一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地下资源钻采工程技术领域，尤其涉及一种正钻井与相邻已钻井主动 防碰的方法。
【背景技术】
[0002] 随着各油田开发力度的逐步加大，老区剩余油、边际油藏开发成为增储上产的重 要途径，使得各油田增加调整井、滚动开发井、丛式井，钻探各种特殊类型井逐步增多，井网 变密，井与井之间的距离缩小，上下分层开采井增多，城区丛式井开发力度加大等，同时在 老区高密度井缝隙中寻找薄油藏、难动用油藏，也成为油田增储上产的重要措施。近些年在 钻丛式井或老区调整井的过程中，直井段、斜井段发生两井相碰的现象有所增加，报废进 尺，重复施工现象时有发生，而一旦碰撞打穿已钻井就会造成数百万元的经济损失。
[0003] 现有技术公开的邻井防碰技术或方法主要可以分为两类:第一类是通过测斜工具 测得到单个井眼轨迹的井深、井斜角和井斜方位角，然后由邻井距离扫描和邻井分离系统 计算来预测正钻井与已钻井可能发生碰撞的概率。这种方法不能避免由井眼轨迹的井深、 井斜角和井斜方位角计算井眼轨迹位置参数过程中产生的累积误差，因此这种方法虽然对 于邻井防碰有一定的指导意义，但是对于密集丛式井已不能满足现场实际的需求。第二类 是通过检测正钻井套管震动信号来预测正钻井钻头到邻井套管距离的方法。这种方法虽然 可以实现实时防碰预警，但是由于检测的是正钻井中钻头震动激励邻井套管震动产生的信 号，该信号本身的强度很弱，而且正钻井钻杆转动和地面设备的震动也将干扰该信号的质 量。因此，这种方法主要对于海上浅井的邻井防碰有一定作用。
[0004] 鉴于此，如何在钻丛式井或老区调整井的过程中确定正钻井到邻井相对空间位 置，以避免两井相撞的问题成为当前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法， 该方法利用改装的随钻测量探管检测到的邻井套管剩磁信号，能够确定正钻井到邻井的相 对空间位置，避免在钻丛式井或老区调整井的过程中两井相撞的问题，同时避免了现有技 术中井眼轨迹测斜计算中累积误差的产生，可以用于深井或陆上丛式井定向钻井工程中。
[0006] 第一方面，本发明提供一种正钻井与相邻已钻井主动防碰的方法，包括：
[0007] 获取正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息；
[0008] 根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，获取以正钻井井口位 置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述相邻井已钻井的井口坐标；
[0009] 根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，利用邻井最近距离扫 描计算和邻井分离系数计算，获得正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息；
[0010] 获取随钻测量探管在下入到正钻井中底部钻具组合传统丽D探管的位置、且正钻 井中的钻头钻至所述需要防碰的井段时检测的数据；
[0011] 根据所述随钻测量探管检测的数据，获取所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的 相对空间位置数据；
[0012] 根据所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的相对空间位置数据和预设的所述随 钻测量探管与正钻井中的钻头的相对空间位置数据，确定所述正钻井到所述相邻已钻井的 相对空间位置。
[0013] 可选地，所述正钻井轨迹设计信息，包括:正钻井的井口坐标、钻盘平面高度、地面 海拔度度、井身结构、正钻井设计轨迹的井深、井斜角和井斜方位角；
[0014] 所述相邻已钻井实钻轨迹信息，包括:相邻已钻井的井口坐标、钻盘平面高度、地 面海拔度度、井身结构、相邻已钻井实钻轨迹的井深、井斜角和井斜方位角。
[0015] 可选地，所述根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，获取以 正钻井井口位置为参考建立的正钻井井口坐标系中所述相邻井已钻井的井口坐标，包括：
[0016] 根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，以正钻井井口位置为 参考建立正钻井井口坐标系；
[0017] 根据所述正钻井与已钻井的钻盘平面高度和地面海拔高度，获取正钻井钻盘平面 高度比已钻井钻盘平面高度高多少或低多少；
[0018] 确定所述正钻井轨迹设计信息是相对于正钻井钻盘平面高度还是地面海拔高度， 以及确定所述已钻井实钻轨迹信息是相对于已钻井钻盘平面高度还是地面海拔高度；
[0019] 根据所述正钻井与已钻井的井口坐标，获取已钻井井口相对正钻井井口的实际垂 直深度TVD、北坐标N和东坐标E的偏移量；
[0020] 在所述正钻井井口坐标系中的相邻已钻井实钻轨迹的实际垂直深度TVD、北坐标 N、东坐标E数据上加上或减去所述偏移量。
[0021] 可选地，所述根据所述正钻井轨迹设计信息和相邻已钻井实钻轨迹信息，利用邻 井最近距离扫描计算和邻井分离系数计算，获得正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信 息，包括：
[0022] 根据所述正钻井的轨迹设计信息和相邻已钻井的实钻轨迹信息，以正钻井作为参 考井、相邻已钻井作为比较井，进行邻井最近距离扫描计算和邻井分离系数计算，获得扫描 半径与正钻井井深的关系图和分离系数与正钻井井深的关系图；
[0023]根据所述扫描半径与正钻井井深的关系图和分离系数与正钻井井深的关系图，获 取邻井分离系数小于等于预设阈值的正钻井和已钻井井段的信息，该井段的信息为正钻井 与相邻已钻井需要防碰的井段的信息。
[0024]可选地，所述正钻井与相邻已钻井需要防碰的井段的信息，包括正钻井和已钻井 需要防碰的井段的井深、扫描半径和扫描角。
[0025]可选地，所述随钻测量探管，包括:一个两端封闭的无磁金属外壳、测斜传感器、三 轴磁通门传感器、微控制器和电源；
[0026] 所述测斜传感器、三轴磁通门传感器、微控制器和电源均设置在所述无磁金属外 壳的壳体里面，所述测斜传感器、三轴磁通门传感器和电源分别与所述微控制器连接，所述 随钻测量探管在下入正钻井时所述测斜传感器与地面的距离小于所述三轴磁通门传感器 与地面的距离，所述测斜传感器和三轴磁通门传感器相距预设距离D，测斜传感器的三轴与 三轴磁通门传感器的三轴平行且同向；
[0027] 相应地，所述随钻测量探管检测的数据，包括：
[0028] 所述随钻测量探管中的测斜传感器检测的所述随钻测量探管处重力场产生的三 轴重力加速度和所述随钻测量探管中的三轴磁通门传感器检测的所述随钻测量探管处两 组由相邻已钻井套管和地磁场产生的三轴磁感应强度。
[0029] 可选地，所述随钻测量探管与相邻已钻井套管的相对空间位置数据，包括：
[0030] 所述随钻测量探管到相邻已钻井套管的径向间距r和已钻井井眼高边Hs与单位矢 量f之间的夹角Ahr。
[0031] 可选地，所述随钻测量探管到相邻已钻井套管的径向间距r是通过第一方程组计 算得到的，所述第一方程组为：
[0032] I ^ v (
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[0033] 其中，1为相邻已钻井套管长度的二分之一，D为测斜传感器到三轴磁通门传感器 的距离，z为测斜传感器长度二分之一处水平面到相邻已钻井套管长度二分之一处水平面 的间距，B l