn)足石油天然氣的勘探開(kāi)發(fā)要求，提高油氣勘探成功率、開(kāi)發(fā)采收率和油氣井產(chǎn)量，每口油氣井的《地質(zhì)設(shè)計(jì)》都明確了靶點(diǎn)位置和靶區(qū)范圍。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求:設(shè)計(jì)軌道應(yīng)通過(guò)靶點(diǎn)，而實(shí)鉆軌跡應(yīng)控制在靶區(qū)范圍內(nèi)。通常，直井、定向井、大位移井等擁有I個(gè)靶點(diǎn)，其靶區(qū)為水平圓形區(qū)域；水平井一般擁有2個(gè)靶點(diǎn)，其靶區(qū)為斜長(zhǎng)方體。如圖1所示。
[0003]為了便于評(píng)價(jià)井眼軌跡偏離靶點(diǎn)的程度，在每個(gè)靶點(diǎn)處都定義了一個(gè)靶平面。通常，直井、定向井、大位移井的靶平面為水平面，而水平井的靶平面為鉛垂平面。如圖1所示。顯然，靶平面是靶區(qū)不可或缺的組成部分，并且在鉆井過(guò)程中應(yīng)控制實(shí)鉆軌跡在靶平面的靶區(qū)范圍內(nèi)穿過(guò)。
[0004]然而，在石油鉆井過(guò)程中，要使實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌道完全吻合是不可能的，因此在鉆達(dá)各靶平面之前，需要隨時(shí)預(yù)測(cè)實(shí)鉆軌跡的入靶位置，判斷是否能中靶，以便及時(shí)采取相應(yīng)的鉆井技術(shù)措施，確?！爸邪小?。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有以靶區(qū)為目標(biāo)的井眼軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)，缺乏對(duì)中靶情況的預(yù)判，從而難以保證實(shí)鉆軌跡必能中靶的缺點(diǎn)，提出了一種在滑動(dòng)導(dǎo)向條件下進(jìn)行入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]S101、根據(jù)鉆井實(shí)際軌跡中最后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)(M1^Mn)的測(cè)斜數(shù)據(jù)計(jì)算最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)，所述測(cè)斜數(shù)據(jù)為井深、井斜角、方位角，所述軌跡特征參數(shù)為所述最后測(cè)段的曲率半徑和工具面角；
[0007]S102、基于井眼軌跡監(jiān)測(cè)要求計(jì)算最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)(Mn)的空間坐標(biāo)；
[0008]S103、當(dāng)保持當(dāng)前的導(dǎo)向鉆井方式和工藝技術(shù)參數(shù)繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，所述軌跡特征參數(shù)保持不變，按所述最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)采用外推法計(jì)算出鉆至靶區(qū)的預(yù)測(cè)軌跡的井段長(zhǎng)度；
[0009]S104、基于所述測(cè)斜數(shù)據(jù)和所述空間坐標(biāo)、所述軌跡特征參數(shù)、所述井段長(zhǎng)度計(jì)算入靶點(diǎn)(e)的空間坐標(biāo)；
[0010]S105、根據(jù)所述入靶點(diǎn)(e)的空間坐標(biāo)，計(jì)算出所述入靶點(diǎn)(e)在靶點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，判斷所述入靶點(diǎn)(e)是否落在預(yù)設(shè)的靶區(qū)內(nèi)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按照以下公式計(jì)算所述最后測(cè)段的曲率半徑和工具面角:
【權(quán)利要求】
1.一種基于滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井條件的入靶形勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 5101、根據(jù)鉆井實(shí)際軌跡中最后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)(Mn_i，Mn)的測(cè)斜數(shù)據(jù)計(jì)算最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)，所述測(cè)斜數(shù)據(jù)為井深、井斜角、方位角，所述軌跡特征參數(shù)為所述最后測(cè)段的曲率半徑和工具面角； 5102、基于井眼軌跡監(jiān)測(cè)要求計(jì)算最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)(Mn)的空間坐標(biāo)； 5103、當(dāng)保持當(dāng)前的導(dǎo)向鉆井方式和工藝技術(shù)參數(shù)繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，所述軌跡特征參數(shù)保持不變，按所述最后測(cè)段的軌跡特征參數(shù)采用外推法計(jì)算出鉆至靶區(qū)的預(yù)測(cè)軌跡的井段長(zhǎng)度； 5104、基于所述測(cè)斜數(shù)據(jù)和所述空間坐標(biāo)、所述軌跡特征參數(shù)、所述井段長(zhǎng)度計(jì)算入靶點(diǎn)(e)的空間坐標(biāo)； 5105、根據(jù)所述入靶點(diǎn)(e)的空間坐標(biāo)，計(jì)算出所述入靶點(diǎn)(e)在靶點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，判斷所述入靶點(diǎn)(e)是否落在預(yù)設(shè)的靶區(qū)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下公式計(jì)算所述最后測(cè)段的曲率半徑和工具面角:
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下公式計(jì)算最后測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo):

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述最后測(cè)段為直線(xiàn)段，則 對(duì)于水平靶，按照以下公式計(jì)算所述測(cè)點(diǎn)到入靶點(diǎn)的井段長(zhǎng)度:
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述最后測(cè)段不是直線(xiàn)段，即不為零，則 按照以下公式計(jì)算所述測(cè)點(diǎn)到入靶點(diǎn)的井段長(zhǎng)度:
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，按照以下公式計(jì)算所述入靶點(diǎn)(e)的空間坐標(biāo):
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，按照以下步驟判斷所述入靶點(diǎn)(e)是否落在預(yù)設(shè)的靶區(qū)內(nèi): S201、建立以祀點(diǎn)(t)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系t-xyz,其中,對(duì)于水平祀,X軸指向北,y軸指向東，ζ軸鉛垂向下；而對(duì)于鉛垂祀，X軸鉛垂向上，y軸水平向右，ζ軸為祀平面的法線(xiàn)方向； S202、計(jì)算所述入靶點(diǎn)(e)在所述坐標(biāo)系t-xyz下的坐標(biāo)值，
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟 S204、計(jì)算所述入靶點(diǎn)(e)的井斜角和方位角
【文檔編號(hào)】E21B47/022GK103967480SQ201310042515
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】劉修善 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院