井眼轨迹控制
钻井工程：第五章 井眼轨道设计与轨迹控制
第五章井眼轨道设计与轨迹控制1．井眼轨迹的基本参数有哪些？为什么将它们称为基本参数？08答：井眼轨迹基本参数包括：井深、井斜角、井斜方位角。
这三个参数足够表明井眼中一个测点的具体位置，所以将他们称为基本参数。
2．方位与方向的区别何在?请举例说明。
井斜方位角有哪两种表示方法?二者之间如何换算?答：方位都在某个水平面上，而方向则是在三维空间内(当然也可能在水平面上）.方位角表示方法:真方位角、象限角.3．水平投影长度与水平位移有何区别？视平移与水平位移有何区别?答：水平投影长度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。
水平位移是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。
在实钻井眼轨迹上，二者有明显区别,水平长度一般为曲线段，而水平位移为直线段.视平移是水平位移在设计方位上的投影长度.4．狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同？答：狗腿角是指测段上、下二测点处的井眼方向线之间的夹角（注意是在空间的夹角）。
狗腿严重度是指井眼曲率,是井眼轨迹曲线的曲率.5．垂直投影图与垂直剖面图有何区别？答：垂直投影图相当于机械制造图中的侧视图，即将井眼轨迹投影到铅垂平面上；垂直剖面图是经过井眼轨迹上的每一点做铅垂线所组成的曲面,将此曲面展开就是垂直剖面图。
6．为什么要规定一个测段内方位角变化的绝对值不得超过180 ？实际资料中如果超过了怎么办?答：7．测斜计算，对一个测段来说,要计算那些参数？对一个测点来说，需要计算哪些参数?测段计算与测点计算有什么关系?答：测斜时，对一个测段来说，需要计算的参数有五个：垂增、平增、N坐标增量、E坐标增量和井眼曲率；对一个测点来说，需要计算的参数有七个：五个直角坐标值（垂深、水平长度、N坐标、E坐标、视平移）和两个极坐标（水平位移、平移方位角）。
轨迹计算时，必须首先算出每个测段的坐标增量,然后才能求得测点的坐标值。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策井眼轨迹控制是在钻井过程中对井眼进行定向控制，使其达到设计要求的目的。
井眼轨迹控制的作用非常重要，可以保证钻井顺利进行，降低事故发生的风险，提高钻井效率。
在实际的油气钻井作业中，存在着影响井眼轨迹控制的各种因素，这些因素会对钻井作业造成一定的影响。
地质条件是影响井眼轨迹控制的一个重要因素。
不同的地层岩性、井段倾角和地层稳定性都会对井眼轨迹的控制造成困难。
在复杂地层条件下，钻井中会面临井眼塌方、地层崩塌等问题，导致钻头卡钻、井眼偏斜等问题。
钻井液的性能和使用情况也会对井眼轨迹控制产生影响。
钻井液的性能直接关系到井眼的稳定与否。
如果钻井液的密度、粘度和滤失控制得不好，就会导致井眼不稳定，甚至引发井眼塌方等问题。
钻井液的使用情况也会对井眼轨迹控制产生直接影响。
如果钻井液循环不畅，就会导致钻头切削效果差，进而导致井眼控制不住。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键因素。
不同的钻具类型适用于不同的井眼轨迹控制需求。
钻具的磨损情况、使用寿命等也会对井眼轨迹控制产生影响。
操作技术的熟练程度和操作水平也关系到井眼轨迹控制的效果。
如果操作不当，就会导致井眼偏斜、堵塞等问题。
针对上述影响因素，我们可以采取一些对策来改善井眼轨迹控制效果。
根据地质条件的复杂程度，可以采取合适的钻井工艺和井眼轨迹控制技术。
在遇到特殊地层时可以增加固井工艺的使用，提高井眼的稳定性。
钻井液的性能和使用情况对井眼轨迹控制至关重要。
需要选择合适的钻井液配方，并进行合理的循环，及时监测钻井液的性能指标，确保井眼的稳定。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键。
我们应该根据具体的井眼轨迹设计要求选择合适的钻具，并做好维护与保养。
要加强操作人员的培训，提高他们的技术水平和操作能力，确保操作的准确性和可靠性。
地质条件、钻井液的性能和使用情况、钻具的选择和操作技术都是影响井眼轨迹控制的重要因素。
只有针对这些因素采取合理的对策，才能够提高井眼轨迹控制的效果，保证钻井作业的顺利进行。
井眼轨迹设计与控制方法
井眼轨迹设计与控制方法
1.地层条件：在设计井眼轨迹时需要考虑地层的性质、构造、压力等因素，以确定适合的钻井方法和工具。
2.钻井目标：包括井筒垂直深度、水平延伸距离、井眼倾斜角度等，根据具体的钻井目标确定井眼轨迹设计方案。
3.施工能力：包括钻机能力、钻具能力等，确保能够实施设计的井眼轨迹。
静态方法是指在井眼轨迹设计之前，先进行地质勘探和数据分析，结合已有的地层数据、水力地质条件等，通过计算机辅助工具进行模拟和优化设计，得到最优的井眼轨迹。
动态方法是指在钻井过程中，根据实时的地质、钻井工程和测井数据进行调整和优化井眼轨迹。
常用的方法有测井导向、地磁地力导航、地震导向、连续测定和微地震测定。
井眼轨迹的控制方法主要包括两个方面：一是井眼测定和测量，二是实时调整和控制。
井眼测定和测量是指通过各种测量工具，如测深、倾斜度、方位角、动力学参数等，对井眼轨迹进行测量和测定，从而获得井眼的实际情况。
实时调整和控制是指根据井眼测量和测定的结果，通过相应的调整控制方法，按照设计要求对井眼轨迹进行调整和控制。
常用的控制方法有钻头定向工具、定向套管、钻井液调整、堵漏、裸眼控制等。
总的来说，井眼轨迹设计与控制方法是一个复杂且关键的过程，需要综合考虑地层条件、钻井目标和施工能力等因素，并结合静态和动态的设
计方法，以及井眼测定和测量、实时调整和控制方法，确保钻井工程的安全和顺利进行。
定向井轨迹控制技术
定向井轨迹控制技术定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
文章介绍了轨迹剖面优化设计，对直井段、增斜段、稳斜段轨迹控制技术进行了详细的阐述，同时对轨迹预测方法和轨迹修正设计技术进行了论述，对现场施工具有一定的指导作用。
标签：轨迹控制;轨迹预测;剖面设计;定向井定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
定向井施工成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。
1 轨迹剖面优化设计定向井井身剖面的选择对于钻井施工的安全、高效、降低成本起着至关重要，四段制轨迹剖面易形成键槽，岩屑床，起下钻和钻井过程中摩阻扭矩大，易卡钻，给井下安全带来极大隐患。
经过理论计算分析，并结合大庆地质情况，三段制或者五段制井眼轨迹剖面成为大庆定向井施工的首选对象，这两种轨迹剖面具有轨迹短、投资少、效益高、利于井眼轨迹控制等特点。
2 井眼轨迹控制技术2.1 直井段轨迹控制定向井直井段的井眼轨迹控制原则是防斜打直。
有人认为常规定向井（指单口定向井）直井段钻不直影响不大，通过后续的调整最终也可中靶，这种想法是不对的。
因为当钻至造斜点，如果直井段不直，造斜点处不仅因为有一定的井斜角而影响定向造斜的顺利完成，还会因为这个井斜角形成一定的水平位移而影响下一步钻进的井眼轨迹控制。
所以在直井段施工中，采用塔式钻具组合或钟摆钻具组合，配以合理的钻进参数，每钻进100-120米测斜一次，及时监测井斜的变化趋势，如发现井斜有增大趋势，及时调整钻井参数，加密测斜，必要情况下进行螺杆钻具纠斜。
造斜点前100m采取轻压吊打，严格控制钻进参数，保证造斜点处的井斜不超过0.5°。
2.2 造斜段轨迹控制造斜就是从造斜点开始强制钻头偏离垂直方向增斜钻进的过程。
由于大位移水平井直井段多数存在井斜方位，且方位与新设计方位不一致，所以必须利用定向井计算软件计算出直井段各点轨迹参数，同时根据最后几个测点趋势，预测出井底的井斜角和方位角，计算出井底水平位移、垂深、闭合方位、视位移、视垂距等参数。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策随着油气勘探领域的不断发展，定向井技术在石油勘探开发中变得越来越重要，其中，井眼轨迹控制是定向井技术中不可或缺的组成部分。
与传统的直井不同，定向井的井眼轨迹非常曲折，因此在控制井眼轨迹时需要考虑多种因素，本文将对定向井井眼轨迹控制影响因素进行分析，并提出相应的对策。
影响因素一、岩性和地层结构岩性和地层结构是影响井眼轨迹控制的重要因素。
岩性不同会导致地层强度、脆性和可塑性等方面的不同，从而对井眼钻进过程造成影响。
钻进不同地层时，切削力、扭矩等也会随之不同，影响井眼轨迹的控制。
此外，地层结构复杂、地质条件不同也会影响井眼轨迹的控制。
例如地下脆性带、地下裂缝等结构存在，都会对井眼轨迹的控制产生较大的挑战。
对策：钻井钻具和测量工具的选择和适应能力十分关键，钻具要具有足够的刚度、渐进性和抗扭性，以保证在复杂地层中实现控制井眼轨迹的能力，同时钻具的选择也应根据地层情况来进行判断。
测量工具要具有高分辨率、精度高，同时可以适应不同地质条件的特点，以实现更加准确的井眼轨迹控制。
影响因素二、钻井液钻井液是定向井钻井过程中的重要媒介，它的性能会直接影响到钻头切削和井眼稳定性，进而影响井眼轨迹的控制。
例如，使用过高黏度的钻井液会增大钻具与井壁的摩擦力，从而导致钻具偏斜，影响井眼轨迹的控制。
选择适合的钻井液，钻井液不仅要具有良好的润滑性、冲刷性等基本性能，还需要考虑井眼稳定性因素，如控制泥浆密度、保证井壁稳定等措施，以保证井眼轨迹的控制。
钻具的磨损会导致其切削能力变差，同时也会影响井眼的稳定性和井眼轨迹的控制。
特别是遇到钴钼硬面钻头、普通三翼钻头等易磨损的钻进工具时，就更需要考虑钻具的磨损对井眼轨迹的影响。
应该对钻具进行定期检查和保养。
及时更换磨损的钻具部件，减少钻具的磨损对井眼轨迹的影响。
下钻钻头也是影响井眼轨迹控制的重要因素。
下钻钻头在遭受不同地层的影响时，尤其是遭遇砂石、软岩层等地层时，会导致其旋转状态不稳定，从而引起井眼偏斜或扭曲，影响井眼轨迹的控制。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策定向井是石油钻井中的一种重要方式，它可以实现在垂直井的基础上对井眼轨迹进行控制，从而实现定向钻井。
而井眼轨迹控制是定向井施工中的一个重要环节，其受到诸多因素的影响。
本文将对定向井井眼轨迹控制的影响因素进行分析，并提出相应的对策。
一、地质条件地质条件是定向井井眼轨迹控制的第一影响因素。
地质条件的不同会对井眼轨迹控制产生影响。
在软岩层或者易塌陷地层中，井眼稳定性较差，容易造成井眼偏离预定轨迹。
而在钙质硬岩地层中，地质层中的钙质岩石非常坚硬，钻头容易磨损，施工难度增大。
对策：在软岩地层中，可采用增加泥浆密度、使用防塌剂等措施加强井眼的稳定性；在钙质硬岩地层中，可采用高硬度的钻头和强力的钻井液，同时加强对钻头的冷却和减少摩擦，从而降低钻头磨损，提高施工效率。
二、井眼轨迹设计井眼轨迹设计是定向井施工的基础。
井眼轨迹设计的合理与否直接影响到井眼轨迹的控制效果。
井眼轨迹设计不合理，很可能导致井眼偏离预定轨迹，甚至无法按设计要求完成。
对策：在井眼轨迹设计时，首先需要充分了解地质情况，选择合适的斜度和方向，同时要考虑到地层的变化情况，进行合理的设计。
同时还可以通过模拟软件进行仿真计算，进一步优化设计方案。
这样可以确保井眼轨迹的合理性和施工的可行性。
三、钻井液性能钻井液在定向井中起到润滑、扶正、冷却、防止井壁塌方等多种作用。
钻井液的性能对井眼轨迹控制有着重要的影响。
如果钻井液的密度不合适，那么井眼稳定性会受到影响，容易导致井眼的偏离。
对策：在选择钻井液时，首先要充分了解地质条件，选择合适的钻井液类型和密度，根据地层特点进行调整。
也要注重钻井液的循环和质量管理，确保钻井液的性能稳定。
四、钻具及工艺参数钻具及工艺参数也是影响井眼轨迹控制的重要因素。
如果选择的钻头强度不够，或者使用的扶正工艺参数错误，都会影响到井眼轨迹的控制效果。
对策：在选择钻头时，应充分考虑地层特点和井眼轨迹设计要求，选择合适的钻头型号和强度。
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
2. 工具造斜能力误差
» 因受地层、工具面摆放不到位、送钻不均匀及理 论计算误差等影响，工具造斜能力不能准确预测；
3. 轨迹预测误差
» 由于MWD离钻头有一定的距离引起的。
6.2 水平井找油方案
1. 导眼法
» 先打一导眼WD，探知油顶位置和油层厚度， 然后回填至合适高度增斜中靶。
W C
D
A
B
6.2 水平井找油方案
避免、减少井下复杂情况并可在一定程度上加以解除。
» 具体考虑：
• • • 使用“倒装钻柱” ； 为了防止卡钻事故，一般在套管内的钻柱中装震击器； 校核钻机提升能力，并对钻柱强度进行详细校核。
6.4 水平井着陆控制
着陆控制是指从直井段的造斜点开始钻至 油层内的靶窗这一过程。其技术要点有：
1. 工具造斜率的选择“略高勿低”；
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
• 6.1 轨迹控制过程中的误差来源
• 6.2 水平井找油方案 • 6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计 • 6.4 水平井着陆控制 • 6.5 水平井水平段控制
6.1 轨迹控制过程中的误差来源
1. 地质误差
» 地质靶点垂深的误差对水平井着陆控制造成很大 困难，当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时 问题更为突出；
2. 应变法
» 以一定的稳斜角探油顶，探知油顶后，直接增 斜中靶，通过稳斜段长短对靶点垂深的补偿作 用消除地质靶点的不确定性
可能油顶位置1 可能油顶位置2 可能油顶位置3
d
opt
t
6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计
1. 底部钻具组合设计
» 水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原 则，保证设计组合的造斜率达到设计轨道要求并
井眼轨道设计与轨迹控制
井眼轨道设计与轨迹控制
重点： 1、井眼轨迹的概念； 2、井斜角和井斜方位角的概念； 3、井眼轨迹的表示方法； 4、井眼轨迹的参数计算； 5、常用的防斜与纠斜钻具组合； 6、定向井轨道设计方法； 7、装置角、装置方位角与反扭角的概念； 8、井眼轨迹控制方法。 难点： 1、装置角的概念； 2、定向井轨道设计方法； 3、井眼轨迹控制计算 。
02
井眼方向线：
过井眼轴线上某测点作 井眼轴线的切线，该切线向 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线。
03
井斜角增量( Δα )：
下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 Δα＝αB－αA
2.井斜角(α)：
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。
01
3. 井斜方位角φ（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。 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。 井斜方位角增量Δφ ： 上下测点的井斜方位角之差。 Δφ ＝φB－φA 井斜方位角的变化范围：0～360° 。
地面环境条件限制
地下地质条件要求
处理井下事故
第一节 井眼轨迹的基本概念
轨迹的基本参数 测量方法：非连续测量，间断测量；“测段”，“测点”。 轨迹的三个基本参数：井深、井斜角和井斜方位角 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)。 井深增量（井段）：下测点井深与上测点井深之差。 以ΔDm表示。
将三角函数用幂级数表示： 在曲率半径法的基础上，进行三角变换：ຫໍສະໝຸດ 取 0102
01
关于校正平均角法的推导：
将以上几式代入曲率半径法公式，即可得到校正平均角法的计算表达式：
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定向井培训材料—邢忠玺Leabharlann １、钻压 ２、 转速 ３、排量
4.1.2.２钻井参数
定向井培训材料—邢忠玺
4.1.2.３地层因素
１、岩性 ２、均匀性 ３、走向、倾向、倾角
定向井培训材料—邢忠玺
定向井工程师负责：资料收集、质量计划、 设计书、与甲方的沟通、作业指令、钻具组合 、 钻井参数、完井报告等…..
定向井培训材料—邢忠玺
4.1 底部钻具组合
1. 钻具组合的刚级 2. 底部钻具组合的类型：根据组合的设计目的或
作用效果的不同，可将底部钻具组合分为三类 增斜钻具、稳斜钻具、降斜钻具；附加造斜
钻具
定向井培训材料—邢忠玺
4.1.2 以12 1/4”井眼的 底部钻具组合为例
造斜钻具：12 1/4”BIT+9 1/2 “MOTOR+1.5 “Bent sub+Orientation sub+8”NMDC1+5”HWDP 转盘增斜：12 1/4”BIT+12 1/4” STB+8”NMDC1 +8”DC2 +12 1/4” STB +8”DC1
井眼轨迹控制
2020/8/18
井眼轨迹控制
井眼轨迹控制：采用合理的措施(包括BHA、
操作参数及测控系统等), 强制钻头沿预制轨道 破碎地层而钻进的过程。
控制井眼轨迹：
－需要研制专门的井下工具和测斜系统(硬件) －必须开发井眼轨迹预测和控制软件(软件)
定向井培训材料—邢忠玺
井眼轨迹控制
通过选择钻具组合，优化和调整钻井参数， 使井眼沿预计的轨迹前进，最终钻达目的层， 中靶。
1、钻具组合受力 底部钻具组合表现不同的效果，是由于不同的 钻具有各自的力学特性，产生钻头侧向力的方 向和大小不同。
2、预测井眼轨迹要考虑的方面
※ 底部钻具组合的受力分析 ※ 地层的因素 ※ 钻头结构、形状 ※ 侧向切削模型和轴向切削模型，确定侧向力
定向井培训材料—邢忠玺
4.1.2.1钻具组合影响轨迹
+8”DC5+5”HWDP20 导向钻具： 12 1/4”PDC BIT+9 1/2 ＂ AKO（1.22~1.41o）+11 1/4 “STB+8”NMDC1+MWD
+8 ”S NMDC1+8“F/J & JAR＋SUB＋5”HWDP17 通井钻具：刚性、扶正器
定向井培训材料—邢忠玺
4.1.2 底部钻具组合
+12 1/4” STB +8”DC5+5”HWDP20 转盘降斜：12 1/4”BIT+8”NMDC1 +12 1/4” STB +8”DC1+12 1/4” STB
+8”DC5+5”HWDP20 稳斜钻具：12 1/4”BIT +12 1/4” STB +8”SDC1 +12 1/4” STB +8”NMDC1+12 1/8” STB