一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统，该系统首先用稳健方法的抗差估计准则将测斜数据中的粗差剔除，然后采用预测滤波原理将测斜数据中的毛刺去除，最后用三次B样条数据拟合方法将测斜数据进行平滑处理。本系统能够克服现有光纤陀螺测斜仪所测数据和相关石油标准在井眼轨迹还原过程中测斜数据不匹配的现状，为最终井眼轨迹的还原数据提供了可靠的测斜数据的事后处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油井井眼轨迹还原的方法，更特别地说，是指一种利用光纤陀螺测斜仪的测量得到的测斜数据进行井眼轨迹还原的事后处理系统。
技术介绍
《中华人民共和国石油天然气行业标准》，SY/T5435— 2000，“定向井轨道设计与轨迹绘图”。行业标准中规定了井眼轨迹还原以每25米 30米采集一个测斜数据点(简称为测点)作为还原出井眼轨迹的单位长度。但是，光纤陀螺测斜仪实时测量得到的测斜数据更新时间较短(每100毫秒更新一次)，仪器井下运动速度为I 2米/秒，所以每30米有300 600个测点。光纤陀螺测斜仪能够测量的参数包括有:井斜角(单位:度)，井眼轴线上某点作井眼轴线的切线，该切线向井眼前进方向延伸的部分称为井眼方向线，井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。井斜角是钻井井眼轨道设计和实际的井眼轨迹计算中的一个十分重要的参数。方位角(单位:度)，某测点处的井眼方向线投影到水平面上，称为井眼方位线，或井斜方位线。以正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度即方位角。测深(单位:米)，就是井深，指井下钻具的长度。垂深(单位:米)，就是测点的垂直深度。从测点做井口平面的垂线就是垂深。水平投影长度(单位:米)，就是东北偏移，是指以井口为原点，井眼轨迹在东北平面的投影，通常设定北为正向，北东轴之间为第一象限，东南之间为第二象限，三四象限以此类推。井眼曲率(单位:度/30米)，也叫狗腿度与全角变化率。SY/T5313-93《钻井工程术语》标准10.43条款中，对全角变化率定义为“单位井段长度井眼轴线在三维空间的角度变化”，而单位井段长度取决于生产实际中测斜需要。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。井的全角变化率过大会增加钻井和采油作业的困难，易导致井下事故。井眼全角变化率引起的管杆弯曲，降低了管杆的自由度，将发生应力的集中释放，使固定阀在下冲程中有开启过程，造成漏失，降低了泵效。在井眼轨迹还原过程中，由于行业标准是以长度为计量单位，而光纤陀螺测斜仪是以时间为单位，这必将造成实测测斜数据与需要还原的井眼轨迹数据存在差异。如果抽取部分的实测测斜数据完成井眼轨迹还原，将会引起还原的井眼轨迹存在很大偏差，对后续的地质资料解释带来误导。
技术实现思路
为了解决光纤陀螺测斜仪的实测测斜数据与需要还原的井眼轨迹数据存在的计量单位差异，本专利技术提出一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统，该系统首先用稳健方法的抗差估计准则将测斜数据中的粗差剔除，然后采用预测滤波原理将测斜数据中的毛刺去除，最后用三次B样条数据拟合方法将测斜数据进行平滑处理。本专利技术采用300 600个测点对应于一个井眼轨迹还原点(简称为还原点)，能够有效地抗粗差，滤波及平滑测点。事后处理系统充分利用了大量的实时测斜数据，不仅提高了仪器测量精度，同时使还原井眼轨迹的数据源更科学，合符地质资料。本专利技术的一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统，该系统是为了解决光纤陀螺测斜仪的实测测斜数据与需要还原的井眼轨迹数据存在的计量单位差异，该差异将造成还原的井眼轨迹存在很大偏差，对后续的地质资料解释带来误导；其特征在于:该系统包括有稳健估计的IGG迭代模块(10)、滤波毛刺去除模块(20)和三次样条平滑模块(30)；在稳健估计的IGG迭代模块(10)中包括有下列处理步骤:步骤101:稳健估计的IGG迭代模块10接收光纤陀螺测斜仪实时测量输出的完整测斜数据DD ；步骤102:对所述完整测斜数据DD采用M估计的估计方法进行处理，得到估计值DDA ；步骤103:对估计值DDA采用选权迭代法中的IGG方法按权函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统，该系统是为了解决光纤陀螺测斜仪的实测测斜数据与需要还原的井眼轨迹数据存在的计量单位差异，该差异将造成还原的井眼轨迹存在很大偏差，对后续的地质资料解释带来误导；所述光纤陀螺测斜仪至少有中心处理器，测斜数据的事后处理系统存储在中心处理器中；其特征在于：测斜数据的事后处理系统包括有稳健估计的IGG迭代模块（10）、滤波毛刺去除模块（20）和三次样条平滑模块（30）；在稳健估计的IGG迭代模块（10）中包括有下列处理步骤：步骤101：稳健估计的IGG迭代模块10接收光纤陀螺测斜仪实时测量输出的完整测斜数据DD；步骤102：对所述完整测斜数据DD采用M估计的估计方法进行处理，得到估计值DDA；步骤103：对估计值DDA采用选权迭代法中的IGG方法按权函数 ω ( u ) = 1 | u | ≤ k 0 k 0 / | u | k 0 ≤ | u | < k 1 0 k 1 ≤ | u | 进行迭代，得到抗差测斜数据DDB；ω表示权重，u表示完整测斜数据与加权平均值的差，k0表示第一淘汰点，k1表示第二淘汰点；步骤104：统计抗差测斜数据DDB并进行加权处理，得到加权测斜数据DDC；求加权测斜数据DDC的当前加权平均值An；当前加权平均值An中的n表示迭代次数；步骤105：求当前加权平均值An与前一次加权平均值An‑1的差值记为ΔAn，ΔAn＝An‑An‑1；步骤106：判断ΔAn＜10‑4，即当前后两次迭代的加权平均值之差是否小于10‑4，小于则停止迭代，输出M值估计数据DM；若ΔAn≥10‑4，重复步骤101至步骤105进行重复的抗差处理，直至满足前后两次迭代的加权平均值之差小于10‑4；在滤波毛刺去除模块（20）对接收到的的M值估计数据DM进行平滑滤波处理，得到去毛刺后的测斜数据ADM；在三次样条平滑模块（30）中对去毛刺后的测斜数据用三次B样条进行平滑处理的步骤有：步骤301：对接收到的所述去毛刺后测斜数据ADM进行滤波窗宽和更新步长设置，得到输入数据样本；所述的滤波窗宽设置为25，更新步长设置为10。步骤302：将输入数据样本进行三次B样条拟合，输出拟合测斜数据 SDM；步骤303：提取出拟合测斜数据SDM中的前10个数作为样条平滑后的测斜数据估计参数；提取出拟合测斜数据SDM中的后15个数更新输入数据样本；步骤304：判断测斜数据长度DDL是否至结束，若到达测斜数据长度的尾部，则结束对去毛刺后测斜数据的三次样条平滑处理，输出拟合测斜数据SDM；若未到达测斜数据长度的尾部，则重复步骤302和步骤303，直至到达测斜数据长度的尾部。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤陀螺测斜仪的测斜数据的事后处理系统，该系统是为了解决光纤陀螺测斜仪的实测测斜数据与需要还原的井眼轨迹数据存在的计量单位差异，该差异将造成还原的井眼轨迹存在很大偏差，对后续的地质资料解释带来误导；所述光纤陀螺测斜仪至少有中心处理器，测斜数据的事后处理系统存储在中心处理器中； 其特征在于:测斜数据的事后处理系统包括有稳健估计的IGG迭代模块(10)、滤波毛刺去除模块(20)和三次样条平滑模块(30)； 在稳健估计的IGG迭代模块(10)中包括有下列处理步骤: 步骤101:稳健估计的IGG迭代模块10接收光纤陀螺测斜仪实时测量输出的完整测斜数据DD ； 步骤102:对所述完整测斜数据DD采用M估计的估计方法进行处理，得到估计值DDA ； 步骤103:对估计值DDA采用选权迭代法中的IGG方法按权函数2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春熹，高爽，林铁，余健，李先慕，王璐，焦禹舜，孔庆鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11