[发明专利]基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法

权利要求书

1.一种基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

基于邻井实钻资料反演得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；

根据井眼方向、空间坐标的控制要求设计井眼轨迹；

基于所述地层井斜率、所述地层方位率和所述井眼轨迹，计算工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，以表征由导向钻具所产生的井斜变化率、方位变化率和井斜角；

基于所述工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，计算出所述导向钻具的定向造斜特性，随钻控制并监测所述定向造斜特性，以钻出所述井眼轨迹。

2.如权利要求1所述的基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其特征在于，在基于邻井实钻资料反演得到地层井斜率和地层方位率的步骤中，用所述地层井斜率和所述地层方位率来表征地层自然造斜对井眼轨迹的影响，基于邻井实钻资料反演得到所述地层井斜率和所述地层方位率随井深的变化规律：

式中：L为井深，单位：米；κ_α,f为地层井斜率，(°)/30米；κ_φ,f为地层方位率，(°)/30米。

3.如权利要求2所述的基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其特征在于，在根据井眼方向、空间坐标的控制要求设计井眼轨迹的步骤中，基于所述井眼轨迹的设计模型和设计结果，得到井斜角、方位角、井斜变化率和方位变化率随井深的变化规律：

其中：α为井斜角，(°)；φ为方位角，(°)；κ_α为井斜变化率，(°)/30米；κ_φ为方位变化率，(°)/30米。

4.如权利要求3所述的基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其特征在于，在计算工具井斜率、工具方位率和工具井斜角的步骤中，基于所述导向钻具、所述地层和所述井眼轨迹之间的约束关系，用以下公式来得到所述工具井斜率、所述工具方位率和所述工具井斜角：

其中：κ_α,t为工具井斜率，(°)/30米；κ_φ,t为工具方位率，(°)/30米；α_t为工具井斜角，(°)；下标A表示控制井段的始点。

5.如权利要求4所述的基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其特征在于，在计算出所述导向钻具的定向造斜特性的步骤中，用工具造斜率和工具面角来表征导向钻具的定向造斜特性，所述工具造斜率用于表征造斜能力，所述工具面角用于表征工具姿态，基于所述工具井斜率、所述工具方位率和所述工具井斜角按如下方法计算所述工具造斜率和所述工具面角：

其中：κ_t为工具造斜率，(°)/30米；ω_t为工具面角，(°)。