[发明专利]一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法

摘要

本发明提供一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法，包括获取正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息；根据其获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中相邻井已钻井井口坐标；根据上述信息利用邻井最近距离扫描和邻井分离系数计算获得正钻井与相邻已钻井需防碰井段信息；获取随钻测量探管下入到正钻井中底部钻具组合传统MWD探管位置、且钻头钻至需防碰井段时检测的数据，根据其获取随钻测量探管与相邻已钻井套管相对空间位置数据；根据该数据和预设的随钻测量探管与正钻井中钻头相对空间位置数据确定正钻井到所述相邻已钻井的相对空间位置。该方法能确定正钻井到邻井相对空间位置，避免钻井或调整井过程中两井相撞问题。

主权项

一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法，其特征在于，包括：获取正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息；根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述相邻井已钻井的井口坐标；根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，利用邻井最近距离扫描计算和邻井分离系数计算，获得正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息；获取随钻测量探管在下入到正钻井中底部钻具组合传统MWD探管的位置、且正钻井中的钻头钻至所述需要防碰的井段时检测的数据；根据所述随钻测量探管检测的数据，获取所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的相对空间位置数据；根据所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的相对空间位置数据和预设的所述随钻测量探管与正钻井中的钻头的相对空间位置数据，确定所述正钻井到所述相邻已钻井的相对空间位置；其中，所述随钻测量探管，包括：一个两端封闭的无磁金属外壳、测斜传感器、三轴磁通门传感器、微控制器和电源；所述测斜传感器、三轴磁通门传感器、微控制器和电源均设置在所述无磁金属外壳的壳体里面，所述测斜传感器、三轴磁通门传感器和电源分别与所述微控制器连接，所述随钻测量探管在下入正钻井时所述测斜传感器与地面的距离小于所述三轴磁通门传感器与地面的距离，所述测斜传感器和三轴磁通门传感器相距预设距离D，测斜传感器的三轴与三轴磁通门传感器的三轴平行且同向；相应地，所述随钻测量探管检测的数据，包括：所述随钻测量探管中的测斜传感器检测的所述随钻测量探管处重力场产生的三轴重力加速度和所述随钻测量探管中的三轴磁通门传感器检测的所述随钻测量探管处两组由相邻已钻井套管和地磁场产生的三轴磁感应强度；相应地，所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的相对空间位置数据，包括：所述随钻测量探管到相邻已钻井套管的径向间距r和已钻井井眼高边Hs与单位矢量之间的夹角Ahr；其中，所述随钻测量探管到相邻已钻井套管的径向间距r是通过第一方程组计算得到的，所述第一方程组为：zr-lr(1+(zr-lr)2)3/2+(1+(zr+lr)2)3/2(1+(zr-lr)2)3/2-(1+(zr+lr)2)3/2-B1zB1r=0z+Dr-lr(1+(z+Dr-lr)2)3/2+(1+(z+Dr+lr)2)3/2(1+(z+Dr-lr)2)3/2-(1+(z+Dr+lr)2)3/2-B2zB2r=0]]>其中，l为相邻已钻井套管长度的二分之一，D为测斜传感器到三轴磁通门传感器的距离，z为测斜传感器长度二分之一处水平面到相邻已钻井套管长度二分之一处水平面的间距，B1z和B2z分别为测斜传感器到三轴磁通门传感器测得的Z轴向磁感应强度，B1r和B2r分别为测斜传感器到三轴磁通门传感器测得的径向磁感应强度，B1r是通过第一公式计算得到的，B2r是通过第二公式计算得到的；所述第一公式为：所述第二公式为：其中，B1x和B2x分别为测斜传感器到三轴磁通门传感器测得的X轴向磁感应强度，B1y和B2y分别为测斜传感器到三轴磁通门传感器测得的Y轴向磁感应强度；所述正钻井轨迹设计信息，包括：正钻井的井口坐标、钻盘平面高度、地面海拔高度、井身结构、正钻井设计轨迹的井深、井斜角和井斜方位角；所述相邻已钻井实钻轨迹信息，包括：相邻已钻井的井口坐标、钻盘平面高度、地面海拔高度、井身结构、相邻已钻井实钻轨迹的井深、井斜角和井斜方位角；所述根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，获取以正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述相邻井已钻井的井口坐标，包括：根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，以正钻井井口位置为参考建立正钻井井口坐标系；根据所述正钻井与已钻井的钻盘平面高度和地面海拔高度，获取正钻井钻盘平面高度比已钻井钻盘平面高度高多少或低多少；确定所述正钻井轨迹设计信息是相对于正钻井钻盘平面高度还是地面海拔高度，以及确定所述已钻井实钻轨迹信息是相对于已钻井钻盘平面高度还是地面海拔高度；根据所述正钻井与已钻井的井口坐标，获取已钻井井口相对正钻井井口的实际垂直深度TVD、北坐标N和东坐标E的偏移量；在所述正钻井井口坐标系中的相邻已钻井实钻轨迹的实际垂直深度TVD、北坐标N、东坐标E数据上加上或减去所述偏移量；所述根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，利用邻井最近距离扫描计算和邻井分离系数计算，获得正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息，包括：根据所述正钻井的轨迹设计信息和相邻已钻井的实钻轨迹信息，以正钻井作为参考井、相邻已钻井作为比较井，进行邻井最近距离扫描计算和邻井分离系数计算，获得扫描半径与正钻井井深的关系图和分离系数与正钻井井深的关系图；根据所述扫描半径与正钻井井深的关系图和分离系数与正钻井井深的关系图，获取邻井分离系数小于等于预设阈值的正钻井和已钻井井段的信息，该井段的信息为正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息；所述正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息，包括：正钻井和已钻井需要防碰的井段的井深、扫描半径和扫描角。