[发明专利]一种旋转导向钻井入靶形势预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，尤其涉及一种在旋转导向钻井条件下进行入靶形势预测的方法，该方法可用于监测和控制井眼轨迹。

背景技术

旋转导向钻井具有钻柱摩阻小、井眼平滑、机械钻速高等特点，已成为大位移井、超长水平井等复杂结构井中不可或缺的导向钻井工具和技术。旋转导向钻井系统的井下部分主要由旋转导向工具和随钻测量总成所组成，其中旋转导向工具包括近钻头井斜传感器、偏心稳定器、导向执行机构、井下控制器等，随钻测量总成包括MWD/LWD仪器、地质参数测量短节、环空/地层压力测量短节、涡轮发电机等。

旋转导向钻井工具的导向原理可分为推靠式和指向式两大类。如图1所示。推靠式导向工具在靠近钻头处安装有偏心稳定器等偏置单元，推靠钻头偏离井眼轴线，并产生钻头侧向力，从而实现造斜和导向作用。指向式导向工具的偏置单元安装在导向工具中部（常位于两个稳定器之间），使导向工具壳体内的驱动主轴产生偏置或挠曲，导致钻头轴线相对于井眼轴线发生了偏转，从而实现导向功能。为了提高旋转导向工具的造斜能力，可在其上部串接一个柔性短节，以减小上部钻柱对导向工具造斜性能的影响。

旋转导向钻井具有更高的钻井速度，在钻达各靶点或靶区之前，需要随时预测实钻轨迹的入靶位置、评价入靶点偏离靶点的程度，以便采取有效措施，控制实钻轨迹进入并穿过靶区。

发明内容

本发明针对现有技术中没有以靶区为目标的井眼轨迹预测技术，缺乏对中靶情况的预判，从而难以保证实钻轨迹必能中靶的缺点，提出了一种在旋转导向钻井条件下进行入靶形势预测的方法，所述方法包括以下步骤：

S101、根据钻井实际轨迹最后两测点（M_n-1，M_n）的测斜数据计算最后测段的轨迹特征参数，所述测斜数据为井深、井斜角、方位角，所述轨迹特征参数为井眼轨迹在垂直剖面图和水平投影图上的曲率；

S102、基于井眼轨迹监测要求计算最后一个测点（M_n）的空间坐标；

S103、当保持旋转导向钻井钻井工艺和技术参数继续钻进时，所述轨迹特征参数保持不变，按所述最后测段的轨迹特征参数采用外推法计算出钻至靶区的预测轨迹的井段长度；

S104、基于所述井段长度、所述轨迹特征参数、所述测斜数据以及所述空间坐标计算所述入靶点（e）的井斜角、方位角以及空间坐标；

S105、根据所述入靶点的空间坐标，计算出所述入靶点（e）在靶点坐标系下的坐标，判断所述入靶点（e）是否落在预设的靶区内。

根据本发明的一个实施例，按照以下公式计算最后测段的曲率：

κv=Δαn-1,nΔLn-1,n]]>

κh=Δφn-1,nΔSn-1,n]]>

其中