[发明专利]一种用于邻井被动磁定位的套管内磁化方法

说明书

本发明提供了一种用于磁导向的已钻井套管内磁化方法，包括由磁源和传输机构组成的磁化装置、探管、转向模块、控制模块、井下动力钻具。利用将内磁化已钻井套管增加套管磁场强度，从而确定已完工井与正在钻探的井筒的距离方位等相对位置参数。与传统的磁导向方法相比，仅需利用磁化装置将已经完井的装有金属套管的邻井内部磁化，不需要长期占据邻井井筒，并且通过磁梯度传感器和三轴磁通门的配合使用可以提高定位精度，对于邻井套管的磁化进一步简化钻井过程中防碰、定位或测距时的流程，提高工作效率，从而降低钻井成本。

技术领域

本发明涉及油气勘探领域钻井工程中的井下套管磁化的方法，具体说来是一种用于邻井被动磁定位的套管内磁化方法。

背景技术

导向钻井中磁测距是正钻井或邻井中分别放置磁源或磁传感器，根据磁传感器检测出的磁场强度以及磁源周围磁场分布，采用测距算法实现邻井与正钻井的距离测量。磁源可以为由地磁场磁化的套管、带有剩磁的套管、磁化套管、磁场强度较大的永磁铁或通电螺线管。如以套管或钻具本身的剩磁为信号源的测量方法称为被动测距技术，以人工营造的磁场为发射源，如使用永磁接头、通电螺线管、通电电缆或通电套管，人为控制场强的发射源为磁源的电磁测距技术称为主动测距或有源测距技术。

现有的主动磁导向技术成熟，且已进入大规模商用阶段。但是主动磁导向技术中的大部分需要长期占据目标井筒，使之在正钻井钻进期间不能实现其正常的工作制度，且如果是利用向井下套管通入电流的方法施加激励使之产生磁场，则在海洋钻井过程中由于井下海水的存在几乎是不可实现的。

现有的被动磁导向技术主要是利用地磁场磁化套管或者利用探伤机或专用的磁化设备在下井前将套管磁化，再将预磁化套管下入井筒，利用该磁化的套管用于邻井钻井的防碰和导向。但是，由于地磁场强度较小，因此在现有技术条件下，其探测距离十分有限再加上磁干扰的存在，其精度也较差。地面利用磁化设备将套管磁化后下入井中虽然可以克服地磁场磁化套管的这些问题，但是，若在老区块打加密井，由于已有井中的套管在下井前不一定进行过磁化，即使经过磁化，经过较长时间也会存在退磁的问题，因此该方法也不适用于老区块打加密井时防碰的情况；并且即使在地面进行预磁化，在下井过程中，套管会不可避免地与井壁产生一系列磕碰以及井下的高温情况都会使预磁化的套管退磁，使之磁场强度减小，从而影响测量精度；在某些极端情况下，若正钻井位于两口已钻井的预磁化套管的叠加磁场影响范围之内时，正钻井测得的磁场数据为两口井预磁化套管磁场叠加强度矢量和，反演出来的距离两口井的距离和方位都非真实值，因此需要将一口井消磁后测另一口井的数据，这种情况也是无法实现的。

中国专利文献“用于双水平井测距的磁化套管方法以及钻双水平井的方法”(CN201711297206.5)。该技术仅适用于双水平井测距，技术特征为：在第一井眼套管上的三个或更多个离散位置处磁化套管，使得套管的纵向相对端之间至少包括一对相对的磁极，将多段磁化套管相互连接形成套管柱，然后在第一井眼中下入套管柱，在第二井眼中测量第一井眼中套管柱产生的磁场，处理所测量的磁场以确定后续钻探第二井眼的方向，并且沿着该方向钻第二井眼。该方法磁化套管的方法为传统的利用电磁线圈缠绕在套管外部，进行分段磁化，该磁化方式就决定了其磁化过程必须在套管下井前在地面完成，不适用于已经完井的老井加密过程中防碰、救援井的指导钻进、稠油区块水平井后期加钻注汽井改造为SAGD井的情况，适应性和灵活较差，适用范围较窄。