井眼轨迹的基本概念

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
2.3、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
投影图主要用于指导施工。
优点：从图上可直接看出，需要增斜还
是需要降斜，需要增方位还是需要减方位。 也可根据这张图，可以想象出井眼轴线的 空间形状。
H
缺点：这种垂直投影图不能反映出井身
参数的真实值。
2.1、井眼轴线的图示法
三、柱面图表示法：
包括两张图：
一张是水平投影图，相当于俯视图，与投影图表示法相同； 一张是垂直剖面图(横坐标 P，纵坐标D或 H)，与垂直投影
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。
2.2、井眼轨迹的基本参数
（3）井斜方位角：
K L
2.3、井斜变化率和井斜方位变化率
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
2.3、井斜变化率和井斜方位变化率
全角变化值
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
2.2、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。
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。
2.2、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、井眼轨迹的基本参数
（4）磁偏角
磁偏角地图
2.2、井眼轨迹的基本参数
（5）象限角
井斜方位角还有另一种表示方式，称“象限角”它是指井斜方位 线与正北方位线或与正南方位线之间的夹角。象限角在 0～90度之间 变化。书写时需注明所在的象限，如N67.5°W。

L
造斜率
表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工 具所钻出的井段的井眼曲率。
2.4、井眼曲率及其计算
第一套公式的图解法：
2.2、井眼轨迹的基本参数
（5）象限角

象限方位角校正，更为麻烦。


区别东西磁偏角； 区别在哪个象限里；
2.2、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=？
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=？
如下图水平面坐标系内的实钻井眼轴线，两个坐标轴， 一根是正北方向，一根是正东方向。如图所示，A，B的水平 坐标分别为（NA,EA）和（NB,EB）
由上图可知，我们并不能看清它的实际空间形态，怎详
把这条空间曲线画出来，让别人了解它的空间形状呢 ?常 见的有三种图示法。
2.1、井眼轴线的图示法
一、三维坐标图示法： 井眼轴线的特点：
图不同，它不是在某个铅垂平面上的投影。
垂直剖面图的形成：实钻井眼是一条空间曲线，设想经过
这条曲线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。
最大特点：柱面展平后，井眼长度和井斜角都保持不变。
优点：
凭着这两张图，即可了解井眼的空间形状,可以反映出井
身参数的真实值，作图容易，利用测斜资料算出每个测点 的坐标位置，即可作图。
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
2.2、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
2.2、井眼轨迹的基本参数
（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
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
2.3、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
2、井眼轨迹的基本概念
2.1、井眼轴线的图示法 2.2、井眼轨迹的基本参数 2.3、井斜变化率和井斜方位变化率 2.4、井眼曲率及其计算
2.1、井眼轴线的图示法

为了描述井眼在空间的形态及坐标位置，首先介绍一下 在钻井工程中常用的坐标概念。
正常使用的坐标为地理坐标，即 正东 E 、正北 N 、正南 S 和正西 W 以及 海拔 H ，这种坐标体系是在子午线的 基础上定义的。 中华人民共和国大地原
(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。
（20）反扭角
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）。
全角变化率
K
“狗腿严重度” ，“狗腿度” ，“井眼曲率” 都是相同的意义。 指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。 或者指单位长度井段内狗腿角的大小。
K
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 ；
2.2、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
在的铅垂平面；
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；
2.2、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
H
2.2、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。

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=？


2.2、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=？

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；
2.3、井斜变化率和井斜方位变化率
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。
d K dL
允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点之间的距离，称为靶区 半径 。 在目标点所在的（水平）面（垂直于入靶方向线）上，以 目标点为圆心，以靶区半径为半径的一个圆面积，称为靶区。