[发明专利]随钻电磁测距装置、钻头与钻井的空间位置确定方法

说明书

本发明公开了一种随钻电磁测距装置、钻头与钻井的空间位置确定方法。其中，该方法包括：接收磁场传感器探测到的磁场探测数据以及随钻测量探管检测到的随钻测量数据；获取已钻井的钻井特征信息，其中，已钻井为正钻井的相邻井；基于磁场探测数据、随钻测量数据以及已钻井的钻井特征信息确定弱磁检测短节相对于已钻井的距离和方向；根据距离和方向确定正钻井相对于已钻井的相对空间位置。本发明解决了相关技术中应用于救援经次导向钻井技术的工具不能实现无线随钻测量邻井距离的技术问题。

技术领域

本发明涉及地下资源钻采工程技术领域，具体而言，涉及一种随钻电磁测距装置、钻头与钻井的空间位置确定方法。

背景技术

磁测距导向钻井技术，可以避免邻井相对位置测量累积误差的产生，是实现邻井相对位置精确控制的新兴导向钻井测控技术。目前，磁导向钻井技术在剩余油气、盐矿、芒硝和地热等资源开采的定向钻井工程及非开挖穿越工程中发挥着越来越重要的作用。然而，救援井磁导向钻井技术尚不能完全满足钻井现场的技术需求。在救援井钻井工程中，一般应用Wellspot系列工具(包括Wellspot、Wellspot RGR和WSAB)引导救援井与事故井在设计的井下连通点连通。而且，Wellspot系列工具也不能完全满足钻井现场的技术需求，其主要原因是井下电极通过测井电缆由地面电源供电，井下磁信号检测装置也是通过测井电缆将探测到信号传输到地面装置，即Wellspot系列工具不能实现无线随钻测量邻井距离。

针对上述相关技术中应用于救援经次导向钻井技术的工具不能实现无线随钻测量邻井距离的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种随钻电磁测距装置、钻头与钻井的空间位置确定方法，以至少解决相关技术中应用于救援经次导向钻井技术的工具不能实现无线随钻测量邻井距离的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种随钻电磁测距装置，包括：随钻电极，用于向地层注入电流以使已钻井预定区域产生交变磁场，其中，所述已钻井为正钻井的相邻井；磁场传感器，用于对所述交变磁场进行探测，得到磁场探测数据；处理器，用于接收所述磁场探测数据以及随钻测量数据，并基于所述磁场探测数据以及所述随钻测量数据确定钻头与所述已钻井的相位空间位置。

可选地，该随钻电磁测距装置还包括：电磁通信发射器，用于将所述磁场探测数据传输至随钻测量探管；所述随钻测量探管，用于接收所述电磁通信发射器传输的所述磁场探测数据，并获取所述随钻测量数据；泥浆脉冲发生器，用于为所述随钻测量探管提供工作电源。

可选地，该随钻电磁测距装置还包括：弱磁检测短节；其中，所述弱磁检测短节包括：所述磁场传感器；所述电磁通信发射器，无磁本体，一端与井下马达连接，另外一端与钻头连接；电池组，用于为所述磁场传感器、所述电磁通信发射器以及所述处理器提供工作电源。

可选地，该随钻电磁测距装置还包括：发电机，用于产生电流。

可选地，所述随钻电极包括：注入电极，用于将所述发电机产生的电流发射到地层，其中，所述电流在所述已钻井的管柱上聚集并传播；回流电极，用于接收由所述地层流回的电流，以产生所述交变磁场。

可选地，所述发电机，还用于识别钻柱的旋转状态，并在基于识别结果确定所述钻柱停止旋转时，为所述注入电极和所述回流电极供电。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种钻头与钻井的空间位置确定方法，应用于上述中任一项所述的随钻电磁测距装置，包括：接收磁场传感器探测到的磁场探测数据以及随钻测量探管检测到的随钻测量数据；获取已钻井的钻井特征信息，其中，所述已钻井为正钻井的相邻井；基于所述磁场探测数据、所述随钻测量数据以及所述已钻井的钻井特征信息确定弱磁检测短节相对于所述已钻井的距离和方向；根据所述距离和所述方向确定所述正钻井相对于所述已钻井的相对空间位置。