煤层气井合理放气套压的确定及其应用

倪小明; 胡海洋; 曹运兴; 庞东林; 郭志企

doi:10.11911/syztjs.201504020

煤层气井合理放气套压的确定及其应用

1.
河南理工大学能源科学与工程学院, 河南焦作 454000;
2.
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心, 河南焦作 454000;
3.
山西兰花煤层气有限公司, 山西晋城 048000

基金项目:

河南省科技厅攻关项目"井下长钻孔分段水力压裂增透关键技术" (编号:142102210050)和河南理工大学杰出青年"无烟煤储层煤层气产出的地质动态解译及模式研究"(编号:J2013-03)联合资助。

详细信息

作者简介:
倪小明(1979—),男,山西临汾人,2002年毕业于焦作工学院地质工程专业,2005年获河南理工大学矿产普查与勘探专业硕士学位,2008年获得中国矿业大学(北京)地球探测与信息技术专业博士学位,副教授,硕士生导师,主要从事瓦斯地质与煤层气勘探开发方面的研究。

中图分类号: P618.11;TE377
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出版历程
- 收稿日期: 2014-11-24
- 修回日期: 2015-06-25
- 刊出日期: 1899-12-31

The Determination of Casing Releasing Pressure of CBM Wells and Its Application

1.
School of Energy Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan, 454000, China;
2.
Collaborative Innovation Center of Coalbed Methane and Shale Gas for Central Plains Economic Region, Jiaozuo, Henan, 454000, China;
3.
Shanx

摘要

摘要: 煤层气井提产阶段和稳产阶段需要确定合理放气套压,才能够获得稳定的气流补给。根据煤储层启动压力梯度、渗流理论和煤层气开发地质理论,构建了煤层气井憋压阶段套压变化的数学模型;利用沁水盆地大宁区块的煤层气勘探开发资料验证了该模型的准确性,并分析了放气套压差值对平均日产气量的影响规律。模型计算结果与现场数据吻合较好时,煤层气井的产气量较高;当计算出的放气套压与实际放气套压的差值小于等于0.15 MPa时,煤层气井稳产期的产气量能达到1 000 m3/d以上;大于0.15 MPa时,需要降低产气量来维持其稳定性。研究结果表明,日产气量随实际放气套压与计算值之间差值的增大呈幂函数减小,建立的煤层气井憋压阶段合理放气套压数学模型可为现场排采控制提供理论依据。
- 煤层气 /
- 憋压阶段 /
- 排采 /
- 工作制度 /
- 放气套压
Abstract: In the stage of stable production and production increase of coalbed methane wells, it is necessary to determine the reasonable casing releasing pressure to obtain stable air supply. Based on the threshold pressure of coal reservoir, seepage theory, CBM development geology theory etc., a mathematic model of releasing pressure for CBM wells was established. From CBM exploration and development data of Daning Block, Qinshui Basin, the accuracy of the mathematic model was verified. The relations between casing pressure drop and average daily gas production were analyzed. When predicted pressure from this model was in good agreement with that applied in field data, gas production of CBM Wells would be higher. When the pressure difference was within 0.15 MPa, the average daily gas production of CBM wells could be more than 1 000 m3/d in stable production stage. When the pressure difference was more than 0.15 MPa, daily gas production would be stabilized at lower gas production rate. The results showed that daily gas production is reduced in power function with casing pressure drop and the mathematical model of casing releasing pressure in coal bed methane well can provide theoretical basis for CBM wells production.
- coalbed methane /
- pressure build up stage /
- drainage /
- production system /
- casing releasing pressure

HTML全文

油气井发生严重井喷事故后，往往难以对事故井进行有效控制，一般采用救援井连通事故井的方式实施压井作业控制事故井。由于传统测斜工具存在累积误差，在实际救援井作业中需要使用磁测距工具直接探测其与事故井的距离，进而引导救援井与事故井在设计连通点连通^[1-2]。目前投入商业应用的只有基于注入电流法的WellspotTM系列工具；为了打破垄断，近年来我国开展了磁测距工具工作原理相关研究，并建立了磁测距工具计算模型^[3-11]。由于不同磁测距工具之间性能指标和工艺流程差异很大，在救援井钻井过程中往往需要使用多种磁测距工具。在不多的救援井实例报道中，国外学者往往只简要给出在救援井不同作业阶段测距所采用的工具而没有就更换磁测距工具原因给出明确的解释^[12]。关于救援井钻井过程中磁测距工具的选用，国内外目前主要集中在初始测距点处，而对于后续测距作业鲜有涉及^[13]。这是因为，在初始测距点执行磁测距作业后，救援井继续钻进一定距离，此时救援井当前井底与事故井的相对距离测量误差由两井井眼轨迹误差转变为由磁测距工具测量误差与井眼轨迹误差共同决定。针对井眼轨迹误差，国内外已经发展形成了以ISCWSA-MWD和WdW误差模型为代表的一系列研究成果^[14-17]。而对于主动磁测距工具测量误差引起的不确定区域，国内外学者往往将其简单近似为梯形，这种方法虽然直观、简单，但也存在无法定量描述测点落在特定区域内的概率，及无法与井眼轨迹误差相耦合的缺点^[15，18]。为了克服上述“梯形”模型的缺点，建立了基于协方差传播率的磁测距工具测量误差模型，以协方差矩阵的形式定量描述磁测距工具的测量误差；将代表磁测距工具测量误差与井眼轨迹误差的协方差矩阵相加，实现了救援井与事故井相对距离测量误差的定量计算。给定置信因子及磁测距工具测量平面，可通过协方差矩阵进一步确定两井相对距离测量误差在该平面内的误差椭圆。最终通过对比该误差椭圆与磁测距工具探测范围的空间关系，给出了救援井磁测距工具的优选方法。

1. 相对距离测量误差组成分析

由于磁测距工具的探测范围有限且每次测距作业都需要占用大量的作业时间，救援井施工是一个联合使用磁测距工具与测斜仪器逐步引导救援井钻进的过程，引导过程如图1所示。图1中，点1，2，…，n、点1^*，2^*，…，n^*和点1^**，2^**，…，n^**为对应的测点。其中，点1，2，…，n为测距作业时救援井当前井底，点1^*，2^*，…，n^*为实测事故井相对位置，点1^**，2^**，…，n^**为使用历史测斜数据计算得到的事故井预测测点。由于测斜仪器与磁测距工具均存在测量误差且误差精度不同，点1^*，2^*，…，n^*和点1^**，2^**，…，n^**不重合。T为第n次测距后预测的连通点位置。每次测距作业后都需要以事故井实测点为基准对事故井井眼轨迹进行修正，并以修正后的点T为靶点重新进行待钻井眼轨道设计^[19]。随着钻进的进行，两井距离越来越近，磁测距工具精度越来越高，事故井预测测点与实测测点相差越来越小。当救援井与事故井足够靠近时，预测连通点T与实际连通点会非常接近甚至重叠，此时继续钻进，两井大概率实现连通。

图 1 磁测距工具引导两井连通过程示意

Figure 1. Connection process of two wells via magnetic ranging tools

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根据磁测距工具引导救援井钻进过程，可以得到磁测距作业后两井相对距离测量误差的组成，如图2所示（图2中，点(n–1)^*为上一次测距作业实测测点，点p为救援井当前井底，点p**为事故井上与点p对应的预测测点）。测距作业后以实测测点(n–1)^*代替点(n–1)**对事故井井眼轨迹进行修正，修正后测点以深事故井井眼轨迹为事故井相对于救援井的井眼轨迹。由图2可知，预测测点p**相对于点n–1的相对距离测量误差由3部分组成：点(n–1)^*相对于点n–1的测量误差、点p**相对点(n–1)^*的测量误差和点p相对于点n–1的测量误差。

图 2 两井相对距离测量误差

Figure 2. Measurement error of the relative distance between the two wells

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因此，点p^**相对于点n–1的相对距离测量误差总协方差矩阵可表示为^[20]：

${\boldsymbol{C}}{\text{ = }}{{\boldsymbol{C}}_{\text{j}}}{\text{ + }}{{\boldsymbol{C}}_{\text{s}}}{\text{ + }}{{\boldsymbol{C}}_{\text{c}}}$

(1)

式中：C_s，C_j分别为点p^**相对于点(n–1)^*和点p相对于点n–1的井眼轨迹测量误差，用协方差矩阵表示，m²；C_c为点(n–1)^*相对于点n–1的磁测距工具测量误差，用协方差矩阵表示，m²。

2. 相对距离测量误差计算

2.1 坐标系的建立及相对位置计算

磁测距作业时，共建立2个坐标系（见图3）。以救援井当前井底p为原点，建立大地坐标系p-NED，N轴指向磁北，E轴指向正东，D轴铅锤向下指向地心。以救援井当前井底p为原点，建立右手直角坐标系p-xyz，z轴指向救援井测点p处井眼延伸方向，x轴由点p指向点p^*，y轴由右手定则确定。

图 3 磁测距作业时建立的坐标系示意

Figure 3. Diagram of the established coordinate systems

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主动磁测距工具所测量的数据为测点p^*在坐标系p-NED中的相对位置p^*（R，α_r，φ_r）。由于目前已钻救援井案例在进行磁测距作业时事故井测段均为垂直井段或救援井与事故井近似平行，且主动磁测距工具测量相对距离为测点p至事故井井段的最近距离^[21]，可知此时相对仰角α_r为90°或（90°+α_j）。在p-NED坐标系中，利用式（2）将工具测得的极坐标参数p^*（R，α_r，φ_r）换算为坐标参数：

$\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{N_{{{{p}}^ * }}} = R{\rm{sin}}\;{\alpha _{\rm{r}}}\cos {\varphi _{\rm{r}}}} \\ {{E_{{{{p}}^ * }}} = R\sin\; {\alpha _{\rm{r}}}\sin {\varphi _{\rm{r}}}} \\ {{D_{{{{p}}^ * }}} = R\cos \;{\alpha _{\rm{r}}}} \end{array}} \right.$

(2)

式中：R为相对距离，m；φ_r为相对方位角，（°）；α_r为相对仰角，（°）；α_j为救援井当前井底的井斜角，（°）；N_p*，E_p*和D_p*分别为点p^*在坐标系p-NED内的坐标，m。

坐标系p-xyz与p-NED的转换矩阵为：

${{\boldsymbol{T}}_{{p}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\cos\; {\alpha _{\rm{r}}}\cos\; {\varphi _{\rm{r}}}}&{\cos\; {\alpha _{\rm{r}}}{\rm{sin}}\;{\varphi _{\rm{r}}}}&{ - \sin\; {\alpha _{\rm{r}}}} \\ { - \sin \;{\varphi _{\rm{r}}}}&{\cos\; {\varphi _{\rm{r}}}}&0 \\ {\sin\; {\alpha _{\rm{r}}}\cos\; {\varphi _{\rm{r}}}}&{\sin\; {\alpha _{\rm{r}}}\sin\; {\varphi _{\rm{r}}}}&{\cos\; {\alpha _{\rm{r}}}} \end{array}} \right]$

(3)

2.2 主动磁测距工具测量误差计算

主动磁测距工具的测量原理是，通过井下电极向地层中注入高频、低频交流电，从而在事故井上聚集形成沿套管和钻杆向上、向下流动的交变电流。根据安培定则，此电流会在事故井周围产生交变磁场。通过探管测量该交变磁场并将测量数据传输至地面，在地面对测量数据进行处理可得到探管到套管的相对距离和相对方位^[22]。通常认为，主动磁测距工具误差源为相对方位角与相对距离，误差源精度通常以极限误差形式给出。为了便于计算，需要将误差源精度换算为标准差。假设误差源相互独立，测点p^*位置分布满足正态分布。根据随机误差协方差传播率^[23]，可根据式（4）—式（7）确定在坐标系p-NED内点p^*相对于点p的磁测距工具测量误差的协方差矩阵C_c：

${{\boldsymbol{C}}_{\rm{c}}} = {\boldsymbol{KD}}{{\boldsymbol{K}}^{\rm{T}}}$

(4)

${\boldsymbol{D}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\sigma _R^2}&{} \\ {}&{\sigma _{{\varphi _{\rm{r}}}}^2} \end{array}} \right]$

(5)

式中：σ_φ_r为相对方位角测量误差的标准差，（°）；σ_R为相对距离测量误差的标准差，m。

${\boldsymbol{K}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{sin}}\;{\alpha _{\rm{r}}}\cos\; {\varphi _{\rm{r}}}} \\ {\sin\; {\alpha _{\rm{r}}}\sin\; {\varphi _{\rm{r}}}} \\ {\cos\; {\alpha _{\rm{r}}}} \end{array}\begin{array}{*{20}{c}} { - R{\rm{sin}}\;{\alpha _{\rm{r}}}\sin\; {\varphi _{\rm{r}}}} \\ {R\sin\; {\alpha _{\rm{r}}}\cos\; {\varphi _{\rm{r}}}} \\ 0 \end{array}} \right]$

(6)

在p-xyz坐标系中，表示点p*相对于点p的磁测距工具测量误差的协方差矩阵H_c为：

${{\boldsymbol{H}}_{\rm{c}}} = {{\boldsymbol{T}}_{{p}}}{{\boldsymbol{C}}_{\rm{c}}}{\boldsymbol{T}}_{{P}}^{\rm{T}}$

(7)

2.3 误差椭圆

根据主动磁测距工具的工作原理可知，工具的探测范围为p-xy平面内以p为圆心、以探测距离r为半径的圆。为便于分析，将C通过转换矩阵转换到坐标系p-xyz中，则在p-xyz中点p**相对于点n–1的相对距离测量误差的协方差矩阵H可表示为：

${\boldsymbol{H}} = {{\boldsymbol{T}}_{{p}}}{\boldsymbol{CT}}_{{P}}^{\rm{T}}$

(8)

将协方差矩阵H分块，可得到误差椭圆在p-xy平面的截面方程^[24-25]：

${\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\Delta x} \\ {\Delta y} \end{array}} \right]^{\rm{T}}}{\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\sigma _x^2}&{{\sigma _{xy}}} \\ {{\sigma _{yx}}}&{\sigma _y^2} \end{array}} \right]^{{\rm{ - }}1}}\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\Delta x} \\ {\Delta y} \end{array}} \right] = {k^2}$

(9)

式中：k为置信因子，通常取3.41时的置信水平为99.7%；σ_xy为x、y坐标间的协方差，m²；σ_x²，σ_y²分别为x、y坐标的方差，m²。

协方差矩阵可通过式（10）进行分解：

$\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\sigma _x^2}&{{\sigma _{xy}}} \\ {{\sigma _{yx}}}&{\sigma _y^2} \end{array}} \right] = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{cos}}\;\theta }&{ - \sin \;\theta } \\ {\sin\; \theta }&{{\rm{cos}}\;\theta } \end{array}} \right]\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {{\lambda _1}}&0 \\ 0&{{\lambda _2}} \end{array}} \right] {\left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{cos}}\;\theta }&{ - \sin\;\theta } \\ {\sin \;\theta }&{{\rm{cos}}\;\theta } \end{array}} \right]^{\rm{T}}}$

(10)

在p-xy坐标系中，测点p**相对于点n–1的不确定范围为p-xy平面上的误差椭圆，则：

${r_{\rm{1}}} = k\sqrt {{\lambda _{\rm{1}}}}$

(11)

${r_{\rm{2}}} = k\sqrt {{\lambda _{\rm{2}}}}$

(12)

式中：θ为椭圆旋转角度，（°）；r₁，r₂分别为椭圆长、短半径，m；λ₁，λ₂为矩阵特征值，m²。

已知旋转角度θ和椭圆旋转中心p**在p-xy平面内，可由标准椭圆旋转、平移后得到两井相对距离测量误差的误差椭圆。

3. 主动磁测距工具优选方法

3.1 主动磁测距工具分析

目前，现场应用最多的主动磁测距工具是基于注入电流法的Wellspot^TM 系列工具，包括标准Wellspot、RGR Ⅰ和WSAB，其主要性能指标见表1^[12]。

表 1 主动电磁测距工具性能指标

Table 1. Performance indexes of active electromagnetic ranging tools

测距工具	探测范围/m	距离精度，%	方位精度/（°）	外径/mm	温度/℃	压力/MPa	备注
Wellspot	61.0	±20	±3	50.8	204.4	172.4	每次测距需要起下钻
WSAB	4.6	±20	±3	215.9	125.0	103.4	不需要起下钻
WSAB	2.1	±5	±3	50.8	125.0	103.4	不需要起下钻
RGRⅠ	7.6	±5	±3	114.3	176.6	137.9

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由表1可知，不同磁测距工具之间的性能指标和工艺流程差异很大。若选用的磁测距工具探测范围过大，虽然可以探测到事故井，但测量误差较大，不利于两井实现最终连通；若选用的磁测距工具探测范围过小，很有可能无法一次探测到事故井，起钻更换磁测距工具会浪费作业时间和增加作业风险。因此，救援井作业过程中需要根据两井距离关系选用合适的磁测距工具。

3.2 主动磁测距工具的优选方法

通过p-xy平面内的两井相对距离测量误差椭圆与主动磁测距工具探测范围的空间关系来选择主动磁测距工具，主动磁测距工具的优选方法如图4所示（图4中，r_Wellspot为Wellspot工具最大探测范围，m；r_RGRⅠ为RGRⅠ工具最大探测范围，m；r_WSAB为WSAB工具最大探测范围，m）。

图 4 主动电磁测距工具优选方法

Figure 4. Optimal selection method of active electromagnetic ranging tools

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具体判别方式：1）当只有Wellspot工具探测范围完全包覆合成误差椭圆时，使用Wellspot工具；2）当Wellspot工具与RGRⅠ工具探测范围能完全包覆合成误差椭圆、且WSAB工具的探测范围无法完全包覆合成误差椭圆时，考虑测量精度，使用RGRⅠ工具；3）当3种磁测距工具探测范围均可完全包覆合成误差椭圆时，考虑测量精度及井下安全，使用WSAB工具。

4. 算例分析

4.1 基础数据

假定事故井为直井，套管下深6 131 m。救援井井口位于事故井井口北偏东60°方向，井口距离500 m。设计连通点T垂深为5 831.2 m，连通点位于套管上。当地磁偏角δ=4.0°，磁倾角β=72°，地磁场强度B=50 000 nT。

救援井点1处使用Wellspot工具进行了一次测距作业，成功探测到了事故井，事故井测点1^*在1-NED坐标系中的球坐标为（7.41，240°，90°），直角坐标为（0.15，0.13，0）。以1*作为初始点更新事故井井眼轨迹，并重新进行待钻轨道设计。测距作业后，使用测斜仪器对两井相对距离进行监测，并顺序钻进至点2、3、4处，设计在点2、3、4处分别使用主动磁测距工具进行测距作业。使用历史测斜数据，计算得到了事故井预测测点2^**、3^**、4^**。

在1-NED坐标系中，根据ISCWSA模型计算井眼轨迹误差的协方差矩阵如下：

$\begin{array}{l} {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{j12}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {2.18{{\times 10}^{ - 3}}}&{3.18{{\times 10}^{ - 7}}}&{1.09{{\times 10}^{ - 4}}}\\ {3.18{{\times 10}^{ - 7}}}&{2.75{{\times 10}^{ - 4}}}&{1.{\rm{67}}{{\times 10}^{ - 8}}}\\ {1.09{{\times 10}^{ - 5}}}&{1.{\rm{67}}{{\times 10}^{ - 8}}}&{1.{\rm{18}}{{\times 10}^{ - 5}}} \end{array}} \right]\\ {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{j13}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {2.{\rm{18}}{{\times 10}^{ - 3}}}&{3.{\rm{16}}{{\times 10}^{ - 6}}}&{1.{\rm{09}}{{\times 10}^{ - 4}}}\\ {3.{\rm{16}}{{\times 10}^{ - 6}}}&{2.{\rm{73}}{{\times 10}^{ - 3}}}&{1.{\rm{66}}{{\times 10}^{ - 7}}}\\ {1.{\rm{09}}{{\times 10}^{ - 4}}}&{1.{\rm{66}}{{\times 10}^{ - 7}}}&{1.{\rm{07}}{{\times 10}^{ - 4}}} \end{array}} \right]\\ {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{j14}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {1.{\rm{32}}{{\times 10}^{ - 2}}}&{1.{\rm{92}}{{\times 10}^{ - 5}}}&{6.{\rm{60}}{{\times 10}^{ - 4}}}\\ {1.{\rm{92}}{{\times 10}^{ - 5}}}&{1.{\rm{66}}{{\times 10}^{ - 2}}}&{1.{\rm{01}}{{\times 10}^{ - 6}}}\\ {6.{\rm{60}}{{\times 10}^{ - 4}}}&{1.{\rm{01}}{{\times 10}^{ - 6}}}&{{\rm{6}}{\rm{.39}}{{\times 10}^{ - 4}}} \end{array}} \right] \end{array}$

$\begin{array}{l} {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{s1^*2^{**}}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {2.13{{\times 10}^{ - 4}}}&{}&{}\\ {}&{2.13{{\times 10}^{ - 4}}}&{}\\ {}&{}&{1.13{{\times 10}^{ - 5}}} \end{array}} \right]\\ {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{s1^*3^{**}}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {2.{\rm{12}}{{\times 10}^{ - 3}}}&{}&{}\\ {}&{2.{\rm{12}}{{\times 10}^{ - 3}}}&{}\\ {}&{}&{1.{\rm{02}}{{\times 10}^{ - 4}}} \end{array}} \right]\\ {{\boldsymbol{C}}_{{\rm{s1^*4^{**}}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {1.{\rm{28}}{{\times 10}^{ - 2}}}&{}&{}\\ {}&{1.{\rm{28}}{{\times 10}^{ - 2}}}&{}\\ {}&{}&{6.{\rm{03}}{{\times 10}^{ - 4}}} \end{array}} \right] \end{array}$

4.2 计算与分析

由于事故井为直井，因此主动磁测距工具探测平面1-xy与1-NE共面。在1-NE平面内求得事故井测点1^*相对于点1的测量误差协方差矩阵：

${{\boldsymbol{C}}_{{\rm{c11^*}}}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {4.14{\times 10^{ - 2}}}&{5.{\rm{54}}{\times 10^{ - 2}}}&0 \\ {5.{\rm{54}}{\times 10^{ - 2}}}&{1.05{\times 10^{ - 2}}}&0 \\ 0&0&0 \end{array}} \right]$

取置信因子k=3.41，由协方差矩阵计算误差椭圆长、短半轴长度分别为1.26 m和0.33 m。在1-NE平面内绘制1*相对于点1的位置不确定性误差椭圆，如图5所示。由图5可知，根据协方差矩阵绘制的误差椭圆在梯形区域内。这是因为，误差椭圆只表示一定置信区间内的位置分布可能性，而梯形方法则表示所有测点可能分布的区域。误差椭圆置信区间为99.7%，则测点落在2种方法未相交区域的可能性仅为0.3%，因此可以使用该误差模型计算主动磁测距工具测量误差。

图 5 主动磁测距工具测量误差示意

Figure 5. Measurement error of active magnetic ranging tools

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根据几何关系及相对位置不确定性分析，可得在设计的不同测点处两井相对距离测量误差椭圆的长、短半径（见表2）。

表 2 预测测点处两井相对距离测量误差椭圆

Table 2. Predicted measurement error ellipses of the relative distances between the two wells at the ranging points

设计测点	设计测点坐标		预测相对距离/m	误差椭圆半径/m		旋转角θ/ （°）
设计测点	N坐标/ m	E坐标/ m	预测相对距离/m	r₁	r₂	旋转角θ/ （°）
2	3.49	5.92	6.68	0.45	1.27	29.99
3	2.75	4.64	5.21	0.50	1.29	29.89
4	1.19	1.92	2.07	0.71	1.39	29.32

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根据表1、表2中的数据，分别绘制3个测点的两井相对距离测量误差椭圆及主动磁测距工具探测范围（见图6）。根据主动磁测距工具优选方法，若在点2处进行测距作业，为确保工具入井后可以探测到事故井套管，只能采用Wellspot工具；若在点3或点4处进行测距作业，此时两井相对位置误差椭圆在RGRⅠ与Wellspot工具探测范围内、但在WSAB工具探测范围外，因此可换用测量精度更高的RGRⅠ工具。

图 6 主动磁测距工具优选结果

Figure 6. Optimal selection result of active magnetic ranging tools

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5. 结　论

1）建立了可定量描述主动磁测距工具测量误差的计算模型，实现了事故井预测测点与救援井当前井底间的相对距离测量误差计算。

2）通过对比主动磁测距工具探测范围与两井相对距离测量误差椭圆的空间关系，给出了主动磁测距工具的优选方法，该方法可以在确保事故井可探测的前提下选用测量精度更高、作业风险更小的磁测距工具。

3）建立主动磁测距工具测量误差模型时，忽略了相对距离与相对方位之间的相关关系，后续应依据主动磁测距工具测量原理对误差源进行细化，以期实现对主动磁测距工具测量误差的精确描述。

参考文献(13)

[1]	Harpalani S,Shraufnagel R A.Shrinkage of coal matrix with release of gas and its impact on permeability of coal[J].Fuel,1990,69(4):551-556.
[2]	Clarkson C R,Bustin R M.The effect of pore structure and gas pressure upon the transport properties of coal a laboratory and modeling study[J].Fuel,1999,78(1):1345-1362.
[3]	Bustin R M.Importance of fabric and composition on the stress sensitivity of permeability in some coal Northern Sydney Basin,Australia relevance to coalbed methane exploitation[J].AAPG Bulletin,1997,81(11):171-184.
[4]	张政,秦勇,Wang Guoxiong,等.基于等温吸附实验的煤层气解吸阶段数值描述[J].中国科学:地球科学,2013,43(8):1352-1358. Zhang Zheng,Qin Yong,Wang Guoxiong,et al.Numerical description of coalbed methane desorption stages based on isothermal adsorption experiment[J].Science China: Earth Sciences,2013,43(8):1352-1358.
[5]	毛慧,韩国庆,吴晓东,等.煤层气井气水两相流动阶段流入动态研究[J].断块油气田,2011,18(4):502-504. Mao Hui,Han Guoqing,Wu Xiaodong,et al.Study on inflow performance in gas-water two-phase flow stage of coalbed methane well [J].Fault-Block Oil Gas Field,2011,18(4):502-504.
[6]	康永尚,赵群,王红岩,等.煤层气井开发效率及排采制度的研究[J].天然气工业,2007,27(7):79-82. Kang Yongshang,Zhao Qun,Wang Hongyan,et al.Developing efficiency and the working system of wells during the de-watering gas production process in coalbed ethane reservolrs[J].Natural Gas Industry,2007,27(7):79-82.
[7]	杨秀春,李明宅.煤层气排采动态参数及其相互关系[J].煤田地质与勘探,2008,36(2):19. Yang Xiuchun,Li Mingzhai.Dynamic parameters of CBM well drainage and relationship among them[J].Coal Geology Exploration,2008,36(2):19.
[8]	李国富,侯泉林.沁水盆地南部煤层气井排采动态过程与差异性[J].煤炭学报,2012,37(5):798-803. Li Guofu,Hou Quanlin.Dynamic process and difference of coalbed methane wells production in southern Qinshui Basin[J].Journal of China Coal Society,2012,37(5):798-803.
[9]	石惠宁,马成宇,梅永贵,等.樊庄高煤阶煤层气井智能排采技术研究及应用[J].石油钻采工艺,2010,32(4):107-111. Shi Huining,Ma Chengyu,Mei Yonggui,et al.Research and application of intelligent recovery technology for Fanzhuang high rank CBM wells[J].Oil Drilling Production Technology,2010,32(4):107-111.
[10]	李清,赵兴龙,谢先平,等.延川南区块煤层气井高产水成因分析及排采对策[J].石油钻探技术,2013,41(6):95-99. Li Qing,Zhao Xinglong,Xie Xianping,et al.Causes of high water yield CBM wells in Yanchuannan Block and draining measures[J].Petroleum Drilling Techniques,2013,41(6):95-99.
[11]	曲占庆,翟恒立,田相雷,等.考虑压敏效应的变启动压力梯度试验研究[J].石油钻探技术,2012,40(3):78-82. Qu Zhanqing,Zhai Hengli,Tian Xianglei,et al.Experimental research on variable threshold pressure gradient considering pressure sensitive effect[J].Petroleum Drilling Techniques,2012,40(3):78-82.
[12]	郭红玉,苏现波.煤储层启动压力梯度的实验测定及意义[J].天然气工业,2010,30(6):52-54. Guo Hongyu,Su Xianbo.An experimental measurement of the threshold pressure gradient of coal reservoirs and its significance[J].Natural Gas Industry,2010,30(6):52-54.
[13]	葛家理.现代油藏渗流力学原理[M].北京:石油工业出版社,2003:81-89. Ge Jiali.Themodren mechanics of fluids flow in oil reservoir[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2003:81-89.

施引文献(10)

期刊类型引用(8)

1.	张淑霞，沐宝泉，严文娟，文萍. 稠油侵入钻井液技术研究进展. 当代化工. 2023(02): 411-414 . 百度学术
2.	葛祥，周贤杰，张世懋. 中东Y油田碳酸盐岩油藏沥青层测井评价. 测井技术. 2018(02): 149-155 . 百度学术
3.	江朝. 伊朗雅达油田F13井严重沥青侵复杂情况的处理. 复杂油气藏. 2017(02): 82-86 . 百度学术
4.	路保平，侯绪田，邢树宾. 伊朗雅达油田沥青层置换机制与压力波动分析. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(06): 88-93 . 百度学术
5.	江朝. ZDM型倒扣捞矛落井原因分析及改进应用. 石油机械. 2017(06): 99-102 . 百度学术
6.	江朝，张华卫，黄在福，侯立中，吴旭辉. 雅达油田F13井沥青层喷漏同存复杂情况的处理. 石油钻采工艺. 2017(04): 528-532 . 百度学术
7.	江朝，王利华，黄在福，侯立中，庞小旺. 雅达油田沥青层钻井风险预测方法探讨. 钻采工艺. 2017(04): 10-12+1 . 百度学术
8.	唐文泉，王成彪，金军斌，杨帆，薛玉志，陈晓飞，李涛，宋兆辉. 钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究. 科学技术与工程. 2016(27): 20-25 . 百度学术

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1. 相对距离测量误差组成分析
2. 相对距离测量误差计算
2.1 坐标系的建立及相对位置计算
2.2 主动磁测距工具测量误差计算
2.3 误差椭圆
3. 主动磁测距工具优选方法
3.1 主动磁测距工具分析
3.2 主动磁测距工具的优选方法
4. 算例分析
4.1 基础数据
4.2 计算与分析
5. 结　论

1. 相对距离测量误差组成分析
2. 相对距离测量误差计算
2.1 坐标系的建立及相对位置计算
2.2 主动磁测距工具测量误差计算
2.3 误差椭圆
3. 主动磁测距工具优选方法
3.1 主动磁测距工具分析
3.2 主动磁测距工具的优选方法
4. 算例分析
4.1 基础数据
4.2 计算与分析
5. 结　论

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