[发明专利]一种救援井实时方位计算与误差校正方法及系统

说明书

本发明涉及一种救援井实时方位计算与误差校正方法及系统，其特征在于，包括以下内容：1)将井下电磁探测仪分别下放至救援井内的第一深度采样点和第二深度采样点，得到对应事故井套管与救援井之间的相对距离；2)建立事故井套管与救援井的两点几何定位法模型；3)当实时井斜角小于等井斜角阈值时进入步骤4)；当实时井斜角大于井斜角阈值时进入步骤5)；4)设定第一深度采样点和第二深度采样点之间的距离大于L，计算事故井套管与救援井之间的方位信息；5)设定第一深度采样点和第二深度采样点之间的距离小于L，计算事故井套管与救援井之间的方位信息，本发明可广泛应用于井下探测技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种救援井实时方位计算与误差校正方法及系统，属于井下探测技术领域。

背景技术

海上与陆地钻井过程中，油气井着火、井喷失控和漏油等事故的发生不仅会造成严重的经济损失，还会使环境污染问题越来越严重。目前，钻救援井是解决井喷事故最有效的方法之一，而在救援井中对事故井套管的方位信息进行精确探测是控制井喷事故、保障深水钻井安全作业的关键性方式。

近年来，救援井与事故井相对距离和方位的测定方法已受到国内外学者的广泛关注。现有技术公开了利用设置在救援井中的磁信号探测单元获取事故井中的套管或钻井的钻杆等导磁性材料对地磁场的扰动信号，通过对扰动信号进行分析实现事故井的定位的方法。然而，该方法探测距离较小，最大探测距离一般在10～20m，探测性能严重依赖于事故井对大地磁场的扰动情况，且环境噪声对有用信号影响大，探测精度低。相对于静磁场探测方式，现有技术公开了一种通过分析注入地层的低频交变电流在地层及事故井套管中的传播和衰减规律，对事故井套管上聚集电流产生的磁场空间分布进行研究，进而实现救援井与事故井间距和相对方位计算的方法。然而，这种方法法需要大功率电流源，且地层电导率对接收信号影响较大，若探测端地层电阻率较高，则汇聚到事故井套管上的电流就很小，严重影响对事故井套管的探测精度，且虽然该方法可以测量方位，但是直接测试的方位信息不准确。

因此，瞬变电磁法因其非接触式测量、信号强度大、探测深度大和可以从时间上跟踪距离特性等特性已成为目前救援井探测定位方法的一个发展趋势，现有技术公开了一种利用金属套管比地层电阻率低6～7个数量级这一特征，通过探测均匀地层中的金属异常体确定救援井与事故井套管相对距离和方位的方法，但是，该方法只给出了方位计算的理论模型，并未结合实际测试情况对方位计算精度的影响因素进行分析，因此求解的方位误差较大，无法满足实际测试的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种误差小且能够满足实际测试需求的救援井实时方位计算与误差校正方法及系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种救援井实时方位计算与误差校正方法，包括以下内容：1)将救援井井下探测系统中的井下电磁探测仪分别下放至救援井内的第一深度采样点和第二深度采样点，得到对应事故井套管与救援井之间的相对距离，其中，第一深度采样点与第二深度采样点之间的深度步长为L；2)采用两点空间几何定位方法，根据得到的两相对距离，建立事故井套管与救援井的两点几何定位法模型；3)将救援井的实时井斜角与预先设定的井斜角阈值进行对比，当实时井斜角小于等井斜角阈值时，进入步骤4)；当实时井斜角大于井斜角阈值时，进入步骤5)；4)设定第一深度采样点和第二深度采样点之间的距离大于L，并根据两深度采样点以及建立的两点几何定位法模型，计算事故井套管与救援井之间的方位信息；5)设定第一深度采样点和第二深度采样点之间的距离小于L，并根据两深度采样点以及建立的两点几何定位法模型，计算事故井套管与救援井之间的方位信息。

进一步地，所述步骤1)的具体过程为：1.1)设置救援井井下探测系统，包括井下电磁探测仪、地面处理模块和上位机，将井下电磁探测仪深入救援井内，分别下放至第一深度采样点和第二深度采样点；1.2)通过井下电磁探测仪中接收线圈的感应电动势，分别反演出第一深度采样点和第二深度采样点时事故井套管与救援井之间的相对距离d₁和d₂。