[发明专利]基于地层岩性识别的井下定向孔顺层导向钻进系统及方法有效

专利信息
申请号: 201610466157.2 申请日: 2016-06-23
公开(公告)号: CN106050143B 公开(公告)日: 2019-05-07
发明(设计)人: 李泉新;石智军;方俊;曹明;温榕;高珺;毕志琴;许超 申请(专利权)人: 中煤科工集团西安研究院有限公司
主分类号: E21B7/04 分类号: E21B7/04;E21B44/00;E21B47/022;E21B49/00
代理公司: 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 代理人: 杨文录
地址: 710077 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要: 发明涉及一种基于地层岩性识别的井下定向孔顺层导向钻进系统及方法。利用煤系地层岩性随钻识别判据和煤系地层物性参数随钻测量装置实时测量的近钻头位置的地层自然放射值,采用直接参数对比法和方位放射玫瑰花图对比法实现了钻遇地层岩性的随钻识别;结合钻孔轨迹测量,实现了实钻轨迹相对目标地层的精确空间定位,为控制井下定向孔沿预定方向在目标地层中顺层延伸提供了依据,解决了当前煤矿井下定向钻进技术只能根据钻孔轨迹空间几何定位进行钻进,无法判识地层、钻进效率和目标地层延伸率低等技术难题,通过井下定向孔精确顺层定向钻进,为提高钻探施工效率和利用效果、探明矿区地层地质信息、保障钻探施工安全提供了有效手段。
搜索关键词: 基于 地层 识别 井下 定向 孔顺层 导向 钻进 系统 方法
【主权项】:
1.一种基于地层岩性随钻识别的井下定向孔顺层导向钻进方法,其特征在于,实时获取钻头位置地层岩性物性参数并与已知的矿区各煤系地层岩性物性参数对比从而获得钻头所处地层岩性,根据钻头所处地层岩性调整钻孔的目标地层倾角和井下定向孔设计轨迹,按照调整后的设计轨迹进行定向钻进,直至达到设计孔深,提钻终孔;当采用滑动定向钻进工艺施工时,利用直接参数对比法,将随钻测量得到的地层岩性物性参数与矿区各煤系地层岩性物性参数进行对比;当采用复合钻进工艺施工时,利用方位放射玫瑰花图对比法,将随钻测量得到的地层岩性物性参数与矿区各煤系地层岩性物性参数进行对比;所述方位放射玫瑰花图对比法具体为:用圆周角代表放射角数值,用半径长度代表地层方位自然放射值,建立动态方位放射玫瑰花图坐标系;将最近10次不同放射角时的地层方位自然放射值在坐标系中标示出来,并顺次将相邻点连线,形成方位放射玫瑰花图;在方位放射玫瑰花图中得到放射角0°和180°时的地层方位自然放射值;当0°地层方位自然放射值与上部相邻地层自然放射值相近,且180°地层方位自然放射值与目标地层方位自然放射值相近时,判断钻孔实钻轨迹钻遇上边界线;当0°地层方位自然放射值与目标地层方位自然放射值相近,180°地层方位自然放射值与下部相邻地层自然放射值相近时,判断钻孔实钻轨迹钻遇下边界线;当0°地层方位自然放射值与180°地层方位自然放射值相差不大时,判断钻孔实钻轨迹在原地层中延伸;所述根据钻头所处地层岩性调整钻孔的目标地层倾角为:将钻孔的目标地层倾角调整为相邻两个见顶点或见底点的上下位移差值除以孔深差值后进行反正弦计算得到的角度;其中,见顶点为钻孔实钻轨迹与上边界线的交点;见底点为钻孔实钻轨迹与下边界线的交点;所述根据钻头所处地层岩性调整钻孔的井下定向孔设计轨迹为:将钻孔的上边界线、下边界线按修正后的目标地层倾角延伸,得到预测上边界线、预测下边界线的标高,调整钻孔设计倾角和上下位移,将钻孔轨迹控制在预测上边界线、预测下边界线之间的目标地层中延伸。
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