一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法，包括以下步骤：1)设计井眼轨迹，得到井深、井斜角、方位角的目标值和允许偏差值；2)数据采集：在钻进过程中连续采集钻柱在三个方向上的实时姿态测量值；3)轨迹推算：采用卡尔曼滤波融合算法，计算当前钻柱的实时姿态估计值；4)钻向调控：通过算法计算并根据计算结果调节无极可调井眼轨迹控制工具的钻柱的运动方向，使其回归目标井眼轨迹。本设计在无极可调井眼轨迹控制工具的钻柱内设置无线陀螺仪，通过与地面PLC控制器通讯连接，对钻柱的实时姿态进行监测，计算其与设计井眼轨迹的偏差，并根据偏差值调节钻具的钻进方向，缩小实际井眼轨迹与设计井眼轨迹的偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法
本专利技术涉及取样装置
，具体涉及一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，我国对原油和成品油的需求量大幅度增长，石油资源日趋枯竭，油井井眼轨迹的精准测绘变得越发重要。在钻井过程中，需要知道已钻油井井身的实际轨迹来控制钻井的趋势，以保证实际油井井眼轨迹落在预设范围内。可以通过测量油井的井身结构来测绘出油井的井眼轨迹，井身测点的位置可以由井深、井斜角和方位角三个参数唯一确定。传统的采用磁性定向仪器的方法，由于受到套管磁场的影响而无法实现对其测量，导致测量结果受干扰。同时，由于国内外大部分油田已经处于开发后期，新探区块大部分处于特殊环境，如海洋、滩海、沙漠等地区，这就使得勘探开发难度和成本大大增加。另一方面，老油田为实现稳产，面临着大量的边缘油气藏、独立小油气藏、复杂断块油气藏、超薄油气藏等难动用储量的开发问题。勘探开发形势的需要推动着井型的演变与发展，大位移井、超薄油层水平井、定向井、多分枝井等复杂结构井在油气田勘探开发中所占的比例越来越大。因此迫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法，所述陀螺仪设在无极可调井眼轨迹控制工具的钻柱内，其特征在于，包括以下步骤：/n1)设计井眼轨迹：根据地质条件和储层位置，设计目标井眼轨迹，得到井深、井斜角、方位角的目标值和允许变化率范围值；/n2)数据采集：将陀螺仪安装在钻柱内，同时建立陀螺仪与地面PLC控制器之间的信号通讯，在钻进过程中连续采集钻柱在三个方向上的实时姿态测量值，所述实时姿态测量值为井深、井斜角、方位角的测量值；/n3)轨迹推算：采用卡尔曼滤波融合算法，采用递归算法，通过钻柱上一时刻的估计值和当前时间的测量值计算当前钻柱实时姿态估计值：/nX

【技术特征摘要】
1.一种基于随钻陀螺仪的井眼轨迹跟踪调控方法，所述陀螺仪设在无极可调井眼轨迹控制工具的钻柱内，其特征在于，包括以下步骤：
1)设计井眼轨迹：根据地质条件和储层位置，设计目标井眼轨迹，得到井深、井斜角、方位角的目标值和允许变化率范围值；
2)数据采集：将陀螺仪安装在钻柱内，同时建立陀螺仪与地面PLC控制器之间的信号通讯，在钻进过程中连续采集钻柱在三个方向上的实时姿态测量值，所述实时姿态测量值为井深、井斜角、方位角的测量值；
3)轨迹推算：采用卡尔曼滤波融合算法，采用递归算法，通过钻柱上一时刻的估计值和当前时间的测量值计算当前钻柱实时姿态估计值：
Xk＝AkXk-1+BkUk-1+Wk-1
Zk＝HkXx+Vk
其中，Xk表示k时刻的状态变量，Zk是k时刻的观测序列，Wk-1、Vk分别是过程噪声和观测噪声，Ak是k时刻n*n阶的增益矩阵用于转换k-1时刻的状态变量，Uk-1是k-1时刻的可控向量，Bk是k时刻n*1阶的增益矩阵用于调节可控向量Uk-1，Hk是k时刻m*n阶的增益矩阵表示k时刻的状态对测量值的增益；
4)钻向调控：利用实时姿态估计值与实际测量值的差值计算实时变化率，对比实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕊，张添锦，王桂芹，何永垚，
申请(专利权)人：张蕊，
类型：发明
国别省市：陕西;61