确定邻井平行段相对空间位置的方法技术

本发明专利技术提供一种确定邻井平行段相对空间位置的方法，该方法包括：获取已钻井与正钻井井况信息；将其处理，获取正钻井井口坐标系中已钻井井口坐标；获取井下电磁探测仪中井下探管采集的数据；对正钻井与已钻井进行测斜计算，绘制邻井距离扫描图，确定双水平井水平段相对方位的范围；根据井下探管采集的数据以及双水平井水平段相对方位的范围，获取井下探管与磁短节的相对位置；根据正钻井井口坐标系中已钻井的井口坐标和井下探管与磁短节的相对位置，确定正钻井与已钻井在正钻井井口坐标系中的相对空间位置。上述方法能确定邻井平行段相对空间位置，解决了现有技术中井下探管采集的轴向磁感应强度信号达到饱和时不能确定正钻井到已钻井距离的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下资源钻采工程
，尤其涉及一种确定邻井平行段相对空间位置的方法。
技术介绍
我国剩余的石油和天然气储量大多属于低品位或难动用资源，其开发难度越来越大，还有煤层气开发问题，都对复杂结构井技术提出越来越高的迫切需求。为了提高采收率，双水平井、连通井、U型井、多功能组合井及丛式井等复杂结构井在我国正大力推广。这些现代复杂结构井钻采技术都要求精确探测邻井距离，以使相邻两口井连通或按设计间距钻进，仅依靠传统的井眼轨迹误差分析理论和随钻测量工具难以达到理想的井眼轨迹控制效果。现有技术公开了一种邻井距离随钻电磁探测系统和一种井下电磁探测仪。邻井距离随钻电磁探测系统的硬件主要由磁短节和井下电磁探测仪组成，可以随钻探测邻井距离，精确实现复杂结构井导向钻井控制目标。磁短节是由横行排列的多个永磁体安装在两端带有API标准口型的无磁钻铤中组成，紧跟在正钻井钻头后，与钻具一同旋转产生交变磁场是邻井距离随钻电磁探测系统的信号源。井下电磁探测仪主要由井下探管和地面系统两部分组成，其主要作用是检测与钻头串联在一起的磁短节的磁信号，并将检测到的磁信号数据通过电缆传输到地面系统。现有技术还公开了一种用于蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，简称SAGD)双水平井随钻电磁测距导向的计算方法，但是在正钻井距离已钻井较近时，利用邻井距离随钻电磁探测系统井下电磁探测仪检测到的轴向磁信号饱和，不能应用该方法确定正钻井到已钻井的距离。鉴于此，在井下电磁探测仪检中的井下探管采集的轴向磁感应强度信号达到饱和时，如何确定邻井平行段的相对空间位置，进而确定正钻井到已钻井的距离成为当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种确定邻井平行段相对空间位置的方法，该方法利用邻井距离随钻电磁探测系统井下电磁探测仪检测到的径向磁信号，能够确定邻井平行段的相对空间位置，解决了现有技术中井下探管采集的轴向磁感应强度信号达到饱和时不能确定正钻井到已钻井的距离的问题。第一方面，本专利技术提供一种确定邻井平行段相对空间位置的方法，包括：获取已钻井与正钻井的井况信息；将所述井况信息进行处理，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述已钻井的井口坐标；获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据；对所述正钻井与已钻井进行测斜计算，并绘制出所述正钻井与已钻井的邻井距离扫描图，确定双水平井的水平段相对方位的范围；根据所述井下探管采集的数据以及所述双水平井的水平段相对方位的范围，获取所述井下探管与磁短节的相对位置；根据所述正钻井井口坐标系中已钻井的井口坐标和所述井下探管与磁短节的相对位置，确定所述正钻井与已钻井在正钻井井口坐标系中的相对空间位置。可选地，所述井况信息包括：已钻井与正钻井的井眼轨迹测量信息、已钻井与正钻井的井口坐标、已钻井与正钻井的钻盘平面高度和地面海拔高度和已钻井的井身结构；及所述井下探管采集的数据包括：正钻井中磁短节产生的三轴磁感应强度Bx、By和BZ，已钻井井眼高边Hs与单位矢量之间的夹角Ahx。可选地，所述将所述井况信息进行处理，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述已钻井的井口坐标，包括：根据所述井况信息，以正钻井井口位置为参考建立正钻井井口坐标系；根据所述正钻井与已钻井的钻盘平面高度和地面海拔高度，获取正钻井钻盘平面高度比已钻井钻盘平面高度高多少或低多少；确定所述井眼轨迹测量信息是相对于钻盘平面高度还是地面海拔高度；根据所述正钻井与已钻井的井口坐标，获取已钻井井口相对正钻井井口的偏移量；在所述正钻井井口坐标系中的井下电磁探测仪中的井下探管的实际垂直深度、北坐标、东坐标数据上加上或减去所述偏移量。可选地，所述获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据，包括：根据估计的正钻井到已钻井的距离D，用钻杆或爬行器将井下电磁探测仪中的井下探管下入到已钻井合适位置，所述井下探管到所述正钻井中钻头的轴向距离为D；所述钻头继续钻进2D的距离，获取在这段距离所述井下探管采集的数据。可选地，所述根据所述井下探管采集的数据以及所述双水平井的水平段相对方位的范围，获取所述井下探管与磁短节的相对位置，包括：根据所述井下探管采集的数据，计算磁短节到井下探管的径向间距r和已钻井井眼高边Hs与单位矢量之间的夹角Ahr；根据所述双水平井的水平段相对方位的范围，确定夹角Ahr的取值范围；根据所述磁短节到井下探管的径向间距r、夹角Ahr以及夹角Ahr的取值范围，获取所述井下探管与磁短节的相对位置。可选地，所述磁短节到井下探管的径向间距r为：r=MDt2-MDt1,]]>其中，为在t2时刻磁短节所处井深，代表在t1时刻磁短节所处井深。可选地，所述已钻井井眼高边Hs与单位矢量之间的夹角Ahr为：Ahr=Ahs+12arccos(37(|Bx|2-|By|2)12(|Bx|2+|By|2)),]]>或，Ahr=π+Ahs-12arccos(37(|Bx|2-|By|2)12(|Bx|2+|By|2)),]]>其中，|Bx|、|By|为井下探管中交变磁场传感器x、y轴检测到的磁短节产生的磁场感应强度Bx、By波形的振幅，在以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中，单位矢量的方向分别为井下探管中三轴交变磁场传感器x、y轴的方向，同时也为其它三轴传感器x、y的方向，单位矢量的方向为正钻井到已钻井的径向。可选地，在确定所述正钻井与已钻井在正钻井井口坐标系中的相对空间位置之后，还包括：根据所确定的所述正钻井与已钻井在正钻井井口坐标系中的相对空间位置的计算结果，调整钻头继续钻进下一位置；返回所述获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据的步骤，直至钻井完成。由上述技术方案可知，本专利技术的确定邻井平行段相对空间位置的方法，通过获取已钻井与正钻井的井况信息，将其处理，获取正钻井井口坐标系中已钻井井口坐标，获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据；对正钻井与已钻井进行测斜计算，并绘制出邻井距离扫描图，确定双水平井的水平段相对方位的范围，根据井下探管采集的数据以及双水平井的水平段相对方位的范围，获取井下探管与磁短节的相对位置，根据正钻井井口坐标系中已钻井的井口坐标和井下探管与...

【技术保护点】
一种确定邻井平行段相对空间位置的方法，其特征在于，包括：获取已钻井与正钻井的井况信息；将所述井况信息进行处理，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述已钻井的井口坐标；获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据；对所述正钻井与已钻井进行测斜计算，并绘制出所述正钻井与已钻井的邻井距离扫描图，确定双水平井的水平段相对方位的范围；根据所述井下探管采集的数据以及所述双水平井的水平段相对方位的范围，获取所述井下探管与磁短节的相对位置；根据所述正钻井井口坐标系中已钻井的井口坐标和所述井下探管与磁短节的相对位置，确定所述正钻井与已钻井在正钻井井口坐标系中的相对空间位置。

【技术特征摘要】
1.一种确定邻井平行段相对空间位置的方法，其特征在于，包
括：
获取已钻井与正钻井的井况信息；
将所述井况信息进行处理，获取以正钻井井口位置为参考建立的
正钻井井口坐标系中所述已钻井的井口坐标；
获取井下电磁探测仪中的井下探管采集的数据；
对所述正钻井与已钻井进行测斜计算，并绘制出所述正钻井与已
钻井的邻井距离扫描图，确定双水平井的水平段相对方位的范围；
根据所述井下探管采集的数据以及所述双水平井的水平段相对
方位的范围，获取所述井下探管与磁短节的相对位置；
根据所述正钻井井口坐标系中已钻井的井口坐标和所述井下探
管与磁短节的相对位置，确定所述正钻井与已钻井在正钻井井口坐标
系中的相对空间位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述井况信息包括：已钻井与正钻井的井眼轨迹测量信息、已钻
井与正钻井的井口坐标、已钻井与正钻井的钻盘平面高度和地面海拔
高度和已钻井的井身结构；及
所述井下探管采集的数据包括：正钻井中磁短节产生的三轴磁感
应强度Bx、By和BZ，已钻井井眼高边Hs与单位矢量之间的夹角Ahx。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述井况
信息进行处理，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标
系中所述已钻井的井口坐标，包括：
根据所述井况信息，以正钻井井口位置为参考建立正钻井井口坐
标系；
根据所述正钻井与已钻井的钻盘平面高度和地面海拔高度，获取
正钻井钻盘平面高度比已钻井钻盘平面高度高多少或低多少；
确定所述井眼轨迹测量信息是相对于钻盘平面高度还是地面海
拔高度；
根据所述正钻井与已钻井的井口坐标，获取已钻井井口相对正钻
井井口的偏移量；
在所述正钻井井口坐标系中的井下电磁探测仪中的井下探管的
实际垂直深度、北坐标、东坐标数据上加上或减去所述偏移量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取井下电
磁探测仪中的井下探管采集的数据，包括：
根据估计的正钻井到已钻井的距离D，用钻杆或爬行器将井下电
磁探测仪中的井下探管下入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁斌斌，高德利，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11