【技术实现步骤摘要】
本申请涉及油气井固井，特别涉及激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法。
技术介绍
1、固井作业是油气井钻井工程中的重要环节之一，固井胶塞在固井作业中起到隔离固井水泥浆和钻井液的作用。固井作业的替浆过程中，固井胶塞由上侧钻井液的压力驱动，向管柱的底部运动，将固井胶塞下侧的水泥浆驱动至管柱与井壁之间的环空中。替浆过程中，如果固井胶塞破裂泄漏或卡在管柱内，会出现环空内替空或管柱下部形成水泥塞的情况，导致固井失败，因此需对固井胶塞在井下管柱的定位测量进行研究。
2、现有技术中，中国专利cn108150131a公开了一种用于位置定位的压力波发生器及固井装置，压力波发生器包括：基体，所述基体内设有传动装置，所述基体上设有滚动轮，所述滚动轮通过安装轴与所述基体连接；压力波发生机构，包括支撑座、推杆、复位弹簧、连杆和推靠翼板；所述滚动轮的转动能够带动所述传动装置周期性的推动所述推杆沿所述支撑座轴向上方移动，从而带动所述连杆沿所述支撑座径向移动，将所述推靠翼板推出；所述复位弹簧用于使所述推杆恢复至初始位置。该装置为纯机械结构，环境适应性强，能够周期性的产生压力波，有效精确定位设备的实际位置。
3、在实际的固井胶塞定位测量过程中，压力波(即激波信号)的传播速度与传播介质、传播通道和传播温度等参数有关，未知量较多，会产生激波信号传播速度的估计误差，导致定位测量误差，然而，上述现有技术未对上述问题进行研究或解决，激波信号传播速度的估计误差较大，固井胶塞定位测量的准确性较差。
技术实现思路p>
1、本申请提供了激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，用以解决现有技术中激波信号传播速度的估计误差较大，固井胶塞定位测量的准确性较差的问题。
2、一方面，本申请提供了激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，包括以下步骤：
3、步骤一，激波固井胶塞每移动一段预设的行程，在井下管柱内产生下激波信号和上激波信号。
4、步骤二，在井口管柱处探测所述上激波信号，在井口环空处探测所述下激波信号，得到所述上激波信号和所述下激波信号的探测时间差。
5、步骤三，预设钻井液传播速度初值和水泥浆传播速度初值，根据所述钻井液传播速度初值、所述水泥浆传播速度初值和所述探测时间差计算激波固井胶塞在井下管柱内的位置，得到解算位置序列；根据预设的行程结合所述解算位置序列，得到误差序列。
6、步骤四，采用数学优化算法根据所述误差序列进行传播速度修正，得到修正钻井液传播速度和修正水泥浆传播速度。
7、步骤五，根据所述修正钻井液传播速度、所述修正水泥浆传播速度和所述探测时间差计算激波固井胶塞在井下管柱内的位置，得到修正位置序列。
8、在一种可能的实现方式中，步骤三中，所述解算位置序列如下式所示：
9、{h1,h2,h3,...,hi,hi+1}
10、其中，h1表示初始计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置，hi、hi+1分别表示激波固井胶塞移动i-1段、i段预设的行程时，计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置。
11、在一种可能的实现方式中，激波固井胶塞移动i-1段预设的行程时，计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置hi由以下方程求得：
12、
13、其中，ti1和ti2分别表示激波固井胶塞移动i-1段预设的行程时，第i次探测的上激波信号和下激波信号的传播时间，l0表示井深总长，v1和v2分别表示所述钻井液传播速度初值和所述水泥浆传播速度初值。
14、由上述方程得到hi的表达式如下：
15、
16、其中，ti2-ti1即第i次探测得到的所述探测时间差。
17、在一种可能的实现方式中，步骤三中，所述误差序列如下式所示：
18、{e1,e2,e3,...,ei}
19、其中，ei表示激波固井胶塞移动i段预设的行程时，计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置与理论位置的误差，ei＝hi+1-hi-h0，其中h0表示预设的行程。
20、在一种可能的实现方式中，步骤四中，所述数学优化算法包括：最小二乘法、卡尔曼滤波算法。
21、在一种可能的实现方式中，步骤四包括：定义一个误差优化指标，采用数学优化算法优化所述误差优化指标，不断改变所述钻井液传播速度初值和所述水泥浆传播速度初值，当所述误差优化指标最小时，对应的钻井液传播速度初值和水泥浆传播速度初值即修正钻井液传播速度和修正水泥浆传播速度。
22、在一种可能的实现方式中，步骤五之后还包括：
23、步骤六，根据所述修正位置序列预报激波固井胶塞的当前实际位置。
24、在一种可能的实现方式中，步骤六包括：根据所述修正位置序列计算激波信号传播时间，根据所述修正位置序列和所述激波信号传播时间预报激波固井胶塞的当前实际位置。
25、本申请中的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，具有以下优点：
26、通过根据钻井液传播速度初值、水泥浆传播速度初值和探测时间差计算激波固井胶塞在井下管柱内的位置，得到解算位置序列，根据预设的行程结合解算位置序列，得到误差序列，采用数学优化算法根据误差序列进行传播速度修正，降低了激波信号传播速度的估计误差，进而提高了固井胶塞定位测量的准确性。
27、提出的定义一个误差优化指标，采用数学优化算法优化所述误差优化指标，不断改变所述钻井液传播速度初值和所述水泥浆传播速度初值，当所述误差优化指标最小时，对应的钻井液传播速度初值和水泥浆传播速度初值即修正钻井液传播速度和修正水泥浆传播速度，通过数学优化算法的不断优化，提高了修正传播速度的准确性。
28、提出的根据修正位置序列计算激波信号传播时间，根据修正位置序列和激波信号传播时间预报激波固井胶塞的当前实际位置，提高了激波固井胶塞的当前实际位置的预报准确性。
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1.激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤三中，所述解算位置序列如下式所示：
3.根据权利要求2所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，激波固井胶塞移动i-1段预设的行程时，计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置Hi由以下方程求得：
4.根据权利要求2所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤三中，所述误差序列如下式所示：
5.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤四中，所述数学优化算法包括：最小二乘法、卡尔曼滤波算法。
6.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤四包括：定义一个误差优化指标，采用数学优化算法优化所述误差优化指标，不断改变所述钻井液传播速度初值和所述水泥浆传播速度初值，当所述误差优化指标最小时，对应的钻井液传播速度初值和水泥浆传播速度初值即修正钻井液传播速度和修正水泥浆传播速
7.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤五之后还包括：
8.根据权利要求7所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤六包括：根据所述修正位置序列计算激波信号传播时间，根据所述修正位置序列和所述激波信号传播时间预报激波固井胶塞的当前实际位置。
...【技术特征摘要】
1.激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤三中，所述解算位置序列如下式所示：
3.根据权利要求2所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，激波固井胶塞移动i-1段预设的行程时，计算的激波固井胶塞在井下管柱内的位置hi由以下方程求得：
4.根据权利要求2所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤三中，所述误差序列如下式所示：
5.根据权利要求1所述的激波管激振的固井胶塞定位测量误差修正方法，其特征在于，步骤四中，所述数学优化算法包括：最小二乘法、卡尔曼滤波算法...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，赫蓉蓉，汪跃龙，康可可，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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