[发明专利]一种用于同时钻多口垂直井的磁测距方法

说明书

本发明公开了一种用于同时钻多口垂直井的磁测距方法，在井下利用工具在绝缘间隙带上生成电流，电流会产生磁场，再由另外一口井的三轴磁强计测得该磁场，并进行相关计算。根据所得到距离和角度的信息，两井可以同时钻进。当同时钻进多口井时，每口井的底部钻具组合都具有绝缘间隙和磁强计，均可产生磁场并测量磁场，实现多口井的同时钻进。

技术领域

本发明涉及钻井领域，特别是一种用于同时钻多口垂直井的磁测距方法。

背景技术

在石油勘探领域，采用弱磁场进行定位是20世纪80年代进入现代化工业的一项新技术。国外的磁场定位技术在钻井方面的应用研究可以追溯到20世纪30年代，商业化应用于20世纪80年代。早在1966年美国提出有线电磁测距技术，但是在套管井中布置电缆工具需要在下一步钻井时，利用钻探设备、泥浆泵、连续油管等推动有线工具向前移动。这些推动方法造价昂贵还需布置额外设备，因此有线电磁测距技术效率很低。随着近一步研究，国外对于磁场的测量方法，算法等一步步得到改善和发展。目前，市场上相关产品的可靠性以及耐高温高压能力在不断增强、效率不断提高而成本在逐渐下降。尤其是哈里伯顿研制的产品，最大可工作于175℃高温、175MPa高压，非工作状态可承受200℃高温。其设计也逐步从有线向无线化、系统与马达结合提高了系统的转速以提高钻井效率，近钻头无线传输降低了系统的成本。

我国电磁测量技术在钻井中的应用近年来虽然取得了一些成果，但是由于起步晚，石油产业正处于探索和发展期。为了打破技术发展瓶颈、提高石油开采率，克服传统方法难以满足高可靠、高精度、抗干扰的缺点，我国在磁场测量技术也投入了大量的研究，但目前无法满足大多数钻井时准确的估测出与目标点的相对位置的要求，需要进一步提高测量精度和测量距离，对该技术中存在的问题深入研究，以达到适合石油开发的要求。

目前，在需要钻进两口或更多口井时，一般先钻一口井，再利用磁导向技术根据第一口井钻进第二口井。例如，2008年，辽河油田引进Halliburton公司的磁导向钻井技术，钻进的SAGD双水平井；以及新疆油田顺利钻成的4对SAGD双水平井，均不是同时钻进，十分耗时、效率很低并且成本高昂。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种用于同时钻多口垂直井的磁测距系统。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种同时钻多口垂直井的磁测距方法，包括以下步骤；

步骤1，同时钻多口垂直井时，将底部钻具组合布置在相邻的井一和井二中，所述井一的底部钻具组合包括钻头、导向马达、随钻测量工具MWD、用于提供评价井眼所钻地层信息的LWD工具以及位于钻铤的绝缘间隙带；所述井二的底部钻具组合包括钻头、导向马达、位于钻铤的绝缘间隙带以及设置有三轴磁强计的随钻测量工具MWD；

步骤2，停止钻井过程，并停止相邻的井一的底部钻具组合和井二的底部钻具组合的旋转；

步骤3，滑动相邻的井一的底部钻具组合和/或井二的底部钻具组合，使将井一的底部钻具组合中的绝缘间隙带放置在井二的底部钻具组合的磁强计所在的平面；

步骤4，使用随钻测量工具MWD测量所述井一的底部钻具组合、井二的底部钻具组合的方位角和倾斜角；

步骤5，给井一的底部钻具组合的绝缘间隙带通已知的电流I(0)，以生成磁场；

步骤6，基于井一的底部钻具组合中的LWD工具的数据，分析井一的底部钻具组合数据来确定其相对于地质的位置，当井一和导电水基泥浆WBM一起钻进时，电流从井一的底部钻具组合流经到钻头并沿钻铤径向流入地层；轴向电流I(z)随着流过绝缘间隙带的距离越远而近似线性减小，并且在钻头处几乎为零；井一的底部钻具组合上的电流也随流经绝缘间隙带带距离越远而减小；井一内的磁场表述为：当井与绝缘油基泥浆(OBM)一起钻进时，绝缘间隙带带的电流基本保持恒定；井一内的磁场表述为：