[发明专利]一种用于丛式井防碰的主动测距系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于丛式井防碰的主动测距系统及方法，它解决了现有技术中丛式井测距的效率不高的问题，利用发射电极和返回电极的优化布置增强磁测距精度，从而确定参考井筒与正在钻探的井筒的相对位置；其技术方案为：包括电流注入系统和磁测量系统，电流注入系统包括交流电源、发射电极和返回电极，交流电源连接于发射电极和返回电极之间，经发射电极流出的交流电在目标井筒中流动；磁测量系统用于测量目标井筒中电流产生的电磁场，包括设置于在钻井中的电磁传感器。

技术领域

本发明涉及丛式井钻井作业领域，尤其涉及一种用于丛式井防碰的主动测距系统及方法。

背景技术

丛式井是指在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位。即一组定向井(水平井)，它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、沙漠中钻井平台、人工岛等。

丛式井的广泛应用是由于它与钻单个定向井相比较，大大减少钻井成本，并能满足油田的整体开发要求。丛式井广泛应用于海上油田开发、沙漠中油田开发等。丛式井主要有：可满足钻井工程上某些特殊需要，如制服井喷的抢险井；可加快油田勘探开发速度，节约钻井成本；便于完井后油井的集中管理，减少集输流程，节省人、财、物的投资等方面的优点。

为了保证丛式井各个井眼之间不发生碰撞，即正在新钻的井眼与已钻成的井眼之间不发生碰撞，从而导致井眼报废或其他事故，需要对地层中临近的若干个井眼进行相对位置的测量，即测量在钻井和各个已钻成井眼的距离。

石油工程领域在丛式井钻井中基于磁场防碰预警技术大致可分为两种：第一种可称为被动防碰法，即利用邻井套管自身在均匀地磁场中产生的感应磁场以及套管表面剩磁产生的剩磁磁场，通过检测这两种磁场引起的磁场异常值来推算邻井间的相对距离和方位，这种方法的优点是可以利用套管周围感应磁场，不需要额外施加激励磁场，降低了施工难度，缺点是测距的范围小、精度低；第二种方法可称为主动防碰法，即在已知井内下入磁场发生装置，在邻井内下入磁场检测装置，通过检测磁场强度变化来反演两口井的距离及方位，这种方法的优点是测距的范围大、精度高，缺点是对于现场施工来说，实施难度较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于丛式井防碰的主动测距系统及方法，利用发射电极和返回电极的优化布置增强磁测距精度，从而确定参考井筒与正在钻探的井筒的相对位置。

本发明采用下述技术方案：

一种用于丛式井防碰的主动测距系统，包括：

电流注入系统，包括交流电源、发射电极和返回电极，交流电源连接于发射电极和返回电极之间，经发射电极流出的交流电在目标井筒中流动；

磁测量系统，用于测量目标井筒中电流产生的电磁场，包括设置于在钻井中的电磁传感器。

进一步的，所述发射电极和返回电极分别通过具有绝缘表皮的导线与交流电源相连。

进一步的，所述交流电源为电压控制或电流控制的发射器。

进一步的，所述目标井筒内设有导电构件，发射电极与导电构件接触或通过导线相连。

进一步的，所述发射电极与交流电源之间的导线上设置开关。

进一步的，所述钻井内部具有底部钻具组合(BHA)，底部钻具组合(BHA)通过传送机构连接钻井地面设备。

进一步的，所述底部钻具组合(BHA)包括钻头和用于驱动钻头的功率模块，所述电磁传感器靠近钻头安装。

进一步的，所述电磁传感器至少包含一个磁梯度传感器或磁梯度仪。

进一步的，所述钻井地面设备包括设置于地表的钻井平台、设置于井口的防喷器等。