申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团川庆钻探工程有限公司

申请日：2021-09-29

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN114635690B

主分类号：E21B47/11

分类号：E21B47/11;E21B47/00;E21B47/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2022.07.05#实质审查的生效;2022.06.17#公开

摘要：本发明提供了一种近钻头随钻测量方法、系统、设备和计算机可读存储介质，所述随钻测量方法包括：记录加速度传感器和磁通门传感器的输出数据，利用加速度计动态校正算法对加速度传感器的输出数据进行补偿校正，获得井斜解算值和工具面解算值；利用伽马传感器采集不同方位下的伽马信息，根据工具面解算值确定伽马传感器所在的方位，将获得的伽马信息采集值按扇区进行分配，并利用伽马数据处理算法对各扇区不同方位的伽马信息采集值进行加权处理，获得方位伽马数据。本发明能够实现对动态工具面的实时高精度测量，提高方位伽马数据测量的准确性，有助于加强近钻头随钻测量系统井眼轨迹控制能力，提高储层钻遇率和采出率。

主权项：1.一种近钻头随钻测量方法，其特征在于，所述随钻测量方法包括：S1、在一个测量周期内，记录加速度传感器和磁通门传感器的输出数据，利用加速度计动态校正算法对加速度传感器的输出数据进行补偿校正，获得井斜解算值和工具面解算值；其中，所述加速度计动态校正算法具体包括以下步骤：S11、对加速度传感器的输出数据进行分析，筛选低频有用信号并滤除高频干扰信号，获得滤除后的三轴方向上的重力加速度分量和三轴方向上的向心加速度分量；所述低频有用信号的判断依据为：fgx=fgy=1RPM，且fgz=0，其中，fgx为加速度传感器在x轴方向上的振动信号频率，Hz；fgy为加速度传感器在y轴方向上的振动信号频率，Hz；fgz为加速度传感器在z轴方向上的振动信号频率，Hz；RPM为钻具的转速，rpm；S12、去除滤除后的三轴方向上的向心加速度分量，获得校正后的三轴方向上的重力加速度分量；S13、利用校正后的三轴方向上的重力加速度分量，计算获得井斜解算值和工具面解算值；步骤S1中利用加速度计动态校正算法对加速度传感器的输出数据进行补偿校正的过程中，还包括以下内容：完成动态测量实验，获得井斜实际值和工具面实时值；分析实验测量结果，若井斜解算值与井斜实际值之间的误差小于或等于加速度计动态校正算法的解算精度，且，工具面解算值与工具面实时值之间的误差小于或等于加速度计动态校正算法的解算精度，则认为当前的加速度计动态校正算法验证合格，能够用于解算动态工具面；否则，调整高频干扰信号的滤除方式，并重复步骤S11至S13；所述加速度计动态校正算法的解算精度的取值范围为：-0.5≤Δα≤0.5，且，-0.3≤Δw≤0.3，其中Δα为加速度计动态校正算法中井斜角的解算精度，Δw为加速度计动态校正算法中工具面角的解算精度；在完成动态测量实验之前，搭建动态测量实验装置，所述动态测量实验装置包括试验台、动力机构、固定件、主轴、旋转机构、角度调节机构、电路骨架、加速度计、动态加速度校正模块；其中，所述试验台包括支架和工作台面，工作台面设置在支架上，并与支架活动连接；所述固定件的数量为两个，分别安装在工作台面的前后两端，以固定主轴的两端；所述旋转机构与主轴的一端固定连接，并能够带动主轴在竖直平面内旋转；所述动力机构设置在支架上，并与旋转机构传动连接，能够向旋转机构提供旋转的驱动力；所述角度调节机构设置在支架上，并能够带动工作台面在竖直平面内旋转至预定角度；所述加速度计设置在主轴上，并能够在主轴旋转过程中测量三轴加速度；所述电路骨架套装在主轴上，并被配置有安装动态加速度校正模块的第一区域；所述动态加速度校正模块设置在第一区域上，并被配置有加速度计动态校正算法；S2、在一个测量周期内，利用伽马传感器采集不同方位下的伽马信息，根据工具面解算值确定伽马传感器所在的方位，将获得的伽马信息采集值按扇区进行分配，并利用伽马数据处理算法对各扇区不同方位的伽马信息采集值进行加权处理，获得方位伽马数据；其中，所述伽马数据处理算法具体包括以下步骤：S21、针对每个扇区，设置对应的加权窗口对伽马信息采集值进行初步加权处理，加权窗口为矩形窗、巴特利特窗、三角窗、布莱克曼窗、海明窗、汉宁窗、凯塞窗和切比雪夫窗中的一种；S22、根据加权窗口的初步加权处理结果，对每个扇区的伽马信息采集值进行卷积运算，获得不同方位对应的方位伽马解算值，卷积运算的公式如下：，式中，Gφk为加权窗处理后得到的φk方位对应扇区的数据采集值，Fφ为原始不同方位下的测量值，Wφ为加权窗函数；S23、通过仪器刻度，将每个扇区的方位伽马解算值转换为标准化的方位伽马数据。

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