[发明专利]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

摘要

本发明公开了一种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，该方法是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。本发明磁化的套管，可以提供一个强大的，高度均匀的磁场，通过数学模型可以精确引导第二井眼的继续钻进。本发明采用旋转导向技术钻井，相比于传统滑动导向钻井技术，它具有建井周期短、钻速快、井眼质量高的优点。

主权项

1.一种钻双水平井的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，使用旋转导向技术钻第一井眼，所述旋转导向技术的工具上至少包括一个磁场传感器；步骤2，在所述第一井眼中下入磁化的套管柱，所述套管柱的磁化部分包括多个磁化的套管，所述的每个磁化的套管至少具有一对相对的磁极；其中，磁化套管的方法，包括以下步骤：步骤1)，将电磁线圈缠绕在所述套管的任一部分；步骤2)，将直流电流通过所述的电磁线圈，向套管施加强磁；步骤3)，经过5到15秒后中断电流，并且将电磁线圈纵向移动到所述套管的另一部分；步骤4)，重复步骤2)到3)，以形成在所述套管纵向间隔开的磁化区域；步骤5)，改变相邻磁化区域之间的电流的方向或者将电磁线圈重新部署在所述套管上，使得电流在所述套管的相反方向上流动，以这种方式磁化套管，使得在所述套管上至少包括三个离散的磁化区域，所述套管的纵向相对端之间至少包括一对相对的磁极；步骤3，使用旋转导向技术钻第二井眼的一部分，所述第二井眼的这一部分位于套管柱的磁化部分的磁通量感知范围内；步骤4，使用闭环控制系统，首先在所述第二井眼中使用MWD测量特定点磁场数据B_X、B_Y和B_Z，所述B_X、B_Y和B_Z表示在x，y，z轴测量的磁场矢量；步骤5，计算第二井眼中井下旋转导向工具处的地球磁场矢量，表示如下：M_EX＝H_E(cos D sin A cos T+cos D cos A cos I sin T‑sin D sin I sin T)；M_EY＝H_E(cos D cos A cos I cos T+sin D sin I cos T‑cos D sin A sin T)；M_EZ＝H_E(sin D cos I‑cos D cos A sin I)；其中，M_EX，M_EY和M_EZ分别表示井下旋转导向工具处的地球磁场的x，y和z分量，其中z分量与井眼轴线平行，H_E是已知的，表示当地磁场的大小，D已知并表示当地磁倾角；I，A和T分别表示井下旋转导向工具的倾斜角、方位角和重力工具面角；步骤6，计算在第二井眼中测量的由第一井眼产生的磁场矢量，表示如下：M_TX＝B_X‑M_EX,M_TY＝B_Y‑M_EY,M_TZ＝B_Z‑M_EZ，其中，M_TX，M_TY和M_TZ分别表示在第二井眼处测量的由第一井眼产生的磁场x，y，z分量；步骤7，计算第一井眼产生的磁场强度，表示如下：其中，M表示第一井眼产生的磁场强度；步骤8，计算第一井眼的工具面角TFT：其中，TFT表示第一井眼的工具面角，M_TX和M_TY分别表示在第二井眼处测量的由第一井眼产生的磁场x和y分量，G_x和G_y表示第二井眼中重力场的x和y分量；步骤9，从期望的磁场强度和TFT中减去所计算的磁场强度和TFT，以确定偏差值；步骤10，利用偏差值来确定第二井眼新的钻井方向。