[发明专利]一种基于旋转导向钻井的水平井方向优先着陆控制方法

摘要

本发明公开了一种基于旋转导向钻井的水平井方向优先着陆控制方法，其包括以下步骤：计算井底点的轨迹参数；建立旋转导向钻井条件下的着陆轨迹约束方程；选取入靶方位角并设计着陆轨迹的水平投影图；选取入靶井斜角并设计着陆轨迹的垂直剖面图；判别入靶点是否位于靶区范围内；优化着陆控制方案并输出最优方案的设计结果。本发明结合旋转导向钻井的工艺技术特点，在优先满足水平井入靶方向要求的前提下，通过计算并判别入靶位置，采用单一的导向钻井工艺和技术参数实现了着陆入靶，从而用最简单的工艺和最少的工序来满足水平井着陆控制要求，技术方案简明、实用性强。

主权项

一种基于旋转导向钻井的水平井方向优先着陆控制方法，其特征在于，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、建立旋转导向钻井条件下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、在工程实际允许的方位角范围内选取入靶方位角，根据着陆轨迹的约束方程以及所选的入靶方位角和所述井底点(b)的轨迹参数，按圆柱螺线轨迹模型设计着陆轨迹的水平投影图，得到着陆轨迹在水平投影图上的关键技术参数，所述着陆轨迹在水平投影图上的关键技术参数包括曲率、水平投影长度和入靶点(e)在靶点坐标系下的横坐标；S104、在工程实际允许的井斜角范围内选取入靶井斜角，根据着陆轨迹的约束方程以及所选取的入靶井斜角、所述井底点(b)的轨迹参数和着陆轨迹的水平投影长度，设计着陆轨迹的垂直剖面图，得到着陆轨迹在垂直剖面图上的关键技术参数，所述着陆轨迹在垂直剖面图上的关键技术参数包括曲率、井段长度和入靶点(e)在靶点坐标系下的纵坐标；S105、根据所求得的入靶点(e)在靶点坐标系下的坐标判别所述入靶点(e)是否位于靶区范围内，如果是，则执行下一个步骤，如果否，则调整入靶方向并重复步骤S103和步骤S104，直到满足所选的入靶方向对应的入靶位置位于靶区范围内为止；S106、继续优化着陆控制方案，用纵横网格线将井斜角和方位角的允许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到S104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，进一步细划网格线，不断优化着陆控制方案，得到最优的着陆控制方案；S107、根据所述最优的着陆控制方案，按圆柱螺线模型计算着陆轨迹的分点参数，并以图表形式输出设计结果，作为水平井着陆控制施工的依据。