[发明专利]一种多功能测斜仪及基于该测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法

摘要

本发明公开了一种多功能测斜仪及基于该测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法，属于石油钻井专用测斜仪设计和井眼防碰技术领域。该多功能测斜仪首次将磁通门传感器集成到现有陀螺测斜仪中；基于该测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法主要包括邻井套管磁干扰及井眼交碰风险快速识别步骤和邻井套管相对位置反演步骤。本发明首次给出了利用陀螺传感器给出的磁工具面角、磁通门传感器实测的磁场强度和磁场倾角反演邻井套管相对距离及方位的实用方法，在邻井套管磁干扰井段能够同时解决井眼轨迹准确测量、井眼交碰风险识别、邻井套管相对位置反演等难题，不需要额外增加探测设备，不受邻井是否投产或停产限制，还有助于及早发现井眼交碰风险。

主权项

1.多功能测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法，其特征在于，包括一种同时具有磁性和惯性测量元件的多功能测斜仪，多功能测斜仪包括测量头，在测量头上顺序集成有x轴磁通门传感器、y轴磁通门传感器、z轴磁通门传感器、x轴加速度计、y轴加速度计、z轴加速度计、xy轴陀螺传感器和z轴陀螺传感器；所述x轴磁通门传感器、y轴磁通门传感器、z轴磁通门传感器与x轴加速度计、y轴加速度计、z轴加速度计一一对应；/n方法包括以下步骤：/nA邻井套管磁干扰及井眼交碰风险快速识别/n(1)钻前利用现有定向钻井软件对待钻井眼做防碰扫描，利用最近距离和井眼分离系数识别出井眼交碰风险较高的井段；/n(2)在井眼交碰风险较高的井段，每钻完1个钻杆单根进行1次全测量，记录井眼轨迹参数、磁场参数；/n(3)转换到快速工具面模式，锁紧转盘、缓慢上提或下放钻柱，对新钻出的井段按1.0m/点加密测量磁工具面角，记录测量井深、磁工具面角，并绘制出两个磁工具面角随测量井深变化曲线；/n(4)以陀螺传感器对应的磁工具面角为基准，若磁通门传感器对应的磁工具面角偏差较小，表明没有邻井套管磁干扰、井眼交碰风险较低，可以继续钻进并重复上述操作；若磁通门传感器对应的磁工具面角偏差较大，表明存在邻井套管磁干扰和井眼交碰风险，且偏差最大处通常为邻井套管接箍位置，此时需要转换到邻井套管柱相对位置反演步骤；/nB邻井套管相对位置反演/n(1)对识别出的邻井套管磁干扰井段，按全测量模式2m/点加密测量，记录不同井深对应的井眼轨迹参数、磁场参数；/n(2)利用测斜仪提供的井斜角、方位角、磁工具面角，以及磁通门传感器实测的磁场强度、磁场倾角，计算出干扰磁场对应的相关参数；将实测磁场强度沿三个坐标轴分解成B_x、B_y、B_z；将正常磁场强度沿三个坐标轴分解成B_x0、B_y0、B_z0；设干扰磁场强度为ΔB，与之对应的三个分量为ΔB_x、ΔB_y、ΔB_z，相关计算公式如下：/n /n /n(3)根据预先得到的干扰磁场强度沿套管柱横向距离变化关系，利用干扰磁场参数能够最终求解邻井套管相对距离r、相对方位角θ，见式(3)和式(4)：/nr＝f(ΔB) (3)/n /n