【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气钻井领域，特别涉及一种水平参考井高精度磁测距导向钻井方法、系统。
技术介绍
1、随着油气开发进入新领域，对钻井工艺要求越来越高，对井眼轨迹定位精度的要求也越来越高。如蒸汽辅助重力泄油的平行井钻井技术需要钻探相对平行的成对水平井，又如原位转化开发油气资源时需钻探批量相对平行的水平井组。完成诸如此类特殊井，一般需要进行磁测距，测量井眼之间的空间距离和方位并加以调整控制，以保证井眼轨迹之间的空间位置的准确性。完成此类作业，目前的磁测距方法主要有：在一口已经完成的井中放置磁场检测装置，另外一口正钻井中安装已知强度和已知磁场模式磁场，通过对磁场的测量计算出两口井之间的相对距离，从而指导钻井作业，如美国专利第5485089号和5589775号。这种方法在蒸汽辅助重力泄油的平行井钻井中得到广泛应用，实现了垂向成对水平井5m间距条件下垂向误差±0.5m，横向误差±1m的控制精度。但这种方法首先要钻探一口水平参考井以指导第二口水平井的井眼轨迹控制作业。此方法并不能保证第一口水平参考井的井眼轨迹控制精度。在源岩油气勘探开发中，常规开发方式并不能实现油气的商业开发，需要采用特殊工艺改变源岩有机质的状态以实现有机质的产出。一般来说，需要在较薄的目的层钻探多层密集型水平井井网，井网间距小且相互之间的间距精度要求高，且全部的轨迹需要在目的层内，对井眼轨迹控制要求极高。尤其是钻探出精度较高的第一口水平参考井至关重要。现有的定向钻井方法，因存在轨迹测量椭圆误差的影响，井下的实际控制无法保证控制精度。
技术实现思路<
1、针对上述问题，本专利技术提出一种水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，所述方法包括：
2、确定井系统的部署；
3、根据所述井系统的部署依次完成直井/定向井和水平井非目标地层井段的钻探；
4、下入测距系统，所述测距系统包括位于所述直井/定向井的动态磁场采集仪和位于钻头后的磁场发生仪；根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探。
5、进一步的，所述井系统的部署包括：
6、一口水平井和n口与所述水平井目标地层井段近似垂直的直井/定向井，其中，所述n≥1；
7、所述水平井部署包括井口位置、造斜点、目标地层水平井段不少于2个的靶窗点和根据所述目标地层水平井段第一个靶窗点a和最后一个靶窗点b所确定的目标地层水平井段方位角。
8、进一步的，确定所述目标地层靶窗点还包括钻探导眼井对所述靶窗点位置进行修正。
9、进一步的，所述直井/定向井的目标地层的井段与水平井的目标地层水平井段靶窗点所确定的水平井段轨道横向距离为1m～20m；
10、所述目标地层水平井段靶窗点a和所述目标地层水平井段靶窗点b的水平距离大于200m；
11、所述井口位置与所述目标地层水平井段靶窗点a的水平距离为100～800m。
12、所述直井/定向井的目标地层的井段与水平井的目标地层水平井段靶窗点所确定的水平井段轨道横向距离为1m～20m；
13、所述目标地层水平井段靶窗点a和所述目标地层水平井段靶窗点b的水平距离大于200m；
14、所述井口位置与所述目标地层水平井段靶窗点a的水平距离为100～800m。
15、进一步的，所述直井/定向井的目标地层的井段包括垂直段或斜井段，若为定向井，则所述斜井段的方位角与所述目标地层水平井段靶窗点确定的方位角的差值小于20°。
16、进一步的，所述直井/定向井的数量n通过所述目标地层水平井段靶窗点a和所述目标地层水平井段靶窗点b的水平距离和测距系统的有效磁信号探测距离参数确定。
17、进一步的，n＝|[l/(2l0)+0.5]|
18、其中，l表示所述目标地层水平井段靶窗点a和所述目标地层水平井段靶窗点b的水平距离，l0表示测距系统的有效磁信号探测距离参数，|[…]|表示对公式计算的值四舍五入取整。
19、进一步的，所述n口与所述水平井目标地层井段垂直的直井/定向井的部署包括：
20、若未钻探导眼井，所述n口直井或定向井在目标地层中的位置在所述水平井设计轨道上的投影点距离目标地层水平井段靶窗点a的距离按照l0、3l0、5l0、…、(2n-1)l0的大小排列；
21、若钻探导眼井，所述n口直井或定向井在目标地层中的位置在所述水平井设计轨道上的投影点距离目标地层水平井段靶窗点a的距离按照l0+ld、3l0+ld、5l0+ld、…、(2n-1)+ld的大小排列；
22、其中，l0表示测距系统的有效磁信号探测距离参数；ld表示稳定非测距参数。
23、进一步的，所述磁场发生仪包括天然磁石、磁铁和通电螺线线圈；
24、所述磁场发生仪的磁场强度大于地磁强度和钻柱剩余磁场强度。
25、进一步的，根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探包括：
26、动态磁场采集仪领先磁场发生仪，根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互位置关系引导钻头朝着偏移于所述动态磁场采集仪既定的距离的方向进行定向导向钻井作业；
27、磁场发生仪位于动态磁场采集仪侧边，采用钻具组合的稳定方向钻探能力，快速穿过动态磁场采集仪侧边距离；
28、磁场发生仪领先动态磁场采集仪，根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互位置关系确定磁场发生仪的位置变化，继续引导钻头的钻探方向。
29、进一步的，所述磁场发生仪领先动态磁场采集仪引导钻头钻探还包括避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰。
30、进一步的，所述避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰包括：
31、加大所述磁场发生仪的磁场强度，或；
32、所述钻具零部件组合中底部有效磁信号探测距离参数范围采用非磁性材料钻具，或；
33、增加水平井水平段与所述直井或定向井井眼轨道之间的距离，使其大于3m。
34、本专利技术实施例中还提供一种水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，所述系统包括：部署单元、第一钻探单元、下入单元和第二钻探单元，
35、部署单元，用于确定井系统的部署；
36、第一钻探单元，用于根据所述井系统的部署依次完成直井/定向井和水平井非目标地层井段的钻探；
37、下入单元，用于下入测距系统，所述测距系统包括位于所述直井/定向井的动态磁场采集仪和位于钻头后的磁场发生仪；
38、第二钻探单元，用于根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探。
39、进一步的，所述部署单元部署井系统包括：
40、一口水平井和n口与所述水平井目标地层井段近似垂直的直井/定向井，其中，所述n≥1；
41、所述水平井部署包括井本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述井系统的部署包括：
3.根据权利要求2所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，确定所述目标地层靶窗点还包括钻探导眼井对所述靶窗点位置进行修正。
4.根据权利要求3所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述直井/定向井的数量N通过所述目标地层水平井段靶窗点A和所述目标地层水平井段靶窗点B的水平距离和测距系统的有效磁信号探测距离参数确定。
7.根据权利要求6所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
8.根据权利要求3所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述N口与所述水平井目标地层井段垂直的直井/定向井的部署包括：
9.根据权利要求1所述的
10.根据权利要求1所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探包括：
11.根据权利要求10所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述磁场发生仪领先动态磁场采集仪引导钻头钻探还包括避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰。
12.根据权利要求11所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰包括：
13.一种水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述系统包括：部署单元、第一钻探单元、下入单元和第二钻探单元，
14.根据权利要求13所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述部署单元部署井系统包括：
15.根据权利要求14所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述直井/定向井的目标地层的井段与水平井的目标地层水平井段靶窗点所确定的水平井段轨道横向距离为1m～20m；
16.根据权利要求15所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述直井/定向井的数量N通过所述目标地层水平井段靶窗点A和所述目标地层水平井段靶窗点B的水平距离和测距系统的有效磁信号探测距离参数确定。
17.根据权利要求16所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，
18.根据权利要求15所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述N口与所述水平井目标地层井段垂直的直井/定向井的部署包括：
19.根据权利要求13所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，
20.根据权利要求13所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，第二钻探单元用于根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探包括：
21.根据权利要求20所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井系统，其特征在于，所述磁场发生仪领先动态磁场采集仪引导钻头钻探还包括避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰。
...【技术特征摘要】
1.一种水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述井系统的部署包括：
3.根据权利要求2所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，确定所述目标地层靶窗点还包括钻探导眼井对所述靶窗点位置进行修正。
4.根据权利要求3所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述直井/定向井的数量n通过所述目标地层水平井段靶窗点a和所述目标地层水平井段靶窗点b的水平距离和测距系统的有效磁信号探测距离参数确定。
7.根据权利要求6所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
8.根据权利要求3所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述n口与所述水平井目标地层井段垂直的直井/定向井的部署包括：
9.根据权利要求1所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，根据所述动态磁场采集仪和所述磁场发生仪的相互循环领先运动引导钻头完成水平井目标地层井段的钻探包括：
11.根据权利要求10所述的水平参考井高精度磁测距导向钻井方法，其特征在于，所述磁场发生仪领先动态磁场采集仪引导钻头钻探还包括避免所述磁场发生仪和钻具零部件磁性的磁信号干扰。
12.根据权利要求11所述的水平参考井高精度磁测距导...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡贵，侯连华，刘新云，孔璐琳，张希文，段保平，常鑫，陶冶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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