[发明专利]一种钻井轨迹控制方法和系统

权利要求书

1.一种钻井轨迹控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤一：构建地层剖面模型，确定剖面图模型中的地层线和轨迹线；

步骤二：基于地层剖面模型，分别计算上界面距离、下界面距离、钻遇界面距离和钻头前界面距离；

步骤三：在地层剖面模型上显示所述上界面距离、下界面距离、钻遇界面距离和钻头前界面距离，根据各个距离控制钻井轨迹。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤一中，

基于三维地层模型中的井眼轨迹计算该轨迹的水平投影角；

根据所述井眼轨迹水平投影角，将地层线和轨迹线进行投影，形成二维平面侧视图下的地层线和轨迹线；

将所述二维水平侧视图下的地层线和轨迹线进行矢量化处理得到地层矢量模型，将所述地层矢量模型作为所述地层剖面模型。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤二中，

通过下列公式计算各个距离：

D_i＝SQRT((x_i-a)²+(y_i-b)²)

其中，i＝1,2,3,4；D₁表示上界面距离、D₂表示下界面距离、D₃表示钻遇界面距离，D₄表示钻头前界面距离；(x₁,y₁)表示钻头当前位置到上界面的垂直点的坐标，(x₂,y₂)表示钻头当前位置到下界面的垂直点的坐标，(x₃,y₃)当前钻进倾角下可能钻遇地层上或下界面位置坐标，(x₄,y₄)表示钻头到达钻头前地层的垂直点的坐标；SQRT表示开平方符号；(a,b)表示钻头当前位置坐标。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤二中，

对地层剖面模型的地层线进行样条插值处理，形成局部光滑的地层线；

计算钻头点附件地层线设定范围内的样条线与钻头的最近距离，作为钻头相对目标地层的上界面距离D₁和下界面距离D₂。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤二中，

以钻头点坐标为基点，按照获得的钻进倾角β构建直线方程；

判断该直线是否与所述上界面线或下界面线相交，如果相交，计算钻遇界面距离D₃，并指出相交的上下界面。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤二中，

基于获得的钻头当前钻进倾角β，搜索钻头前设定范围内地层，查找与目标地层相交的其它地层线；

如果有，则钻头前有断层，并计算钻头前地层距离D₄，如果没有，则无断层。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，进一步，在步骤三中，控制钻井轨迹的方法如下步骤：

将所述上下界面距离与设定阈值作比较，根据二者关系判断当前钻头在目标地层的位置，调整钻头钻进倾角；

基于钻遇界面距离确定钻头可能钻穿目标地层的距离，对钻进倾角进行调整；

根据钻头前界面距离判断钻头前方有无断层并确定与断层距离，调整钻头钻进倾角。

8.一种钻井轨迹控制系统，其特征在于，该系统包括以下模块：

地层剖面模型构建模块，其构建地层剖面模型，确定剖面图模型中的地层线和轨迹线；

四距离计算模块，其基于地层剖面模型，分别计算上界面距离、下界面距离、钻遇界面距离和钻头前界面距离；

轨迹控制模块，其在地层剖面模型上显示所述上界面距离、下界面距离、钻遇界面距离和钻头前界面距离，根据各个距离控制钻井轨迹。