[发明专利]恒工具面角钻进轨迹控制方法

权利要求书

1.一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，包括：

偏差分析步骤，根据测斜数据，进行轨迹跟踪及偏差分析，若偏差在允许范围内，继续按原设计轨道钻进，直至钻达预定目标；若偏差超出允许范围，且不在钻具可控范围内时，则结束钻进作业；

轨道调整步骤，若偏差超出允许范围或者地质目标发生变化，且在钻具可控范围内时，则进行轨道调整设计，根据当前井底位置、井斜角、方位角和调整目标点数据，合理选择剖面类型进行待钻轨道设计，并按待钻设计进行轨道控制。

2.根据权利要求1所述的一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，在钻进作业前，还包括：

参数设计步骤，用于根据轨道控制目标及要求，确定钻井轨道控制方式，设计下部钻具组合BHA，并预计钻井进尺，进行摩阻、扭矩分析和钻柱强度校核，优化钻柱结构；

导向钻进步骤，按设计BHA和钻柱结构组合钻具，对测量控制工具进行配置并测试合格后，将钻具下钻到底，按设计井眼轨道和钻井参数进行导向钻进；

井斜测量步骤，当钻达预定深度时或需要测斜时，暂停钻进作业，静态测量井斜数据，确保测斜数据准确。

3.根据权利要求1所述的一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，还包括：

目标确定步骤，用于根据设计轨道数据，确定控制目标及允许偏差，满足油气勘探开发及钻井工艺要求。

4.根据权利要求1所述的一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，导向钻进步骤中，在钻进过程中随钻测量各种参数，并上传到地面，实时监测导向情况和地层变化。

5.根据权利要求1所述的一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，轨道调整步骤中，基于恒工具面角轨道模型进行控制。

6.根据权利要求1所述的一种恒工具面角钻进轨迹控制方法，其特征在于，所述轨道的设计模型基于以下约束条件：

其中，ΔX＝X_T-X_S,ΔY＝Y_T-Y_S,ΔZ＝Z_T-Z_S,并且，

α＝α_i+K_αix_i(曲线段i)

(曲线段i)

式中，L_i为直线段长度，单位m；S_i为曲线段长度，单位m；α_i为井斜角，单位rad；φ_i为方位角，单位rad；K_i为井眼曲率，单位rad/m；K_αi为井斜角变化率，单位rad/m；K_αi＝K_icosω_i；ω_i为工具面角，单位rad；X_S、Y_S、Z_S分别为钻井起始点的北坐标、东坐标和垂深，m；X_T、Y_T、Z_T分别为钻井目标点的北坐标、东坐标和垂深，m；ΔX、ΔY、ΔZ分别为钻井目标点和起始点的北坐标、东坐标和垂深差，m。