CN116084910B - 一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法 - Google Patents

一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法 Download PDF

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CN116084910B CN202310223456.3A CN202310223456A CN116084910B CN 116084910 B CN116084910 B CN 116084910B CN 202310223456 A CN202310223456 A CN 202310223456A CN 116084910 B CN116084910 B CN 116084910B
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Abstract

本发明涉及一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，属于电数字数据处理技术领域，利用推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据（井斜角与方位角）与导向工具作业过程中实施的导向指令，计算每条导向指令实施井深区间的井斜变化率与方位变化率，基于导向指令模型与下一步钻进的目标靶点，给出旋转导向工具所需的导向力百分比与导向工具面角，实现现场作业人员更好控制导向工具钻出符合作业要求的井眼轨迹，获得更高的储层钻遇率，实现单井产能最大化。

Description

一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法
技术领域
本发明属于电数字数据处理技术领域，具体涉及一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法。
背景技术
油气资源是一种重要的能源，随着我国经济的发展，对油气资源的需求与日俱增，加大油气资源的开采力度已是我国各大石油公司的重要任务。为了充分开采油气资源，大斜度井、水平井已经成为高效开发油气资源的重要井型设计方式，在该种井型下可获得更高的储层钻遇率，能有效提高单井产量。而旋转导向工具就是一种高效的大斜度井水平井钻井工具，在该工具配合下，钻井的机械钻速会明显提高，且井眼轨迹更加可控，进而钻出预计的井型，因此旋转导向工具是大斜度井、水平井首选的钻井工具。旋转导向工具在工作过程中，会实时反馈井眼测斜数据（井斜角与方位角）到地面设备，测斜数据反应了目前井眼轨迹的趋势，现场作业人员分析已返回测斜数据后可获得当前导向工具在地层中的作业能力，根据分析结果再发送导向指令到旋转导向工具，工具根据导向指令进行相应的机构调整来改变下一步钻井过程中的井眼轨迹，整个作业过程反复进行数据反馈分析与导向指令调整，进而完成整个钻进过程。在此期间，如何高效准确根据工具反馈的实时测斜数据进行恰当的导向力指令调整，关系到钻井作业过程中井眼轨迹能否按照设计轨迹的趋势钻进，从而获得最大的油气资源储层钻遇率。随着国内自主研发的旋转导向工具相继投入使用，推靠式旋转导向工具作为其中主要类型，其导向指令主要由导向力百分比与导向工具面角两项数据构成，而目前还缺乏根据推靠式旋转导向工具的实时反馈测斜数据来预测下一步导向指令的方法。
因此，现阶段需设计一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，以便现场作业人员更好控制导向工具钻出符合作业要求的井眼轨迹，获得更高的储层钻遇率，实现单井产能最大化。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，具体步骤如下：
首先记录导向指令实施过程中相关参数，利用实时反馈测斜数据分析导向指令实施井深区间对应的井斜变化率与方位变化率，接着通过导向指令模型计算井斜变化率与方位变化率的误差，再根据已实施导向指令中最新指令对应的井斜变化率与方位变化率计算钻头坐标，随后利用钻头坐标基于一定轨迹规划方法得到钻头到目标靶点所需的井斜变化率与方位变化率，然后基于导向指令模型计算出导向力百分比与导向工具面角，最后将计算结果发生到旋转导向工具完成钻井过程的轨迹控制，如此反复，直到钻头位置到达预定井深结束位置。
进一步的，记录导向指令实施过程中相关参数具体如下：
指令起始井深
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，指令结束井深/>
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；当推靠式旋转导向工具的导向指令采用井斜力百分比/>
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（1）
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（2）
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为井斜力百分比；/>
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为方位力百分比。
进一步的，通过推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据来获取有代表性的测斜数据，即井斜角与方位角，具体步骤如下：
步骤1、根据接收的实时测斜数据筛选异常数据点，并去除；
步骤2、对于实时测斜数据，采取将几个点合并取中值或平均值的方式来进一步降低数据量并获取更具有代表性的测斜数据。
进一步的，根据已记录导向指令的数据，结合已处理的实时测斜数据，计算导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率
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、方位变化率/>
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进一步的，基于导向指令模型，利用导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率
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、方位变化率/>
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（3）
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为区间内的平均井斜角。
进一步的，基于测斜装置与钻头之间的距离，利用最新计算出的井斜变化率与方位变化率来计算钻头空间坐标，计算方法为公式（5）；
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（5）
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就等于测斜工具井斜与方位，钻头空间坐标计算方法为公式（6）；
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进一步的，给定下一步的目标靶点，根据钻头位置与目标靶点，采用轨迹规划算法来连接钻头位置与目标靶点，得到下一步钻进的轨迹，轨迹规划完后可得到目标靶点的井斜角
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的形式发送给旋转导向工具，其转换公式为（11）与公式（12）；
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（11）
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（12）。
进一步的，完成一段导向指令后再根据目标靶点计算钻头位置到目标靶点所需的导向指令，发送给旋转导向工具，直到钻头位置到达预计结束位置。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，由于本发明可以根据旋转导向工具实时反馈的测斜数据来计算下一步到达目标靶点时旋转导向工具所需的导向力百分比与导向工具面角，有效解决了旋转导向工具在钻进过程中如何根据实测数据不断调整导向指令完成轨迹钻进的问题。因此，利用本发明提供的方法可为现场作业人员提供更可靠的旋转导向指令分析手段，进而实现更高的储层钻遇率，有效提高单井产能。
附图说明
图1 为本发明方法实施过程的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
提出一种推靠式旋转导向工具导向指令计算方法，工作流程如图1所示，具体步骤如下：
步骤1：将旋转导向工具工作过程按照所接受的不同导向指令进行阶段划分。记录每次已实施导向指令对应的起始井深
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：
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（1）
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（2）
步骤2：在旋转导向工具实时反馈的测斜数据中进行特征点选取，测斜数据一般由井斜数据与方位数据构成，特殊情况下，可能只有井斜数据。在选取特征点的时候：
（1）首先去掉小于0的数据；
（2）然后选取第一个开始的测斜数据，从第二个数据开始依次判断是否大于或小于前一个测斜数据的某一阀值
Figure SMS_69
，见公式（3）：
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（3）
其中
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为/>
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的后一个测斜数据。
（3）将测斜数据按照
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根据数据量大小进行选取。
步骤3：基于已经处理的实时测斜数据，计算记录的导向指令区间井深范围内（
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）对应的井斜变化率/>
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，那么可在其中取中值或平均值作为井深范围内（/>
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）的代表值；
步骤4：基于导向指令模型，利用导向指令区间中计算出的区间内井斜变化率
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，导向指令模型由公式（3）与公式（4）组成：
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（4）
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（5）
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为井深范围内（/>
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）的平均井斜角。
步骤5：利用步骤4中对上一个已实施导向指令井深范围内计算出的井斜变化率与方位变化率来计算钻头空间坐标，计算方法为公式（6）：
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（6）
其中，
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为钻头位置空间坐标；/>
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为测斜工具井斜；
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为测斜工具方位；/>
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为计算出来上一个导向指令作业井深区间内的方位变化率；
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代表一定的计算方法，如行业常用的最小曲率法或曲率半径法。若/>
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长度较小，比如小于10m，那么也可直接采用直线外推方法来获得钻头位置，即钻头位置的井斜角/>
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就等于测斜工具井斜与方位，钻头空间坐标计算方法为公式（7）：
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（7）
步骤6：给定下一步的目标靶点，根据钻头位置与目标靶点，可采用行业常用的轨迹规划算法来连接钻头位置与目标靶点，得到下一步钻进的轨迹，行业内常用的轨迹规划算法有单圆弧，双圆弧，圆弧直线等多种连接方式，轨迹规划完后就可以得到目标靶点的井斜角
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步骤7：计算出钻头位置与靶点位置之间的井斜变化率
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，见公式（8）与公式（9）。
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（8）
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（9）
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（10）
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（11）
步骤9：将计算出的目标导向力百分比
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与目标导向工具面/>
Figure SMS_120
发送到旋转导向工具，让旋转导向工具按照规划轨迹钻进。
步骤10：反复步骤1~步骤9，即完成一段导向指令后再根据目标靶点用本发明给出的方法计算钻头位置到目标靶点所需的导向指令，发送给旋转导向工具，直到钻头位置到达预计结束位置。
以下结合具体实例，来对实施例进一步阐述。
第一步：记录已实施的导向指令，如表1所示，包括该条指令对应的起始井深、结束井深、导向力百分比以及导向工具面角。
表1 导向指令记录
Figure SMS_121
第二步：获取已实施导向指令区间井深内旋转导向工具实时反馈的测斜数据，如表2所示。
表2 实时测斜数据记录
Figure SMS_122
第三步：对实时测斜数据进行处理。首先去掉小于0的数据；然后从第一个测斜数据开始，判断下一个井深的井斜角与方位角是否超过0.5°，如果超过则去掉该数据，跳到下一个井深继续进行判断，直到所有数据都判断结束，得到一组新的测斜数据；最后按照测斜数据10个为一组，取中值，将让数据趋势体现更明显。
第三步：由于测斜数据为多值组成，可在计算后再取中值作为该井深区间代表值。计算出该指令井深区间中的井斜变化率
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=4.75°/30m、方位变化率/>
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=8.40°/30m。
第四步：基于导向指令模型，利用导向指令区间中计算出的区间内井斜变化率
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、方位变化率/>
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及狗腿度/>
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，计算出井斜变化率误差/>
Figure SMS_129
=-0.29°/30m与方位变化率误差/>
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=0.19°/30m。
第五步：利用第四步中对上一个已实施导向指令井深范围内计算出的井斜变化率与方位变化率来计算钻头空间坐标，从表2可以看出，测斜位置的井斜角为67.67°，方位角为28.81°，取测斜位置到钻头长度
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=5m，测斜位置空间坐标/>
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=（200,300,2000），利用公式（7）可以计算出钻头位置为/>
Figure SMS_133
=（204.1,302.2,2001.9），单位m。
第六步：给定下一个目标靶点为（243.9,327.3,2018.7），单位m；利用单圆弧连接，可计算得出目标靶点的井斜角为73.2°，方位角为35.5°。
第七步：计算出该段圆弧的井斜变化率为
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=3.9°/30m，方位变化率/>
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=4.0°/30m。
第八步：利用公式（10）与公式（11），计算出目标导向力百分比
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=66%，目标导向工具面角/>
Figure SMS_137
=40°。
第九步：将计算出的导向力百分比与导向工具面发送到旋转导向工具完成预设计轨迹的钻进，当完成阶段钻进后，将这段导向指令与旋转导向工具反馈的实测井斜数据继续使用第一步到第八的方法计算出下一阶段该使用的导向指令，直到完成整个钻进作业。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种推靠式旋转导向工具导向指令实时预测方法，其特征在于，具体步骤如下：
首先记录导向指令实施过程中相关参数，利用实时反馈测斜数据分析导向指令实施井深区间对应的井斜变化率与方位变化率，接着通过导向指令模型计算井斜变化率与方位变化率的误差，再根据已实施导向指令中最新指令对应的井斜变化率与方位变化率计算钻头坐标，随后利用钻头坐标基于一定轨迹规划方法得到钻头到目标靶点所需的井斜变化率与方位变化率，然后基于导向指令模型计算出导向力百分比与导向工具面角，最后将计算结果发生到旋转导向工具完成钻井过程的轨迹控制，如此反复，直到钻头位置到达预定井深结束位置；
记录导向指令实施过程中相关参数具体如下：
指令起始井深
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，指令结束井深/>
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，导向方位/>
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（1）
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（2）
其中，
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为井斜力百分比；/>
Figure QLYQS_12
为方位力百分比；
通过推靠式旋转导向工具实时反馈的测斜数据来获取有代表性的测斜数据，即井斜角与方位角，具体步骤如下：
步骤1、根据接收的实时测斜数据筛选异常数据点，并去除；
步骤2、对于实时测斜数据，采取将几个点合并取中值或平均值的方式来进一步降低数据量并获取更具有代表性的测斜数据；
根据已记录导向指令的数据，结合已处理的实时测斜数据，计算导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率
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、方位变化率/>
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及狗腿度/>
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，计算完成后进行筛选；
基于导向指令模型，利用导向指令区间井深范围内对应的井斜变化率
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、方位变化率
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及狗腿度/>
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，计算出井斜变化率误差/>
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（3）
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（4）
其中，
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为区间内的平均井斜角；
基于测斜装置与钻头之间的距离，利用最新计算出的井斜变化率与方位变化率来计算钻头空间坐标，计算方法为公式（5）；
Figure QLYQS_24
（5）
其中，
Figure QLYQS_26
为钻头位置空间坐标；/>
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为测斜工具空间坐标；/>
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为计算出来上一个导向指令作业井深区间内的方位变化率；/>
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就等于测斜工具井斜与方位，钻头空间坐标计算方法为公式（6）；
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（6）；
给定下一步的目标靶点，根据钻头位置与目标靶点，采用轨迹规划算法来连接钻头位置与目标靶点，得到下一步钻进的轨迹，轨迹规划完后可得到目标靶点的井斜角
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（8）；
将计算出的
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（9）
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（10）；
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Figure QLYQS_53
与目标方位力百分比/>
Figure QLYQS_54
的形式发送给旋转导向工具，其转换公式为（11）与公式（12）；
Figure QLYQS_55
（11）
Figure QLYQS_56
（12）；
完成一段导向指令后再根据目标靶点计算钻头位置到目标靶点所需的导向指令，发送给旋转导向工具，直到钻头位置到达预计结束位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116911073B (zh) * 2023-09-08 2023-11-21 成都信息工程大学 一种推靠式旋转导向工具极限造斜率预测方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105041212A (zh) * 2015-09-07 2015-11-11 重庆前卫科技集团有限公司 一种旋转导向钻井控制系统及其控制方法
CN111810113A (zh) * 2020-08-11 2020-10-23 中国石油天然气集团有限公司 一种基于深度学习的旋转导向自动钻井方法
CN115637928A (zh) * 2022-11-16 2023-01-24 四川惟邦新创科技有限公司 一种井眼轨迹预测并实现自动纠偏系统及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7243719B2 (en) * 2004-06-07 2007-07-17 Pathfinder Energy Services, Inc. Control method for downhole steering tool
US9945222B2 (en) * 2014-12-09 2018-04-17 Schlumberger Technology Corporation Closed loop control of drilling curvature
CN107201877B (zh) * 2016-03-18 2021-04-27 中国石油化工股份有限公司 一种旋转导向钻井的闭环控制方法及系统
CN107869346B (zh) * 2016-09-28 2021-06-25 中国石油化工股份有限公司 基于导向钻具工作特性的井眼轨迹预测方法
AU2016433485A1 (en) * 2016-12-20 2019-04-18 Landmark Graphics Corporation Real-time trajectory control during drilling operations
CN111119735A (zh) * 2018-11-01 2020-05-08 中国石油化工股份有限公司 基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法
AU2020426033A1 (en) * 2020-01-31 2022-06-23 Halliburton Energy Services, Inc. Trajectory control for directional drilling
CN112145071B (zh) * 2020-08-31 2022-02-01 中国石油大学(华东) 一种高效智能导向钻井系统及钻井方法
CN112081528A (zh) * 2020-09-30 2020-12-15 中国石油天然气集团有限公司 一种水平段高效无扶振荡钻具组合及方法
CN113236221A (zh) * 2021-05-06 2021-08-10 中海油能源发展股份有限公司 一种地质导向钻井的轨迹控制方法
GB2623284A (en) * 2021-08-06 2024-04-10 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Adaptive trajectory control for automated directional drilling
CN115142791A (zh) * 2022-08-02 2022-10-04 中国石油天然气集团有限公司 旋转导向系统自动曲率控制方法和系统、计算机设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105041212A (zh) * 2015-09-07 2015-11-11 重庆前卫科技集团有限公司 一种旋转导向钻井控制系统及其控制方法
CN111810113A (zh) * 2020-08-11 2020-10-23 中国石油天然气集团有限公司 一种基于深度学习的旋转导向自动钻井方法
CN115637928A (zh) * 2022-11-16 2023-01-24 四川惟邦新创科技有限公司 一种井眼轨迹预测并实现自动纠偏系统及方法

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