叢式井可以有效地提高油田最終采收率并保證單井原油產(chǎn)量,磁定位鉆井技術(shù)是叢式井精細(xì)控制技術(shù)之一,而鄰井間距離的定位又是叢式井精細(xì)控制技術(shù)的核心。目前,我國尚未有自主研發(fā)、技術(shù)完善的叢式井磁定位技術(shù)應(yīng)用于其鄰井防碰測距領(lǐng)域,而國外已經(jīng)研發(fā)出相應(yīng)的測控儀器并應(yīng)用于實際鉆井工程。本文在深入分析現(xiàn)有鄰井間距磁定位技術(shù)原理及其優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,圍繞主動型叢式井磁定位鉆井防碰探測技術(shù)展開研究,針對海上鉆井平臺和陸地井工廠應(yīng)用場景,提出兩種新型的主動型鄰井測距方案,分別為非對稱正反磁源激勵的叢式井鄰井間距磁定位方法和電流激勵的叢式井鄰井間距磁定位方法,并對相應(yīng)的井間定位信號檢測算法進(jìn)行了研究。首先,分別詳細(xì)闡述這兩種方法的設(shè)計方案及工作原理。其次,利用磁偶極子構(gòu)造法揭示了鐵質(zhì)套管周圍磁場分布規(guī)律,設(shè)計鐵質(zhì)套管分割方法,分別推導(dǎo)出它們各自的鄰井測距公式。再次,通過數(shù)值模擬分別研究影響這兩種鄰井測距方法測量結(jié)果的各種因素,并總結(jié)出其中的規(guī)律。最后,分別概括出兩種鄰井測距方案的適用范圍,其中第一種方案適用于正鉆井周圍存在一口已鉆井的情況,第二種方案適用于正鉆井周圍存在多口已鉆井的情況。針對非對稱正反磁源激勵的... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 磁定位防碰技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 PMR和 Mag Trac系統(tǒng)
        1.2.2 SWG系統(tǒng)
        1.2.3 MGT系統(tǒng)
        1.2.4 RMRS系統(tǒng)
        1.2.5 WT系統(tǒng)
    1.3 微弱信號檢測算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 非實時定頻信號頻率估計方法
        1.3.2 實時定頻信號頻率估計方法
        1.3.3 已知噪聲條件下變頻信號頻率估計方法
        1.3.4 未知噪聲條件下變頻信號頻率估計方法
    1.4 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 非對稱正反磁源激勵的叢式井鄰井間距磁定位方法
    2.1 新型非對稱磁源結(jié)構(gòu)及其測距原理
    2.2 非對稱正反磁源周圍無套管時的磁場分布
        2.2.1 單個磁源在探測點的磁場分布
        2.2.2 非對稱正反磁源在探測點的合成磁場
        2.2.3 非對稱正反磁源在探測點的合成磁場模擬實驗
    2.3 非對稱正反磁源周圍有套管時的磁場分布
        2.3.1 磁源周圍磁場分布規(guī)律
        2.3.2 套管磁化磁場計算
    2.4 探測點到鄰井的距離計算
        2.4.1 探測點到鄰井的距離計算公式
        2.4.2 套管單元分割方法
    2.5 鄰井測距影響因素分析
        2.5.1 雙磁源間距h對測量結(jié)果的影響
        2.5.2 磁源磁矩m對測量結(jié)果的影響
        2.5.3 磁源D-探測點距離系數(shù)k對測量結(jié)果的影響
        2.5.4 套管的相對磁導(dǎo)率μ1對測量結(jié)果的影響
        2.5.5 套管的尺寸對測量結(jié)果的影響
        2.5.6 鄰井夾角α對測量結(jié)果的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 正反磁源激勵的叢式井鄰井間定位信號檢測算法
    3.1 概述
        3.1.1 非對稱正反磁源激勵定位信號特點
        3.1.2 正弦信號的DFT譜分析概述
    3.2 FFDFT插值算法
        3.2.1 FFDFT插值算法原理
        3.2.2 DFT算法和FFDFT插值算法對比
    3.3 ASIQ-Rife插值算法
        3.3.1 Rife、Quinn和改進(jìn)Quinn(IQuinn)插值算法原理
        3.3.2 高斯噪聲對Rife和 Quinn插值算法的影響
        3.3.3 ASIQ-Rife插值算法原理
    3.4 算法性能分析
        3.4.1 克拉美羅下限(CRLB,Cramer-Rao Lower Bound)
        3.4.2 算法仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電流激勵的叢式井鄰井間距磁定位方法
    4.1 電流激勵的叢式井鄰井間距磁定位原理
    4.2 探測點到鄰井的距離計算
        4.2.1 套管上電流分布
        4.2.2 套管上磁場計算
    4.3 鄰井測距影響因素分析
        4.3.1 可控電流源幅值I0對測量結(jié)果的影響
        4.3.2 可控電流源頻率f對測量結(jié)果的影響
        4.3.3 鄰井夾角α對測量結(jié)果的影響
        4.3.4 地層電阻率ρ對測量結(jié)果的影響
        4.3.5 已鉆井套管深度z對測量結(jié)果的影響
    4.4 多頻電流激勵叢式井組鄰井間距磁定位原理
        4.4.1 當(dāng)鄰井鐵質(zhì)套管放置在絕緣介質(zhì)中時
        4.4.2 當(dāng)鄰井鐵質(zhì)套管放置在非絕緣介質(zhì)中時
    4.5 本章小結(jié)
第5章 電流激勵的叢式井鄰井間距磁定位模擬裝置設(shè)計及實驗
    5.1 激勵信號的優(yōu)選
        5.1.1 方波概述
        5.1.2 正弦波概述
        5.1.3 最優(yōu)化過零方波設(shè)計
    5.2 接收端信號處理算法
        5.2.1 多頻電流過零方波激勵信號處理算法
        5.2.2 算法仿真研究
    5.3 系統(tǒng)模擬裝置設(shè)計及實驗
        5.3.1 系統(tǒng)模擬裝置設(shè)計
        5.3.2 模擬實驗及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 存在的問題及展望
附錄 專業(yè)術(shù)語漢英對照表
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3194714