定向井基础知识讲座

Ｎ坐标和Ｅ坐标：是指轨迹上某 点在以井口为原点的水平面坐标 系里的坐标值。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
其他井身参数
水平位移：简称平移，指轨迹上某 点至井口所在铅垂线的距离，或指 轨迹上某点至井口的距离在水平面 上的投影。此投影线称为平移方位 线。水平位移常以字母Ｓ表示。
井深：
指井口(通常以转盘面为基准)至钻头的井眼长度，也有人 称之为斜深。
滞后距：
指测点至钻头的距离。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
井斜角（Inc）：
过井眼轴线上某测点作井眼轴线 的切线，该切线向井眼前进方向 延伸的部分称为井眼方向线。井 眼方向线与重力线之间的夹角就 是井斜角。显然，井眼方向线与 重力线都是有向线段。井斜角表 示了井眼轨迹在该测点处倾斜的 大小。 井斜角常以希腊字母α表示，单 位为度(°)。一个测段内井斜角 的增量总是下测点井斜角减去上 测点井斜角，以Δα表示。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
井斜方位角(Amz)：
某测点处的井眼方向线投 影到水平面上，称为井眼 方位线，或井斜方位线。 以正北方位线为始边，顺 时针方向旋转到井眼方位 线上所转过的角度，即井 眼方位角。注意，正北方 位线是指地理子午线沿正 北方向延伸的线段。所以 正北方位线和井眼方位线 也都是有向线段，都可以 用矢量表示。

da dL

L
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井斜变化率和井斜方位变化率
井斜方位变化率：是指井斜方位角 随井深变化的程度，以Ｋφ表示。 严格地讲，井斜方位变化率是井斜 方位角φ 对井深Ｌ的一阶导数， 可写为：
以增量代替微分，以相邻二测点间 的井斜方位角变化值（Δφ ）与 二测点间井段长度（ΔL）的比值 来表示井斜方位变化率的。求得的 乃是该测段的平均井斜方位变化率：
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
井斜方位角常以字母φ表示，单位为度(°)。井斜方位角的 增量是下测点的井斜方位角减去上测点的井斜方位角，以 Δφ表示。井斜方位角的值可以在0～360° 范围内变化。
注意“方向”与“方位”的区别。方位线则是水平面上的矢 量，而方向线乃是空间的矢量。只要讲到方位，方位线，方 位角，都是在某个水平面上；而方向和方向线则是在三维空 间内(当然也可能在水平面上)。井眼方向线是指井眼轴线上 某一点处井眼前进的方向线。该点的井眼方位线则指该点井 眼方向线在水平面上的投影。在学习扭方位计算时，也要特 别注意这个区别。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
定向井轨迹控制基本术语
造斜工具面：螺杆高边 与井眼轴线形成的面。装 置角分为磁性工具面角和 重力工具面角 磁性工具面角：以正北 方向为基准，顺时针旋转 至造斜工具面在水平面上 的投影方向线形成的夹角。 重力工具面角：以高边 方向线为基准，顺时针旋 转至造斜工具面在水平面 上的投影方向线形成的夹 角。
优点：从图上可直接看出，需要增斜还是 需要降斜，需要增方位还是需要减方位。 也可根据这张图，可以想象出井眼轴线的 空间形状。 缺点：这种垂直投影图不能反映出井身参 数的真实值。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
其他井身参数
垂直深度：简称垂深，是指轨迹 上某点至井口所在水平面的距离。 垂深的增量称为垂增。垂深常以 字母Ｄ表示，垂增以ΔＤ表示。 水平投影长度：简称水平长度 或平长，是指井眼轨迹上某点至 井口的长度在水平面上的投影， 即井深在水平面上的投影长度。 水平长度的增量称为平增。平长 以字母Ｐ表示，平增以ΔＰ表示。
定向井基础知识
前言
本ppt主要讲述一些关于定向井技术中井眼轨 迹和井眼轨迹控制方面的术语和基本方法。其目 的是抛砖引玉，立足于现场运用，如需要详细了 解和掌握请查阅相关的书籍。
@ 2007 Orient Energy. All rights井眼沿预先 设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻 达预定目标的钻井过程。 （井斜控制是使井眼按规定 的井斜、狗腿严重度、水平位移 等限制条件的钻井过程）。
K
d dL
K
L
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轴线形状的图示法
投影图表示法
相当于机械制图中的视图表示法，在国外 使用广泛。
这种图示法包括两张图：一张是水平投影 图，相当于俯视图。一张是垂直投影图， 相当于侧视图，其投影面选在原设计方位 线所在的铅垂平面上(横坐标V，纵坐标D)。 投影图主要用于指导施工。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
定向井轨迹控制工具
螺杆钻具由四个部件组成， 从上至下依次是：（1）旁 通阀总成；（2）马达总成； （3）万向轴总成；（4）传 动轴总成。 螺杆钻具的工作原理：通过 钻井液挤压转子与定子之间 的密封腔，推动转子自转； 经万向轴的转换，把行星转 动变为轴心转动，带动钻头 旋转，即把钻井液的液力能 通过螺杆转换成机械能。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
定向井轨迹控制基本方法
井斜方位控制方法
以高边方向线为基准，造 斜工具面顺时针方向0-90°为 增斜增方位。其中0 °为全力 增斜，90 °为全力增方位。 90-180 °为降斜增方位，其 中180 °为全力降斜；180270 °为降斜降防位，270 ° 为全力降方位；270-360 °为 增斜降方位，其中360 °为全 力增斜（与0重合）。
测斜仪器在每个点上测得的参数有三个，即测深、井斜 角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
测深(MD)：
指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。国外称 为测量井深(Measure Depth)。井深是以钻柱或电缆的长 度来量测。测深既是测点的基本参数之一，又是表明测点 位置的标志。
井斜角的控制：增斜、降斜、稳斜；
增方位 井斜方位角控制：增方位、降方位、稳方位； 增斜 (九种组合) 稳方位 稳斜
降斜
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
降方位
定向井轨迹控制基本术语
造斜工具得造斜率，既可用于改变井斜方位角，同时可用于改变井斜角。 如何按照轨迹发展的需要去改变井斜角和井斜方位角呢？关键在于分配造 斜率，其关键有在于装置角的计算和安置。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
象限角
井斜方位角还有另一种表 示方式，称“象限角”它 是指井斜方位线与正北方 位线或与正南方位线之间 的夹角。象限角在 0～90 度之间变化。书写时需注 明所在的象限，如 N67.5°W。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
平移方位角：指平移方位线所在的 方位角，即以正北方位为始边顺时 针转至平移线上所转过的角度，常 以字母θ表示。 闭合距与闭合方位：国外将水平位 移称作 闭合距(Closure Distance)，将平移方位角称作闭 合方位角(Closure Azimuth)。我 国现场常特指完钻时的水平位移为 闭合距，平移方位角为闭合方位角。 水平位移和水平长度是完全不同的 概念。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
定向井轨迹控制计算 装置角的概念
装置角的定义
井斜铅垂面与造斜工具面的夹 角(还不够准确！)；
以井斜铅垂面为基准，顺时针 旋转到造斜工具面上所转过的 角度；
在井底平面上，以高边方向线 位基准，顺时针旋转到工具面 与井底圆的交线上所转过的角 度；
视平移：有人称为投影位移， 英文称Vertical Section，是 水平位移在设计方位线上的 投影长度。视平移以字母Ｖ 表示。 视平移也可以定义为水平位 移在设计方位线上的投影。
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
定向井轨迹控制基本概念
1. 要求：在实钻过程中，设法使实钻的井眼轨迹尽可 能符合设计的井眼轨道。 2. 实质：井眼轨迹控制，的实质，就是不断地控制井 眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位角 来表示的。 3. 井眼方向控制内容：
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井斜变化率和井斜方位变化率
井斜角和井斜方位角是在随着井深而不断 变化的。既然在变化，就有变化快慢之分。 变化率就是变化的快慢。 井斜变化率：是指井斜角随井深变化的程 K 度，以Ｋα表示。严格地讲，井斜变化率 是井斜角α对井深Ｌ的一阶导数，可写为： 以增量代替微分，以相邻二测点间的井斜 角变化值（Δα）与二测点间井段长度 （ΔL）的比值来表示井斜变化率的。求 K 得的乃是该测段的平均井斜变化率：
@ 2007 Orient Energy. All rights reserved.
井眼轨迹的基本参数
磁偏角
目前广泛使用的磁性测斜仪是 以地球磁北方位为基准的。磁 北方位与正北分位并不重合而 是有个夹角，称为磁偏角。磁 偏角又分为东磁偏角和西磁偏 角。东磁偏角指磁北方位线在 正北分位线的东面，西磁偏角 指磁北方位线在正北分位线的 西面。用磁性测斜仪测得的井 斜方位角称为磁方位角，并不 是真方位角，需要经过换算求 得真方位角。这种换算称为磁 偏角校正。换算的方法如下： 真方位角＝磁方位角＋东 磁偏角 真方位角＝磁方位角－西 磁偏角