CN114961703B - 一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；获取参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼为水泥塞井眼；根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼的位置。通过本发明的方法，不需要在水泥塞井眼中下入仪器，即可准确确定出目标井眼的位置，还可以有效消除测斜数据的累积误差，具有广泛的推广应用价值。

Description

一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及井下探测技术领域，具体而言，本发明涉及一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，诸多待建库区还有老井贯穿储层需要优先封堵，若这些井眼未封堵，影响整个库的气密性，严重制约了储气库的规模、高效建设。多井眼老井为一个井口对应多个井眼，在建井过程中因钻遇复杂进行了填眼侧钻。水泥塞型井眼是其中最难定位的一类，因为待封堵的井眼内部全为裸眼空段，缺少落鱼或套管等磁信标，井筒内传播介质的特性不明。
现有技术中通常使用以下两种方案对水泥塞型井眼进行位置，第一种是利用偶极发射器发射声波、多方位检波阵列接收声波，再通过波场处理、三维反演成像反映目标的位置、倾角和方位，但是，由于远场声波只含有设定数量的方位进行检波，测量不准确且增加了投资成本，无法满足储气库快速建库对这类老井封堵的需求。
第二种为利用无源磁导向方法，通过在救援井中接收目标井铁磁管柱(例如套管、落鱼等)的信号，计算反演救援井与目标井的相对位置，引导救援井与目标井连通。但应用的前提是目标井内有磁信标，无法直接对水泥塞型井眼进行定位。
因此，如何准确地确定水泥塞型井眼的位置，进而指导此类井眼的封堵成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种水泥塞井眼的定位方法、装置、电子设备及存储介质，旨在解决上述至少一个技术问题。
第一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水泥塞井眼的定位方法，该方法包括：
获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；
根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；
获取参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼为水泥塞井眼；
根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼的位置。
本发明的有益效果是：获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼，根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系，再结合参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，间接反推计算出救援井与目标井眼的位置，其精度高于远场声波方法，本申请方案中，在确定目标井眼的位置的过程中，不需要在水泥塞井眼中下入仪器，可以有效消除测斜数据的累积误差，具有广泛的推广应用价值。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系，包括：
根据磁场信号，确定救援井在预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；
根据重力场数据，确定救援井在预设井深处对应的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量；
根据X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量，确定救援井与参考井眼之间的第一最近距离；
根据X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量，确定救援井与参考井眼之间的第一高边方位角，第一相对位置关系包括第一最近距离和第一高边方位角。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过磁场信号三个轴向的磁场信号幅值分量和重力场数据三个轴向的加速度分量，可更加准确的确定出第一相对位置关系。
进一步，上述第二相对位置关系是通过以下方式确定的：
获取在测量井深处参考井眼的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在测量井深处目标井眼的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，目标井眼为水泥塞井眼；
根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系。
采用上述进一步方案的有益效果是，在本发明的方案中，通过测量井深处采集的参考井眼的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在测量井深处目标井眼的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，反推参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，可以更加准确的确定第二相对位置关系。
进一步，上述根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼在预设井深处的第三空间位置；
根据第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼在预设井深处的第四空间位置；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系。
采用上述进一步方案的有益效果是，井斜角和方位角可以反映井眼的位置，在本申请方案中，通过第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼在预设井深处的第三空间位置，通过第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼在预设井深处的第四空间位置，从而使确定的第二相对位置关系更加准确。
进一步，上述根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据第三空间位置和第四空间位置，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二最近距离；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二高边方位角，第二相对位置关系包括第二最近距离和第二高边方位角。
采用上述进一步方案的有益效果是，相对位置关系反映的是两个井眼在空间上的位置关系，通过两个井眼各自的空间位置，第一方位角和第一井斜角，可分别确定两个井眼之间的最近距离和高边方位角，通过该最近距离和高边方位角可准确体现这两个井眼之间的相对位置。
进一步，上述根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼的位置，包括：
根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井和目标井眼之间的第三相对位置关系；
根据第三相对位置关系和救援井的位置，确定目标井眼的位置。
采用上述进一步方案的有益效果是，在确定了救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系，以及参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，则可基于这两个相对位置关系，确定出救援井和目标井眼之间的第三相对位置关系，然后根据第三相对位置关系和救援井的位置，准确的确定出目标井眼的位置。
进一步，上述第一相对位置关系包括救援井与参考井眼之间的第一最近距离和第一高边方位角，上述第二相对位置关系包括参考井眼和目标井眼之间的第二最近距离和第二高边方位角；
上述根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井和目标井眼之间的第三相对位置关系，包括：
根据第一最近距离、第二最近距离、第一高边方位角和第二高边方位角，确定救援井和目标井眼之间的第三最近距离和第三高边方位角，第三相对位置关系包括第三最近距离和第三高边方位角。
采用上述进一步方案的有益效果是，第一相对位置关系和第二相对位置关系均可通过两个井眼之间的最近距离和高边方位角进行表征，则第三相对位置关系也可以通过救援井和目标井眼之间的第三最近距离和第三高边方位角准确表示。
第二方面，本发明为了解决上述技术问题还提供了一种水泥塞井眼的定位装置，该装置包括：
数据获取模块，用于获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；
第一确定模块，用于根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；
第二确定模块，用于获取参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼为水泥塞井眼；
定位模块，用于根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼的位置。
第三方面，本发明为了解决上述技术问题还提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该计算机程序时实现本申请的水泥塞井眼的定位方法。
第四方面，本发明为了解决上述技术问题还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请的水泥塞井眼的定位方法。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一个实施例提供的一种水泥塞井眼的定位方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种水泥塞井眼的定位方法中涉及的各个井眼位置的示意图；
图3为本发明一个实施例提供的一种第一相对位置关系的示意图；
图4为本发明一个实施例提供的一种第二相对位置关系的示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种第三相对位置关系的示意图；
图6为本发明一个实施例提供的一种水泥塞井眼的定位装置的结构示意图；
图7为本发明一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
下面以具体实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
本发明实施例所提供的方案可以适用于任何需要确定水泥塞型井眼的位置的应用场景中。本发明实施例所提供的方案可以由任一电子设备执行，比如，可以是用户的终端设备，上述终端设备可以是任何可以安装应用，并可通过应用确定水泥塞型井眼的位置的终端设备，包括以下至少一项：智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表、智能电视、智能车载设备。
本发明实施例提供了一种可能的实现方式，如图1所示，提供了一种水泥塞井眼的定位方法的流程图，该方案可以由任一电子设备执行，例如，可以是终端设备，或者由终端设备和服务器共同执行。为描述方便，下面将以服务器作为执行主体为例对本发明实施例提供的方法进行说明，如图1中所示的流程图，该方法可以包括以下步骤：
步骤S110，获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；
步骤S120，根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；
步骤S130，获取参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼为水泥塞井眼；
步骤S140，根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼的位置。
通过本发明的方法，获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的磁场信号和重力场数据，根据磁场信号和重力场数据，确定救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系，再结合参考井眼和目标井眼在预设井深处的第二相对位置关系，间接反推计算出救援井与目标井眼的位置，其精度高于远场声波方法，本申请方案中，在确定目标井眼的位置的过程中，不需要在水泥塞井眼中下入仪器，可以有效消除测斜数据的累积误差，具有广泛的推广应用价值。
下面结合以下具体的实施例，对本发明的方案进行进一步的说明，在对本发明方案进行描述之前，先结合附图2对水泥塞型井眼定位方法进行介绍，图2中的1为救援井，2为参考井眼，参考井眼2内有套管或落鱼等磁信标，3为目标井眼，目标井眼3内只有水泥塞4，下部全为裸眼空井段5，6为无源磁导向工具，下面再结合图1所示的水泥塞型井眼的定位方法的流程图，对本发明方案进行详细的描述，在该实施例中，水泥塞井眼的定位方法可以包括以下步骤：
步骤S110，获取在救援井1的预设井深处，通过无源磁导向工具6采集的参考井眼的磁场信号和重力场数据，参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼。
其中，可在救援井的预设井深处，下入无源磁导向工具6，通过该无源磁导向工具6向地层中注入交变电流，由于目标井眼3内全为裸眼空井段5，大部分电流会聚集到有磁信标的参考井眼2上，形成向上的交变电流7和向下的交变电流8，向下的交变电流产生交变磁场9，通过无源磁导向工具6在救援井1中采集参考井眼2的磁场信号和重力场数据。
其中，重力场数据指的是无源磁导向工具的重力加速度。
步骤S120，根据磁场信号和重力场数据，确定救援井1与参考井眼2之间的第一相对位置关系。
其中，上述根据磁场信号和重力场数据，确定救援井1与参考井眼2之间的第一相对位置关系的一种可实现方式为：
根据磁场信号，确定救援井1在预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；
根据重力场数据，确定救援井1在预设井深处对应的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量；
根据X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量，确定救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离；
根据X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量，确定救援井1与参考井眼2之间的第一高边方位角，第一相对位置关系包括第一最近距离和第一高边方位角。
可选的，上述根据磁场信号，确定救援井1在预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量的一种可实现方式为：通过高通或低通滤波，把设定频率的信号从磁场信号中提取出来，然后读取设定频率的信号中X轴向的最大值作为X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向的最大值作为Y轴向磁场信号幅值分量，Z轴向的最大值作为和Z轴向磁场信号幅值分量。
上述根据X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量，可通过以下公式(1)确定救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离，其中，公式(1)为：
Figure BDA0003598293130000081
其中，r表示第一最近距离，φ表示第一高边方位角，u0表示真空磁导率，I表示参考井眼2对应的聚集电流，即前文描述的向下的交变电流8(可以是激励电流源发出的电流再乘一个衰减系数得到的)；Hx、Hy、Hz分别表示预设井深下采集到在X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；Gx、Gy、Gz分别表示在预设井深下采集到的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量、Z轴向加速度分量。上述三个方向的加速度分量可通过加速度计获取。
在本发明的方案中，可参见图3，对上述第一最近距离和第一高边方位角进行进一步的解释，其中，
Figure BDA0003598293130000091
Hs表示磁场信号对应的总幅值，G0，G0为救援井1在预设井深的井底平面圆的最高处，大小为
Figure BDA0003598293130000092
方向为井底平面圆圆心指向圆上距离水平面最远的位置，该井底平面圆是指与救援井1的井眼垂直的平面与井眼的切面。Hs为磁场信号的总幅值，r为救援井1井底平面圆所在平面与参考井眼2的交点与救援井1井底平面圆圆心连线，r对应的长度为第一最近距离，从G0到r顺时针扫过的角度就是高边方位φ。根据安培定则Hs与r垂直，所以第一高边方位还可以通过Hs、G0分别与X轴的夹角求得。
步骤S130，获取参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼3为水泥塞型井眼。
其中，第二相对位置关系表征了参考井眼2和目标井眼3之间的位置关系，在本发明的可选方案中，上述第二相对位置关系是通过以下方式确定的：
获取在测量井深处参考井眼2的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在测量井深处目标井眼3的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，目标井眼3为水泥塞井眼；
根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置和第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系。
其中，测量井深指的是历史测斜仪所处井眼的井深，在参考井眼2中，可通过历史测斜仪采集参考井眼2在测量井深处的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，在目标井眼3中，也可通过历史测斜仪采集目标井眼3在测量井深处的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角；测量井深是与预设井深不同的井深，由于参考井眼2和目标井眼3在侧钻点发生重叠，且为同一时期形成，因此，在本发明方案中，基于在测量井深获取的可表征井眼位置的参数(参考井眼2的第一井斜角和第一方位角，目标井眼3的第二井斜角和第二方位角)，可推算出参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，使得推算得到的第二相对位置关系的误差较小。
其中，井斜角是指油水井中某点的中轴线与地球铅垂线之间的夹角，其范围为0°～180°，井斜角用来指示井眼轨迹的斜度。方位角又称地平经度(Azimuth angle，缩写为Az)，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一，是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角，在本申请方案中，参考井眼2的第一井斜角指的是参考井眼2的测量井深处的一点的中轴线与地球铅垂线之间的夹角，目标井眼3的第二井斜角指的是目标井眼3的测量井深处的一点的中轴线与地球铅垂线之间的夹角；参考井眼2的第一方位角指的是参考井眼2的测量井深处的一点指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线(目标方向线即为参考井眼2的井眼轨迹在水平面上的投影)之间的水平夹角，目标井眼3的第二方位角指的是目标井眼3的测量井深处的一点指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。
其中，可采集不同的测量井深处对应的参考井眼2的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及不同的测量井深处对应的目标井眼3第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，通过不同的测量井深处采集的数据推测参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系。
可选的，上述根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置和第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼2在预设井深处的第三空间位置；
根据第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼3在预设井深处的第四空间位置；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系。
其中，第一空间位置可通过空间坐标表示，第二空间位置也可通过空间坐标表示，通过空间位置确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，可更加准确的表征参考井眼2和目标井眼3之间的相对位置。
可选的，上述根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼2在预设井深处的第三空间位置，以及根据第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼3在预设井深处的第四空间位置的实现原理是相同的，即均可通过以下公式(2)确定第三空间位置和第四空间位置，因此，下文以根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼2在预设井深处的第三空间位置为例进行详细的说明：
其中，公式(2)为：
Figure BDA0003598293130000111
其中，(xi，yi，zi)为第三空间位置，(xi-1，yi-1，zi-1)为第一空间位置，l为测量井深，α为第一井斜角，
Figure BDA0003598293130000112
为第一方位角。
可选的，上述根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据第三空间位置和第四空间位置，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二最近距离；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二高边方位角，第二相对位置关系包括第二最近距离和第二高边方位角。
可选的，上述根据第三空间位置和第四空间位置，可通过以下公式(3)确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二最近距离和第二高边方位角，其中，公式(3)为：
Figure BDA0003598293130000113
其中，d表示第二最近距离，δ表示第二高边方位角，(x1,p，y1,p，z1,p)表示第三空间位置，p表示预设井深处的一个位置点，(x2,Q，y2,Q，z2,Q)表示第四空间位置，Q表示预设井深处的另外一个位置点，α1,p表示第一井斜角，
Figure BDA0003598293130000114
表示第一方位角。
在本发明实施例中，可参见图4，对上述第二最近距离和第二高边方位角进行进一步的解释，其中，G0为参考井眼2在预设井深的井底平面圆的最高处，大小为
Figure BDA0003598293130000121
方向为井底平面圆圆心指向圆上距离水平面最远的位置，该井底平面圆是指与参考井眼2的井眼轨迹垂直的平面与井眼的切面。d为参考井眼2的井底平面圆所在平面与目标井眼3的交点与参考井眼2的井底平面圆圆心连线，d的长度即为第二最近距离，从Gs到d顺时针扫过的角度就是第二高边方位δ。
步骤S140，根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼3的位置。
可选的，上述根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼3的位置，包括：
根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井1和目标井眼3之间的第三相对位置关系；
根据第三相对位置关系和救援井1的位置，确定目标井眼3的位置。
可选的，上述第一相对位置关系包括救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离和第一高边方位角，第二相对位置关系包括参考井眼2和目标井眼3之间的第二最近距离和第二高边方位角；
根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井1和目标井眼3之间的第三相对位置关系，包括：
根据第一最近距离、第二最近距离、第一高边方位角和第二高边方位角，确定救援井1和目标井眼3之间的第三最近距离和第三高边方位角，第三相对位置关系包括第三最近距离和第三高边方位角。
可选的，上述根据第一最近距离、第二最近距离、第一高边方位角和第二高边方位角，可通过以下公式(4)确定救援井1和目标井眼3之间的第三最近距离和第三高边方位角，其中，公式(4)为：
Figure BDA0003598293130000122
其中，D表示第三最近距离，θ表示第三高边方位角，d表示第二最近距离，δ表示第二高边方位角，r表示第一最近距离，φ表示第一高边方位角。
为了更好的说明及理解本发明所提供的方法的原理，下面结合一个可选的具体实施例对本发明的方案进行说明。需要说明的是，该具体实施例中的各步骤的具体实现方式并不应当理解为对于本发明方案的限定，在本发明所提供的方案的原理的基础上，本领域技术人员能够想到的其他实现方式也应视为本发明的保护范围之内。
在本示例中，参见图5所示的水泥塞型多井眼的定位结构示意图，其中，图5中的1为救援井1，2为参考井眼2，参考井眼2内有套管或落鱼等磁信标，3为目标井眼3，目标井眼3内只有水泥塞4，下部全为裸眼空井段。在该实施例中，水泥塞井眼的定位方法可以包括以下步骤：
步骤1，在某次运用该方法进行水泥塞型井眼定位时，首先在侧钻点3400m以下救援井1的井深3400-3450m(预设井深)处，通过无源磁导向测得的磁场信号和重力场数据确定救援井1与参考井眼2的第一相对位置关系，该第一相对位置关系包括救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离r以及救援井1与参考井眼2之间的第一高边方位角，第一相对位置关系可参见表1。
表1
预设测深l(m) 第一最近距离r(m) 第一高边方位φ(°)
3400.00 0.67 267.56
3410.00 0.94 321.22
3420.00 0.79 342.64
3430.00 0.92 310.93
3440.00 1.06 293.68
3450.00 1.65 281.65
步骤2，获取在测量井深处参考井眼2的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在测量井深处目标井眼3的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，目标井眼3为水泥塞井眼参考井眼2在不同的测量井深(测深)处对应的第一井斜角和第一方位角、以及目标井眼3在不同的测量井深处对应的第二井斜角和第二方位角，可参见表2。
表2
Figure BDA0003598293130000131
Figure BDA0003598293130000141
步骤3，根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼2在预设井深处的第三空间位置；根据第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼3在预设井深处的第四空间位置；根据第三空间位置和第四空间位置，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二最近距离d；根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二高边方位角，第二相对位置关系包括第二最近距离d和第二高边方位角。上述第二相对位置关系可参见表3。
表3
测深l(m) 第二最近距离d(m) 第二高边方位δ(°)
3400.00 0.02 118.49
3410.00 0.10 123.46
3420.00 0.20 127.55
3430.00 0.37 124.26
3440.00 0.82 106.38
3450.00 1.67 98.27
步骤4，根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井1和目标井眼3之间的第三相对位置关系，具体可参见表4；
步骤5，根据第三相对位置关系和救援井1的位置，确定目标井眼3的位置，实施过程中，依据定位结果自3430m开始返出水泥颗粒，并继续最终引导救援井1在3450m完全重入水泥塞井眼，第三高边方位角为180°附近，即目标井眼3的位置在井深3450m(第三最近距离D为0.10m)，第三高边方位角为180°处。
表4
测深l(m) 第三最近距离d(m) 第三高边方位δ(°)
3400.00 0.67 267.56
3410.00 0.85 319.15
3420.00 0.64 332.24
3430.00 0.55 306.48
3440.00 0.27 270.78
3450.00 0.10 181.80
基于与图1中所示的方法相同的原理，本发明实施例还提供了一种水泥塞井眼的定位装置20，如图6中所示，该水泥塞井眼的定位装置20可以包括数据获取模块210、第一确定模块220、第二确定模块230和定位模块240，其中：
数据获取模块210，用于获取在救援井1的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼2对应的磁场信号和重力场数据，参考井眼2为设置有套管或落鱼的井眼；
第一确定模块220，用于根据磁场信号和重力场数据，确定救援井1与参考井眼2之间的第一相对位置关系；
第二确定模块230，用于获取参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系，目标井眼为水泥塞井眼；
定位模块240，用于根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼3的位置。
可选的，上述第一确定模块220在根据磁场信号和重力场数据，确定救援井1与参考井眼2之间的第一相对位置关系时，具体用于：
根据磁场信号，确定救援井1在预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；
根据重力场数据，确定救援井1在预设井深处对应的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量；
根据X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量，确定救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离；
根据X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量，确定救援井1与参考井眼2之间的第一高边方位角，第一相对位置关系包括第一最近距离和第一高边方位角。
可选的，上述第二相对位置关系是通过以下第三确定模块确定，该第三确定模块，用于获取在测量井深处参考井眼2的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在测量井深处目标井眼3的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，目标井眼3为水泥塞井眼；根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系。
可选的，上述第三确定模块在根据第一空间位置、第一井斜角、第一方位角、第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系时，具体用于：
根据第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，确定参考井眼2在预设井深处的第三空间位置；
根据第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，确定目标井眼3在预设井深处的第四空间位置；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系。
可选的，上述第三确定模块在根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二相对位置关系时，具体用于：
根据第三空间位置和第四空间位置，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二最近距离；
根据第三空间位置、第四空间位置、第一方位角和第一井斜角，确定参考井眼2和目标井眼3在预设井深处的第二高边方位角，第二相对位置关系包括第二最近距离和第二高边方位角。
可选的，上述定位模块240在根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定目标井眼3的位置时，具体用于：
根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井1和目标井眼3之间的第三相对位置关系；
根据第三相对位置关系和救援井1的位置，确定目标井眼3的位置。
可选的，上述第一相对位置关系包括救援井1与参考井眼2之间的第一最近距离和第一高边方位角，上述第二相对位置关系包括参考井眼2和目标井眼3之间的第二最近距离和第二高边方位角；
上述定位模块240在根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，确定救援井1和目标井眼3之间的第三相对位置关系时，具体用于：
根据第一最近距离、第二最近距离、第一高边方位角和第二高边方位角，确定救援井1和目标井眼3之间的第三最近距离和第三高边方位角，第三相对位置关系包括第三最近距离和第三高边方位角。
本发明实施例的水泥塞井眼的定位装置可执行本发明实施例所提供的水泥塞井眼的定位方法，其实现原理相类似，本发明各实施例中的水泥塞井眼的定位装置中的各模块、单元所执行的动作是与本发明各实施例中的水泥塞井眼的定位方法中的步骤相对应的，对于水泥塞井眼的定位装置的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应的水泥塞井眼的定位方法中的描述，此处不再赘述。
其中，上述水泥塞井眼的定位装置可以是运行于计算机设备中的一个计算机程序(包括程序代码)，例如该水泥塞井眼的定位装置为一个应用软件；该装置可以用于执行本发明实施例提供的方法中的相应步骤。
在一些实施例中，本发明实施例提供的水泥塞井眼的定位装置可以采用软硬件结合的方式实现，作为示例，本发明实施例提供的水泥塞井眼的定位装置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，其被编程以执行本发明实施例提供的水泥塞井眼的定位方法，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。
在另一些实施例中，本发明实施例提供的水泥塞井眼的定位装置可以采用软件方式实现，图6示出了存储在存储器中的水泥塞井眼的定位装置，其可以是程序和插件等形式的软件，并包括一系列的模块，包括数据获取模块210、第一确定模块220、第二确定模块230和定位模块240，用于实现本发明实施例提供的水泥塞井眼的定位方法。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
基于与本发明的实施例中所示的方法相同的原理，本发明的实施例中还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括但不限于：处理器和存储器；存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于通过调用计算机程序执行本发明任一实施例所示的方法。
在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图7所示，图7所示的电子设备4000包括：处理器4001和存储器4003。其中，处理器4001和存储器4003相连，如通过总线4002相连。可选地，电子设备4000还可以包括收发器4004，收发器4004可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互，如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是，实际应用中收发器4004不限于一个，该电子设备4000的结构并不构成对本发明实施例的限定。
处理器4001可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通用处理器，DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)，ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器4001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线4002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线4002可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线4002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器4003可以是ROM(Read Only Memory，只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
存储器4003用于存储执行本发明方案的应用程序代码(计算机程序)，并由处理器4001来控制执行。处理器4001用于执行存储器4003中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。
其中，电子设备也可以是终端设备，图7示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种实施例实现方式中提供的方法。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应该理解的是，附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备执行上述实施例所示的方法。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种水泥塞井眼的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，所述参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；
根据所述磁场信号和所述重力场数据，确定所述救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；
获取所述参考井眼和目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系，所述目标井眼为水泥塞井眼；
根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述目标井眼的位置；
所述根据所述磁场信号和所述重力场数据，确定所述救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系，包括：
根据所述磁场信号，确定所述救援井在所述预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；
根据所述重力场数据，确定所述救援井在所述预设井深处对应的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量；
根据所述X轴向磁场信号幅值分量、所述Y轴向磁场信号幅值分量和所述Z轴向磁场信号幅值分量，确定所述救援井与所述参考井眼之间的第一最近距离；
根据所述X轴向加速度分量、所述Y轴向加速度分量和所述Z轴向加速度分量，确定所述救援井与所述参考井眼之间的第一高边方位角，所述第一相对位置关系包括所述第一最近距离和所述第一高边方位角；
所述第二相对位置关系是通过以下方式确定的：
获取在测量井深处所述参考井眼的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在所述测量井深处目标井眼的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，所述目标井眼为水泥塞井眼；
根据所述第一空间位置、所述第一井斜角、所述第一方位角、所述第二空间位置、所述第二井斜角和所述第二方位角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一空间位置、所述第一井斜角、所述第一方位角、所述第二空间位置、所述第二井斜角和所述第二方位角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据所述第一空间位置、所述第一井斜角和所述第一方位角，确定所述参考井眼在所述预设井深处的第三空间位置；
根据所述第二空间位置、所述第二井斜角和所述第二方位角，确定所述目标井眼在所述预设井深处的第四空间位置；
根据所述第三空间位置、所述第四空间位置、所述第一方位角和所述第一井斜角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三空间位置、所述第四空间位置、所述第一方位角和所述第一井斜角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系，包括：
根据所述第三空间位置和所述第四空间位置，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二最近距离；
根据所述第三空间位置、所述第四空间位置、所述第一方位角和所述第一井斜角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二高边方位角，所述第二相对位置关系包括所述第二最近距离和所述第二高边方位角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述目标井眼的位置，包括：
根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述救援井和所述目标井眼之间的第三相对位置关系；
根据所述第三相对位置关系和所述救援井的位置，确定所述目标井眼的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一相对位置关系包括所述救援井与所述参考井眼之间的第一最近距离和第一高边方位角，所述第二相对位置关系包括所述参考井眼和所述目标井眼之间的第二最近距离和第二高边方位角；
所述根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述救援井和所述目标井眼之间的第三相对位置关系，包括：
根据所述第一最近距离、所述第二最近距离、所述第一高边方位角和所述第二高边方位角，确定所述救援井和所述目标井眼之间的第三最近距离和第三高边方位角，所述第三相对位置关系包括所述第三最近距离和所述第三高边方位角。
6.一种水泥塞井眼的定位装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取在救援井的预设井深处，通过无源磁导向工具采集的参考井眼对应的磁场信号和重力场数据，所述参考井眼为设置有套管或落鱼的井眼；
第一确定模块，用于根据所述磁场信号和所述重力场数据，确定所述救援井与参考井眼之间的第一相对位置关系；
第二确定模块，用于获取所述参考井眼和目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系，所述目标井眼为水泥塞井眼；
定位模块，用于根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述目标井眼的位置；
所述第一确定模块，具体用于：
根据所述磁场信号，确定所述救援井在所述预设井深处对应的X轴向磁场信号幅值分量、Y轴向磁场信号幅值分量和Z轴向磁场信号幅值分量；
根据所述重力场数据，确定所述救援井在所述预设井深处对应的X轴向加速度分量、Y轴向加速度分量和Z轴向加速度分量；
根据所述X轴向磁场信号幅值分量、所述Y轴向磁场信号幅值分量和所述Z轴向磁场信号幅值分量，确定所述救援井与所述参考井眼之间的第一最近距离；
根据所述X轴向加速度分量、所述Y轴向加速度分量和所述Z轴向加速度分量，确定所述救援井与所述参考井眼之间的第一高边方位角，所述第一相对位置关系包括所述第一最近距离和所述第一高边方位角；
所述第二相对位置关系是通过以下方式确定的：
获取在测量井深处所述参考井眼的第一空间位置、第一井斜角和第一方位角，以及在所述测量井深处目标井眼的第二空间位置、第二井斜角和第二方位角，所述目标井眼为水泥塞井眼；
根据所述第一空间位置、所述第一井斜角、所述第一方位角、所述第二空间位置、所述第二井斜角和所述第二方位角，确定所述参考井眼和所述目标井眼在所述预设井深处的第二相对位置关系。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
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