[发明专利]用于评价和表征井眼轨迹误差的方法

权利要求书

1.一种用于表征和评价井眼轨迹误差的方法，其特征在于，所述方法包括：

按行业规程采用测量仪器获得井眼轨迹的测斜数据，并按照ISCWSA标准建立和维护所述井眼轨迹的测斜数据的误差传播模型，从所述误差传播模型中求取各测点处的协方差矩阵，所述协方差矩阵表征一个误差椭球族，所述误差椭球族中的各个不同误差椭球包含井眼轨迹误差的概率不同；

根据实际钻井工程要求的所述概率，选取放大系数以唯一确定所述误差椭球；

计算所述误差椭球的尺寸，其中，所述误差椭球的尺寸用三个主轴半径来表征；

计算所述误差椭球的姿态，其中，所述误差椭球的姿态用三个姿态角来表征，在计算所述误差椭球的姿态的步骤中，用三个姿态角来表征所述误差椭球的姿态，所述三个姿态角按如下公式计算：

其中

其中：α_W、φ_W和θ_W分别为误差椭球主轴W的井斜角、方位角和自椭球高边起算绕主轴W的偏转角，计量单位为°；P_U、P_V和P_W分别为对应于特征值λ_U、λ_V、λ_W的特征向量；i、j、k分别为N轴、E轴、H轴上的单位坐标向量；P_UN、P_UE、P_UH分别为特征向量P_U在N轴、E轴、H轴上的分量；P_VN、P_VE、P_VH分别为特征向量P_V在N轴、E轴、H轴上的分量；P_WN、P_WE、P_WH分别为特征向量P_W在N轴、E轴、H轴上的分量；采用雅可比法或线性变换方法求得特征值(λ_U,λ_V,λ_W)所对应的特征向量(P_U,P_V,P_W)，进一步得到所述误差椭球的三个姿态角；

基于所述误差椭球的尺寸和姿态，表征所述井眼轨迹的不确定性，进而用以评价钻井工程设计的可行性和合理性、监测钻井施工的实施效果及邻井相碰风险。

2.如权利要求1所述的用于表征和评价井眼轨迹误差的方法，其特征在于，所述测斜数据包括井深、井斜角、方位角和工具面角，所述协方差矩阵在井口坐标系NEH下是3×3矩阵[C]_NEH；

其中：N为北坐标，m；E为东坐标，m；H为垂深坐标，m。

3.如权利要求2所述的用于表征和评价井眼轨迹误差的方法，其特征在于，在计算所述误差椭球尺寸的步骤中，所述误差椭球的尺寸用以下方法来表征和计算：

所述井眼轨迹的误差椭球有三个主轴，将靠近椭球高边方向的椭球主轴作为U轴，将靠近铅锤方向的椭球主轴作为W轴，并按右手法则确定V轴，使U轴、V轴和W轴构成右手坐标系；用所述误差椭球的三个主轴半径来表征误差椭球的尺寸，采用雅可比法或线性变换方法，先求得协方差矩阵[C]_NEH的特征值(λ_U,λ_V,λ_W)，然后按如下公式计算误差椭球的主轴半径：

其中：R为误差椭球的主轴半径，m；λ为协方差矩阵的特征值，m²；j表示主轴序号。

4.如权利要求3所述的用于表征和评价井眼轨迹误差的方法，其特征在于，在表征井眼轨迹不确定性的过程中，所述误差椭球给出了井眼轨迹的可能位置区域，据此分析出井眼轨迹的中靶率、储层钻遇率、与邻井相碰概率，进而评价出钻井工程设计与施工的效果和风险。