水平井軌跡校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤炭地下氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指水平井軌跡校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化技術(shù)主要是指煤、焦炭或者半焦等固體燃料在高溫常壓或者加壓條件下與氣化劑發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物或少量殘?jiān)倪^程。所述氣化劑主要是水蒸氣、空氣(或者氧氣)或者它們的混合氣。煤炭氣化過程可用于生產(chǎn)燃料煤氣，作為工業(yè)窯爐用氣或者城市煤氣，也可用于制造混合氣，作為合成氨、合成甲醇和合成液體燃料的原料，因此煤炭氣化技術(shù)是煤化工的重要技術(shù)之一。
[0003]現(xiàn)階段我國煤層氣化開發(fā)中常利用占主導(dǎo)地位的垂直井，但垂直井產(chǎn)量低、開發(fā)成本高，因此嚴(yán)重制約了煤層的增儲開產(chǎn)量，給煤層的高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；而水平井尤其是大位移水平井是實(shí)現(xiàn)煤層氣化高效開發(fā)的一種重要途徑，但水平井難以下放排采設(shè)備，因此通常先鉆采氣豎直井然后與水平井相互對接，對接時(shí)采用鉆頭后端設(shè)置的強(qiáng)磁接頭完成。目前國內(nèi)外近端對接技術(shù)已相對成熟，所述強(qiáng)磁接頭產(chǎn)生的磁場信號的有效距離一般在50至60米之間，但隨著煤層氣化開發(fā)的發(fā)展，出現(xiàn)了 U型井、E型井等新型煤層氣水平井的井型，而這些井型具有水平距離長的特點(diǎn)。常規(guī)隨鉆測量方式隨井深增加會產(chǎn)生累積誤差，累積誤差過大，可能使對接作業(yè)需要調(diào)整的井段超過60米，從而導(dǎo)致井眼對接失敗，出現(xiàn)填埋井眼的事故，也可能導(dǎo)致水平井出現(xiàn)較大的軌跡調(diào)整，從而難以下放生產(chǎn)支護(hù)套管，影響煤層氣化開發(fā)的整體效果。
[0004]為了克服上述問題，現(xiàn)有的一種方法是通過改變對接強(qiáng)磁接頭的短節(jié)結(jié)構(gòu)，將對接實(shí)測距離增大至90至95米，從而實(shí)現(xiàn)豎直井與水平井的相互對接；另一種方法如圖1所示，在滿足設(shè)計(jì)要求的位置處設(shè)置對接導(dǎo)向孔120，然后通過改變對接強(qiáng)磁接頭的短節(jié)結(jié)構(gòu)使豎直井過渡至水平井設(shè)計(jì)軌跡130上，實(shí)現(xiàn)所述水平井與所述對接導(dǎo)向孔120相互對接。
[0005]無論采用哪種對接方式，對于大位移水平井，由于水平段距離較長，在實(shí)際監(jiān)測鉆頭信號時(shí)，由于前期的儀器測量會產(chǎn)生累計(jì)誤差，使鉆頭可能已經(jīng)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)軌跡，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致脫靶；為了避免上述情況，可能需要大幅度調(diào)整實(shí)鉆軌跡以求中靶。無論是出現(xiàn)的脫靶情況或者是大幅度調(diào)整實(shí)鉆軌跡的情況，均會導(dǎo)致氣化通道極其不規(guī)則，給地下氣化通道的建設(shè)帶來嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中水平井施工時(shí)對接不準(zhǔn)確導(dǎo)致需要大幅度調(diào)整實(shí)鉆軌跡以防止發(fā)生脫靶等問題從而提供一種可提高對接成功率的水平井軌跡校正方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種水平井軌跡校正方法，用于將所述水平井與對接導(dǎo)向孔相互對接，其中所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置與水平井已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡大致相同，包括如下步驟:步驟S1:根據(jù)所述氣化通道軌跡在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)對稱的導(dǎo)向孔；步驟S2:通過所述導(dǎo)向孔測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置相對于所述導(dǎo)向孔在井底的相對準(zhǔn)確位置；步驟S3:根據(jù)所述相對準(zhǔn)確位置以及測量得到的水平井的實(shí)鉆軌跡位置確定出實(shí)鉆軌跡的真實(shí)位置；步驟S4:根據(jù)所述真實(shí)位置不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡使其與所述氣化通道軌跡保持一致。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI中，所述氣化通道軌跡在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向孔時(shí)，所述導(dǎo)向孔與所述氣化通道軌跡在地面水平投影之間的距離需滿足合適的距離，以使所述導(dǎo)向孔能監(jiān)測到實(shí)鉆軌跡。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2中，通過所述導(dǎo)向孔測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置相對于所述導(dǎo)向孔在井底的相對準(zhǔn)確位置的步驟如下:首先確定所述導(dǎo)向孔的井底坐標(biāo)；然后在所述導(dǎo)向孔內(nèi)偵測所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置的坐標(biāo)；最后，根據(jù)所述導(dǎo)向孔的井底坐標(biāo)以及所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置的坐標(biāo)確定所述相對位置的坐標(biāo)。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)向孔的井底坐標(biāo)通過陀螺儀測量。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置的坐標(biāo)通過在所述導(dǎo)向孔內(nèi)下放監(jiān)測探管分別測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置的井斜、方位及垂深。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S3中，所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置根據(jù)所述水平井自身測量軟件計(jì)算得出。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S4中，根據(jù)所述真實(shí)位置，利用計(jì)算軟件分析后期施工的方位，不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡使其與已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡保持一致。
[0014]本發(fā)明還提供了另外一個(gè)實(shí)施例，一種水平井軌跡校正方法，用于將所述水平井與對接導(dǎo)向孔相互對接，其中所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置與水平井已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡大致相同，包括如下步驟:步驟S1:根據(jù)所述氣化通道軌跡在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)對稱的導(dǎo)向孔；步驟S2:通過所述導(dǎo)向孔測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置相對于所述導(dǎo)向孔在井底的相對準(zhǔn)確位置；步驟S3:根據(jù)所述相對準(zhǔn)確位置以及測量得到的水平井的實(shí)鉆軌跡位置確定出實(shí)鉆軌跡的真實(shí)位置；步驟S4:根據(jù)所述真實(shí)位置不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡完成一次調(diào)整；步驟S5:繼續(xù)在所述氣化通道軌跡在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)對稱的導(dǎo)向孔，經(jīng)過上述相同的步驟完成二次調(diào)整，依次循環(huán)不斷調(diào)整，最終使實(shí)鉆軌跡與已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡保持一致。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)向孔依次排列在所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置與所述對接導(dǎo)向孔之間。
[0016]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)向孔的具體數(shù)量由水平井的水平段長度決定。
[0017]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明克服了傳統(tǒng)單個(gè)導(dǎo)向孔校正時(shí)導(dǎo)致對接孔校正精度低的問題，縮小了數(shù)據(jù)測量累計(jì)誤差，避免了井眼實(shí)鉆軌跡調(diào)整幅度過大而形成的“S”型軌跡效應(yīng)，提高煤層氣排采效果；同時(shí)，本發(fā)明保持井眼軌跡平滑，降低了鉆進(jìn)摩擦阻力，使水平段施工難度降低，利于鉆井安全施工，提高施工中靶率。
【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0020]圖1是現(xiàn)有水平井軌跡校正的示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明所述水平井的軌跡校正示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明所述水平井的軌跡校正具體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例一:
[0024]如圖2和圖3所示，本實(shí)施例提供了一種水平井軌跡校正方法，用于將所述水平井對接導(dǎo)向孔12相互對接，其中所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11與水平井已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡13大致相同，包括如下步驟:步驟S1:根據(jù)所述氣化通道軌跡13在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置一組共兩個(gè)對稱的導(dǎo)向孔14A和14B ;步驟S2:通過所述導(dǎo)向孔14A和14B測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11相對于所述導(dǎo)向孔14A和14B在井底的相對準(zhǔn)確位置IlA和IlB ;步驟S3:根據(jù)所述相對準(zhǔn)確位置IlA和IlB以及測量得到的水平井的實(shí)鉆軌跡位置11確定出實(shí)鉆軌跡的真實(shí)位置IlC ;步驟S4:根據(jù)所述真實(shí)位置IlC不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡使其與所述氣化通道軌跡13保持一致。
[0025]本發(fā)明所述的水平井軌跡校正方法，用于將所述水平井與對接導(dǎo)向孔12相互對接，其中所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11與水平井已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡13大致相同，所述步驟SI中，根據(jù)所述氣化通道軌跡13在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置一組共兩個(gè)導(dǎo)向孔，分別為導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B，所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B至所述氣化通道軌跡13的距離相同，從而使所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B對稱分布在所述氣化通道軌跡13的兩側(cè)，以便于判斷所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置；所述步驟S2中，通過所述導(dǎo)向孔14A測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11相對于所述導(dǎo)向孔14A在井底的相對準(zhǔn)確位置IlA以及通過所述導(dǎo)向孔14B測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11相對于所述導(dǎo)向孔14B在井底的相對準(zhǔn)確位置11B，便于進(jìn)一步判斷所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11，由于測量軟件精度問題及操作人員操作方法問題，使最終測得的數(shù)據(jù)都存一定的誤差，因此根據(jù)兩個(gè)導(dǎo)向孔14A和14B分別測得的井眼軌跡位置IlA和IlB并不重合；所述步驟S3中，根據(jù)所述相對準(zhǔn)確位置IlA和IlB以及實(shí)際測量得到的水平井的實(shí)鉆軌跡位置11確定出實(shí)鉆軌跡的真實(shí)位置IlC ;所述步驟S4中，根據(jù)所述真實(shí)位置IlC不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡使其與已設(shè)計(jì)的氣化通道軌跡13保持一致，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)鉆軌跡與對接導(dǎo)向孔12的相互對接。本發(fā)明由于在實(shí)際監(jiān)測鉆頭信號時(shí)，通過小幅度不斷調(diào)整實(shí)鉆軌跡，因此縮小了數(shù)據(jù)測量累計(jì)誤差，克服了單個(gè)導(dǎo)向孔校正時(shí)誤差大的問題，避免了井眼實(shí)鉆軌跡調(diào)整幅度過大而形成的“S”型軌跡效應(yīng)，提高了煤層氣排采效果，而且形成的氣化通道平滑，降低了鉆進(jìn)摩擦阻力，從而使水平段施工難度降低，利于后續(xù)的鉆井安全施工，有效提高了施工中靶率。
[0026]所述步驟SI中，所述氣化通道軌跡13在地面水平投影的兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向孔14A和14B時(shí)，所述導(dǎo)向孔14A和14B與所述氣化通道軌跡13在地面水平投影之間的距離需滿足合適的距離，以使所述導(dǎo)向孔14A和14B能監(jiān)測到實(shí)鉆軌跡，實(shí)際施工中，當(dāng)所述導(dǎo)向孔14A和14B與所述氣化通道軌跡13在地面水平投影之間的距離在50米范圍內(nèi)時(shí)，可以監(jiān)測到實(shí)鉆軌跡。具體地，所述導(dǎo)向孔14A和14B和所述氣化通道軌跡13在地面水平投影之間的距離在5米至10米時(shí)，所述導(dǎo)向孔14A和14B監(jiān)測實(shí)鉆軌跡的效果更好。同時(shí)，所述導(dǎo)向孔14A與所述氣化通道軌跡13在地面水平投影之間的距離等于所述導(dǎo)向孔14B與所述氣化通道軌跡13在地面水平投影之間的距離。其中，兩個(gè)導(dǎo)向孔的間距根據(jù)所述氣化通道軌跡13的水平位移長度來確定，為了保證氣化通道軌跡的圓滑性和對接成功率，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，水平位移長度一般在200米至300米之間時(shí)易于施工。
[0027]所述步驟S2中，通過所述導(dǎo)向孔14A和14B測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11相對于所述導(dǎo)向孔14A和14B在井底的相對準(zhǔn)確位置的步驟具體如下:首先確定所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B的井底坐標(biāo)；然后在所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B內(nèi)偵測所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11的坐標(biāo)；最后，根據(jù)所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B的井底坐標(biāo)以及所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11的坐標(biāo)確定所述相對準(zhǔn)確位置的坐標(biāo)。
[0028]具體地，所述導(dǎo)向孔14A和導(dǎo)向孔14B的井底坐標(biāo)通過陀螺儀測量；所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11的坐標(biāo)通過在所述導(dǎo)向孔14A內(nèi)下放監(jiān)測探管從而測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11的井斜、方位及垂深，所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11通過在所述導(dǎo)向孔14B內(nèi)下放監(jiān)測探管從而測量所述水平井的實(shí)鉆軌跡位置11