一种井眼定位的声导向系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井眼定位的声导向系统，包括：一个或多个声源位于地质构造中的新钻注水井眼和/或一个或多个现有生产井眼中；一个或多个声波接收器位于地质构造中的一个或多个现有生产井眼中；数据采集系统，用于获取与地质构造相关的速度场信息，并向声波处理模块提供速度场信息；声波处理模块，设置于现有生产井眼和/或新钻注水井眼中，用于定位钻头位置，声波处理模块与地面计算机连接，计算机还连接有以图形形式呈现井眼位置的显示器。与现有技术相比，本发明专利技术可以使用声波阵列接收器来定位钻头移动的位置，以此来定位井眼，而且可以在地面电脑的显示器直接精确地确定钻头移动的位置，便于进行后续钻取注水井。

A sound guidance system for borehole positioning

A borehole positioning sound guidance system is disclosed, including: one or more sound sources are located in the geological structure of a new drilling hole and / or one or more existing production wells; one or more acoustic receivers are located in one or more of the existing production wells in the geological structure; the data acquisition system is used to obtain the sound. The velocity field information related to the geological structure is taken and the velocity field information is provided to the acoustic wave processing module. The acoustic wave processing module is set in the eyes of the existing production wells and / or new drilling wells to locate the bit position. The acoustic wave processing module is connected with the ground computer, and the computer also connects with the hole position in a graphic form. The display. Compared with the existing technology, the invention can locate the position of the bit movement by using an acoustic array receiver to locate the hole, and can directly determine the position of the bit movement directly and accurately on the display of the ground computer so as to facilitate the subsequent drilling of the well.

【技术实现步骤摘要】
一种井眼定位的声导向系统
本专利技术涉及蒸汽辅助重力泄油
，特别是一种井眼定位的声导向系统。
技术介绍
众所周知，注水井相对于生产井的放置精度可以提高重力泄油技术的效率。因此，当产生注水井时，精确地确定其与形成空间内的一个或多个现有生产井的空间关系是很有帮助的。现有技术中已经开发了蒸汽辅助重力泄油和类似技术来降低重油的粘度，从而增加地质构造中的储量。在一些情况下，可以构造一系列水平间隔的注水井，以便位于一系列水平间隔的生产井之上，其中注水井眼和生产井眼仅相隔约五米。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种井眼定位的声导向系统。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种井眼定位的声导向系统，包括：一个或多个声源，所述一个或多个声源位于地质构造中的新钻注水井眼和/或一个或多个现有生产井眼中；新钻注水井眼内设有包含有钻杆、钻柱、导向模块和钻头的底部钻具组合，钻柱中设有随钻测井工具LWD和随钻测量工具MWD；一个或多个声波接收器，所述一个或多个声波接收器位于地质构造中的一个或多个现有生产井眼中；安装在地面计算机中的数据采集系统，用于获取与地质构造相关的速度场信息，并向声波处理模块提供速度场信息；声波处理模块，设置于现有生产井眼和/或新钻注水井眼中，用于定位钻头位置，声波处理模块与地面计算机连接，地面计算机用于处理声波处理模块和数据采集系统采集信息，计算机还用于向导向模块提供手动输入和自动输入导向信号来引导底部钻具组合的导向模块，计算机还连接有以图形形式呈现井眼位置的显示器。进一步，所述声源为钻头或者等离子脉冲声源，或钻头与等离子脉冲声源的组合。进一步，所述声波接收器包括一个或多个标量传感器或者一个或多个矢量传感器，或者一个或多个标量传感器和一个或多个矢量传感器的组合，其中多个声波接收器形成一个或多个线性阵列、一个平面阵列或多个平面阵列。进一步，所述新钻注水井眼内设置一个或多个声波接收器。进一步，所述新钻注水井眼内设有用于同步多个声源中的至少一个声波信号与多个声波接收器接收的声波信号的同步时钟。与现有技术相比，本专利技术可以使用声波阵列接收器来定位钻头移动的位置，以此来定位井眼，声波接收器阵列可以位于一个或多个现有的井眼中，可以接收地层内钻头产生的声波信号，而且可以在地面电脑的显示器直接精确地确定钻头移动的位置，便于进行后续钻取注水井。附图说明图1是使用声波接收器的系统的示意图。图2是使用位于钻柱中的声传感器的系统的示意图。图3是使用位于钻柱中的一个或多个声源的系统的示意图。图4是实际应用系统的示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本实施例的一种井眼定位的声导向系统，包括：位于地质构造001中的新钻注水井眼136中的声源；新钻注水井眼136内设有包含有钻杆101、钻柱102、导向模块103和钻头104的底部钻具组合，钻柱102中设有随钻测井工具LWD和随钻测量工具MWD254；钻头104在钻进时作为声源；两个声波接收器114，位于地质构造001中的两个现有生产井眼120中，新钻注水井眼136和两个现有生产井眼120中都有用于定位钻头位置的声波处理模块300；还包括安装在地面计算机中的数据采集系统，用于获取与地质构造相关的速度场信息，并向声波处理模块300提供速度场信息；声波处理模块与地面计算机连接，地面计算机用于处理声波处理模块300和数据采集系统采集信息，计算机还用于向导向模块提供手动输入和自动输入导向信号来引导底部钻具组合的导向模块，计算机还连接有以图形形式呈现井眼位置的显示器。声波接收器114包括一个或多个标量传感器(例如，应变计或压力传感器)或者一个或多个矢量传感器(例如三轴加速度计)，以及它们的组合，声波接收器可以放置在一个或多个观察位置，例如在现有生产井眼120内，可能形成一个或多个线性阵列124，一个或多个平面阵列128。声波接收器114可以分布在其内部的两个或三个维度中，单个现有生产井眼120或跨多个现有生产井眼120中，以改善相对于接收信号138的定向精度。因此，一系列声波接收器114可以放置在一个或多个现有的现有生产井眼120中，以跟踪钻头产生的声波信号(即，发射波140)，钻头104连接到钻柱102上，钻柱102旋转带动钻头产生新钻注水井眼136。通过处理由传输波140产生的接收信号138来提取测距数据，其可以用于调整井眼方向Z，其中Z是形成空间中的向量。地质构造001内的相对波形到达时间取决于声源到接收器的距离以及沿着钻头的发射波140射线路径的平均速度。因此，使用地面计算机中的数据采集系统采集地质构造001的速度场信息，可以从声波接收器114的已知位置处的到达时间148来确定声波接收器114到钻头104(或其他声波信号源)的测距信息。地质构造001的速度场可以是已知的独立源(例如，从现有现有生产井眼120的声波测井测量得出，与地震剖面信息相结合)。或者，如果地震源(例如，钻头)的位置是已知的，则计算时间失调参数可推导地层内的速度场。在每种情况下，钻头的位置包括确定钻头的方向和相对于声波接收器的距离。如本领域技术人员所熟知的那样，可以使用互相关处理来压缩由发射波140产生的接收信号138，以获得不同声波接收器之间的时间和幅度关系。此外，互相关能够隔离不同的波形，并且改善接收信号的信噪比。互相关过程可以由位于声波处理模块300中的一个或多个电子模块或处理器来实现，以在钻头104沿着路径Z转向时来定位它，当钻头104切入地层来形成新钻注水井眼136时，导向模块103可以接收地面计算机的手动或自动输入导向信号来使钻头104转向。在大多数情况下，使用线性阵列124或平面阵列128比使用单个声波接收器114效果更好。同时对不同的声波传播模式(例如，压力波对横波)的处理技术也可以提高测量精度。另外，尽管在图1中未示出，但是应当理解的是，可以使用其他声波信号源来增强钻头104所提供的声波信号。如图2和3所讨论得，使用辅助源可以提高钻头的定位的精度。图2是本专利技术另一种实施例的示意图，与上述实施例的区别是：在钻柱102中设有声传感器252，声传感器252与图1的声波接收器114的功能相似或相同。在本实施例中，如图2所示，钻柱102中包括随钻测井工具LWD、随钻测量工具MWD254，用来记录井下钻机的导频信号256，钻头104与发射波140的接收互相关，压缩接收到的信号(参见图1的元件138)来提高分辨率。因此，在本实施例中，线性阵列124或平面阵列128可以位于新钻注水井眼136中，或者与钻柱102分开或与钻柱102一体，也可成为声波工具的一部分。除了上述互相关处理的替代方案之外，如图2中，还可以向两个现有生产井眼120添加等离子脉冲声源210，这些等离子脉冲声源210的激励和接收到的传输波258可与高精度时钟286同步。图3是本专利技术另一种实施例，在钻柱102中使用一个或多个等离子脉冲声源210。在图3中，随钻测量工具MWD254在钻柱102中产生和记录声源生成的波364，目的是通过反射地震学得到相邻井眼或井眼周围的阻抗对比度386。例如，可以通过现有生产井本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井眼定位的声导向系统，其特征在于，包括：一个或多个声源，所述一个或多个声源位于地质构造中的新钻注水井眼和/或一个或多个现有生产井眼中；新钻注水井眼内设有包含有钻杆、钻柱、导向模块和钻头的底部钻具组合，钻柱中设有随钻测井工具LWD和随钻测量工具MWD；一个或多个声波接收器，所述一个或多个声波接收器位于地质构造中的一个或多个现有生产井眼中；安装在地面计算机中的数据采集系统，用于获取与地质构造相关的速度场信息，并向声波处理模块提供速度场信息；声波处理模块，设置于现有生产井眼和/或新钻注水井眼中，用于定位钻头位置，声波处理模块与地面计算机连接，地面计算机用于处理声波处理模块和数据采集系统采集信息，计算机还用于向导向模块提供手动输入和自动输入导向信号来引导底部钻具组合的导向模块，计算机还连接有以图形形式呈现井眼位置的显示器。

【技术特征摘要】
1.一种井眼定位的声导向系统，其特征在于，包括：一个或多个声源，所述一个或多个声源位于地质构造中的新钻注水井眼和/或一个或多个现有生产井眼中；新钻注水井眼内设有包含有钻杆、钻柱、导向模块和钻头的底部钻具组合，钻柱中设有随钻测井工具LWD和随钻测量工具MWD；一个或多个声波接收器，所述一个或多个声波接收器位于地质构造中的一个或多个现有生产井眼中；安装在地面计算机中的数据采集系统，用于获取与地质构造相关的速度场信息，并向声波处理模块提供速度场信息；声波处理模块，设置于现有生产井眼和/或新钻注水井眼中，用于定位钻头位置，声波处理模块与地面计算机连接，地面计算机用于处理声波处理模块和数据采集系统采集信息，计算机还用于向导向模块提供手动输入和自动输入导向信号来引导底部钻具组合的导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚海燕，王振宇，周静，傅钢，谢海明，燕并男，雷诚，傅杰，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61