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井眼轨迹的基本概念

(3)井斜方位角:
井斜方位角:以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位 线(井斜方位线)上所转过的角度,即井斜方位角。
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。
井斜方位角以字母φ表示。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。
井眼轨迹的基本概念
1、井眼轨迹的基本参数 2、井斜变化率和井斜方位变化率 3、井眼曲率及其计算 4、井眼轴线的图示法
1.井眼轨迹的基本参数
井眼轨迹,实指实钻的井眼轴线。 一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间 曲线。为了进行轨迹控制,就要了解 这条空间曲线的形状,就要进行轨迹 测量,这就是“测斜”。 目前常用的测斜方法并不是连续测斜, 而是每隔一定长度的井段测一个点。 这些井段被称为“测段”,这些点被 称为“测点”。 测斜仪器在每个点上测得的参数有三 个,即井深、井斜角和井斜方位角。 这三个参数就是轨迹的基本参数。
注意“方向”与“方位”的区别。方位线是水平面上的矢量,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,方向线和狗腿角,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。
井眼轨迹的基本参数
(3)井斜方位角:
井眼轨迹的基本参数
井 底 圆 上 高 边
方向线所在的铅 垂平面;
(7)造斜工具面:
造斜工具作用方向线
与井眼轴线构成的平面;
井眼轨迹的基本参数
(8)装置角(工具面角):
井斜 铅垂 面与造斜工 具面
的夹角;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
向线为基准,顺时针旋转到工 具面与井底圆的交线上所转过 的角度;
井眼轨迹的基本参数
(4)磁偏角
磁偏角分为东磁偏角和西磁偏角。东磁偏角指磁北方位线在正北 方位线的东面,西磁偏角指磁北方位线在正北方位线的西面。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
2 2 2
(1)作水平射线OA;
(2)作∠BOA=αc ; (3)以一定长度代表单位角度,量OB=ΔΦ;
(4)自B点向OA作垂线, 垂足为C点;
sin c
2 2 2
井眼曲率及其计算
第一套公式的图解法:
(5)按步骤(3)中的比例(以长度代表角度的比 例), 量CA=Δα; (6)连接A、B,并量A、B长度,按步骤(3)中的 比例换算成角度,此角度即狗腿角γ。
下测点 水平位移 直井段 上测点 增斜段 最大井斜角
α
max
降斜段
井眼轨迹的基本参数
(1)井深:
指井口(通常以转盘面为基准 )至测
点的井眼长度,也有人称之为斜深, 国外称为测量井深。井深是以钻柱或 电缆的长度来量测。井深既是测点的 基本参数之一,又是表明测点位置的 标志。
直井段 上测点 增斜段 最大井斜角

3. 西磁偏角 5.50 ,测得 方位角 292.50 ,求真方 位 角 = ? 如果 用 象 限角 表示,象限角=? 4. 东磁偏角50 ,测得方 位角 1200 ,求真方位角 = ?如果用象限角表示, 象限角=?


井眼轨迹的基本参数
磁偏角校正(课堂练习)

1. 我国胜利油田的磁 偏角大约是西偏5.50。 某测点测得井斜方位角 为2.50,求真方位角=?
(15)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。
井眼轨迹的基本参数
(16)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A表示。
(17)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。
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。
井眼轨迹的基本参数
(3)井斜方位角:
① 井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上,即为该点的井 眼方位线(井斜方位线)。 ② 井眼轴线投影到水平面上以后,过其上每一点作投影线的切线, 该切线向井眼前进方向延伸部分,即为该点的井眼方位线,或称 井斜方位线。
井斜方位变化率:是指井斜方位角随井深变化的
程度,以K φ 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。
K
d dL
K L
井斜变化率和井斜方位变化率

3. 西磁偏角5.50,测得方位 角292.50,求真方位角=? 如果用象限角表示,象限角 =?

答:真方位角=3570


2. 我国新疆克拉玛依油 田的磁偏角大约是东偏 4.10。某测点测得井斜 方位角为3580,求真方 位角=?

答:真方位角=2870; 测得象限角=N67.50W;校正 后象限角=N730W;
(12)靶心距
在靶区平面上,实钻井眼轨迹与目标点之间的距离,称 为靶心距。
井眼轨迹的基本参数
(13)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 H (或D)表示,垂 增以Δ H(或ΔD)表示。
(14)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 S (或P)表示,平增以ΔS (或ΔP)表 示。
K α 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:
K
d dL
井斜变化率和井斜方位变化率
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。
求得的乃是该测段的平均井斜变化率:
K
L
井斜变化率和井斜方位变化率

若用半角和平均角形式表达,则可得:
2 2 2 2 sin sin cos sin c sin 2 2 2 2
2
井眼曲率及其计算
第二套公式证明
由△CDE和△C’DE得:
DE 2 CD 2 CE 2 2CD CE cos DE 2 C ' D 2 C ' E 2 2C ' D C ' E cos
二式联立可得:
CD 2 CE 2 2CD CE cos C ' D 2 C ' E 2 2C ' D C ' E cos
井深常以字母L表示,单位为米
(m)。井深的增量称为井段,以ΔL表 示。二测点之间的井段长度称为段长。 一个测段的两个测点中,井深小的称 为上测点,井深大的称为下测点。井 深的增量是下测点井深减去上测点井 深。
α
max
降斜段
下测点 水平位移
井眼轨迹的基本参数
(2)井斜角:
指测点处的井眼方向线与重力线之间 的夹角就是该测点处的井斜角。
(20)反扭角
使用井底马达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,称为反 扭角。反扭角总是使工具面逆时针转动
3.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度,以
4. 东磁偏角50,测得方位角 1200,求真方位角=?如果 用象限角表示,象限角=?

答:真方位角=2.10
答:真方位角=1250; 测得象限角=S600E;校正后 象限角= S550E ;
井眼轨迹的基本参数
(6)井斜铅垂面:
井 眼 方 位 线 所
在的铅垂平面;
井 斜 方 位 线 所在的源自垂平面;井眼轨迹的基本参数
(18)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。
(19)视平移:
为水平位移在设计方位线上的投 影。视平移以字母V表示。
柱面图上的曲率:
垂直剖面图上的曲率KH:
d KH K dL
水平投影图上的曲率KA:
K d d KA ds dL sin sin
K K A sin
井斜变化率和井斜方位变化率
全角变化值
井眼上从一个点到另一个点,井眼前进方向变化的角度 (两点处井眼前进方向线之间的夹角)成为两点间的全角变化 值(也称两点间的狗腿角)。
有 几 何
CD
关 系 可 CC ' C ' E CC ' tg1 CE 得: cos1 此四式代入上式可得:
CC ' cos 2 C ' D CC ' tg 2
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