第一节井眼轨迹的基本概念第一节井眼轨迹的基本概念 目的 掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系 目的 掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 测量方法 非连续测量 间断测量 测量方法 非连续测量 间断测量 测段测段 测点测点 轨迹的三个基本参数 轨迹的三个基本参数 井深 井斜角和井斜方位角 1 井深 井深 井斜角和井斜方位角 1 井深 或称为斜深 测深 井口 通常以转盘面为基准 至测点的井眼长度 以字母Dm表示 单位为米 m 或称为斜深 测深 井口 通常以转盘面为基准 至测点的井眼长度 以字母Dm表示 单位为米 m 井深增量 井段 井深增量 井段 下测点井深与上测点井深之差 以 下测点井深与上测点井深之差 以 Dm Dm表示 表示 测段 测段 二测点之间的井段称为测段 二测点之间的井段称为测段 井 眼 轨 迹 空 间 曲 线 图 井 眼 轨 迹 空 间 曲 线 图 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 2 井斜角 2 井斜角 指井眼方向线与重力线之间的夹角 单位为 度 指井眼方向线与重力线之间的夹角 单位为 度 井眼方向线 井眼方向线 过井眼轴线上某测点作 井眼轴线的切线 该切线沿 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线 过井眼轴线上某测点作 井眼轴线的切线 该切线沿 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 井斜角增量 井斜角增量 下测点井斜角与上测点 井斜角之差 B A 下测点井斜角与上测点 井斜角之差 B A 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 3 井斜方位角 井眼方位角 方位角 3 井斜方位角 井眼方位角 方位角 在水平投影图上 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 在水平投影图上 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 井眼方位线 井斜方位线 井眼方位线 井斜方位线 某测点处的井眼方向线在水平面上的投影 某测点处的井眼方向线在水平面上的投影 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 井斜方位角增量 井斜方位角增量 上 下测点的井斜方位角之差 上 下测点的井斜方位角之差 B A B A 井斜方位角的变化范围 井斜方位角的变化范围 0 360 0 360 目前广泛使用的磁性测斜仪是以地球磁北方位为基 准的 磁北方位与正北方位并不重合而有一夹角 即 目前广泛使用的磁性测斜仪是以地球磁北方位为基 准的 磁北方位与正北方位并不重合而有一夹角 即磁 偏角 磁 偏角 分东磁偏角西磁偏角 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 分东磁偏角西磁偏角 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 磁偏角校正 磁偏角校正 目前广泛使用的磁性测斜仪是以 地球磁北方位为基准的 所测得的井斜方位角为磁 方位角 并不是真方位角 需要经过换算求得真方 位角 称为磁偏角校正 真方位角 磁方位角 东磁偏角 真方位角 磁方位角 西磁偏角 目前广泛使用的磁性测斜仪是以 地球磁北方位为基准的 所测得的井斜方位角为磁 方位角 并不是真方位角 需要经过换算求得真方 位角 称为磁偏角校正 真方位角 磁方位角 东磁偏角 真方位角 磁方位角 西磁偏角 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 磁偏角 磁偏角 磁北方位与正北方位之间的夹角 磁北方位与正北方位之间的夹角 磁偏角分类 磁偏角分类 东磁偏角及西磁偏角东磁偏角及西磁偏角 磁偏角校正 磁偏角校正 真方位角 磁方位角 东磁偏角 真方位角 磁方位角 西磁偏角 真方位角 磁方位角 东磁偏角 真方位角 磁方位角 西磁偏角 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 3 井斜方位角 另一种表示方式 象限角 3 井斜方位角 另一种表示方式 象限角 指井斜方位线与正北方位线或与正南方位 线之间的夹角 指井斜方位线与正北方位线或与正南方位 线之间的夹角 变化范围 变化范围 0 90之间 0 90之间 一 轨迹的基本参数一 轨迹的基本参数 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 计算参数 由基本参数计算得到的参数 作用 描述轨迹的形状和位置 也可用于轨迹绘图 计算参数 由基本参数计算得到的参数 作用 描述轨迹的形状和位置 也可用于轨迹绘图 1 垂直深度 垂深 1 垂直深度 垂深 轨迹上某点至井口所在水 平面的距离 垂深增量称为 轨迹上某点至井口所在水 平面的距离 垂深增量称为垂增 2 水平投影长度Lp 水平plane长度 平长 垂增 2 水平投影长度Lp 水平plane长度 平长 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 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 水平长度的增量水平长度的增量称为称为平增 L平增 Lp 井 眼 轨 迹 空 间 曲 线 图 井 眼 轨 迹 空 间 曲 线 图 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 3 水平位移 平移 3 水平位移 平移 轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离 或 在水 平投影面上 轨迹上某点至井口的距离 轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离 或 在水 平投影面上 轨迹上某点至井口的距离 平移方位线 平移方位线 在水平投影面上 井口至轨迹上某 点的连线 我国将完钻时的水平位移称为 在水平投影面上 井口至轨迹上某 点的连线 我国将完钻时的水平位移称为闭合距 闭合距 计算参数图解计算参数图解 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 4 平移方位角 4 平移方位角 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 表 示 国外 将平移方位角称作闭合方位角 国内 指完钻时的平移方位角为闭合方位角 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 表 示 国外 将平移方位角称作闭合方位角 国内 指完钻时的平移方位角为闭合方位角 5 坐标和 坐标 5 坐标和 坐标 南北坐标轴 以正北方向为正 东西坐标轴 以正东方向为正 南北坐标轴 以正北方向为正 东西坐标轴 以正东方向为正 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 6 视平移 6 视平移 水平位移在设计方位线上的投影长度 水平位移在设计方位线上的投影长度 7 狗腿角 7 狗腿角 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 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 狗腿角狗腿角 也有人称为 也有人称为 全角变化全角变化 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 狗腿角的计算 1 Lubinski公式 狗腿角的计算 1 Lubinski公式 cos cos Acos cos A cos B sin Acos B sin A sin Bsin B cos B A cos B A 2 钻井行业标准计算公式 2 钻井行业标准计算公式 2 2 2 2 sin2 c 0 5 c A B 2 sin2 c 0 5 c A B 2 该测段的狗腿角 c 该测段的狗腿角 c 该测段的平均井斜角 该测段的平均井斜角 7 井眼曲率 狗腿严重度 全角变化率 c 7 井眼曲率 狗腿严重度 全角变化率 c 定义 指井眼轨迹曲线的曲率定义 指井眼轨迹曲线的曲率 curvature 一 般指平均曲率 原因是实钻井眼轨迹是任意的空间曲 线 其曲率是不断变化的 无法计算每一点的曲率 所以 在工程上常常计算井段的平均曲率 计算公式 一 般指平均曲率 原因是实钻井眼轨迹是任意的空间曲 线 其曲率是不断变化的 无法计算每一点的曲率 所以 在工程上常常计算井段的平均曲率 计算公式 Kc 30 DmKc 30 Dm c c 该测段的平均井眼曲率 30m 该测段的平均井眼曲率 30m 二 轨迹的计算参数二 轨迹的计算参数 三 井眼轨迹的图示法三 井眼轨迹的图示法 对井眼轨迹 空间曲线 图示方法有两种 1 三维坐标法 对井眼轨迹 空间曲线 图示方法有两种 1 三维坐标法 垂直投影图 水平投影图 垂直投影图 水平投影图 2 柱面图示法 2 柱面图示法 垂直剖面图垂直剖面图 柱面展开图 柱面展开图 水平投影图 水平投影图 三维坐标法柱面图示法三维坐标法柱面图示法 水平投影图水平投影图 相当于机械制图中的俯视图 是将井眼轨迹这条 空间曲线投影到井口中心所在的水平面上 图中坐标为N坐标和E坐标 以井口中心为坐标原 点 相当于机械制图中的俯视图 是将井眼轨迹这条 空间曲线投影到井口中心所在的水平面上 图中坐标为N坐标和E坐标 以井口中心为坐标原 点 投影面 投影面 水平面水平面 坐标系 坐标系 以井口为原点 以井口为原点 坐标轴 坐标轴 坐标轴 坐标轴 表达的参数表达的参数 坐标值 坐标值 坐标值 水平位移坐标值 水平位移S S 水平长度 水平长度LpLp 闭合距 井斜方位角 闭合距 井斜方位角 平移方位角 平移方位角 闭合方位角 闭合方位角 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 条空间曲线投影到过井口中心的某个铅垂平面上 经过井口中心的铅垂平面有无数个 应该选择 那个呢 铅垂平面讨论 我国钻井行业标准规定 该铅垂平面选择设计 相当于机械制图中的侧视图 即将井眼轨迹这 条空间曲线投影到过井口中心的某个铅垂平面上 经过井口中心的铅垂平面有无数个 应该选择 那个呢 铅垂平面讨论 我国钻井行业标准规定 该铅垂平面选择设计 方位线方位线所在铅垂平面 即井口和目标点所在的铅垂 面 这样的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 图中的坐标为垂深D和视平移V 也是以井口中 心为坐标原点 所在铅垂平面 即井口和目标点所在的铅垂 面 这样的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 图中的坐标为垂深D和视平移V 也是以井口中 心为坐标原点 垂直投影图垂直投影图 投影面 投影面 过设计方位线的铅垂面 即井口和目标点所在的 铅垂面 过设计方位线的铅垂面 即井口和目标点所在的 铅垂面 坐标系 坐标系 原点 井口 横坐标 视平移V 纵坐标 垂深D 原点 井口 横坐标 视平移V 纵坐标 垂深D 表达的参数 表达的参数 垂深垂深D D 视平移 视平移V V 井斜的增减趋势 井斜的增减趋势 垂直剖面图垂直剖面图 参看上图 设想经过井眼轨迹上的每一个点作一 条铅垂线 所有这些铅垂线就构成了一个曲面 在 数学上称作柱面 参看上图 设想经过井眼轨迹上的每一个点作一 条铅垂线 所有这些铅垂线就构成了一个曲面 在 数学上称作柱面 将柱面展开 就形成了垂直剖面 图 坐标系 将柱面展开 就形成了垂直剖面 图 坐标系 原点 井口 横坐标 水平长度 纵坐标 垂深 原点 井口 横坐标 水平长度 纵坐标 垂深 表达参数 表达参数 垂深垂深D D 水平长度 水平长度LpLp 井深 井深DmDm 井斜角 井斜角 3 垂直剖面图3 垂直剖面图 垂直剖面 垂直剖面 过井眼轴线上各点垂线组成的柱面展开图 过井眼轴线上各点垂线组成的柱面展开图 坐标系 坐标系 原点 井口 横坐标 水平长度 原点 井口 横坐标 水平长度 纵坐标 垂深 纵坐标 垂深 表达的参数 表达的参数 垂深垂深D D 水平长度 水平长度LpLp 井深 井深DmDm 井斜角 井斜角 。