[发明专利]一种基于导向钻井方向优先着陆控制的通用方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术，尤其涉及一种基于导向钻井方向优先着陆控制的通用方法。 

背景技术

井眼轨迹控制是一个复杂的多扰动控制过程，要使实钻轨迹与设计轨道完全吻合是不可能的，工程上允许二者之间存在一定的误差。当二者误差较大时，则需要修正设计从当前井底到靶点的井眼轨道。这种修正轨道（也称待钻井眼）设计主要有两种方案：一是中靶控制方案，中靶控制方案只要求击中给定的靶区，而对进入靶区的井斜角和方位角没有严格的限制。二是软着陆控制方案，软着陆控制方案既给定了入靶点的空间位置，也给定了入靶点的井眼方向。 

目前，存在针对滑动导向钻井、旋转导向钻井的中靶控制方案以及复合导向钻井的方向优先控制方案三种着陆控制方案。然而，上述三种方向优先着陆控制方案分别针对不同的导向钻井方式，不具有通用性，即滑动导向钻井的方向优先着陆控制方案不能适用于旋转导向钻井或复合导向钻井，因此不具有通用性。 

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出一种通用的导向钻井方向优先着陆控制方法，适用于各种导向钻井的方向优先着陆控制。其包括以下步骤： 

S101、根据随钻测量所获取的测斜数据，按实际使用的导向钻井工艺，采用外推法来计算井底点（b）的轨迹参数，所述轨迹参数包括所述井底点（b）的井斜角、方位角和空间坐标； 

S102、建立通用的满足各种导向钻井方式的着陆轨迹约束方程，形成着陆轨迹与靶区的约束关系，作为着陆控制方案的设计条件； 

S103、在工程实际允许的井斜角和方位角范围内选取入靶方向，根据通用的着陆轨迹约束方程和所选取的入靶方向计算着陆轨迹的井段长度和入靶点（e）在 靶平面内的坐标； 

S104、根据入靶点（e）在靶平面内的坐标判别所述入靶点（e）的位置是否位于靶区范围内，如果是，则执行下一步骤，如果否，则返回到步骤S103，调整入靶方向重新计算入靶点（e）的坐标； 

S105、继续优化着陆控制方案，用纵横网格线将工程允许的井斜角和方位角范围划分成若干个单元，将每个纵横网格线的交点作为一个入靶方向，采用步骤S103的方法计算出各入靶方向所对应的入靶位置，综合考虑所述入靶方向和入靶位置，选取较优的入靶方向区域，进一步细化入靶方向的网格线，不断优化着陆控制方案，得到最优的着陆控制方案； 

S106、根据所述井底点（b）的轨迹参数、所述最优着陆控制方案的入靶方向和井段长度，计算出最优着陆控制方案的轨迹特征参数，所述轨迹特征参数是用于表征着陆轨迹形状的两个特征参数，不同的导向钻井方式具有不同的轨迹特征参数； 

S107、根据所述最优的着陆控制方案及轨迹特征参数，计算着陆轨迹的各分点轨迹参数，作为水平井着陆控制施工的依据。 

根据本发明的一个实施例，在执行步骤S102时，按照以下步骤建立着陆轨迹约束方程： 

S201、建立以靶点（t）为原点的靶点坐标系t-xyz，其中，x轴铅垂向上，y轴水平向右，z轴为靶平面的法线方向； 

S202、建立靶点坐标系t-xyz与井口坐标系O-NEH的转换关系：