一种页岩油气开采方法

本发明公开一种页岩油气开采方法，属于油气开采。

背景技术：

1、为提高页岩油气开采效率，超长水平井已是油气开采中的常用技术， 其应用需求主要体现在四个方面：其一是通过贯穿天然裂缝带，大幅度提高裂缝性地层油气产量；其二是通过增加井眼与地层的接触面积和穿过渗透性较好的地带提高低孔较致密储层油气产能；其三是根据油气水分布控制钻井走向以减少水锥进和气锥进从而提高单井油气采收率；其四是提高勘探开发效率，对很多类型的油藏，水平井钻井可大大降低钻井平均密度。现有技术的水平井巷道测量，通常在已打过的巷道上使用陀螺定向确定导线测量的准确度，这种方法无法在巷道掘进以前提前干预，仅仅是检验已完成的巷道精度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种页岩油气开采方法，以解决现有技术中，油气开采所用水平井的贯通精度不足的问题。

2、一种页岩油气开采方法，计算靶前位移和水平位移，垂直向下打井后水平打井，形成页岩气水平井，然后进行开采；水平打井时，根据规划的水平打井坐标进行掘进，并在掘进中使用陀螺定向实时确定掘进方向。

3、使用陀螺定向实时确定掘进方向包括：

4、s1设经过靶前位移后的起始掘进坐标为，规划的水平打井终点坐标为，水平井巷道设有个非直线点，坐标为，直线段共有个，水平井主巷道长度为米；

5、s2掘进开始，在起始掘进坐标处架设陀螺仪，以起始掘进坐标附近的已知坐标点为起始边的端点，进行陀螺定向，读取起始边的陀螺定向角；

6、s3将起始掘进坐标与第一个非直线点的连线设为第一连线，计算第一连线的坐标方位角，将第一连线的坐标方位角通过子午线收敛角换算为第一连线的陀螺定向角，计算第一连线的陀螺定向角和起始边的陀螺定向角之间的差值；

7、s4根据陀螺定向角的差值，转动陀螺仪对应的差值，然后对陀螺仪重新定向，计算此时陀螺仪的陀螺定向角与第一连线的陀螺定向角的差，并进行差值调整；

8、s5完成差值调整后，根据陀螺仪的方向前往第一个非直线点，在掘进时通过全站仪进行导线测量，建立控制网；

9、s6到达第一个非直线点后，将第一个非直线点作为s2中的起始掘进坐标，对第二个非直线点进行定向；

10、s7到达规划的水平打井终点坐标，结束水平打井。

11、将第一连线的坐标方位角通过子午线收敛角换算为第一连线的陀螺定向角包括：

12、；

13、式中，为第一连线的陀螺定向角，为第一连线的方位角，为第一个非直线点和起始掘进坐标的子午线收敛角的平均值。

14、根据陀螺定向角的差值，转动陀螺仪对应的差值包括，陀螺定向角的差值为，转动陀螺仪的角度值为：

15、。

16、差值调整包括，陀螺仪重新定向后，陀螺仪的陀螺定向角与第一连线的陀螺定向角的差为，差值调整时需要转动陀螺仪的角度值为：

17、。

18、根据陀螺仪的方向前往第一个非直线点时，实时计算当前前进的距离，根据前进的距离计算当前点的坐标值和子午线收敛角，当超过阈值判定值时，进行陀螺定向，修正前进方向；

19、阈值判定包括：

20、；

21、式中，为的前一个阈值判定点，是阈值，当大于1分时，进行陀螺定向。

22、每次到达非直线点后，评估前一直线段的陀螺定向精度，陀螺定向精度满足要求时，继续前往下一非直线点，不满足要求时，认为前一直线段掘进方向有误；

23、设每个直线段的长度为，每个直线段设个阈值判定点，存在个大于1分进行陀螺定向的阈值判定点，每个进行陀螺定向的阈值判定点处，根据控制网计算的坐标方位角为，测量的陀螺方位角为，计算直线段的和之间的马式距离：

24、；

25、式中，为马氏距离，是组成的列向量，是组成的列向量，是和的互协方差阵；

26、当小于给定的距离判断阈值，认为和的相似度高，判断陀螺定向精度满足要求。

27、规划水平打井坐标时，将地面上的已有坐标控制点转换至井下控制网使用的坐标系下，坐标转换模型为：

28、；

29、式中，是井下控制网使用的坐标系下的坐标值，是地面上的已有坐标控制值，是地面上的已有坐标控制值中选取的已知中心点，、、、是四个坐标转换参数。

30、相对比现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明在掘进前通过陀螺仪寻找目标方向，并在掘进中实时进行方向指导，完成一个直线段测量后进行精度评定，有效提高了水平井的施工精度。

技术特征：

1.一种页岩油气开采方法，其特征在于，计算靶前位移和水平位移，垂直向下打井后水平打井，形成页岩气水平井，然后进行开采；水平打井时，根据规划的水平打井坐标进行掘进，并在掘进中使用陀螺定向实时确定掘进方向。

2.根据权利要求1所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，使用陀螺定向实时确定掘进方向包括：

3.根据权利要求2所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，将第一连线的坐标方位角通过子午线收敛角换算为第一连线的陀螺定向角包括：

4.根据权利要求3所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，根据陀螺定向角的差值，转动陀螺仪对应的差值包括，陀螺定向角的差值为，转动陀螺仪的角度值为：

5.根据权利要求4所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，差值调整包括，陀螺仪重新定向后，陀螺仪的陀螺定向角与第一连线的陀螺定向角的差为，差值调整时需要转动陀螺仪的角度值为：

6.根据权利要求5所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，根据陀螺仪的方向前往第一个非直线点时，实时计算当前前进的距离，根据前进的距离计算当前点的坐标值和子午线收敛角，当超过阈值判定值时，进行陀螺定向，修正前进方向；

7.根据权利要求6所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，每次到达非直线点后，评估前一直线段的陀螺定向精度，陀螺定向精度满足要求时，继续前往下一非直线点，不满足要求时，认为前一直线段掘进方向有误；

8.根据权利要求7所述的一种页岩油气开采方法，其特征在于，规划水平打井坐标时，将地面上的已有坐标控制点转换至井下控制网使用的坐标系下，坐标转换模型为：

技术总结本发明公开一种页岩油气开采方法，属于油气开采技术领域，用于提高水平井的掘进精度，包括计算靶前位移和水平位移，垂直向下打井后水平打井，形成页岩气水平井，然后进行开采；水平打井时，根据规划的水平打井坐标进行掘进，并在掘进中使用陀螺定向实时确定掘进方向；本发明在掘进前通过陀螺仪寻找目标方向，并在掘进中实时进行方向指导，完成一个直线段测量后进行精度评定，有效提高了水平井的施工精度。技术研发人员：陈立超,马代兵,郭天魁,陈铭,吕明锟,马文涛,陈彦武,郭星星受保护的技术使用者：内蒙古工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15