CN101519960A - 一种自适应钻井深度跟踪校正方法 - Google Patents

Abstract

一种自适应钻井深度跟踪校正方法发明了一种新的钻井井深跟踪的校正方法，其技术领域是用于随钻测量领域。首先把绞车每层钢丝绳对应的码盘计数的变化及钻具的变化得到校正系数(K1，K2，K3，…Kn)；然后使用观察到的井深对校正参数进行训练，对观察值和测量值方差划分为3个区域，每个区间对应一个模糊数零、小、大，每个模糊数对应一个加权系数k1，k2，k3；同时对校正系数的变化进行统计，从而得到校正系数的变化趋势Va。经过训练的校正系数可以使该系数的变化自动趋向各种因素对其产生的影响；使用该发明测得的钻井深度逐步趋于精确，测量误差迅速得以衰减，有效排除了初始校深产生的误差及引入错误的观测值造成校正系数的错误修正。

Description

一种自适应钻井深度跟踪校正方法

技术领域：

本发明是关于钻井深度自适应校正的方法，更具体的讲是用于随钻测量领域校正井深跟踪精度的方法。

背景技术：

石油钻井领域需要在钻井的过程中精确测量钻井的深度。传统的方法是，使用经验或实地标定钻井绞车上安装的码盘计数和钻具深度变化间的关系，确定一个或一组恒定不变的系数，并采用该系数对应绞车码盘计数与钻井深度间的关系得到跟踪的井深。其不足之处是忽略了深度校正系数是随钢丝绳张力(由悬重和钻柱磨阻变化等因素引起)变化而变化的一组校正系数，由于校正系数(标定过程中出现的测量误差)初始确认的误差以及校正系数的漂移，使得测量精度不断下降，测量误差累计增加。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种自适应校正随钻井深跟踪精度的方法。利用该方法可以逐步调整井深跟踪的校正系数，促使测量误差迅速衰减，显著提高钻井井深跟踪的精度。

一种自适应钻井深度跟踪校正方法，对井深经过初步校正，使用观察到的井深对校正系数进行训练，调整观察值和测量值方差区域，统计校正系数的变化趋势Va，综合使用上述参数，使得校正系数的真实的调整趋势Va和统计趋势趋于一致，测量误差迅速减小。其特征是使用分层确认井深跟踪校正系数的方法对校正系数进行初始赋值，对观察值和测量值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)进行赋值，对每个模糊数对应的加权系数k1，k2，k3进行初始赋值；使用观测到的井深对校深系数进行训练，统计校正系数的变化趋势Va，使得校深系数的变化逐步趋向统计的变化趋势Va，调整观察值和测量值的3个方差区域，使得正确的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于增大，错误的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于减少。

首先使用分层校深的方法确认每层钢丝绳对应校正系数(K1，K2，K3，…Kn)的初始值，对观察值和测量值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)进行赋值，对每个模糊数对应的加权系数k1，k2，k3进行初始赋值。

一种自适应钻井深度跟踪校正方法不认为校正系数(K1，K2，K3，…Kn)是一组固定不变的数值，而是一组随钢丝绳张力(由悬重和钻柱磨阻变化等因素引起)变化而变化的一组校正系数。

然后使用观测到的井深对校深系数进行训练，统计校正系数的变化趋势Va，使得校正系数的(K1，K2，K3，…Kn)的变化趋势趋向统计值Va，真实校正系数的变化趋势收敛于随钢丝绳张力变化而变化的趋势。

一种自适应随钻井井深跟踪校正方法不认为观察井深是绝对精确的数值，而是含有测量误差的，甚至是错误的数据。

使用观测到的井深对校深系数进行训练，调整观察值和测量值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)范围，使得正确的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于增大，错误的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于减少。

一种自适应钻井深度跟踪校正方法的优点是，确认初始参数的过程简单，采用自适应的方法对校深参数进行修正，通过观察值不断训练校深参数，使得的钻井深度逐步趋于精确，测量误差迅速得以衰减，可以有效修正初始校深过程产生的误差，可以有效排除引用错误的观测值造成校正系数的错误修正。

附图说明：

图1“一种自适应钻井深度跟踪校正方法”初始确认校正系数；

图2“一种自适应钻井深度跟踪校正方法”校正系数的变化规律；

图3“一种自适应钻井深度跟踪校正方法”对观察值和测量值方差划分的3个区域及对应系数。

具体实施方式：

下面结合附图1、2、3对本发明作出进一步描述。

依传统的初始校深方法进行，将方钻杆完全放入井口静止后，上提钻具，直到滚筒上当前层的钢丝绳全部缠满，保持钻具静止，测量记录钻具上提的高度(即一层的校准长度)，并记录此时的计数值，校准长度和此层计数值的比值即为K1，(如图1)。完毕后进入下一层校准，继续上提钻具，按上述方法，逐步校准其余的层(实际上提钻具到方出后15米～20米结束校准)求得K2，K3…Kn，同样也可以依据理论计算得到校正系数序列(K1，K2，K3，…Kn)。传统的方法是使用该系数序列得到码盘计数和井深伸长之间的关系，计算得到井深。

上述方法的校正系数序列在完成一次校深后，参数是固定不变的。但在钻井的过程中，由于钻柱受到自重的增加(井深增加)，泥浆比重的变化(浮力变化)，井壁磨阻的变化，造成大钩钢丝绳张力的不断变化，校正系数K也发生变化(趋于增大，如图2)。所以使用传统的校深方法使得井深跟踪的误差逐渐增大。

一种自适应钻井深度跟踪校正方法是：首先使用传统的方法得到校正系数序列(K1，K2，K3，…Kn)；然后对观察值和测量值方差划分为3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)，每个区间对应一个模糊数零、小、大，每个模糊数对应一个加权系数k1，k2，k3(如表1)；同时对校正系数的变化进行统计，从而得到校正系数的变化趋势Va。

使用观察到的井深对校深参数进行训练，输入一个井深的观察值，求的观察值和测量值对应方差域；对应模糊数零、小、大的k1，k2，k3有如下关系k1>k2>k3，k1，k2，k3∈(0，1)；继续求得观察到的井深对应的校正系数序列(Ki，Ki+1，Ki+2…)的变化(△Ki，△Ki+1，△Ki+2…)，计算得到和观察值与测量值方差域一一对应的3个校正系数方差区域(0，SQSK1)(SQSK1，SQSK2)(SQSK2，SQSK3)，对于井深跟踪校正系数的修改使用

公式 $\mathrm{Ki}=\left\{\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{K}i+k1\×\mathrm{\ΔKi};\mathrm{\ΔKi}\∈(0,\mathrm{SQSK}1)\\ \stackrel{\‾}{K}i+k2\×\mathrm{\ΔKi};\mathrm{\ΔKi}\∈(\mathrm{SQSK}1,\mathrm{SQSK}2)\\ \stackrel{\‾}{K}i+k3\×\mathrm{\ΔKi};\mathrm{\ΔKi}\∈(\mathrm{SQSK}2,\mathrm{SQSK}3)\\ \stackrel{\‾}{K}i;\mathrm{\ΔKi}\≥\mathrm{SQSK}3\end{array}\right.$ ，k1>k2>k3，k1，k2，k3∈(0，1)；Ki是需要修正的校正系数进行计算，逐步输入观察值可以使得方差域由大到小转移，测得的钻井深度逐步趋于精确，测量误差迅速得以衰减；对于错误的观察值，由于处于观察值和测量值对应方差域之外，对校正系数不产生影响。

进一步调整观察值和测量值的3个方差区域，使得正确的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于增大，错误的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于减少。

综合使用这些系数可以使得校正系数的变化自动趋向各种因素对其产生的影响；使用该发明测得的钻井深度逐步趋于精确，测量误差迅速得以衰减，有效排除在初始校深过程中产生的误差及引用错误的观测值造成校正系数的错误修正。

Claims (6)

1、一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是使用分层确认井深跟踪校正系数的方法对校正系数进行初始赋值，对观察井深值和测量井深值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)进行赋值，对每个模糊数对应的加权系数k1，k2，k3进行初始赋值，使用观测到的井深对校深系数进行训练，统计校正系数的变化趋势Va，使得校深系数的变化逐步趋向统计的变化趋势Va，调整观察值和测量值的3个方差区域，使得正确的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于增大，错误的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于减少。

2、根据权利要求1所述的一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是使用分层校深的方法确认每层钢丝绳对应校正系数(K1，K2，K3，…Kn)的初始值，对观察值和测量值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)进行赋值，对每个模糊数对应的加权系数k1，k2，k3进行初始赋值。

3、根据权利要求1所述的一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是不认为校正系数是一组固定不变的数值，而是一组随钢丝绳张力变化而变化的一组校正系数。

4、根据权利要求1所述的一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是使用观测到的井深对校深系数进行训练，统计校正系数的变化趋势Va，使得校正系数的(K1，K2，K3，…Kn)的变化趋势趋向统计值Va，真实校正系数的变化趋势收敛于随钢丝绳张力变化而变化的趋势。

5、根据权利要求1所述的一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是不认为观察井深是绝对精确的数值，而是含有测量误差的，甚至是错误的数据。

6、根据权利要求1所述的一种自适应钻井深度跟踪校正方法，其特征是使用观测到的井深对校深系数进行训练，调整观察值和测量值方差划分的3个区域(0，SQS1)(SQS1，SQS2)(SQS2，SQS3)范围，使得正确的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于增大，错误的观察值对校深系数的调整的影响逐步趋于减少。

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