超短半径井柔性测斜系统及测量方法技术方案

本发明专利技术属于油田探测领域，提供了一种超短半径井柔性测斜系统及测量方法。其中，超短半径井柔性测斜系统包括测斜模块，其与钻具内的柔性短节连接，测斜模块与柔性短节的轴线重合，用于在下井作业时实时测量并存储超短半径井井斜数据与时间数据；标定装置，其用于标定测斜模块的测量误差；处理器，其内预存有时间与井深数据，还用于获取标定后的井斜与时间数据，根据时间一致性来建立井深与井斜之间的关系，确定出不同井深的井斜。其适用于超短半径井的不同井深对应的井斜的测量，而且还能够对超短半径井井斜数据进行误差标定，提高了井斜测量的精度。测量的精度。测量的精度。

【技术实现步骤摘要】
超短半径井柔性测斜系统及测量方法


[0001]本专利技术属于油田探测领域，尤其涉及一种超短半径井柔性测斜系统及测量方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着油田的持续开发和老油区作业频繁等原因使油水井井况日趋恶化，加上油藏的非均质性，严重影响油田采收率的提高。如果在油气开发区内补打更新井、加密井，其建井周期长、成本高。在套管内侧钻超短半径水平井，不但可以节约钻井成本，而且还可以增大油层裸露面积，提高采收率和经济效益。
[0004]超短半径水平井是指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的、曲率半径小于5m的一种水平井，也称之为超短半径径向水平井。超短半径井具有增斜井段更短、增斜段井眼曲率增大更快、周期更短、见效更快、节约钻井成本等特点，在国外已研究与应用二十多年，工艺技术完善配套、工具仪器先进可靠，而且功能齐全。国内与之相比，配套仪器设备性能较差、不稳定，尤其是适应薄油层开发小井眼的定向仪器，难以适应于超短半径井快速发展的需要。
[0005]超短半径水平井技术是一项开发挖潜剩余油的新技术，这项技术主要是在原井套管内直接进行开窗侧钻，它与常规水平井的明显区别就是曲率半径特别小，常规钻具不能满足此要求，需要采用特殊的柔性钻具来进行钻井。为了使柔性钻具具有定向高造斜能力，柔性钻杆采用多组连接方式，导向筛管根据需要设计成一侧开槽结构。井眼轨迹自动控制技术代表着国际钻井技术最新的发展方向,被誉为“世纪的钻井技术”,是当今世界上诸多石油大国在钻井领域内竟相研究的热点。而超短半径水平井由于其钻井系统的特殊性，实现水平段的轨迹控制更是一大技术难题。因此掌握实时井斜数据对实现水平段的轨迹控制尤为关键。
[0006]目前在超短半井的工艺技术较为完善，开发出多口超短半径井(小于5m)，然而由于井眼曲率半径小(≥2.7m)，专利技术人发现，常规测斜仪因其弯曲半径不能满足井眼曲率的要求，难以用于井斜的测量，无法用于超短半径井的井眼轨迹的评价。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种超短半径井柔性测斜系统及测量方法，其适用于超短半径井的不同井深对应的井斜的测量，而且还能够对超短半径井井斜数据进行误差标定，提高了井斜测量的精度。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一个方面提供一种超短半径井柔性测斜系统，其包括：
[0010]测斜模块，其与钻具内的柔性短节连接，测斜模块与柔性短节的轴线重合，用于在下井作业时实时测量并存储超短半径井井斜数据与时间数据；
[0011]标定装置，其用于标定测斜模块的测量误差；
[0012]处理器，其内预存有时间与井深数据，还用于获取标定后的井斜与时间数据，根据时间一致性来建立井深与井斜之间的关系，确定出不同井深的井斜。
[0013]作为一种实施方式，所述标定装置包括水平仪和角度盘，水平仪用于确保测斜模块处于水平位置，角度盘放置于测斜模块端部，用于测量不同角度下测斜模块的三轴加速度并传送至处理器进行测量误差。
[0014]上述方案的优点在于，利用标定装置给出基准的三轴加速度，从而根据测量的三轴加速度，得到测量值与基准值的变换关系，进而实现了对测量的井斜数据的修正。
[0015]作为一种实施方式，所述测斜模块放置于V型块上放置于V型块上，V形块放置于刮研平台上，刮研平台始终处于水平位置。
[0016]上述方案的优点在于，利用V型块固定测斜模块，保障了标定的精度。
[0017]作为一种实施方式，在所述处理器中，标定测斜模块的测量误差的过程为：建立偏转角度与三轴加速度的对应关系，求出变换矩阵，根据变换矩阵对测量三轴加速度数据进行修正，得到修正后的三轴加速度数据，再根据井斜角计算公式，计算出实际井斜。
[0018]上述方案的优点在于，利用标定数据与测量数据的变换关系，修正井斜数据，实现了井斜误差补偿，提高了超短半径井的测斜精度。
[0019]作为一种实施方式，所述测斜模块通过内扶正块与柔性短节连接。
[0020]上述方案的优点在于，保障了测斜模块与柔性短节之间连接的稳定性。
[0021]作为一种实施方式，所述测斜模块包括测斜电路，所述测斜电路外部包裹有减震层。
[0022]上述方案的优点在于，大大减小了钻具振动对测斜模块使用寿命的影响。
[0023]作为一种实施方式，所述测斜电路安装在电路安装筒内壁内，电路安装筒的前端用前堵头进行密封，电路安装筒的后端用减震橡胶垫包裹。
[0024]作为一种实施方式，所述测斜电路包括测斜传感器和微处理器，其用于检测三轴加速度并传送至微处理器，微处理器根据井斜角计算公式得到井斜角。
[0025]本专利技术的第二个方面提供一种基于超短半径井柔性测斜系统的测量方法，其包括：
[0026]获取下井作业时测量的超短半径井井斜数据与时间数据；
[0027]标定下井作业时测量的超短半径井井斜数据的测量误差；
[0028]根据时间一致性及预存有时间与井深数据，建立井深与标定修正后的井斜之间的关系，确定出不同井深的井斜。
[0029]作为一种实施方式，标定下井作业时测量的超短半径井井斜数据的测量误差的过程为：建立偏转角度与三轴加速度的对应关系，求出变换矩阵，根据变换矩阵对测量三轴加速度数据进行修正，得到修正后的三轴加速度数据，再根据井斜角计算公式，计算出实际井斜。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031](1)利用测斜模块与柔性短节的轴线重合，在下井作业时实时测量并存储超短半径井井斜数据与时间数据，标定装置标定测斜模块的测量误差，再根据时间一致性及预存的时间与井深数据来建立井深与井斜之间的关系，确定了出不同井深的井斜，实现了超短
半径井井斜数据的误差标定，提高了井斜测量的精度。
[0032](2)采用标定装置标定测斜模块的测量误差，可便于实现井斜误差的补偿，提高超短半径井的测斜精度。
[0033](3)将采集存储软件程序固化至硬件电路中，硬件电路安装在测斜模块的机械结构中，缩小了测斜模块的体积，在空间紧凑的环境下，测斜模块可以准确的完成工作，硬件电路安装在机械减振结构中，大大减小了钻具振动对测斜模块使用寿命的影响。
[0034]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0035]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0036]图1是本专利技术实施例中的柔性短节示意图。
[0037]图2是本专利技术实施例中的测斜模块机械结构示意图。
[0038]图3是本专利技术实施例中超短半径井柔性测斜短节的测斜模块剖视图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超短半径井柔性测斜系统，其特征在于，包括：测斜模块，其与钻具内的柔性短节连接，测斜模块与柔性短节的轴线重合，用于在下井作业时实时测量并存储超短半径井井斜数据与时间数据；标定装置，其用于标定测斜模块的测量误差；处理器，其内预存有时间与井深数据，还用于获取标定后的井斜与时间数据，根据时间一致性来建立井深与井斜之间的关系，确定出不同井深的井斜。2.如权利要求1所述的超短半径井柔性测斜系统，其特征在于，所述标定装置包括水平仪和角度盘，水平仪用于确保测斜模块处于水平位置，角度盘放置于测斜模块端部，用于测量不同角度下的三轴加速度并传送至处理器进行测量误差。3.如权利要求2所述的超短半径井柔性测斜系统，其特征在于，所述测斜模块放置于V型块上放置于V型块上，V形块放置于刮研平台上，刮研平台始终处于水平位置。4.如权利要求1或2所述的超短半径井柔性测斜系统，其特征在于，在所述处理器中，标定测斜模块的测量误差的过程为：建立偏转角度与三轴加速度的对应关系，求出变换矩阵，根据变换矩阵对测量三轴加速度数据进行修正，得到修正后的三轴加速度数据，再根据井斜角计算公式，计算出实际井斜。5.如权利要求1所述的超短半径井柔性测斜系统，其特征在于，所述测斜模块通过内扶正块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，戴荣东，武加锋，田启忠，于少卿，王锴，刘希峰，程彦新，陈丽媛，张子桢，黄琪，严文剑，宋浩洋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：