本發(fā)明屬于定向井測(cè)量，具體涉及一種基于云解碼技術(shù)的定向井測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在石油和天然氣勘探領(lǐng)域，定向鉆井技術(shù)是一種高效的鉆探方法，它允許鉆井從一個(gè)地表位置向多個(gè)方向或不同深度進(jìn)行，從而最大化資源的開采效率，隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展和鉆探條件的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的鉆井監(jiān)控和控制技術(shù)面臨許多挑戰(zhàn)，特別是在數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和精確導(dǎo)向方面的需求不斷增加。

2、定向鉆井過程中，鉆頭的精確定位和控制是成功達(dá)到預(yù)定目標(biāo)層的關(guān)鍵，此過程依賴于精確的測(cè)量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，包括鉆頭的位置、速度、方向以及周圍地質(zhì)環(huán)境的變化，然而，傳統(tǒng)的地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)常常受限于數(shù)據(jù)傳輸延遲、處理能力不足或者數(shù)據(jù)整合能力有限，導(dǎo)致無法提供實(shí)時(shí)或高精度的鉆井導(dǎo)向。

3、現(xiàn)有技術(shù)依賴于地面或井下處理單元對(duì)鉆井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，這些數(shù)據(jù)包括鉆頭的機(jī)械參數(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向數(shù)據(jù)等，地面處理單元面臨數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)难舆t，而井下處理單元?jiǎng)t受限于計(jì)算能力和環(huán)境適應(yīng)性的挑戰(zhàn)，此外，現(xiàn)有系統(tǒng)通常在數(shù)據(jù)集成和分析效率上存在不足，難以動(dòng)態(tài)地調(diào)整鉆井操作以應(yīng)對(duì)快速變化的地質(zhì)條件。

4、隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，其在各行各業(yè)的應(yīng)用日益廣泛，特別是在數(shù)據(jù)密集型行業(yè)，云計(jì)算提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享能力，以及強(qiáng)大的計(jì)算資源，這些特性為解決傳統(tǒng)定向鉆井中的數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制問題提供了可能。

5、在現(xiàn)有的定向鉆井技術(shù)中，存在一定的局限，包括：數(shù)據(jù)處理往往依賴地面設(shè)備，從而容易導(dǎo)致在關(guān)鍵決策時(shí)刻面臨數(shù)據(jù)傳輸延遲，數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析的局限性容易導(dǎo)致鉆頭狀態(tài)和行進(jìn)路徑的誤判，這種數(shù)據(jù)處理的延遲和不精確性容易造成鉆井方向的錯(cuò)誤，進(jìn)而需要額外的時(shí)間和成本進(jìn)行修正；其次，現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測(cè)和反饋系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性和靈活性上不足，難以應(yīng)對(duì)快速變化的地質(zhì)環(huán)境和鉆井條件，同時(shí)現(xiàn)有的鉆井技術(shù)在設(shè)計(jì)前期通常僅針對(duì)預(yù)測(cè)的地質(zhì)和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，而未能根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化鉆井方案，從而容易導(dǎo)致實(shí)際鉆井操作在實(shí)用性和效益性方面與預(yù)測(cè)模型不匹配，極大地抑制了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)施進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于云解碼技術(shù)的定向井測(cè)量方法及系統(tǒng)，能夠精確計(jì)算井斜角和方位角，使鉆頭位置的預(yù)估更加準(zhǔn)確，提高了鉆井的精確性和效率。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種基于云解碼技術(shù)的定向井測(cè)量方法，包括以下步驟：

3、通過云平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取定向井中的鉆頭行進(jìn)數(shù)據(jù)、鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)以及鉆頭工作環(huán)境數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理；

4、對(duì)預(yù)處理后的定向井中的鉆頭行進(jìn)數(shù)據(jù)、鉆頭工作環(huán)境數(shù)據(jù)分別進(jìn)行云解碼分析，得到定向井中的鉆頭井斜角和鉆頭方位角；

5、對(duì)定向井中的鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)、鉆頭井斜角和鉆頭方位角進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)；

6、判斷定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)是否符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)；

7、若是定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)不符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，則分析鉆頭位置修正坐標(biāo)偏差，并發(fā)送至相關(guān)工作人員。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鉆頭數(shù)據(jù)包括鉆頭在x軸上的加速度分量值、鉆頭在y軸上的加速度分量值、鉆頭在z軸上的加速度分量值，鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)具體為鉆頭行進(jìn)速度值、鉆頭轉(zhuǎn)速值、鉆井液流速值、鉆井液壓力值；鉆頭工作環(huán)境數(shù)據(jù)包括鉆頭在x軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值、鉆頭在y軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述計(jì)算定向井中的鉆頭井斜角和鉆頭方位角的具體公式如下：

10、；

11、其中，為定向井中的鉆頭井斜角，為鉆頭在x軸上的加速度分量值，為鉆頭在y軸上的加速度分量值，為鉆頭在z軸上的加速度分量值，為定向井中的鉆頭方位角，為鉆頭在x軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值，為鉆頭在y軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述得到定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)的具體步驟如下：

13、對(duì)定向井中的鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的鉆頭行進(jìn)速度修正值；

14、對(duì)定向井中的鉆頭井斜角和鉆頭方位角進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的鉆頭方向向量；

15、獲取定向井中鉆頭當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆頭位置坐標(biāo)，并結(jié)合定向井中的鉆頭行進(jìn)速度修正值、鉆頭方向向量進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述計(jì)算定向井中的鉆頭方向向量、下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)的具體步驟如下：

17、；

18、其中，fxx為定向井中的鉆頭方向向量，xwz為定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)，swz為定向井中當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆頭位置坐標(biāo)，sdx為定向井中的鉆頭行進(jìn)速度修正值，為時(shí)間間隔。

19、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述得到定向井中的鉆頭行進(jìn)速度修正值的具體步驟如下：

20、對(duì)定向井中的鉆頭轉(zhuǎn)速值、鉆井液流速值、鉆井液壓力值進(jìn)行歸一化處理；

21、對(duì)歸一化處理后的定向井中的鉆頭轉(zhuǎn)速值、鉆井液流速值、鉆井液壓力值進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的鉆頭行進(jìn)速度影響值；

22、對(duì)定向井中的鉆頭行進(jìn)速度值、鉆頭行進(jìn)速度影響值進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的鉆頭行進(jìn)速度修正值。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述計(jì)算定向井中的鉆頭行進(jìn)速度影響值、鉆頭行進(jìn)速度修正值的具體公式如下：

24、；

25、其中，sdy為定向井中的鉆頭行進(jìn)速度影響值，為歸一化處理后的定向井中的鉆頭轉(zhuǎn)速值，α1為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鉆頭轉(zhuǎn)速影響系數(shù)，為歸一化處理后的定向井中的鉆井液流速值，α2為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鉆井液流速影響系數(shù)，為歸一化處理后的定向井中的鉆井液壓力值，α3為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鉆井液壓力影響系數(shù)，為自然常數(shù)，xjs為定向井中的鉆頭行進(jìn)速度值。

26、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述分析鉆頭位置修正坐標(biāo)偏差的具體步驟如下：

27、獲取定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)設(shè)位置坐標(biāo)，并與定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)偏差分析，得到定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的初始坐標(biāo)偏差；

28、基于pid算法對(duì)定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的初始坐標(biāo)偏差進(jìn)行綜合分析，得到鉆頭位置修正坐標(biāo)偏差，其計(jì)算公式如下：

29、；

30、其中，wxp為鉆頭位置修正坐標(biāo)偏差，cwp為定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的初始坐標(biāo)偏差，kp為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的比例系數(shù)，為時(shí)間間隔，ki為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的積分系數(shù)，kd為數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的微分系數(shù)，t為時(shí)間變量。

31、一種基于云解碼技術(shù)的定向井測(cè)量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的基于云解碼技術(shù)的定向井測(cè)量方法，包括：數(shù)據(jù)獲取處理模塊、角度分析模塊、鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)分析模塊、判斷模塊、坐標(biāo)修正模塊；

32、數(shù)據(jù)獲取處理模塊，用于通過云平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取定向井中的鉆頭行進(jìn)數(shù)據(jù)、鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)以及鉆頭工作環(huán)境數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理；

33、角度分析模塊，用于對(duì)預(yù)處理后的定向井中的鉆頭行進(jìn)數(shù)據(jù)、鉆頭工作環(huán)境數(shù)據(jù)分別進(jìn)行云解碼分析，得到定向井中的鉆頭井斜角和鉆頭方位角；

34、鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)分析模塊，用于對(duì)定向井中的鉆頭狀態(tài)數(shù)據(jù)、鉆頭井斜角和鉆頭方位角進(jìn)行綜合分析，得到定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)；

35、判斷模塊，用于判斷定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)是否符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)；

36、坐標(biāo)修正模塊，用于在定向井中的下一時(shí)間點(diǎn)的鉆頭預(yù)估位置坐標(biāo)不符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，分析鉆頭位置修正坐標(biāo)偏差，并發(fā)送至相關(guān)工作人員。

37、本發(fā)明具有以下有益效果：

38、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)獲取與云端分析，允許鉆井操作實(shí)時(shí)調(diào)整其策略以應(yīng)對(duì)地質(zhì)條件的變化，從而提高鉆井的精確性和效率，云解碼技術(shù)的應(yīng)用確保了數(shù)據(jù)分析的深度和準(zhǔn)確性，通過精確計(jì)算井斜角和方位角，使鉆頭位置的預(yù)估更加準(zhǔn)確，減少了因誤差調(diào)整導(dǎo)致的非計(jì)劃鉆井活動(dòng)和相應(yīng)的成本。

39、本發(fā)明能夠提供連續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)反饋，使得鉆井過程中能夠快速響應(yīng)鉆頭行進(jìn)的實(shí)際情況，這種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和反饋機(jī)制不僅減少了數(shù)據(jù)傳輸和處理的延遲，也提升了鉆井過程中對(duì)突發(fā)地質(zhì)或技術(shù)問題的應(yīng)對(duì)速度，從而保障了作業(yè)的連續(xù)性和安全性。

40、本發(fā)明優(yōu)化了資源配置，通過精確的數(shù)據(jù)分析減少了資源浪費(fèi)，同時(shí)也降低了鉆井過程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)估位置的精準(zhǔn)和鉆頭行進(jìn)速度的及時(shí)調(diào)整，減少了鉆井過程中的錯(cuò)誤操作和潛在的危險(xiǎn)情況，從而提升了整個(gè)鉆探項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和安全標(biāo)準(zhǔn)。