[发明专利]一种基于滑动导向钻井的水平井着陆控制方法

权利要求书

1.一种基于滑动导向钻井的水平井着陆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、根据随钻测量仪获取的实钻轨迹测斜数据，按实际使用的导向钻井工艺，采用外推法计算井底点(b)的轨迹参数，所述轨迹参数包括所述井底点(b)的井斜角、方位角和空间坐标；

S102、在靶平面上选定入靶点(e)的位置并基于所述井底点(b)的轨迹参数计算从所述井底点(b)到所述入靶点(e)的坐标增量，所述入靶点(e)的位置用所述入靶点(e)在所述靶平面的坐标来表示，所述坐标增量为空间坐标增量；

S103、基于所述轨迹参数和所述坐标增量判别着陆轨迹的基本形状并确定着陆轨迹的设计方法；

S104、基于着陆轨迹的基本形状并按入靶位置要求设计着陆轨迹求得着陆轨迹特征参数，所述着陆轨迹特征参数包括入靶井斜角和方位角、着陆轨迹的曲率半径、工具面角和井段长度；

S105、校核由步骤S104算得的入靶井斜角和方位角是否满足工程要求，如果满足要求，则着陆控制方案可行，执行下面的步骤，否则，返回到步骤S102重新选取入靶点位置，重复执行步骤S102到步骤S104以获得满足工程要求的入靶井斜角和方位角；

S106、继续优化着陆控制方案，用纵横网格线将靶区窗口划分成多个网格单元，分别将每个纵横网格线的交点作为一个入靶点位置，然后采用步骤S102到S104的方法计算各入靶位置对应的入靶方向，按照工程要求从一系列入靶位置、入靶方向中选出入靶位置较优的区域，进一步细化网格线，不断优化着陆控制方案，从而确定出最优的着陆控制方案；

S107、根据所述最优的着陆控制方案及着陆轨迹特征参数，按空间圆弧模型计算着陆轨迹上各分点的轨迹参数，并以图表形式输出设计结果，作为水平井着陆控制施工的依据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S101中，按照以下步骤计算所述井底点(b)的井斜角、方位角及空间坐标：

S201、利用随钻测量仪器获取一系列测点M_i(i＝1，2，...，n)的测斜数据，所述测斜数据包括井深、井斜角和方位角；

S202、根据实际钻井工艺条件选用相应的井眼轨迹模型，在滑动导向钻井、旋转导向钻井和复合导向钻井条件下，宜分别选用空间圆弧模型、圆柱螺线模型和自然曲线模型作为井眼轨迹模型；

S203、根据最后两测点(M_n-1)和(M_n)的测斜数据计算最后测段的轨迹特征参数，如果实钻轨迹采用旋转导向钻井方式，井眼轨迹为圆柱螺线模型，所述轨迹特征参数为井眼轨迹在垂直剖面图和水平剖面图上的曲率，按以下公式进行计算：

κv=Δαn-1,nΔLn-1,n]]>

κh=Δφn-1,nΔSn-1,n]]>

其中，

ΔLn-1,n=Ln-Ln-1Δαn-1,n=αn-αn-1Δφn-1,n=φn-φn-1]]>

式中，α、φ分别为井斜角、方位角，S为水平长度，κ_v和κ_h为井眼轨迹在垂直剖面图和水平投影图上的曲率；L_n和L_n-1分别是最后两测点(M_n-1)和(M_n)的井深，α_n和α_n-1分别是最后两测点(M_n-1)和(M_n)的井斜角，φ_n和φ_n-1分别是最后两测点(M_n-1)和(M_n)的方位角；

S204、基于所述最后两测点(M_n-1)和(M_n)的测斜数据和末测段的轨迹特征参数，按轨迹监测要求计算实钻轨迹末测点(M_n)的空间坐标，其计算公式如下：

Nn=Nn-1+ΔNn-1,nEn=En-1+ΔEn-1,nHn=Hn-1+ΔHn-1,n]]>

其中，

式中，N_n为末测点的北坐标，E_n为末测点的东坐标，H_n为末测点的垂深坐标；

S205、基于所述轨迹特征参数和末测点(M_n)的空间坐标计算所述井底点(b)的井斜角、方位角及空间坐标：

α_b＝α_n+κ_vΔL_n，b

Nb=Nn+ΔNn,bEb=En+ΔEn,bHb=Hn+ΔHn,b]]>

式中，α_b和φ_b分别是井底点(b)的井斜角和方位角，N_b、E_b、H_b分别是井底点(b)的北坐标、东坐标和垂深，ΔL_n，b为末测点距钻头的距离，空间坐标增量ΔN_n，b、ΔE_n，b、ΔH_n，b的具体计算公式仿照S204。