CN103835703B

CN103835703B - 一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法

Info

Publication number: CN103835703B
Application number: CN201210476250.3A
Authority: CN
Inventors: 宗艳波; 牛新明; 郑俊华; 王磊; 钱德儒; 孙连环; 柯珂; 张东清
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: CN103835703A

Abstract

本发明公开了一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，该模拟方法包括：确定步骤，确定磁短节和目标探管的相关参数；第一计算步骤，基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；第二计算步骤，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号。本发明方法通过设置参数，全方位，高精度的实现椭圆极化条件下的交变磁场信号生成，为评价和验证磁性导向钻井技术的导向定位精度提供高质量的交变磁场信号源，大幅度降低试验成本，提高试验效率，有效评价和验证磁性导向钻井的导向定位精度。

Description

一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法

技术领域

本发明涉及高精度导向钻井技术领域，尤其涉及一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法。

背景技术

在油气开采领域，现代导向钻井技术对于油气藏的高效立体式开发起着重要作用。而几何导向钻井是现代导向钻井技术中重要组成部分，是目前测井、钻井中采用的主要方法。

几何导向是指在开发成熟油田的钻井地质情况完全清楚、几乎不存在地质不确定性问题时，按设计的三维井眼轨迹空间几何位置进行导向与控制，具有较高的控制精度。

由于复杂结构井投入成本大，定位精度高，给钻井测井技术提出了更高要求。如水平对接连通井要求中靶精度高，达到1米以内；稠油热采成对平行井要求两口平行井走向一致，且保持一定的间距，如间距5-10米。

传统几何导向技术，如电子单多点测量、捷联惯导，连续测斜仪等传统技术不能满足需求。原因之一是传统导向技术没有考虑到复杂结构井中待钻井眼与目标靶点或参考井眼之间的内在关系，仅以大地参考系为依据，各自独立测量，属于开环控制。

利用交变磁场将待钻井眼和参考井眼耦合为一个闭环系统的磁性导向钻井技术开始出现，该技术的核心问题是获取准确的待钻井眼和参考井眼的相对位置关系，而所计算的相对位置关系的精确性和可靠性需要通过地面试验或者数值模拟实验取得交变磁场信号进行验证。也就是需要对其导向定位算法进行验证和评价。

为了考察其导向定位精度，需要建设专用的地面试验装置，但是这些地面试验装置无法提供全空间的相对位置关系的实验。

因此，亟需一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法解决上述问题，以大幅度降低试验成本，提高试验效率，有效评价和验证磁性导向钻井的导向定位精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够实现高质量的交变磁场信号源的磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，包括：确定步骤，确定磁短节和目标探管的相关参数；第一计算步骤，基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；第二计算步骤，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，在所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，与地理坐标系不一致时，还包括：转换步骤，根据磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系相互各自之间的关系，将所述磁场信号转换为三轴交变磁场信号。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，所述相关参数包括：所述磁短节的起点坐标、终点坐标、磁矩、旋转速度、钻进速度、初始相位、井斜角和方位角；所述目标探管的位置坐标、井斜角、方位角和工具面角；所要产生模拟信号的采样频率。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，在基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置的步骤中，进一步包括以下步骤：根据所述磁短节的起点坐标、终点坐标、旋转速度、钻井速度和所要产生模拟信号的采样频率，得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标；基于所述目标探管的位置坐标和各个采样时间点的所述磁短节的坐标，计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，利用以下表达式来得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标P_i（X_i,Y_i,Z_i）：

其中，P₀（X₀,Y₀,Z₀）表示所述磁短节起点坐标，P_N（X_N,Y_N,Z_N）表示所述终点坐标，i表示任意采样时间点i=0,1,2,...,T·Fs，T=L/υ表示从起点坐标到终点坐标的所需总时间，表示从起点坐标到终点坐标的总距离，υ表示钻进速度，Fs表示所要产生模拟信号的采样频率。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，在计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号的步骤中，将所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场视为两个正交磁偶极子的叠加，其中，这两个正交磁偶极子的方向分别垂直于与钻井方向一致的在磁短节坐标中的轴方向；根据由毕奥-萨伐尔定律得到的在一磁偶极子在原点时的另一磁偶极子的磁场强度，得到所述两个正交磁偶极子在所述目标探管的磁场强度；基于所述两个正交磁偶极子在所述目标探管的磁场强度，来得到所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，在所述磁短节坐标系的Y轴与钻井方向一致时，利用以下表达式来计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号：

其中，M_c、M_s表示正交磁偶极子，M_t表示旋转所述磁短节所形成的磁场，ω表示旋转角速度，r表示所述目标探管的位置坐标T₀（X_t,Y_t,Z_t）与t时刻所述磁短节P_i（X_i,Y_i,Z_i）之间的相对距离，θ₁表示所述相对位置P_iT₀(X_i-X_t,Y_i-Y_t,Z_i-Z_t)在XY平面上的投影与x轴的夹角，θ₂表示P_iT₀在YZ平面上的投影与y轴的夹角，表示z轴与P_iT₀的夹角，表示x轴与P_iT₀的夹角，

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，所述磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系相互各自之间的关系可以通过以下表达式来得到：

其中，C₁表示所述地理坐标系到所述目标探管坐标系的转换矩阵；C₂表示所述磁短节坐标系到所述地理坐标系的转换矩阵；A、I、T分别表示所述目标探管的相关参数中的方位角，井斜角和工具面角；mwd_A和mwd_I分别表示所述磁短节的相关参数中的方位角和井斜角。

进一步，该磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，还包括，利用以下表达式来将所述磁场信号转换为三轴交变磁场信号：

其中，表示所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信；C₁表示所述地理坐标系到所述目标探管坐标系的转换矩阵；C₂表示所述磁短节坐标系到所述地理坐标系的转换矩阵。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

本发明方法通过设置必要的试验参数，全方位，高精度的实现椭圆极化条件下的交变磁场信号生成，为评价和验证磁性导向钻井技术的导向定位精度提供高质量的交变磁场信号源。利用本发明方法可以极大的降低地面试验工作量，使磁短节的磁矩，转速，相对位置等试验条件不受限制，大幅度降低试验成本，提高试验效率，有效评价和验证磁性导向钻井的导向定位精度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例的磁性导向钻井交变磁场的信号模拟方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的交变磁场信号椭圆极化示意图;

图3是根据本发明实施例的旋转磁偶极子模型磁矩分解示意图;

图4是根据本发明实施例的模拟水平对接连通井的交变磁场信号示意图;

图5是根据本发明实施例的模拟SAGD成对平行井的交变磁场信号示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例的目的是为了解决磁性导向钻井定位算法有效性的验证和评价问题，不需要实际试验装置，利用一系列初始条件，通过数值模拟方法获得磁性导向钻井交变磁场信号，从而为验证和评价磁性导向钻井定位算法提供数据源。

图1是根据本发明实施例的磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法的流程示意图，下面参考图1，详细说明本实施例的各个步骤。

步骤S110，确定磁短节和目标探管的相关参数。

具体地，根据事先模拟钻井系统相对位置关系和钻进参数确定相关参数（也称输入参数或初始参数），相关参数包括磁短节的起点坐标、终点坐标、磁矩、旋转速度、钻进速度、初始相位、井斜角和方位角，目标探管的坐标、井斜角、方位角和工具面角，以及所要产生模拟信号的取样频率。

其中，磁短节用于产生磁场信号，在实际钻井中，磁短节由永磁体构成，距离钻头约0.5米，随钻旋转产生交变磁场。目标探管用于测量由磁短节所激发的交变磁场信号，并应用特定的定位算法计算磁短节和目标探管的距离和方位，进而引导钻头精确钻进。

由于上述参数是模拟钻井系统得到的，即通过理论得到的，不存在误差，因此基于参数得到的磁场信号（后述）具有很高的精确度。

步骤S130，基于磁短节和目标探管的相关参数来计算得到各个采样时间点的磁短节和目标探管的相对位置。

具体地，根据磁短节的起点坐标、终点坐标、旋转速度和钻进速度和所要产生模拟信号的采样频率，得到在各个采样时间点的磁短节所在的坐标。然后基于目标探管的坐标和各个采样时间点的磁短节的坐标，计算得到各个采样时间点的磁短节和目标探管的相对位置。

以直线钻进为例对本步骤进行说明，假设磁短节起点坐标为P₀（X₀,Y₀,Z₀）,终点坐标为P_N(X_N，Y_N,Z_N），旋转速度ω，钻进速度υ，取样频率Fs。

基于此，可得到采样时间间隔为1/Fs，由起点坐标和终点坐标可计算出总距离为结合钻进速度可计算出所需总时间T=L/υ。输入取样频率Fs后，根据总时间和取样频率可知需要T·Fs个采样点。任意采样时间点i(i=0,1,2,...,T·Fs)所对应的磁短节位置为P_i（X_i,Y_i,Z_i），则可得到

当输入目标探管坐标T₀（X_t,Y_t,Z_t）后，结合任意采样时间点磁短节所在坐标P_i（X_i,Y_i,Z_i），可以利用以下公式来获得磁短节和目标探管的相对位置：

P_iT₀=(X_i-X_t,Y_i-Y_t,Z_i-Z_t)

在目标探管坐标为0，则其相对位置简化为磁短节所在坐标P_i（X_i,Y_i,Z_i）。

步骤S150，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在目标探管的磁场信号，其中，该磁场信号是在设定磁短节的坐标系和目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的。

具体地，在本实施例中，将磁短节旋转形成的椭圆极化磁场视为两个正交磁偶极子的叠加，其中，这两个正交磁偶极子的方向分别垂直于与钻井方向一致的在磁短节坐标中的轴方向；根据由毕奥-萨伐尔定律得到的在一磁偶极子在原点时的另一磁偶极子的磁场强度，得到两个正交磁偶极子在目标探管的磁场强度；基于两个正交磁偶极子在目标探管的磁场强度，来得到磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在目标探管的磁场信号。

需要说明的是，当磁偶极子位于坐标原点O时，Z轴正向指向磁矩矢量的方向，X和Y轴与Z轴互相垂直，构成右手坐标系。由毕奥-萨伐尔定律，远场的磁场强度H可如下式所示：

其中，M表示等效磁矩(单位为A·m²)，r表示原点O到点P的距离；θ表示X轴与OP在XOY平面内投影的夹角；示Z轴与OP的夹角。

上述表达式为静止磁偶极子在远场空间的磁场强度表达式。在实际钻井过程中，磁短节随钻头处于旋转和钻进复合运动状态，其磁场为椭圆极化磁场，如图2所示。

为描述该磁场信号，需要建立磁短节坐标系XYZ，如图3所示。以假设磁短节的Y轴与钻井方向一致为例（当磁短节的X轴或Z轴与钻井方向一致时，可将以下内容进行适应性修改），则磁短节在ZX平面上旋转，旋转磁短节所形成的磁场M_t可以视为两个正交磁偶极子M_c和M_s的叠加。其中M_s与X轴方向重合，M_c方向与Z轴方向重合，即M_s与M_c分别与Y轴方向垂直。

假设钻头旋转角速度为ω，初始时刻永磁体与Z轴方向重合，则任意时刻t永磁体转过的角度为ωt，此时与旋转磁短节所形成的总磁场M_t（在本实施例中为已知的值）等效的正交磁偶极子M_c、M_s可以被表示为如下公式：

由公式（2）可知，旋转形成的磁场在Z、X轴分量的幅值相等，相位相差π/2，该交变磁场可以视为一对正交磁偶极子展开讨论，空间任意点P处的磁场强度H由H_c、H_s两部分构成，分别对应正交磁偶极子M_c和M_s。

由于M_c、M_s与Y轴两两相互正交，构成直角坐标系。设目标探管位于点T₀（X_t,Y_t,Z_t），到t时刻磁短节P_i（X_i,Y_i,Z_i）的距离为r。则由M_c所产生的磁场强度为H_c＝H_cxi+H_cyj+H_czk，由M_s所产生的磁场强度为H_s＝H_sxi+H_syj+H_szk，其中，i、j、k分别为与XYZ坐标系中X、Y、Z各轴的正方向对应的单位矢量。结合式（1），可得正交磁偶极子M_c、M_s在T₀（X_t,Y_t,Z_t）点处的磁场强度H_c与H_s分别为

其中，r为目标探管点T₀（X_t,Y_t,Z_t）与t时刻磁短节P_i（X_i,Y_i,Z_i）之间的相对距离，θ₁为P_iT₀在XY平面上的投影与x轴的夹角，θ₂为P_iT₀在YZ平面上的投影与y轴的夹角，为z轴与P_iT₀的夹角，为x轴与P_iT₀的夹角，

则旋转磁短节在目标探管点P0的磁场强度Η'为H_c与H_s的和，结合式（3），记磁场强度Η'的三分量形式为Η'＝H_x'i+H_y'j+H_z'k，则磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在目标探管的三轴交变磁信号可以如下所示：

通过上述步骤，可以实现在全空间范围内对磁短节和目标探管之间任意位置关系的模拟，磁矩、钻进速度和旋转速度等试验条件也不受限制。

步骤S170，根据磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系各自之间的关系，将在步骤S150中得到的磁场信号转换为三轴交变磁场信号，绘图并保存该信号。

由公式（4）所计算的磁场信号Η'是在磁短节坐标系和目标探管坐标系都与地理坐标系一致的情况下获得的。而实际钻井过程中，这三个坐标系常常不一致，因此需要经由坐标变换统一起来。

具体地，设地理坐标系到目标探管坐标系的转换矩阵为C₁，磁短节坐标系到地理坐标系的转换矩阵为C₂，则C₁,C₂可通过表达式（5）和表达式（6）来表示：

其中，A、I、T分别代表目标探管的方位角，井斜角和工具面角；mwd_A和mwd_I分别代表磁短节的方位角和井斜角。

设目标探管坐标系的信号为Η＝H_xi+H_yj+H_zk，则磁短节旋转形成的信号在目标探管坐标系的表达式为：

由式（7）可知，当给定磁短节井斜，方位，目标探管井斜，方位和工具面角，磁矩大小及磁短节和目标探管的相对位置后，便可以计算出磁短节在目标探管上的三轴信号分量，即三轴交变磁场信号。

图4所示为根据本发明实施例的模拟水平对接连通井的交变磁场信号示意图。图5是根据本发明实施例的模拟SAGD成对平行井的交变磁场信号示意图。由图4，图5可知，利用本发明所述方法，所获得的交变磁场模拟信号不受试验条件限制，而且理论上可以获得精度极高的模拟信号，其误差仅受计算机字长限制。模拟结果精度和可靠性大大高于实际试验数据。从而为验证和评价磁性导向钻井导向定位方法提供高质量的信号源。

本发明实施例提供了一种只需输入磁短节和目标探管的相关参数即可模拟交变磁场信号的方法。利用该方法所产生的模拟信号可以验证磁性导向钻井的定位算法，为磁性导向钻井技术提供高质量的信号源，以数值试验代替实物试验装置，可以极大的节约成本，提高效率。

利用本发明的方法可以实现全空间范围内模拟磁短节和目标探管之间任意位置关系的模拟，磁矩，钻进速度和旋转速度等试验条件也不受限制，此外，采用本发明方法所获得的模拟信号源质量高，理论上具有无限精度，其精度仅受计算机有效字长的影响。这是实物试验装置无法达到的。此外，采用本发明方法生成信号速度快，极大的提高试验效率，降低试验成本。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，包括：

确定步骤，确定磁短节和目标探管的相关参数；

第一计算步骤，基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；

第二计算步骤，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，

所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的，若所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系与地理坐标系不一致，则该模拟方法还包括：

转换步骤，根据磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系相互各自之间的关系，将所述磁场信号转换为三轴交变磁场信号；

所述相关参数包括：所述磁短节的起点坐标、终点坐标、磁矩、旋转速度、钻进速度、初始相位、井斜角和方位角；所述目标探管的位置坐标、井斜角、方位角和工具面角；所要产生模拟信号的采样频率；

在基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置的步骤中，进一步包括以下步骤：

根据所述磁短节的起点坐标、终点坐标、旋转速度、钻井速度和所要产生模拟信号的采样频率，得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标；

基于所述目标探管的位置坐标和各个采样时间点的所述磁短节的坐标，计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；

利用以下表达式来得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标P_i(X_i,Y_i,Z_i)：

<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>X</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>X</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mi>i</mi> <mrow> <mi>T</mi> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>F</mi> <mi>s</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>Y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mi>i</mi> <mrow> <mi>T</mi> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>F</mi> <mi>s</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>Z</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mi>i</mi> <mrow> <mi>T</mi> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>F</mi> <mi>s</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>

其中，P₀(X₀,Y₀,Z₀)表示所述磁短节起点坐标，P_N(X_N,Y_N,Z_N)表示所述终点坐标，i表示任意采样时间点i＝0,1,2,...,T·Fs，T＝L/υ表示从起点坐标到终点坐标的所需总时间，表示从起点坐标到终点坐标的总距离，υ表示钻进速度，Fs表示所要产生模拟信号的采样频率。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，在计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号的步骤中，

将所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场视为两个正交磁偶极子的叠加，其中，这两个正交磁偶极子的方向分别垂直于与钻井方向一致的在磁短节坐标中的轴方向；

根据由毕奥-萨伐尔定律得到的在一磁偶极子在原点时的另一磁偶极子的磁场强度，得到所述两个正交磁偶极子在所述目标探管的磁场强度；

基于所述两个正交磁偶极子在所述目标探管的磁场强度，来得到所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号。

3.根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，

在所述磁短节坐标系的Y轴与钻井方向一致时，利用以下表达式来计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号：

其中，M_c、M_s表示正交磁偶极子，M_t表示旋转所述磁短节所形成的磁场，ω表示旋转角速度，r表示所述目标探管的位置坐标T₀(X_t,Y_t,Z_t)与t时刻所述磁短节P_i(X_i,Y_i,Z_i)之间的相对距离，θ₁表示所述相对位置P_iT₀(X_i-X_t,Y_i-Y_t,Z_i-Z_t)在XY平面上的投影与x轴的夹角，θ₂表示P_iT₀在YZ平面上的投影与y轴的夹角，表示z轴与P_iT₀的夹角，表示x轴与P_iT₀的夹角，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模拟方法，其特征在于，所述磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系相互各自之间的关系可以通过以下表达式来得到：

5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于，利用以下表达式来将所述磁场信号转换为三轴交变磁场信号：

<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <mi>x</mi> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <mi>y</mi> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <mi>z</mi> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <msup> <mi>x</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <msup> <mi>y</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>H</mi> <msup> <mi>z</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

其中，表示所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号；C₁表示所述地理坐标系到所述目标探管坐标系的转换矩阵；C₂表示所述磁短节坐标系到所述地理坐标系的转换矩阵。