RTK技术在油田选井位中的应用探讨

【摘要】目前，井位勘测施工中RTK卫星定位技术正在逐步取代光电测量技术，两种技术联合使用也能解决施工中的大量难题。本文主要探讨RTK卫星定位技术在油田选井位中的应用与实践。

【关键词】RTK技术 油田 选井位

GPS―RTK测量的标称精度一般为厘米级，井位初测的精度要求为10m级，所以在精度要求方面，GPS―RTK技术对井位测量是完全满足的。不仅如此，GPS―RTK方法操作简便，不需要密集的控制点，定点迅速，目前已被各油气田作为井位测量的首选方式[1]。

1 GPS―RTK方法

根据CPS―RTK技术作业原理和《石油天然气井位测量规范》（SY/T5518―2000）要求，采用GPS―RTK技术进行井位测量，应注意以下几点：

a.基准站应设在井位控制点上。井位图根点的精度较低，不宜作为GPS―RTK的基

准站；b.流动站和基准站之间不宜超过10km，也就是说不能超过RTK的有效作业范围。在流动站和基准站之间不能有影响电台数据传输的障碍物；c.电台的天线到GPS的天线间的距离不小于5m，以免互相干扰：d.GPS卫星高度角不宜小于150；e.GPs接受机100m之内无强大的电磁波辐射源。

《石油天然气井位测量规范》（SY/ T5518―2000）对GPS―RTK测量的精度做了如下规定。①测定结果以实时差分下的有效位置为准：②移动站到达设计井位的初测位置后，连续测量的时间不少于2min，连续记录数据不少于20个，数据应满足：a.每个坐标的摆动幅度不超过2m；b.每个坐标与井位的设计坐标不得超过2m。对于GPS―RTK测量方式来说，只要不出现粗差，上述要求是

容易达到的[2]。

放设出井位位置后，在井位处打入暗桩，埋设醒目的标志，并写明井号，这口井的井位

初测的现场工作即告完成。用于测绘各种比例尺的地形图随着实时动态定位（简称RTK）技术的不断完善，GPS全站仪已经问世，测一个点仅需几秒钟，配合测图软件，可直接用于地形测量、工程定线和放样等施工测量。测量员手持GPS，在地形特征点上行走，无须人工帮助，在测站点上的计算机即可自动绘出地形图。

2 油田选井位的影响因素

GPS测量是通过地面接收设备接收卫星传送的信息来确定地面点的三维坐标。测量结果的误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备。所产生的误差，按其性质可分为系统误差与偶然误差两类。偶然误差主要包括信号的多路径效应，系统误差主要包括卫星的星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等。其中系统误差无论从误差的大小还是对定位结果的危害性讲都比偶然误差要大得多，它是GPS测量的主要误差来源。同时系统误差有一定的规律可循，可采取一定的措施加以减弱或消除。

对于卫星部分和信号传播的误差，可以通过以下几种方式进行改正：

（1）利用不同频率的观测值组合来对电离层的延迟进行改正；

（2）利用电离层模型加以改正；

（3）利用同步观测值求差，这种方法对于短基线的效果尤为明显；

（4）通过GPS作业点信号接收应远离大面积水域、避开高层建筑物、改装天线等措施，减少多路径效应产生的影响。

对于信号接收和其他影响的误差，可以在GPS数据接收和处理软件中通过以下几种方式进行改正：

（1）GPS接收机一般采用高精度的石英钟，在数据处理中与观测站的位置参数一并求解，可减弱接收机钟差的影响；

（2）在精密定位时，要仔细操作，以尽量减少接收机的位置误差的影响，可通过两个或多个测站同步观测同一组卫星，可通过观测值求差来减弱其影响；

（3）在GPS测量时，观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的，而天线的相位中心与其几何中心在理论上应保持一致；

（4）其他影响可通过建立数学模型，即观测值加上其引起的改正数来削弱。

3 RTK技术在油田选井位中的应用

井位勘测，也称石油天然气井位勘察测量，主要工作包括两部分，一是根据井位的设计坐标，把设计井位测设到地面上，这个过程称为初测，初测时还要对新井周围的地物地貌进行测量和描述；二是测设的井位，经过钻井前的施工准备工作，摆筑好基础或安装好井架后，对井位进行重新测量，这个过程称为复测。井位勘测是油气田投入钻探开发施工的第一步，也是油田重要的基础性工作之一。油气田钻探开发施工的特点决定了钻井井位尤其是探井的井位勘测作业流动性大，同时对井位勘测这个行业也提出了两个特殊要求：一是准确，二是及时。尤其是在初测过程中，如果测量不准确，会导致单口井的全部施工作业过程报废，造成巨大的经济损失；如果不能及时测量，会引起大量钻探设备和人员的闲置和等待，延误油气田的生产运行进度。井位勘测工程技术，从原理上可以分为两类：光电测量技术和GPS（Global Positioning System）卫星定位技术。光电测量技术也是传统的测量技术，它是指使用传统的光电测量仪器进行井位测量野外施工，主要设备包括：全站仪、经纬仪、测距仪、水准仪等，具有精度高、测量速度慢、受环境因素影响较大、对控制点的依赖性强等特点。

将设计井位放设到地面上，并对该井位的位置及高程进行测量的过程。前者称为初测，后者称为复测。测量精度要求随井位的性质而异。初测误差：开发井小于10m；评价井小于30m；预探井、参数井和海上井位小于50m。复测误差：开发井、评价井小于3m；预探井、参数井和海上井位小于5m。高程误差小于1m[3]。

4 结论

总之，井位勘测工程技术作为测绘行业的一个分支，虽然在测绘技术和使用的设备上有一定共性，但是在工作流程和技术要求上与其他的测绘工程技术有明显的区别。本文通过对RTK卫星定位技术在油田选井位中的应用进行分析，期望能对油田选井有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 杜继宗. 浅谈RTK在矿区测量中的应用[J].中国煤炭地质，2009（11）：112-113

[2] 杨剑华. RTK技术在城市测量中的应用[J].矿山测量，2011（01）：187-188

[3] 高永甲，孙加强. GPS RTK技术在公路测量中的应用[J]. 物探装备，2009（01）：78-79