CN115163030A - 一种井的重钻入处理方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种井的重钻入处理方法、装置和系统。包括：通过固定在下井工具上的陀螺测斜仪在下井工具运行的相邻间隔时间点获取对应的钻探速度、钻探位置和井眼姿态信息，以从下井工具上固定的随钻测量工具获取到的对应参数为参考值，然后通过卡尔曼滤波器获取姿态误差以修正该井眼姿态信息，并根据修正后的井眼姿态信息获取工具造斜率。地面司钻人员在下井工具运行过程中就可以随时通过回传到地面的工具造斜率及工具面角来掌控下井工具的钻探方向，保证了该井重钻入时钻探轨迹与原井筒轨迹的一致性，提高了重钻入时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

Description

一种井的重钻入处理方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及随钻测量技术，尤其涉及一种井的重钻入处理方法、装置和系统。

背景技术

对于开采的特殊井，例如：深井、救援井、储气库封堵井、废弃处理井等，有可能需要二次进入原井筒内进行其他作业施工，由于需要精准到达原井内作业点，故而对施工参数要求非常精确。

但实际施工过程中，由于地磁干扰导致在老井重钻入时的轨迹与原始轨迹可能会出现不一致，使得下井工具难以准确钻探到原井作业点继续作业，需要起钻重新施工，每次的起钻、下钻都要耗费数十小时，且再次下钻轨迹仍有较大的不确定性，因此，二次进入原井筒的作业难度会相对较大，且耗费时间和人力成本。

发明内容

本申请提供一种井的重钻入处理方法、装置和系统，用以解决二次进入原井筒作业难度较大，且耗费时间和人力成本的技术问题。

第一方面，本申请提供一种井的重钻入处理方法，包括：

分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的所述下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值；

分别获取所述第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及所述第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，所述第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；所述第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息；

分别获取固定在所述下井工具上的随钻测量工具在所述第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在所述第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息；

根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，所述修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，所述修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角；

根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率；

若所述工具造斜率与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置和所述第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且所述第一工具面角与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

在一种具体实施方式中，所述根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，采用卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息，包括：

获取所述第一钻探速度和所述第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及所述第一井眼姿态信息和所述第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值；

获取所述第二钻探速度和所述第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及所述第二井眼姿态信息和所述第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值；

根据所述第一钻探速度差值、所述第一井眼姿态信息差值以及所述第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息；

根据所述第二钻探速度差值、所述第二井眼姿态信息差值以及所述第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

在一种具体实施方式中，根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率，包括：

根据所述第一钻探位置的第一井深L₁、所述第二钻探位置的第二井深L₂、所述第一井斜角∝₁、以及所述第二井斜角∝₂，采用如下公式：

获取所述井斜变化率k_∝；

根据所述第一井深L₁和所述第二井深L₂，所述第一方位角

和所述第二方位角

采用如下公式：

获取所述方位变化率

根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率。

在一种具体实施方式中，所述根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率，包括：

获取平均井斜角，所述平均井斜角为所述第一井斜角∝₁和所述第二井斜角∝₂的平均值；

根据所述井斜变化率k_∝、所述方位变化率

及所述平均井斜角，通过如下公式：

获取工具造斜率K。

第二方面，本申请提供一种井的重钻入处理装置。包括：

获取模块，用于分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的所述下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值；

所述获取模块，还用于分别获取所述第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及所述第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，所述第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；所述第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息；

所述获取模块，还用于分别获取固定在所述下井工具上的随钻测量工具在所述第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在所述第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息；

处理模块，用于根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，所述修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，所述修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角；

所述处理模块，还用于根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率；

所述处理模块，还用于若所述工具造斜率与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置和所述第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且所述第一工具面角与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

在一种具体实施方式中，所述获取模块，具体用于获取所述第一钻探速度和所述第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及所述第一井眼姿态信息和所述第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值；

所述获取模块，具体用于获取所述第二钻探速度和所述第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及所述第二井眼姿态信息和所述第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值；

所述处理模块，具体用于根据所述第一钻探速度差值、所述第一井眼姿态信息差值以及所述第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息；

所述处理模块，具体用于根据所述第二钻探速度差值、所述第二井眼姿态信息差值以及所述第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

在一种具体实施方式中，所述处理模块，具体用于根据所述第一钻探位置的第一井深L₁、所述第二钻探位置的第二井深L₂、所述第一井斜角∝₁、以及所述第二井斜角∝₂，采用如下公式：

获取所述井斜变化率k_∝；

所述处理模块，具体用于根据所述第一井深L₁和所述第二井深L₂，所述第一方位角

和所述第二方位角

采用如下公式：

获取所述方位变化率

所述处理模块，具体用于根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率。

在一种具体实施方式中，所述获取模块，具体用于获取平均井斜角，所述平均井斜角为所述第一井斜角∝₁和所述第二井斜角∝₂的平均值；

所述处理模块，具体用于根据所述井斜变化率k_∝、所述方位变化率

及所述平均井斜角，通过如下公式：

获取工具造斜率K。

第三方面，本申请提供一种井的重钻入处理系统，包括如上述第二方面所述的井的重钻入处理装置，下井工具，以及固定在所述下井工具上的陀螺测斜仪和随钻测量工具。

在一种具体实施方式中，所述下井工具为前端配置有可调弯接头的动力钻井工设备。

本申请提供的一种井的重钻入方法、装置和系统，通过固定在下井工具上的陀螺测斜仪在下井工具运行的相邻间隔时间点测得的第一姿态测量值和第二姿态测量值，得到该第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数以及该第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数，即第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息，以及第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息，以从下井工具上固定的其他随钻测量工具获取到的对应参数为参考值，然后通过卡尔曼滤波器获取相应姿态误差以修正第一井眼姿态信息和第二井眼姿态信息，并根据修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息获取工具造斜率，若工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围且第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。本申请提供的方法由于可以通过固定在下井工具上的陀螺测斜仪以及其他随钻测量工具采集的相关信息，来获取工具造斜率，以及第一工具面角和第二工具面角，从而进一步判断下井工具再次入井后其轨迹是否与初入原井筒时轨迹有偏差，进而基于偏差情况判断是否需要对轨迹进行修正，从而保证了该井重钻入时钻探轨迹与原井筒轨迹的一致性，提高了重钻入时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例一的流程示意图；

图2为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例二的流程示意图；

图3为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例三的流程示意图；

图4为本申请提供的一种井的重钻入处理装置实施例的结构示意图；

图5为本申请提供的一种井的重钻入处理系统实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在根据本实施例的启示下作出的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现有技术中，对需要重钻入原井筒进行其他施工作业的特殊井，如储气库封堵井，在实际施工过程中，由于地磁对钻探测量工具的干扰导致下井工具不能精准按照原井眼轨迹到达封堵点进行作业，且地面司钻人员无法在下井工具运行的同时得到下井工具的角度参数，使得在重入该井时得到的井眼轨迹偏离原井眼轨迹时，不得不起钻，依据老井原始井眼轨迹信息对下井工具角度进行调整后再下钻。每次的起钻、下钻都要耗费数十小时，且由于现场工况对下井工具有一定影响，再次下钻后得到的井眼轨迹仍有一定的不确定性，是时间成本、人力成本以及资源的极大浪费。

因此，本申请的技术构思在于：如何使得下井工具在再次入井时的轨迹与初入原井筒时轨迹尽可能保持一致，以有效地提高再次入井的效率。

下面，通过具体实施例对本申请的技术方案进行详细说明。需要说明的是，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。

图1为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例一的流程示意图。参见图1，该方法包括：

步骤S101、分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值；分别获取第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息。

在本实施例中，考虑到下井工具运行时的震动和噪声非常大，为避免下井工具的运行对陀螺测斜仪的测量参数造成干扰，优选地，可以设置陀螺测斜仪在下井工具停止工作的时间点，获取相应姿态测量值，即在第一时刻获取到第一姿态测量值后，下井工具运行一个间隔时间，在该间隔时间后的下一时刻称为第二时刻，在第二时刻获取第二姿态测量值。第二时刻为第一时刻的相邻间隔时间点，可同理类推第三时刻(如若存在)为第二时刻的相邻间隔时间点，不再赘述。

另外，下井工具的运行时间间隔可以根据其运行状态由地面司钻人员通过地面控制器按需调整。依据原始老井数据，在轨迹曲折的井段，可将下井工具的运行时间间隔设置的相对较短，比如10分钟，在垂直井段则可设置为30分钟。

在本实施例中，该陀螺测斜仪上有两个陀螺仪传感器和两个双石英加速度计传感器。可选的，该陀螺仪传感器可以是光纤陀螺仪传感器，也可以是激光陀螺仪传感器，也可以是本领域技术人员熟知的其他陀螺仪传感器，在此不做限定。陀螺传感器可测得角速度值，双石英加速计传感器可测得线性加速度值，两种传感器测得的参数可以统称为姿态测量值。上述第一姿态测量值和第二姿态测量值为陀螺测斜仪中两种传感器在不同时间点分别测得的参数。

在本实施例中，第一姿态测量值和第二姿态测量值作为陀螺测斜仪的输出参数，可以通过有线或无线通信，传输给地面控制器，地面控制器根据该参数可得到第一惯性测斜参数和第二惯性测斜参数。其计算方法属于本领域技术人员公知常识，在此不做赘述。其中，该第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；该第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息。

需要说明的是，陀螺测斜仪也可以进一步包括处理器，以用于基于第一姿态测量值和第二姿态测量值获取第一惯性测斜参数和第二惯性测斜参数，并将获取的第一惯性测斜参数和第二惯性测斜参数传输给地面控制器。该处理器既可以随附于陀螺测斜仪，也可以集成于地面控制器，本领域技术人员可以视情况自行选择，在此不做限定。

该地面控制器可以是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，该控制器可以带有触控或实体按键操作的电子屏幕，也可以根据需要嵌入计算程序。可以将各功能计算程序集成在控制器完成，也可以在计算完成后输入控制器以显示于电子屏幕。本申请对各计算程序的集成方式不做限定。

步骤S102、分别获取固定在下井工具上的随钻测量工具在第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息。

在本实施例中，下井工具中除固定有陀螺测斜仪外，还有随钻测量工具，例如该随钻测量工具可以是磁导向工具。另外，该随钻测量工具也可以是其他本领域技术人员熟知的随钻测量工具，在此不做限定。

步骤S103、根据第一参考钻探速度、第一参考井眼姿态信息、第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对第一井眼姿态信息和第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角。

在本实施例中，下井工具还固定有随钻测量工具的目的是，利用不同测量仪器在同一钻探位置的测量值，通过卡尔曼滤波器获取其测量误差值，以此来对从陀螺测斜仪获取到的第一钻探位置的第一井眼姿态信息，以及第二钻探位置的第二井眼姿态信息作修正，以保证经过后续处理得到的井眼轨迹信息的可靠性。

步骤S104、根据第一钻探位置的第一井深、第一井斜角和第一方位角，第二钻探位置的第二井深、第二井斜角和第二方位角，获取工具造斜率。

在本实施例中，经过卡尔曼滤波器修正后的第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，以及第二井斜角、第二方位角和第二工具面角输出给地面控制器，地面控制器可以通过第一井斜角和第二井斜角，以及第一方位角和第二方位角计算得到工具造斜率之后，与第一钻探位置的第一工具面角及第二钻探位置的第二工具面角一起显示于地面控制器的电子屏幕。

步骤S105、若工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

在本实施例中，上述地面控制器的电子屏幕还可以显示工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差，以及第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差，并在工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围时，可以在地面控制器的电子显示屏上进一步显示钻井轨迹修正提醒，以提醒地面司钻人员根据相关显示数据，并基于经验从地面控制器电子屏幕键入调整值，由该控制器将调整指令传输给下井工具以执行。通过该下井工具前端配置的可调弯接头，可以实现对下井工具钻探方向的无级调节。

在本实施例中，上述第一预设阈值范围可以是[-0.5％，+0.5％]，第二预设阈值范围可以是[-1.5°，+1.5°]，还可以是[-1.0°，+1.0°]。该参数为地面司钻人员经验参数。

本实施例中，通过固定在下井工具上的陀螺测斜仪在下井工具运行的相邻间隔时间点测得的第一姿态测量值和第二姿态测量值，得到该第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数以及该第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数，并通过卡尔曼滤波器对从陀螺测斜仪获得的分别对第一井眼姿态信息和第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息，并根据修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息获取工具造斜率，若工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围且第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。使得地面司钻人员在下井工具运行过程中就可以随时通过回传到地面的工具造斜率及工具面角来掌控下井工具的钻探方向，能够有效预防重钻入井时井眼轨迹的偏离，提高了重钻入时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

图2为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例二的流程示意图。参照图2，在上述图1所示实施例的基础上，步骤103的一种具体实现方式为：

步骤S201、获取第一钻探速度和第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及第一井眼姿态信息和第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值；获取第二钻探速度和第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及第二井眼姿态信息和第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值。

步骤S202、根据第一钻探速度差值、第一井眼姿态信息差值以及第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息；根据第二钻探速度差值、第二井眼姿态信息差值以及第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

其中，修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角。

在本实施例中，固定在下井工具上的随钻测量工具在第一钻探位置和第二钻探位置测量得到的钻探速度和井眼姿态信息，分别作为第一钻探位置上的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在第二钻探位置上的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息。

将第一钻探速度和第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及第一井眼姿态信息和第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值，作为第一速度观测量和第一井眼姿态观测量输入卡尔曼滤波器得到对第一井眼姿态信息的第一姿态误差，输出给地面控制器，通过该地面控制器实现第一姿态误差对第一井眼姿态信息的修正，得到修正后的第一井眼姿态信息即第一井斜角、第一方位角和第一工具面角的值。同理可得到修正后的第二井眼姿态信息即第二井斜角、第二方位角和第二工具面角的值，不再赘述。

本实施例中，地面控制器获取到来自陀螺测斜仪及其他随钻测量工具的钻探速度、钻探位置和井眼姿态信息后，通过卡尔曼滤波器输入上述速度观测量和井眼姿态观测量，得到对来自陀螺测斜仪的井眼姿态信息的姿态误差，输出给地面控制器后得到修正后的井眼姿态信息，地面控制器根据该井眼姿态信息中的井斜角和方位角信息获取到工具造斜率。将该工具造斜率与该井眼姿态信息中的工具面角作为钻井轨迹修正参数。本申请提供的方法，对依据陀螺测斜仪测输出参数得到的井眼姿态信息作出修正，保证了地面司钻人员在对井眼轨迹进行修正时所依据参数的可靠性，能够有效预防重钻入井时井眼轨迹相对于原井眼轨迹的偏离，提高了重钻入该井时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

图3为本申请提供的一种井的重钻入处理方法实施例三的流程示意图。参照图3，在上述图1所示实施例的基础上，步骤104的一种具体实现方式为：

步骤S301、根据第一钻探位置的第一井深L₁、第二钻探位置的第二井深L₂、第一井斜角∝₁、以及第二井斜角∝₂，获取井斜变化率k_∝；根据第一井深L₁和第二井深L₂，第一方位角

和第二方位角

获取方位变化率

步骤S302、获取平均井斜角，该平均井斜角为第一井斜角∝₁和第二井斜角∝₂的平均值；根据井斜变化率k_∝、方位变化率

及平均井斜角，获取工具造斜率K。

在本实施例中，井深的参数值可以通过井口转盘面上的传感器获取，输出给地面控制器。该传感器可以是激光传感器或超声传感器，以及本领域技术人员熟知的其他可用于距离测量的传感器，在此不做限定。严格来讲，井斜变化率是井斜对井深的一阶导数，在本实施例中，为简化计算，以增量代替微分，以相邻间隔时间点的井斜角变化值与相应井深变化值的比值来表示井斜变化率，即井斜变化率可以通过公式(1)获取：

同理，方位变化率可以通过公式(2)获取：

在得到上述井斜变化率和方位变化率后，可以通过公式(3)获取工具造斜率：

上述计算均可以在地面控制器嵌入的计算程序完成，将该工具造斜率与第一工具面角、第二工具面角一并显示于该控制器的电子屏幕，作为地面司钻人员对井眼轨迹进行修正时的参考数据。

本实施例中，通过地面控制器嵌入的计算程序完成了对井斜变化率、方位变化率及工具造斜率的实时计算，保证了地面司钻人员在对井眼轨迹进行修正时获取参数的及时性，提高了重钻入时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

图4为本申请提供的一种井的重钻入处理装置实施例的结构示意图。参照图4，该装置400包括：获取模块401和处理模块402。其中：获取模块401，用于分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值。

获取模块401，还用于分别获取第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息。

获取模块401，还用于分别获取固定在下井工具上的随钻测量工具在第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息。

处理模块402，用于根据第一参考钻探速度、第一参考井眼姿态信息、第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对第一井眼姿态信息和第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角。

处理模块402，还用于根据第一钻探位置的第一井深、第一井斜角和第一方位角，第二钻探位置的第二井深、第二井斜角和第二方位角，获取工具造斜率。

处理模块402，还用于若工具造斜率与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置和第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且第一工具面角与井第一次被下井工具钻入第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

可选的，该获取模块401具体用于获取第一钻探速度和第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及第一井眼姿态信息和第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值。

获取模块401，具体用于获取第二钻探速度和第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及第二井眼姿态信息和第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值。

处理模块402，具体用于根据第一钻探速度差值、第一井眼姿态信息差值以及第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息。

处理模块402，具体用于根据第二钻探速度差值、第二井眼姿态信息差值以及第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

可选的，该处理模块402，具体用于根据第一钻探位置的第一井深L₁、第二钻探位置的第二井深L₂、第一井斜角∝₁、以及第二井斜角∝₂，采用如下公式：

获取井斜变化率k_∝。

处理模块402，具体用于根据第一井深L₁和第二井深L₂，第一方位角

和第二方位角

采用如下公式：

获取方位变化率

处理模块402，具体用于根据井斜变化率和方位变化率，获取工具造斜率。

可选的，该获取模块401，具体用于获取平均井斜角，平均井斜角为第一井斜角∝₁和第二井斜角∝₂的平均值。

处理模块402，具体用于根据井斜变化率k_∝、方位变化率

及平均井斜角，通过如下公式：

获取工具造斜率K。

本申请实施例提供的一种井的重钻入处理装置可以执行上述图1、图2及图3所示的方法实施例技术方案，其实现原理以及有益效果类似，此处不再赘述。

图5为本申请提供的一种井的重钻入处理系统实施例结构示意图，参照图5，该系统500包括如图4实施例所示的井的重钻入处理装置400，下井工具501，以及固定在下井工具上的陀螺测斜仪502和随钻测量工具503。

可选的，下井工具501为前端配置有可调弯接头的动力钻井工设备。

本实施例提供的一种井的重钻入处理系统，通过固定在下井工具上的陀螺测斜仪与随钻测量工具，以及井的重钻入处理装置，实现了地面司钻人员在重钻入井时，对该井的井眼轨迹信息的实时监测，能够有效预防重钻入井时井眼轨迹的偏离，提高了重钻入时的钻探效率，节省了时间及人力成本。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种井的重钻入处理方法，其特征在于，包括：

分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的所述下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值；

分别获取所述第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及所述第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，所述第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；所述第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息；

分别获取固定在所述下井工具上的随钻测量工具在所述第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在所述第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息；

根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，所述修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，所述修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角；

根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率；

若所述工具造斜率与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置和所述第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且所述第一工具面角与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，采用卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息，包括：

获取所述第一钻探速度和所述第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及所述第一井眼姿态信息和所述第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值；

获取所述第二钻探速度和所述第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及所述第二井眼姿态信息和所述第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值；

根据所述第一钻探速度差值、所述第一井眼姿态信息差值以及所述第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息；

根据所述第二钻探速度差值、所述第二井眼姿态信息差值以及所述第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率，包括：

根据所述第一钻探位置的第一井深L₁、所述第二钻探位置的第二井深L₂、所述第一井斜角∝₁、以及所述第二井斜角∝₂，采用如下公式：

获取所述井斜变化率k_∝；

根据所述第一井深L₁和所述第二井深L₂，所述第一方位角

和所述第二方位角

采用如下公式：

获取所述方位变化率

根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率，包括：

获取平均井斜角，所述平均井斜角为所述第一井斜角∝₁和所述第二井斜角∝₂的平均值；

根据所述井斜变化率k_∝、所述方位变化率

及所述平均井斜角，通过如下公式：

获取工具造斜率K。

5.一种井的重钻入处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于分别获取固定在下井工具上的陀螺测斜仪在相邻间隔时间点采集的所述下井工具的第一姿态测量值和第二姿态测量值；

所述获取模块，还用于分别获取所述第一姿态测量值对应的第一惯性测斜参数，以及所述第二姿态测量值对应的第二惯性测斜参数；其中，所述第一惯性测斜参数包括第一钻探速度、第一钻探位置和第一井眼姿态信息；所述第二惯性测斜参数包括第二钻探速度、第二钻探位置和第二井眼姿态信息；

所述获取模块，还用于分别获取固定在所述下井工具上的随钻测量工具在所述第一钻探位置上采集的第一参考钻探速度和第一参考井眼姿态信息，以及在所述第二钻探位置上采集的第二参考钻探速度和第二参考井眼姿态信息；

处理模块，用于根据所述第一参考钻探速度、所述第一参考井眼姿态信息、所述第二参考钻探速度和所述第二参考井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，分别对所述第一井眼姿态信息和所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息和修正后的第二井眼姿态信息；其中，所述修正后的第一井眼姿态信息包括第一井斜角、第一方位角和第一工具面角，所述修正后的第二井眼姿态信息包括第二井斜角、第二方位角和第二工具面角；

所述处理模块，还用于根据所述第一钻探位置的第一井深、所述第一井斜角和所述第一方位角，所述第二钻探位置的第二井深、所述第二井斜角和所述第二方位角，获取工具造斜率；

所述处理模块，还用于若所述工具造斜率与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置和所述第二钻探位置所对应的原始工具造斜率之差超出了第一预设阈值范围，且所述第一工具面角与所述井第一次被所述下井工具钻入所述第一钻探位置对应的原始第一工具面角之差超出第二预设阈值范围，则生成钻井轨迹修正提醒。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于获取所述第一钻探速度和所述第一参考钻探速度之间的第一钻探速度差值，以及所述第一井眼姿态信息和所述第一参考井眼姿态信息之间的第一井眼姿态信息差值；

所述获取模块，具体用于获取所述第二钻探速度和所述第二参考钻探速度之间的第二钻探速度差值，以及所述第二井眼姿态信息和所述第二参考井眼姿态信息之间的第二井眼姿态信息差值；

所述处理模块，具体用于根据所述第一钻探速度差值、所述第一井眼姿态信息差值以及所述第一井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第一井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第一井眼姿态信息；

所述处理模块，具体用于根据所述第二钻探速度差值、所述第二井眼姿态信息差值以及所述第二井眼姿态信息，通过卡尔曼滤波器，对所述第二井眼姿态信息进行修正，以获取修正后的第二井眼姿态信息。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于根据所述第一钻探位置的第一井深L₁、所述第二钻探位置的第二井深L₂、所述第一井斜角∝₁、以及所述第二井斜角∝₂，采用如下公式：

获取所述井斜变化率k_∝；

所述处理模块，具体用于根据所述第一井深L₁和所述第二井深L₂，所述第一方位角

和所述第二方位角

采用如下公式：

获取所述方位变化率

所述处理模块，具体用于根据所述井斜变化率和所述方位变化率，获取工具造斜率。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于获取平均井斜角，所述平均井斜角为所述第一井斜角∝₁和所述第二井斜角∝₂的平均值；

所述处理模块，具体用于根据所述井斜变化率k_∝、所述方位变化率

及所述平均井斜角，通过如下公式：

获取工具造斜率K。

9.一种井的重钻入处理系统，其特征在于，包括：如权利要求5至8任一所述的井的重钻入处理装置，下井工具，以及固定在所述下井工具上的陀螺测斜仪和随钻测量工具。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述下井工具为前端配置有可调弯接头的动力钻井工设备。

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