一种自适应定向钻井井下中控方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明创造属于连续管定向钻井的，具体涉及了一种自适应定向钻井井下中控方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、连续管钻井技术由于其高效性、经济性、环保性和安全性逐渐成为钻井技术的新热点，可广泛用于老井侧钻、老井加深，提高剩余油的采出程度，为老油田高效经济开发奠定技术基础和条件保障。

2、由于连续管不可旋转，其井下钻具组合(bottom hole assembly,简称bha)和传统的井下工具有所不同。连续管钻井的bha根据动力来源或随钻测井数据传输方式的不同可分为无缆系统bha和电缆系统bha。定向器有液驱动式、电驱动式、电液驱动式等方式。电驱动式和电液驱动式定向器均需要地面发出电信号对定向器旋转角度进行控制，这些信号是通过布设在连续管内的电缆来传递的。

3、在连续管钻井过程中，受地层特性参数(包括地层倾角、岩石各向异性和岩石强度)及工艺操作参数(包括钻压、水力参数和机械钻速)变化的影响，实际的钻进工具面会与设计轨迹的工具面角度偏离一定的角度，若此偏离角度过大，则钻井轨迹将可能超过井眼轨迹的设计窗口。

4、针对上述问题，现场施工时，定向工程师只能依靠经验多次调整工具面来保证中靶，定向效率低。且由于各井况的差异，该方法不具有普遍的适用性，定向精度不高。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明创造提出了一种自适应定向钻井井下中控方法、系统、电子设备及存储介质，实现对定向器的工具面角度的自适应动态调整，提高连续管定向钻井的可靠性和定向精度，降低操作复杂度，缩短定向耗时。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括四个方面。

3、第一方面，一种自适应定向钻井井下中控方法，包括：

4、周期性获取井下测量信息，所述井下测量信息包括工具面角度；

5、对连续获取到的所述工具面角度的大小进行比较；

6、若截止当前周期连续获取到的设定数量的所述工具面角度的大小均相同，则根据定向器的最小旋转角度和预期工具面角度，确定判定区间；并根据当前获取到的所述工具面角度和所述判定区间，通过预设的判定规则判定是否需要调整所述定向器的工具面角度；

7、若判断需要调整所述定向器的工具面角度，则根据所述定向器的最小旋转角度、所述预期工具面角度和当前获取到的所述工具面角度，确定用于调整所述定向器的工具面角度的第一旋转角度和第一旋转方向。

8、在一些实施例中，所述根据定向器的最小旋转角度和预期工具面角度，确定判定区间，包括：

9、根据所述预期工具面角度与一半所述定向器的最小旋转角度的和值，确定所述判定区间的上限；根据所述预期工具面角度与一半所述定向器的最小旋转角度的差值，确定所述判定区间的下限。

10、在一些实施例中，所述预设的判定规则为：若获取到的所述工具面角度在所述判定区间内，则判定不需要调整所述定向器的工具面角度；若获取到的所述工具面角度不在所述判定区间内，则判定需要调整所述定向器的工具面角度。

11、在一些实施例中，所述根据所述定向器的最小旋转角度、所述预期工具面角度和当前获取到的所述工具面角度，确定用于调整所述定向器的工具面角度的第一旋转角度和第一旋转方向，包括：

12、根据所述预期工具面角度与当前获取到的所述工具面角度的差值的正负，确定所述第一旋转方向；根据所述预期工具面角度与当前获取到的所述工具面角度的差值的绝对值、所述定向器的最小旋转角度，确定所述第一旋转角度。

13、在一些实施例中，所述第一旋转角度为所述定向器的最小旋转角度的整数倍，且最接近所述绝对值。

14、在一些实施例中，还包括根据实时获取的所述井下测量信息确定第二旋转角度和第二旋转方向；

15、根据当前获取到的所述工具面角度、第二旋转角度和第二旋转方向确定新的预期工具面角。

16、第二方面，本申请提供了一种自适应定向钻井井下中控系统，包括中控子系统，所述中控子系统包括：

17、通信模块，用于周期性获取井下测量信息，所述井下测量信息包括工具面角度；

18、第一处理模块，用于对连续获取到的所述工具面角度的大小进行比较，若连续获取到的所述工具面角度的大小均相同，则根据所述定向器的最小旋转角度和预期工具面角度，确定判定区间，并根据当前获取到的所述工具面角和所述判定区间，通过预设的判定规则判定是否需要调整所述定向器的工具面角度；

19、第二处理模块，用于若判断需要调整所述定向器的工具面角度，则根据所述定向器的最小旋转角度、所述预期工具面角度和当前获取到的所述工具面角度，确定用于调整所述定向器的工具面角度的第一旋转角度和第一旋转方向；

20、控制模块，用于根据所述第一旋转角度和所述第一旋转方向生成旋转角度控制指令，所述旋转角度控制指令用于控制所述定向器调整旋转角度。

21、在一些实施例中，所述第一处理模块包括：

22、第一比较模块用于对连续获取到的所述工具面角度的大小进行比较。

23、第一计算模块用于若连续获取到的所述工具面角度的大小均相同，则根据所述定向器的最小旋转角度和预期工具面角度，确定判定区间。

24、第一判定模块用于若获取到的所述工具面角度在判定区间内，则判定不需要调整所述定向器的工具面角度；若获取到的所述工具面角度不在判定区间内，则判定需要调整所述定向器的工具面角度。

25、第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行任意一项所述的自适应定向钻井井下中控方法。

26、第四方面，本申请提供了一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现上述任一项所述自适应定向钻井井下中控方法。

27、本申请通过根据连续获取到的工具面角度是否发生变化，判定当前定向器的旋转角度是否已经调整到位；若判定调整到位，则根据当前获取到的所述工具面角度和预期工具面角度的差值的绝对值与所述定向器的最小旋转角度，判定是否需要对所述定向器的工具面角度进行调整；若判定需要，则根据所述绝对值、所述定向器的最小旋转角度和当前获取到的所述工具面角度确定第一旋转角度和第一旋转方向，进而根据所述第一旋转角度和所述第一旋转方向调整所述定向器的工具面角度。从而实现对定向器的工具面角度的自适应动态调整，提高连续管定向钻井的可靠性和定向精度，降低操作复杂度，缩短定向耗时。

技术特征：

1.一种自适应定向钻井井下中控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据定向器的最小旋转角度和预期工具面角度，确定判定区间，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的判定规则为：若获取到的所述工具面角度在所述判定区间内，则判定不需要调整所述定向器的工具面角度；若获取到的所述工具面角度不在所述判定区间内，则判定需要调整所述定向器的工具面角度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述定向器的最小旋转角度、所述预期工具面角度和当前获取到的所述工具面角度，确定用于调整所述定向器的工具面角度的第一旋转角度和第一旋转方向，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一旋转角度为所述定向器的最小旋转角度的整数倍，且最接近所述绝对值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据实时获取的所述井下测量信息确定第二旋转角度和第二旋转方向；

7.一种自适应定向钻井井下中控系统，其特征在于，包括中控子系统，所述中控子系统包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一处理模块包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1-6任意一项所述的自适应定向钻井井下中控方法。

10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现如权利要求1至6中任一项所述自适应定向钻井井下中控方法。

技术总结
本发明创造属于连续管定向钻井的技术领域，具体涉及了一种自适应定向钻井井下中控方法、系统、电子设备及存储介质。一种自适应定向钻井井下中控方法，包括若截止当前周期连续获取到的设定数量的所述工具面角度的大小均相同，则根据定向器的最小旋转角度和预期工具面角度确定判定区间；并根据当前获取的所述工具面角度和所述判定区间判定是否需要调整所述定向器的工具面角度；若判断需要，则根据所述定向器的最小旋转角度、所述预期工具面角度和当前获取到的所述工具面角度，确定第一旋转角度和第一旋转方向，进而调整所述定向器的工具面角度。本申请实现对定向器的工具面角度的自适应动态调整，提高连续管定向钻井的可靠性和定向精度。

技术研发人员：胡越发,王敏生,郑俊华,崔谦,陈晓晖,宗艳波
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15