井眼轨迹设计与控制方法53页PPT

三、井眼轨迹的图示法
2. 投影图示法
垂直投影图
轨迹在设计方位 线所在的铅垂面上 的投影。
原点：井口
V
+
水平投影图
轨迹在水平面 上的投影。 原点：井口 坐标轴：N，E D N θ
V
α’
目标点
横坐标：视平移 V
纵坐标：垂深 D
φ
LP S E
设计方位线
缺点：垂直投影图不能真实地反映井深L、
井斜角α和水平位移S 等轨迹参数。
第一节 井眼轨迹的基本概念
二．轨迹的计算参数
(7) 井眼曲率K（狗腿严重度、全角变化率）
αA
C αB E γ
D
第一节 井眼轨迹的基本概念
三．井眼轨迹的图示法 1.三维坐标法 坐标系：0-D-N-E
能形象直观地反映出 井眼的形状和走向。但不 能反映出真实的井身参数 ，且作图难度大。
第一节 井眼轨迹的基本概念
纵坐标：垂深 D
第二节 轨迹测量及计算
目的：掌握井眼轨迹参数的测量、计算、轨迹绘图方法。
一、测斜方法及测斜仪简介
1.测量内容 井深Dm、井斜角α 、方位角φ
2.测斜仪分类
按工作方式分：单点式、多点式、随钻测量（有线、无线） 按工作原理分：磁性测斜仪（罗盘）、陀螺测斜仪（高速陀螺空间指向 恒定）。
3.测斜仪结构
正切法 假设测段为 直线，其方 向与下测点 方向一致。
平衡正切法
假设测段为两 段等长度的折 线，其方向分 别与上、下测 点方向一致。
平均角法
假设测段为直 线，其方向为 上、下测点方 向的“和方向 ”。
圆柱螺线法
假设测段为圆 柱螺线，螺线 在两端点处与 上、下两测点 方向相切。

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α
t
（二）井身剖面与精度控制
井身剖面由直井段、造斜段、稳斜段、 增斜段、降斜段和水平段组合而成。
直井段:设计井斜角为零度的井段。 造斜点（Ｄｋｏｐ ）:开始定向造斜的位置 称为造斜点。以该点的井深来表示。 造斜率（Ｒｂ ）:造斜工具的造斜能力,即 该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。
设计师井
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（二）、设计井眼轨道的原则
（1）根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井目的。 （2）根据油气田的构造特征、油气产状，有利于提高 油气产量和采收率，改善投资效益。 （3）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时， 有利于钻井、采油和修井作业。 （4）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简 单的剖面类型，力求使设计的测深最短，以减小井眼 轨道控制的难度和钻井工作量，有利于安全、快速钻 井，降低钻井成本。
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（三）井眼轨道水平投影
1）工具弯角:在造斜钻具 组合中，拐弯处上下两段 的轴线间的夹角。 2）工具面：在造斜钻具 组合中，由弯曲工具的两 个轴线所决定的平面。
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ON－正北方向线 OE－正东方位线 OA－井底井斜方位线－高边方位线 OB－造斜工具定向方位线 OC－造斜工具的安置方位线 3）反扭角（βr ）：在使用井下动力 钻具进行定向造斜或扭方位时，动力 钻具启动前的工具面与启动后且加压 钻进时的工具面之间的夹角。 4）高边：定向井的井底是个呈倾斜状 态的圆平面，称为井底圆；井底圆上 的最高点称为高边；从井底圆心至高 边之间的连线所指的方向称为高边方 B A K源自 ＥＬB ＬA
方位变化率Ｋ ：单位井段的方位变化
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水平位移、闭合距、闭合方位角的概念
水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离

方位角ψ ：正北顺时针转至轴 线上某点切线在水平面的投影 的夹角。
井眼曲率Rh：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度。
井斜变化率Rn：单位长度井段井斜角变化值。 垂深Ｄ：井 眼轴线上某 测点至井口 转盘所在平 面的垂直距 离。 方位变化率Ri：单位长度井段方位角变化值。 测深Ｄm：某测点到转盘补 心的井眼轴线实际长度。 井斜角α i ：轴线切 向方向与垂线的夹角。 井深D Ｗ ：转盘补心到 井底的深度。
第五章
第一节 井眼轨道设计的原则和方法
3. 井眼轨道水平投影 1) 工具弯角（θ ｂ）:在造斜 钻具组合中 , 拐弯处上下两段的 轴线间的夹角。 2) 工具面 : 在造斜钻具组合 中 , 由弯曲工具的两个轴线所决 定的平面。 3) 反扭角（β ｒ）:在使用井 下动力钻具进行定向造斜或扭方 位时 , 动力钻具启动前的工具面 与启动后且加压钻进时的工具面 之间的夹角。反扭角总是使工具 面逆时针转动。
第三章
第一节 井眼轨道设计的原则和方法
一、基本概念
1 .井眼轨道的基本要素
井眼轨道：表示井眼轴线形状的图形。
其它基本要如下图所示：
第五章
第一节 井眼轨道设计的原则和方法
井底水平位移Sh：井口与井底两点 在水平投影面上的直线距离。 井底闭合方位角Ψ h ：从正北方向 顺时针转至井口与井底的水平投影 连线的夹角。
第五章 第一节 井眼轨道设计的原则和方法
第五章 第一节 井眼轨道设计的原则和方法
与整个井眼相比为小量，其长设为dl，B点的定向要素为 DA+dD、EA+dE、 NA+dN、αA+dα、 ShA+dShA 、 φA +dφ。连接AB两点，AB线段水平投影为AˊBˊ 线段。可以近似地认为：AB弧长=AB线段长= dl。 在垂直投影面中：

井眼轨迹设计与控制 (Well Path Design & Control )
概述
一、定向钻井
1.定义
定向钻井是使井眼沿预 先设计的井眼轴线（井眼 轨迹）钻达预定目标的钻 井过程。
概述
一、定向钻井
2.特点(与直井区别):
设计一条通往目的层的最佳轨迹.
井斜角大、水平位移大、井眼曲率大.
工艺技术特殊,需专门井下工具，钻压损失大、扭矩大 ，需经常测斜（一般一根单根测一次）、定向（指用井 底动力钻具钻进），频繁起下钻.
概述
3、海上生产集输需要
概述 4、钻井技术的需要
需用定向井来处理井下复杂情况或易斜地层的钻井
1）新疆柯3井，井喷失控着火，几年后请 美国人来钻定向救援井。
2）我国自行设计、施工的数口成功的定 向救援井：濮2—151井（中原油田）、 永59井（胜利）、南2—1井（青海）。 均成功地制服了井喷失控事故。
4、轨迹控制的工作内容——测斜、实钻井眼位置计算、 钻具组合调整计算、校正井眼设计。
5 、仪器的选择和使用.
概述 六、定向钻井涉及的关键技术
计算：（计算机技术）
轨迹设计、钻具设计、轨迹预测、定向参数。 从井口到目的点，要有不同的井段连接，有增 斜与降斜要求，而造斜能力受工具和工艺水平的限 制，同时还应考虑如何安全钻进。故必须设计井眼 轨迹。
第一节 定向井的基本概念
第一节 定向井的基本概念
一、定向井的基本要素
N
OO
测深 ———井口至测点处的井
眼实长，米。
井斜角 ———测点处井眼切线 与重力线间的夹角，度。
第一节 定向井的基本概念
一、定向井的基本要素
井斜变化率 ———井斜角对 井深的变化率，度/30米 N 垂深 ———测点的垂直深度 ，米