一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法技术

本发明专利技术涉及一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，属于电数字数据处理技术领域，利用推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据（井斜角与方位角）与导向工具作业过程中实施的导向指令，计算每条导向指令实施井深区间的井斜变化率与方位变化率，基于导向指令模型与下一步钻进的目标靶点，给出旋转导向工具所需的导向力百分比与导向工具面角，实现现场作业人员更好控制导向工具钻出符合作业要求的井眼轨迹，获得更高的储层钻遇率，实现单井产能最大化。能最大化。能最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法


[0001]本专利技术属于电数字数据处理
，具体涉及一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法。

技术介绍

[0002]油气资源是一种重要的能源，随着我国经济的发展，对油气资源的需求与日俱增，加大油气资源的开采力度已是我国各大石油公司的重要任务。为了充分开采油气资源，大斜度井、水平井已经成为高效开发油气资源的重要井型设计方式，在该种井型下可获得更高的储层钻遇率，能有效提高单井产量。而旋转导向工具就是一种高效的大斜度井水平井钻井工具，在该工具配合下，钻井的机械钻速会明显提高，且井眼轨迹更加可控，进而钻出预计的井型，因此旋转导向工具是大斜度井、水平井首选的钻井工具。旋转导向工具在工作过程中，会实时反馈井眼测斜数据（井斜角与方位角）到地面设备，测斜数据反应了目前井眼轨迹的趋势，现场作业人员分析已返回测斜数据后可获得当前导向工具在地层中的作业能力，根据分析结果再发送导向指令到旋转导向工具，工具根据导向指令进行相应的机构调整来改变下一步钻井过程中的井眼轨迹，整个作业过程反复进行数据反馈分析与导向指令调整，进而完成整个钻进过程。在此期间，如何高效准确根据工具反馈的实时测斜数据进行恰当的导向力指令调整，关系到钻井作业过程中井眼轨迹能否按照设计轨迹的趋势钻进，从而获得最大的油气资源储层钻遇率。随着国内自主研发的旋转导向工具相继投入使用，推靠式旋转导向工具作为其中主要类型，其导向指令主要由导向力百分比与导向工具面角两项数据构成，而目前还缺乏根据推靠式旋转导向工具的实时反馈测斜数据来预测下一步导向指令的方法。
[0003]因此，现阶段需设计一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，来解决以上问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，以便现场作业人员更好控制导向工具钻出符合作业要求的井眼轨迹，获得更高的储层钻遇率，实现单井产能最大化。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，具体步骤如下：首先记录导向指令实施过程中相关参数，利用实时反馈测斜数据分析导向指令实施井深区间对应的井斜变化率与方位变化率，接着通过导向指令模型计算井斜变化率与方位变化率的误差，再根据已实施导向指令中最新指令对应的井斜变化率与方位变化率计算钻头坐标，随后利用钻头坐标基于一定轨迹规划方法得到钻头到目标靶点所需的井斜变化率与方位变化率，然后基于导向指令模型计算出导向力百分比与导向工具面角，最后将计算结果发生到旋转导向工具完成钻井过程的轨迹控制，如此反复，直到钻头位置到达预定
井深结束位置。
[0006]进一步的，记录导向指令实施过程中相关参数具体如下：指令起始井深，指令结束井深，导向力百分比，导向方位；当推靠式旋转导向工具的导向指令采用井斜力百分比与方位力百分比的形式来进行控制，采用公式（1）与公式（2）分别计算出导向力百分比与导向工具面角；（1）（2）其中，为井斜力百分比；为方位力百分比。
[0007]进一步的，通过推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据来获取有代表性的测斜数据，即井斜角与方位角，具体步骤如下：步骤1、根据接收的实时测斜数据筛选异常数据点，并去除；步骤2、对于实时测斜数据，采取将几个点合并取中值或平均值的方式来进一步降低数据量并获取更具有代表性的测斜数据。
[0008]进一步的，根据已记录导向指令的数据，结合已处理的实时测斜数据，计算导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率、方位变化率及狗腿度，计算完成后进行筛选。
[0009]进一步的，基于导向指令模型，利用导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率、方位变化率及狗腿度，计算出井斜变化率误差或方位变化率误差，导向指令模型见公式（3）与公式（4）；（3）（4）其中，为区间内的平均井斜角。
[0010]进一步的，基于测斜装置与钻头之间的距离，利用最新计算出的井斜变化率与方位变化率来计算钻头空间坐标，计算方法为公式（5）；（5）其中，为钻头位置空间坐标；为测斜工具空间坐标；为测斜工具井斜；为测斜工具方位；为测斜工具到钻头的长度；为计算出来上一个导向指令作业井深区间内的井斜变化率；为计算出来上一个导向指令作业井深区间内的方位变化率；代表一定的计算方法，若长度小于10m，那么直接采用直线外推方法来获得钻头位置，那么钻头位置的井斜角与方位角就等于测斜工具井斜与方位，钻头
空间坐标计算方法为公式（6）；（6）。
[0011]进一步的，给定下一步的目标靶点，根据钻头位置与目标靶点，采用轨迹规划算法来连接钻头位置与目标靶点，得到下一步钻进的轨迹，轨迹规划完后可得到目标靶点的井斜角、方位角、段长以及平均井斜角；计算出钻头位置与靶点位置之间的井斜变化率、钻头位置与靶点位置之间的方位变化率，见公式（7）与公式（8）；（7）（8）。
[0012]进一步的，将计算出的与在公式（3）与公式（4）基础上对应计算出所需的导目标向力百分比与目标导向工具面角，计算方法见公式（9）与公式（10）；（9）（10）。
[0013]进一步的，将计算出的目标导向力百分比与目标导向工具面角发送到旋转导向工具，让旋转导向工具按照规划轨迹钻进，导向力百分比与导向工具面角可转换为目标井斜力百分比与目标方位力百分比的形式发送给旋转导向工具，其转换公式为（11）与公式（12）；（11）（12）。
[0014]进一步的，完成一段导向指令后再根据目标靶点计算钻头位置到目标靶点所需的导向指令，发送给旋转导向工具，直到钻头位置到达预计结束位置。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本方案其中一个有益效果在于，由于本专利技术可以根据旋转导向工具实时反馈的测
斜数据来计算下一步到达目标靶点时旋转导向工具所需的导向力百分比与导向工具面角，有效解决了旋转导向工具在钻进过程中如何根据实测数据不断调整导向指令完成轨迹钻进的问题。因此，利用本专利技术提供的方法可为现场作业人员提供更可靠的旋转导向指令分析手段，进而实现更高的储层钻遇率，有效提高单井产能。
附图说明
[0016]图1 为本专利技术方法实施过程的流程图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0018]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]提出一种推靠式旋转导向工具导向指令计算方法，工作流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，具体步骤如下：首先记录导向指令实施过程中相关参数，利用实时反馈测斜数据分析导向指令实施井深区间对应的井斜变化率与方位变化率，接着通过导向指令模型计算井斜变化率与方位变化率的误差，再根据已实施导向指令中最新指令对应的井斜变化率与方位变化率计算钻头坐标，随后利用钻头坐标基于一定轨迹规划方法得到钻头到目标靶点所需的井斜变化率与方位变化率，然后基于导向指令模型计算出导向力百分比与导向工具面角，最后将计算结果发生到旋转导向工具完成钻井过程的轨迹控制，如此反复，直到钻头位置到达预定井深结束位置。2.根据权利要求1所述的一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，记录导向指令实施过程中相关参数具体如下：指令起始井深，指令结束井深，导向力百分比，导向方位；当推靠式旋转导向工具的导向指令采用井斜力百分比与方位力百分比的形式来进行控制，采用公式（1）与公式（2）分别计算出导向力百分比与导向工具面角；（1）（2）其中，为井斜力百分比；为方位力百分比。3.根据权利要求2所述的一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，通过推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据来获取有代表性的测斜数据，即井斜角与方位角，具体步骤如下：步骤1、根据接收的实时测斜数据筛选异常数据点，并去除；步骤2、对于实时测斜数据，采取将几个点合并取中值或平均值的方式来进一步降低数据量并获取更具有代表性的测斜数据。4.根据权利要求3所述的一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，根据已记录导向指令的数据，结合已处理的实时测斜数据，计算导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率、方位变化率及狗腿度，计算完成后进行筛选。5.根据权利要求4所述的一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，基于导向指令模型，利用导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率、方位变化率及狗腿度，计算出井斜变化率误差或方位变化率误差，导向指令模型见公式（3）与公式（4）；（3）（4）其中，为区间内的平均井斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健涛，严寒冰，秦东兴，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：