一種叢式井組的鉆井方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及石油勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種叢式井組的鉆井方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 采用叢式井組開發(fā)的油田，地下井眼高密度分布，隨著布井?dāng)?shù)量的增加，井眼防碰 難度日益加大，雖然正鉆井在設(shè)計(jì)剖面軌跡時(shí)已充分考慮了防碰及作業(yè)方法，但由于存在 各種測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差和叢式井組無(wú)法避免的磁干擾影響，在實(shí)際施工作業(yè)中，依然會(huì)有二 井相碰的事故發(fā)生，導(dǎo)致正鉆井的鉆頭、扶正器擠磨鄰井套管，甚至是將鄰井的套管及內(nèi)在 的油管打爛，給油氣生產(chǎn)和井控安全帶來(lái)嚴(yán)重的影響。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)鉆井安全防碰廣泛采用的是經(jīng)驗(yàn)距離法?；诙嗄甑慕?jīng)驗(yàn)積累，設(shè)計(jì)中 通過(guò)應(yīng)用LANDWARK計(jì)算軟件，進(jìn)行多井間的數(shù)學(xué)中心間距掃描，它的精確度取決于磁測(cè)儀 器的井斜、方位精度、測(cè)點(diǎn)間距及表套到井口完整的測(cè)量數(shù)據(jù)。由于鄰井的井眼測(cè)量數(shù)據(jù)為 電測(cè)連斜數(shù)據(jù)、多點(diǎn)數(shù)據(jù)，其測(cè)量精度與測(cè)點(diǎn)密度都達(dá)不到鉆井精確控制防碰的要求，尤其 是90年代以前完成的井，電測(cè)及多點(diǎn)數(shù)據(jù)的可靠性更差。由于受上述諸多因素的影響，此 種方法不是最有效的。如：2010年海上叢式井平臺(tái)某X。鉆至井深1159米時(shí)與鄰井相碰 將其油層套管及內(nèi)在的油管打穿，該井設(shè)計(jì)防碰距離15. 7米，實(shí)鉆軌跡相碰后、掃描計(jì)算 兩井之間距離為11. 5米，考慮測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)誤差后實(shí)際還有6. 9米，但已經(jīng)發(fā)生了兩井相 碰的惡性事故，說(shuō)明單純依靠 MWD (Measure While Drilling，隨鉆測(cè)量）測(cè)量獲取的井斜、 方位數(shù)據(jù)、進(jìn)行的防碰掃描計(jì)算結(jié)果，來(lái)控制井間的防碰有一定的局限性，同時(shí)驗(yàn)證了以往 定向井單憑總磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)判斷磁干擾異常控制防碰也會(huì)出現(xiàn)偏差。另外，從現(xiàn)場(chǎng)影響防碰 至關(guān)重要的六個(gè)因素和多口防碰事故井的案例分析，單純依靠 MWD、陀螺（國(guó)產(chǎn)）數(shù)據(jù)、多點(diǎn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行防碰計(jì)算，不能完全避免二井相碰事故的發(fā)生，需要有物理量定位的磁控技術(shù)保 證防碰井的安全。
[0004] 目前有效的防碰做法是，采用一種不確定橢圓數(shù)學(xué)模型掃描，將安全系數(shù)法量化 到防碰計(jì)算中，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)使用二種高精度的儀器對(duì)井眼進(jìn)行測(cè)量，陀螺測(cè)量鄰井套管的直 井眼及小井斜井段，用MWD儀器進(jìn)行鉆井作業(yè)，在斜井段采用每個(gè)單根測(cè)量一次數(shù)據(jù)，通過(guò) 高質(zhì)量的測(cè)量及加密測(cè)點(diǎn)，輸入計(jì)算機(jī)軟件，并標(biāo)定儀器的系統(tǒng)誤差，采用不確定橢圓井眼 來(lái)確定安全距離，但這種數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果還是存在不確定性，依然會(huì)發(fā)生兩井碰撞事故。如果 按此安全方式進(jìn)行防碰設(shè)計(jì)，對(duì)于海上I. 6mX I. 8m井口槽內(nèi)叢式井組的作業(yè)是不安全的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明了提供了一種叢式井組的鉆井方法，以解決目前正鉆井在鉆井的過(guò)程中， 容易和鄰井發(fā)生碰撞的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種叢式井組的鉆井方法，所述方法包括：
[0007] 接收正鉆井測(cè)量并發(fā)送的關(guān)于鄰井套管的異磁場(chǎng)參數(shù)，其中，所述鄰井套管的異 磁場(chǎng)參數(shù)是正鉆井鉆入的距離滿足預(yù)設(shè)距離閾值并中止鉆井后，在中止點(diǎn)測(cè)量所述鄰井套 管獲得的參數(shù)；
[0008] 將所述鄰井套管的異磁場(chǎng)參數(shù)和所述正鉆井的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得差異 值；
[0009] 基于所述差異值確定所述正鉆井與所述鄰井套管的相對(duì)位置，以使所述正鉆井根 據(jù)所述相對(duì)位置調(diào)整井下鉆頭的鉆位，使所述正鉆井和所述鄰井套管保持預(yù)設(shè)距離。
[0010] 優(yōu)選的，所述正鉆井中的鉆柱內(nèi)設(shè)置有MWD三軸磁通門計(jì)，所述鄰井套管的異磁 場(chǎng)參數(shù)，具體為所述正鉆井鉆入的距離滿足預(yù)設(shè)距離閾值并中止鉆井后，通過(guò)所述MWD三 軸磁通門計(jì)在所述中止點(diǎn)測(cè)量鄰井套管獲得的參數(shù)。
[0011] 優(yōu)選的，所述鄰井套管的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)參數(shù)具體是：Bx^ Β_，其中，是所述正 鉆井在井斜方位條件下的水平磁場(chǎng)強(qiáng)度在三維坐標(biāo)中的X軸的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)分量，By #是所述正 鉆井在井斜方位條件下的水平磁場(chǎng)強(qiáng)度在三維坐標(biāo)中的Y軸的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)分量，Bzs是所述正 鉆井在井斜方位條件下的垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0012] 優(yōu)選的，所述Bxig是通過(guò)公式1獲得的，所述公式1為：Βλ: = - B sin φ，其中， φ是所述正鉆井測(cè)點(diǎn)井眼測(cè)量方位值，是所述正鉆井測(cè)點(diǎn)井眼在井斜方位條件下的水平 磁場(chǎng)強(qiáng)度；
[0013] 所述By標(biāo)是通過(guò)公式2獲得的，所述公式2為：By ,,= B h COS φ;
[0014] 所述Bz標(biāo)是通過(guò)公式3獲得的，所述公式3為：B7 5;=Bh COS ?ο sin α + BzCOS α;其中，Bh是所述正鉆井在地平面的水平磁場(chǎng)強(qiáng)度，Bz是所述正鉆井在地平面的垂直磁場(chǎng) 強(qiáng)度，α為所述正鉆井測(cè)點(diǎn)井眼井斜角。
[0015] 優(yōu)選的，所述Bhis通過(guò)公式4獲得，所述公式4是：Bhis= (Bt2-B_2)1/2,其中，8,是 所述正鉆井的磁場(chǎng)強(qiáng)度；
[0016] 所述Bh是通過(guò)公式5獲得，其中，所述公式5為：Bh= BtCos (Dip)，其中，Dip是所 述正鉆井的地磁傾角；
[0017] 所述Bz是通過(guò)公式6獲得，其中，所述公式6為：B z = Btsin (Dip)。
[0018] 優(yōu)選的，所述Bt由公式7獲得，所述公式7為:Bi=蕓v ;(l + 3si-..其中，M是地球 ， 磁場(chǎng)總磁矩，R為地球半徑，ω為正鉆井的地理煒度；
[0019] Dip由公式8獲得，所述公式8為：Wp = fnfriI^ = ZtoT1他
[0020] 優(yōu)選的，所述鄰井套管的異磁場(chǎng)參數(shù)具體是：BX、BY、B Z;其中，Bx具體為所述鄰井套 管的水平磁場(chǎng)在三維坐標(biāo)中投影到X軸的異磁場(chǎng)分量，B y具體為所述鄰井套管的水平磁場(chǎng) 在三維坐標(biāo)中投影到γ軸的異磁場(chǎng)分量，Bz具體為所述鄰井套管在垂直方向的異磁場(chǎng)分量。
[0021] 優(yōu)選的，所述將所述鄰井套管的異磁場(chǎng)參數(shù)和正鉆井的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比， 獲得差異值，具體為：
[0022] 通過(guò)公式9確定出所述鄰井套管在X軸投影的異磁場(chǎng)分量的差異值Λ Bx，其中，所 述公式9為：ABx=Bx-Bx標(biāo)；
[0023] 通過(guò)公式10確定出所述鄰井套管在Y軸投影的異磁場(chǎng)分量的差異值ΛΒΥ，其中， 所述公式10為：Δ By= B γ-Βγ標(biāo)；
[0024] 通過(guò)公式11確定出所述鄰井套管在垂直方向的異磁場(chǎng)分量的差異值ΛΒΖ，其中， 所述公式11為：ΔΒ Ζ= B Ζ-ΒΖ標(biāo)。
[0025] 優(yōu)選的，所述相對(duì)位置具體包括：所述正鉆井與所述鄰井套管的距離；
[0026] 將所述ABz和距離標(biāo)定曲線比對(duì)，獲得所述正鉆井和所述鄰井套管之間的距離。
[0027] 優(yōu)選的，所述相對(duì)位置具體包括：所述正鉆井與所述鄰井套管的相對(duì)方向；所述 基于所述差異值確定所述正鉆井與所述鄰井套管的相對(duì)位置，具體包括：
[0028] 通過(guò)公式12確定出水平方向模差A(yù)Bh，其中，公式12為：ABh= (ΔΒχ2+ΔΒυ2)1/2;
[0029] 通過(guò)公式13確定出所述正鉆井和所述鄰井套管的相對(duì)方向的夾角Θ，其中公式 13 為：Θ = tarf1 ( Δ Bx/ Δ By) 〇
[0030] 通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 本發(fā)明利用鄰井套管發(fā)出和大地磁場(chǎng)相異的異常磁信號(hào)，通過(guò)正鉆井MWD的三軸 磁通門計(jì)，連續(xù)監(jiān)測(cè)鄰井的異磁場(chǎng)參數(shù)，再和正鉆井的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比獲得差異值， 通過(guò)差異值最終確定磁異常信號(hào)的真實(shí)方位和距離，而這個(gè)磁異常信號(hào)的方向和距離就是 正鉆井與鄰井套管之間的方向和距離，根據(jù)兩者的方向和距離來(lái)調(diào)整正鉆井井下鉆頭的鉆 位，避免與所述鄰井套管相碰。
【附圖說(shuō)明】
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