浅谈井眼轨迹在钻井过程中的应用.doc

第一章井眼轨迹的基本概念 第一节、井眼轨迹的基本参数 井眼轨迹为空间曲线。为了进行井眼轨迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹测量，也即“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”。 轨迹基本参数：井深、井斜角、井斜方位角。 1、井深（L） 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。 （1）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。 （2）井深的增量（）总是下测点井深减去上测点井深。 2、井斜角（α） 在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方向为井眼方向线。井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。 图1-2-1 井斜角与井斜方位角 3、井斜方位角（φ） 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，即井斜方位角，简称方位角。 （1）一个测段内的井斜角增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角。 （2）一个测段内的方位角增量总是下测点方位角减去上测点方位角。 如图1-2-1（a）所示，A点的井斜角为、方位角为，B点的井斜角为、方位角为，AB井段的井斜角增量、方位角增量分别为： 第二节、井眼轨迹的计算参数 轨迹计算参数可用于描述轨迹的形状和位置，可用于轨迹绘图。计算参数包括： 1、垂直深度（D） 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。 如图1-2-1所示，A、B两点的垂深分别为、，AB井段的垂增 2、N坐标（N）和E坐标（E） N坐标和E坐标是指井眼轨迹上某点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。 （1）南北坐标轴，以正北方向为正方向； （2）东西坐标轴，以正东方向为正方向。 如图1-2-2所示，A、B两点的坐标值分别为、和、，坐标增量以、表示。 3、水平长度（Lp） 简称平长，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()表示。平长和平增是指曲线长度。 图1-2-2 平移及平移方位角 4、水平位移（S） 水平位移简称平移，指井眼轨迹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。 如图1-2-2所示。A、B两点的水平位移分别为、。在国外，将水平位移称作闭合距。而我国油田现场常特指完钻位置的水平位移为闭合距。 5、平移方位角（θ） 指平移方位线所在的方位角，即以正北方位为始边顺时针至平移线上所转过的角度。 如图1-2-2所示，A、B两点的平移方位角为θA、θB。在国外将平移方位角称作闭合方位角。而我国油田现场常特指完钻位置的平移方位角为闭合方位角。 6、视平移（V） 视平移也称投影位移，是水平位移在设计方位线上的投影长度。视平移用字母V表示。如图1-2-2所示，A、B两点的视平移分别为VA、VB。 7、井眼曲率（K） 是指井眼轨迹曲线的曲率。由于实钻井眼轨迹是任意的空间曲线，其曲率是不断变化的。井眼曲率也有人称作“狗腿严重度”，“全角变化率”。 对一个测段(或井段)来说，上、下二测点处的井眼方向线是不同的，两条方向线之间的夹角(注意是在空间的夹角)称为“狗腿角”，也有人称为“全角变化”。 第三节 井眼轨迹的图示法 （1）一种是垂直投影图与水平投影图相配合，如图1-2-3(a)所示； （2）一种是垂直剖面图与水平投影图相配合，如图1-2-3(b)所示。 H H H 图1-2-3（a） 垂直投影图与水平投影图 图1-2-3（b） 垂直剖面图与水平投影图 1、水平投影图 水平投影图相当于机械制图中的俯视图，就是将井眼轨迹这条空间曲线投影到井口所在的水平面上。图中的坐标为N坐标和E坐标，以井口为坐标原点。 在水平投影图上，方位角是真实的。 2、垂直投影图 垂直投影图相当于机械制图中的侧视图，即将井眼轨迹这条空间曲线投影到设计方位线所在的那个铅垂平面上。图中的坐标为垂深D和视平移V，也是以井口为坐标原点。 优点：垂直投影图与设计的垂直投影图进行比较，可以看出实钻井眼轨迹与设计井眼轨迹的差别，便于指导施工中轨迹控制。 3、垂直剖面图 垂直剖面图可以这样来理解：设想经过井眼轨迹上每一个点作一条铅垂线，所有这些铅垂线就构成了一个曲面。这种曲面在数学上称作柱面。当此柱面展平时就形成了垂直剖面图。垂直剖面图的两个坐标是垂深D和水平长度Lp。 在垂直剖面图上，井斜角是真实的。 4、测点的井眼方向 （1-1） 井眼轨迹在定向井钻井