[发明专利]井下错断套管头方位探测装置及方法

说明书

本发明公开了一种井下错断套管头方位探测装置及方法，该装置包括：探管、铠装电缆、地面接口箱、计算设备和电源；电源为计算设备和地面接口箱供电；其中，探管通过铠装电缆与地面接口箱连接，由铠装电缆下放于错断套管井的裸眼井段中，用于采集井下探管位置处的环境数据，并通过铠装电缆传输至地面接口箱；地面接口箱与计算设备连接，用于将环境数据传输至计算设备；计算设备用于根据环境数据和错断套管井当地的地磁数据，确定错断套管头相对于上部井眼的方位角。本发明能够精确确定出错断套管头(尤其是大位移错断套管头)相对上部井眼的方位角，有助于提高错断套管修复的成功率。

技术领域

本发明涉及地下资源钻采工程领域，尤其涉及一种井下错断套管头方位探测装置及方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

套管是油田开发过程中必备的生产设备。在钻完井或生产过程中，一方面起到支持井壁的作用；另一方面起到联系地上和地下的作用(例如，将地上水输入到地下或将地下油气输出地上)。套管一旦出现损坏，不仅会影响套损井的正常生产及井壁的稳定性，而且会使套损井附近区域的注采比和地层压力异常，从而使得整个油田的稳产和开发方案的实施受到严重影响。随着油田开发时间的延长，套管损坏问题己经成为影响油田生产的重点和难点问题。

套管损坏(简称套损)，主要包括：套管变形和套管错断两种，其中，套管错断会影响到井下作业工具无法正常起下，严重影响到油田生产。在历年修井施工中，大位移错断套管的修复一直是修井领域的技术难题。针对大位移活性错断套管头不稳定、易丢失、找通道成功率低和时效差的问题，现有技术通常采用“先找(错断套管头)、再稳(错断套管头)、后打(通道)”的方案。目前，大位移错断套管修复成功率低的主要原因是错断套管头相对上部井眼的方位不能精确获得，致使找不到错断套管头。

鉴于此，在修井施工中，如何用较短的时间准确获得错断套管头相对上部井眼的方位问题是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种井下错断套管头方位探测装置，用以解决在错断套管修复工程中，现有错断套管头方位预测方法精度低的技术问题，该装置包括：探管、铠装电缆、地面接口箱、计算设备和电源；电源为计算设备和地面接口箱供电；其中，探管通过铠装电缆与地面接口箱连接，由铠装电缆下放于错断套管井的裸眼井段中，用于采集井下探管位置处的环境数据，并通过铠装电缆传输至地面接口箱；地面接口箱与计算设备连接，用于将环境数据传输至计算设备；计算设备用于根据环境数据和错断套管井当地的地磁数据，确定错断套管头相对于上部井眼的方位角；其中，裸眼井段为控制钻具下放至错断套管井内套管错断位置处，并沿上部井眼方向钻出预定距离的裸眼井段；环境数据包括：井下探管位置处的井斜角、井斜方位角、磁场的三轴磁场强度、重力加速度的三轴分量及探管的横滚角；地磁数据包括：地磁场的磁感应强度、磁倾角和磁偏角；

其中，计算设备还用于通过如下公式确定错断套管头相对于上部井眼的方位角：

其中，A_NR表示上部井眼的方位角；B_cE和B_cN分别为B_ch在E轴和N轴上的投影，E轴指向东，N轴指向北；

其中，B_ch＝B_h-B_eh；

其中，B_h由探管采集的环境数据确定；B_eh由错断套管井当地的地磁数据确定。