[发明专利]一种测量井间距离和方位的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井过程中的防碰井、连通井、平行井作业技术领域，特别涉及一种测量井间距离和方位的方法及系统。

背景技术

在石油和天然气钻采行业，对于能够精确控制作业井与已有井之间距离的技术的需求日益迫切。如果两口井发生碰撞，将会带来巨大损失。

传统的井眼轨迹控制工具随钻测量系统(MWD)，一般采用基于地磁场、地球重力场测量的方式测量井眼轨迹，存在一定的局限性，即由于测量误差和计算误差导致最终存在误差椭圆。

基于陀螺测量的MWD工具，在钻井的起始阶段需要进行多次陀螺测量，以保证精确的控制井眼轨迹。这种测量需要整个钻机的协助，而且需要关闭临近的产油井，这种反复的测量既浪费时间，又降低产量。

基于交变磁场测量两口井间的距离和相对位置，大大提高了井眼控制的精确度，但是目前的使用方式通常要求磁源装置的旋转轴与探测装置共面，这就限制了使用范围，同时增大了使用的难度。

图1是分析磁源装置与探测装置空间关系的二维模型示意图，r为测点与源中心点的连接线。X和Y分别为探测装置的两个坐标轴。模型分析的目的是计算出X轴与r的夹角Axr，以及通过两个坐标轴测量到的磁感应强度计算出探测装置与磁源装置之间的距离。

根据电磁理论得知，在沿着r方向的磁场分量Br和垂直于r方向的磁场分量B_q分别为：

Br=m4πr22cos(Amr)]]>

Bq=m4πr3sin(Amr)]]>

其中Amr＝Atr-wt，其中Atr为t＝0时刻磁源装置方向与探测装置方向的夹角，wt为t时刻磁源装置旋转的角度；

B_x＝B_rcos(Axr)-B_qsin(Axr)

B_y＝B_rsin(Axr)+B_qcos(Axr)

可以推导出磁源装置与探测装置之间的相对距离r的计算公式如下：

r=(m4π)1/3(5|Bx|2+|By|2)1/6]]>