三、井眼轨迹控制技术
徐闻X3井井眼轨迹控制技术
徐 闻 Ｘ３井井 眼轨 迹 控 制技 术
刘特立 李 胜 张宗林 洪进富 徐春华
（ １ ． ／ ， ｘ － 苏石 油工程有限公 司安徽分公 司， 安徽 天长 ２ ３ ９ ３ ２ １ ２ ． 中石 化 石 油 工程 技 术 研 究 院 ， 北京
１ ０ ０ １ ０ １ ）
引用格式 ：刘特立 ， 李胜 ， 张宗林 ， 等． 徐 闻 Ｘ３井井眼轨迹控制技术 ［ Ｊ ］． 石油钻采 工艺， ２ ０ １ ３ ， ３ ５ （ ５ ） ：１ ６ — １ ９ ． 摘要 ：徐 闻 Ｘ ３井是一 口部署在北部湾盆地迈陈凹陷区块的 多靶 点定 向井， 也是 中石化首 口超 高温超深四靶 点定向探 井，
有 效控 制 ， 该 井直 井段 采 用 塔 式 钻 具 组 合 ， 长达 ２ ０ ２ ８ ｍ 的 直 井 段 最 大 井斜 角仅 为 １ ． ３ ９ ￣ ， 定 向 井段 采 用 １ ． ５ ｏ 的 单 弯螺 杆 定 向 ，
稳斜 井段 采用满眼、 微增钻具组合钻进 。该 井 ４个靶点均顺利 中靶 ， 实钻井眼轨迹达到设计要求 ， 完钻 井深 ６ ０ １ ０ ｍ， 完钻水平
第３ ５卷 第 ５期
２ ０ １ ３年 ９月
石
油 钻 采 工 艺
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ５ Ｓ ｅ ｐ ．２ ０１ ３
０Ｉ Ｌ ＤＲＩ ＬＬ Ｉ ＮＧ ＆ ＰＲ０ＤＵＣＴＩ ＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
文章编号 ：１ ０ ０ ０ —７ ３ ９ ３ （ ２ ０ １ ３） ０ ５ —０ ０ １ ６ ０ ４
该 井二 开 井段 长 达 ２ ６ ６ ７ ｍ， 为 大 尺 寸 长裸 眼 井眼 ；三 开 实钻裸 眼段 长 １ ５ ４ ０ ｍ。 该 地 区地 温梯 度 高 ， 井深 ５ ９ ７ ４ ｍ 电测 温 度 为
井眼轨迹精准定位技术探讨
井眼轨迹精准定位技术探讨井眼轨迹精准定位技术是一种用于测量和定位井眼在地下的精确位置的技术。
井眼轨迹是指油气井在地下的轨迹路径，包括在不同深度方向的曲线、弯曲和方向变化。
精准定位井眼轨迹对油气勘探和开发具有重要意义，可以帮助工程师准确地设计井眼的方向和位置，降低钻井风险，提高钻井效率和油气产量。
井眼轨迹精准定位技术采用了多种测量方法和设备来获取井眼的准确位置信息。
其中一种常用的方法是测量井斜、方位和垂深等参数。
测量井斜和方位通常使用陀螺仪和磁力仪等传感器，利用地磁和重力等参考信息进行计算和校正，以获得井斜和方位的准确数值。
垂深则通过测量深度传感器来获取。
另一种常用的方法是采用钻杆振动测量技术。
这种技术利用振动传感器和信号处理算法来检测井眼内部的冲击和振动，通过分析和处理振动信号可以得到井眼的准确位置信息。
这种方法具有响应快、精度高等优点，适用于测量井眼的弯曲和方向变化等特点。
井眼轨迹精准定位技术还可以采用井底测量和数据处理方法。
井底测量通常使用测深工具和测量仪器来获取井底位置的准确数据。
数据处理则包括对井底测量数据进行解算和计算，以获得井眼轨迹的详细信息。
井眼轨迹精准定位技术的应用范围广泛。
在石油勘探领域，它可以用于确定油气资源的分布情况和储层结构，为油田开发提供基础参数。
在钻井作业中，它可以帮助工程师准确地导向井眼，降低钻井的风险和难度。
井眼轨迹精准定位技术还可以应用于地下水勘探、地质调查和环境监测等领域。
井眼轨迹精准定位技术具有重要的经济和社会意义。
它可以帮助油气公司提高勘探和开发效率，降低成本，提高产量和利润。
它还可以减少对环境的影响，降低钻井事故的发生率，提高安全性。
继续研究和应用井眼轨迹精准定位技术具有重要的意义和价值。
水平井井眼轨迹控制技术探讨
1 井身轨迹控制常规的水平井都由直井段、增斜段和水平段3部分组成。
由直井段末端的造斜段（kop）到钻至靶窗的增斜井段，这一控制过程为着陆控制；在靶体内钻水平段这一控制过程称为水平控制。
水平井的垂直段与常规直井及定向井的直井段控制没有根本区别。
水平井井眼轨道控制的突出特点集中体现在着陆控制和水平控制，设计到一些新的概念指标和特殊的控制方法。
1.1 水平井井眼轨道控制技术的特点水平井钻井技术是定向井技术的延伸和发展。
水平井的井眼轨道控制技术与定向井相比有类似之处，但也有显著差异，体现了水平井轨道控制的突出技术特征。
1.1.1中靶要求高定向井的靶区为目的层上的一个圆形，通称靶圆，靶圆中心称为靶心。
靶心是井身设计轨道中靶的理论位置，而靶圆是考虑到因误差而造成的实钻轨道中靶的允差范围。
一般来说，定向井的目的层越深，其靶圆半径也越大。
例如一口井垂深为1800-2100m的定向井，其靶圆半径通为30-45m，如上所述，水平井的靶体是一个以矩形靶窗为前端面的呈水平或近似水平放置的长方体或与之接近的几何体（拟柱体，棱台等）。
靶窗的高度与油层状况有关，宽度一般是高度的5倍，水平井长度则和水平井的增斜段曲率半径类型有关。
例如，对厚油层，其靶窗高度可达20m，但对薄油层，该高度可小到4m甚至更小。
按我国对石油水平井的规定，水平段井斜角应在86°以上，长、中、短半径3类水平井的水平段长度一般分别不得小于500m，300m，60m 。
很显然，水平井的目标（靶体）比定向井的目标（靶圆）要求苛刻，前者是立体（三维），后者是平面（二维），因此中靶要求更高。
对于水平井来说，井眼轨道进入目标窗口（靶窗）还不够，还要防止在钻水平段的过程中钻头穿出靶体造成脱靶，而对定向井来说，只要保证钻入靶圆即为成功。
1.1.2控制难度大由于上述定向井和水平井的目标性质与要求对比可知，水平井轨道控制难度大于定向井。
而且，由于常规定向井的最大井斜角一般在60°以内，不存在因目的层的地质误差造成脱靶的问题。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探开发技术的不断发展，定向井钻井技术已经成为了油田勘探开发的重要手段之一。
在定向井工程中，大井眼轨迹控制技术是关键的环节之一，对于提高石油勘探开发效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。
本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究探讨。
一、定向井大井眼轨迹控制技术概述定向井是指在一定地层深度范围内，通过调整井眼轨迹，使井眼的水平和竖直段长度适应地层条件进行勘探开发的一种钻井方式。
而大井眼指的是井眼直径较大的定向井。
大井眼轨迹控制技术作为定向井工程的重要组成部分，旨在实现井眼的曲率和方位的精确控制，从而确保井眼能够准确地穿越预定地层，并达到地质勘探开发的目的。
大井眼轨迹控制技术主要包括钻头定向技术、测斜测向技术和井眼轨迹设计技术。
钻头定向技术是指通过选用了具有特殊几何形状或者内部结构的钻井工具，在施加外部磁场或者重力场的作用下，产生相应的钻头方向控制力矩，实现井眼偏转。
测斜测向技术是指通过测量或计算井眼的倾角和方位角，帮助工程技术人员准确地掌握井眼的位置和方向。
而井眼轨迹设计技术则是指根据地质条件和勘探开发需求，为大井眼的设计制定合理的轨迹方案。
二、定向井大井眼轨迹控制技术的关键问题1. 钻头设计与性能在大井眼轨迹控制技术中，钻头的设计与性能是至关重要的。
合理的钻头设计能够保证钻进过程中产生足够的弯曲力矩，实现井眼的曲率控制；而钻头的性能则直接影响到钻进效率和完井质量。
需要钻井工程技术人员充分了解钻头的设计原理和工作特性，选择合适的钻头类型，并加强对钻头性能的监控和评估，以确保大井眼的轨迹控制效果。
2. 测斜测向技术的精度和稳定性测斜测向技术是实现大井眼轨迹控制的关键手段之一。
然而在实际应用中，测斜测向仪器的精度和稳定性往往受到诸多限制，如地质条件、井深和井眼倾角等因素的影响。
如何提高测斜测向技术的精度和稳定性，是当前亟待解决的问题。
可以通过引入先进的传感器技术、改进算法和提高数据处理能力等手段，不断提升测斜测向技术的水平。
三维水平井井眼轨迹设计最优控制模型及算法
时 费力的工 作 ＋ 这在设 计段 数较 多 的情况 下尤 为 突 出．井 眼轨道 设计实质 上 是在 无数 可选 曲线 中 选 出一条符 合设 计 条件 的曲线 的过程 ， 是一 个 这 约 束优 化 问题、近年来 ＋ 们试 图将 约束 优化 理 人
论 引 入 定 向 井 （ ｉ ｃｉｎ ｌｗｅ１ 、 水 平 井 ｄｒ ｔ ａ ｌ ｅ ｏ ） （ｏ ｉ ｎａ ｗｅ ）的 井 眼 轨 道 （ｒｊ ｔｒ ） 计 之 ｈ ｒ ｏ ｔｌ ｌ ｚ １ ｔａ ｃｏ ｙ 设 ｅ
Ｖ ｏ ． ２… １ ４ Ｎ ３
Ｍ ａ ０ ２ ｙ ２０
＊数学、 物理 、 力学
文章编号： ００ ６８２０）３０６．４ １０￣ ０ （０２０－２１ ８ ０
三 维 水平 井井 眼轨 迹设 计最优控 制 模 型及 算 法
江 胜 宗 ， 冯 恩 民
１ ６２ １０ ４） （大 连 理 工 大 学 应 用 教 学 系 ．辽 宁 大连
摘要： 针对三维球平井 井眼轨迹优 化设 计 问题， 首玻建立 了以非线性状 态方程 为主要约束
条件 的 目 控制模型 括 依 该模 型 的特 点 ， 造 了驶 进 的 Ｈｏ ｋ－ｅｖｓ优 化 算 法 、为 获 得 垒 局 构 ｏ ｅＪｅｅ 最忧 解 ， 用 均 匀设 计 方 法选 取 初 始 点、计 算结 果 证 明 了模 型 、 法 及 研 制 软件 的 正 确 性 与 采 算 有 兢性 、而且 具 有 计 算 时 间短 ＋ 果精 度 高 等 特 点 结
近 １ 口井 上 ．
目前 ， 平 井井 跟 轨 道 设计 仍 采 用 试 错 法 水 （ｒ ｌ ｎ ｒｏ ） ｔ ａ ａ ｄｅｒｒ ．设计 方 法的划分 多 以对水平井 ｉ 井眼轨 道 的曲线 形 状作 出 的简 化假 设 为基 准 ＋ 如 圆 柱 螺 旋 线 法 （ｙｉｄｉ ｌ ｐｒｌｍｅｈ ｄ 、 ｃｌ ｒ ａ ｓ ｉａ ｎ ｃ ｔｏ ） 斜平 面 法 （ｌｎ— ｌ ｅ ｅｈ ｄ 和 拟 螺 线 法 ｓ ｔ ａ ｍ ｔｏ ） ａ ｐｎ （ｐｒｌ ห้องสมุดไป่ตู้ｅｍｅｈ ｄ ｎ．这 些 方法 的使 用依 赖 于 ｓ ｉ — ｋ ｔｏ ） 一 ａｌ 设计 人员 或施 工人 员 的经 验 ＋ 设计 结果 也保 证 且
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
涪陵页岩气田三维水平井井眼的轨迹控制技术
控制工作中，工作人员可以结合偏移距离变化和靶前位移变化，控制难度比较大。
1.3 三维眼井摩阻扭矩较大在三维水平井斜井段，需要适当的增斜和扭方位，在下钻和滑动钻钻进过程中，钻具很容易发生屈曲问题，钻具接触井壁之后会产生较大的摩阻扭矩，产生严重的托压问题，不利于向钻头传递钻压，降低了钻井速度，延长了定向钻的周期。
由于上孔的扭转方向增加了全角度变化率和摩擦扭矩，定向工具面无法放置在正确位置，在同一位置反复升降钻具，增加了定向钻进的难度，延长了定向钻进的钻进周期[1]。
2 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术思路采用原有的井眼轨迹设计模式，不利于实现三维水平井优化和快速定向钻井。
其工作目标是使摩擦力矩最小。
在实际工作中，有必要对原始井眼轨迹类型进行优化，改进轨迹参数，优化三维井眼轨迹设计技术，以提高定向钻井速度。
因为三维井眼轨迹控制工作具有较大的难度，为了保障钻井的安全性，提高现场定向施工的便利性，需要利用精细控制措施，严格控制井段井眼轨迹，优化涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术，降低整体施工难度。
面临三维井眼摩阻扭矩较大的问题，工作人员可以利用降摩减扭工具，避免发生托压问题，利用三维井眼降摩减阻技术，高效控制三维井眼轨迹。
要想优化三维井眼轨道，工作人员需要合理选择三维井眼轨道，把握入窗时机，提高施工现场的操作性。
利用预目标位移，尽可能调整倾斜点，缩短稳定段长度，有效缩短钻进周期。
为了降低整体工作量，要在稳斜段改变方位。
结合降摩减扭的工作理念，优化轨道全角的变化率，控制稳斜段的井斜角[3]。
在实际应用中，将三维水平井轨迹分为六段。
在纠偏井段的井眼内设置二维增斜段，以保证增斜效果。
在稳斜边变方位井段，施工人员需要全力扭方位，有效减少工作量。
在边增斜边调整方位井段，应合理调整调整工具面，合理调整方位角。
在着陆段利用增斜入窗，合理调整参数。
3 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制关键技术三维水平井偏移距比较大，同时也会增加变方位工作量，在大斜度井段调整方位难度较大，定向钻工作周期比较长，井眼轨迹缺乏圆滑性，将会影响到后续井下作业的安全性。
井眼轨迹设计与控制方法
井眼轨迹设计与控制方法井眼轨迹设计与控制方法是指在石油工程领域中，为了实现最佳的钻井效果，需要设计合适的井眼轨迹，并通过控制方法来实施钻进操作。
井眼轨迹设计和控制方法的目的是确保井眼能够贯穿目标层，并达到钻井目标。
以下是井眼轨迹设计和控制方法的一般步骤和原则。
1.收集地质和地下信息：了解地质和地下条件对井眼轨迹设计的影响，包括地层构造、断层、岩性、陷落带等信息。
通过地质勘探技术，如地震勘探、测井等方法获得地下信息。
2.考虑钻进目标：确定钻井目标并制定井眼轨迹设计的目标，包括垂直井、平曲井、S型井、水平井等。
3.选择合适的钻头和井壁稳定措施：根据地层岩性和井眼设计目标，选择适当的钻头和井壁稳定措施，以减少钻井风险。
4.采用合适的井眼轨迹设计软件：使用井眼轨迹设计软件，根据地质和目标要求，进行井眼轨迹设计。
软件可以根据用户的输入参数，提供最佳的井眼轨迹设计方案。
5.优化井眼轨迹设计：根据设计的井眼轨迹，进行优化，以满足目标要求、降低钻井风险和成本。
6.完善设计：进行设计审查并完善井眼轨迹设计。
井眼轨迹控制方法的原则如下：1.根据地质情况进行实时调整：在钻井过程中，根据地质情况和实时测井数据，适时调整井眼轨迹设计。
控制方法可以包括调整钻头类型、调整钻井液密度等。
2.使用工具进行测量和记录：使用相关测量工具，如测井仪器、鱼雷测井等，对井眼轨迹进行实时测量和记录。
这些测量数据可用于分析地层情况和优化井眼轨迹设计。
3.采用适当的工具和技术：选择合适的工具和技术，如导航仪器和测量工具，帮助实施井眼轨迹控制。
这些工具可以提供准确的测量数据和实时导航。
4.数据分析和反馈：通过分析测量数据和井斜数据，对当前井眼轨迹进行评估和反馈。
根据评估结果，进行必要的调整和控制。
5.培训和提高技能：培训钻井工程师和工人，提高其井眼轨迹设计和控制的技能水平。
这样可以确保钻井操作的安全和高效。
总之，井眼轨迹设计和控制方法是确保钻井工程顺利进行的重要环节。
定向钻井井眼轨迹控制
z z e
对于偏差角△φZ，如果按照 井斜方位均匀漂移（即漂移
率不变），那么从当前井底
e钻达目标点T，需要的方位 漂移量为2△φZ。
二、方位扭转角的计算
6. 选择控制井斜方位的方法
选择方法的依据是将△φP与2△φZ进行对比。
若2△φZ ≈ △φP ，使用当前钻具组合的自然漂移率即可 准确钻至目标点（既不用更换钻具组合）。
有算示意图
计算井斜方位漂移率时，利用井身的水平投影图，图4-4； 先挑出用井下动力钻具钻出的井段（图中的oa段）； 再将转盘钻钻出的井段，根据井斜方位变化的趋势，分成几 段，如图4-4中的ab，bc，cd，de段； 最后根据井身测斜计算的数据，分别求出各段的井斜方位变 化率。
第二节 井眼轨迹预测与控制
三、井眼轨迹控制原则（决策）
控制理论中控制的定义：被控制对象中某一（某些）被 控制量，克服干扰影响达到预先要求状 态的手段或操作。 井眼轨迹控制：钻井施工中通过一定的手段使实钻井眼 轨迹尽量能符合设计的井眼轨道最终保 证中靶的过程。 运用控制理论对井眼轨迹控制分析可知，目前的井眼轨 迹控制系统是一个开环的人工控制系统。
二、井眼轨迹控制
轨迹控制的主要内容有以下几方面：
（1）适时进行轨迹监测和轨迹计算 选择合适的监测仪器、监测密度和测点密度。根据轨迹计 算结果，提出下步轨迹控制要求。 （2）精心选择造斜工具和下部钻具组合 造斜工具和钻具组合结构的选择是轨迹控制的关键。 （3）做好造斜工具的装置方位计算 装置角、装置方位角、井下动力钻具反扭角、定向方位角 的计算必须准确无误。 （4）造斜工具的井下定向工艺和钻进 正确选择定向方法，严格执行定向工艺措施；严格执行钻 进过程中制定的工艺措施和技术参数标准。
侧钻水平井三维井眼轨迹优化设计与应用兰PPT
三维轨迹设计软件开发
应用Excel VBA开发了侧钻水平井三维轨迹设计程序
原井轨迹分析←→目标靶区坐标转换 目标垂面与原井轨迹交汇点识别
该程序包含10大 模块，分散在12 个工作表内，界面 友好，操作简单。 程序结构示意图如 右所示：
实钻计算
侧钻点选择-计算-分析
套管开窗方式
段铣开窗 斜向器开窗 斜向器定向分析 斜向器定向设计 设计模式选择 二维设计 插值计算 三维设计 井底预测 待钻设计
程序结构示意图
三维轨迹设计软件应用
2008年至今，运用自主研发的三维轨迹设计程序在新疆 油田设计并完成了14口中曲率侧钻水平井施工，设计造斜率 与实际造斜率差值基本在1°左右，现场指导性强。下面给出 14口侧钻水平井运用三维轨迹优化设计程序设计的造斜率与 实钻平均造斜率的统计表。
井号 LU 9164 21 LU 3057 19 LU 3107 18.55 LU 1154 14.3 SN 6649 18.22 LU 2118 14 LU 2107 18 LU 2160 15.5 LU 3096 21 LU 3076 19.37 LU 7155 15 LU 3092 19.89 LU 3072 19.6 C 1240 12.27
设计 造斜 率 实钻 平均 造斜 率
20.6 7
19.39
18.22
14.5
18.75
13.8
17.5
15.2
20.1
19
15.36
一般的三维轨迹设计软件在进行侧钻水平井轨迹设
计时，其设计过程不能优选节点参数，只能将整个轨 迹设计成三维扭方位轨迹，加大了现场施工操作的难
度。
优化侧钻水平井三维轨迹设计有助于避免斜向器定 向及扭方位时完全个人经验化，实现一定程度的量化、 科学化，以尽可能短的滑动进尺钻达目标井深，避免 定向失误、缩短钻井周期、节约钻井成本。
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距离扫描图的用途
• 用途之一：丛式井的防碰。
– 丛式井最大的技术问题就是“防止两口相邻井 相碰”。 – 在丛式井钻进过程中，不断地根据测斜资料， 绘制出“防碰图”，根据防碰图上最近距离的 大小及其变化趋势，判断是否可能相碰，是否 需要采取措施。
• 当距离变化趋势是越来越大，则不必担心； 当距离变化越来越小时，则需要当机立断， 采取有效措施。防止相碰。
– 假设：地层式透明的，井眼是实心的 ，就可看见。 – 设想用一束平行光线去照射丛式井组 ，在垂直于光束的平面上就可得到丛 式井组的投影图。这就是从式井三维 结构图。 – 改变光束的投射方向，就可得到不同 的投影图，既丛式井不同的三维结构 图。
• 此种图的用途有三：
– 对比设计丛式井组的方案，进行优选 ； – 设计和施工人员，直观地了解设计的 或实钻的丛式井组在地下的形状。 – 向领导或参观者展示和介绍。
丛式井三维透视图透视图的用途
• 透视图的用途有三：
– 1. 这种图具有强烈的视觉 效果，又能反映出丛式井 组的整体形状，所以是向 领导汇报和向参观者介绍 的好方式 。 – 2. 这种图允许观察着站在 任何位置去看，允许他站 在地下丛式井组的里面， 任何他感兴趣的地方，向 着他感兴趣的地方去看， • 3. 这种图显然是丛式井设计和 给人以“身临其境”的感 施工监督的好帮手。设计轨道， 觉。例如他怀疑井组某处 实钻轨迹，待钻井眼，外推井 可能相交，就可以下到该 眼，都可以在透视图上显示， 处去观察是否相交。 要有测斜资料。 – 丛基准井出发，寻找基准井上每一个测点与比 较井距离最近的测点。 – 由于每个测点在空间的坐标位置是已知的，所 以可以计算基准井上某一点（M）到比较井上 每一点的距离，然后进行比较，找出最近测点。 – 改变基准井上的基准点，可以得到另一基准点 距离比较井的最近测点。 – 从所有基准点距离比较井的最近测点，进行比 较可得到全井的最近测点。
定向井法面扫描图
• 法面扫描图的主要用途：指导定 向井施工，提高中靶精度。 • 常规施工指导图的缺点：
– 指导施工需要知道：
• ①.实钻轨迹变化的趋势； • ②.实钻轨迹与设计轨道的相互关系
– 此种图形的比例太小，不能看出轨 迹的微小变化趋势； – 从常规图上只能定性地看出：
• 待钻井眼需要降斜； • 待钻井眼需要降方位；
已知参考点M的井斜角 式中：E,N,H为法面上任一点的坐标。 αM，井斜方位角φM，及其 a sin M sin M 坐标位置NM，EM，HM。列 b sin M cos M 出法面方程： c cos M
丛式井三维结构图
丛式井三维结构图思路和用途：
• 人在地面上，怎样才能看见丛式井在 井下的形状呢？
用途之二：救援井的中靶监控
– 与丛式井防碰相反，救援井要求尽可能使两口 井相碰，并设法与事故井连通，以便进行引流 或压井。 – 在救援井钻进过程中，不断地根据测斜资料， 绘制出“中靶监测图”，根据图上最近距离的 大小及其变化趋势，指导钻进。 – 当距离变化趋势是越来越大，则需要采取有效 措施控制轨迹；当距离变化越来越小时，则表 示钻进措施正确
定向井水平扫描图原理
• 1. 过参考井上每一个参考点，可 作一个水平面，水平面与比较井 可能有一个交点，称作比较点。 • 2. 由于比较点垂深 = 参考点垂 深，所以可能找到比较点所在得 测段； • 3. 利用给定垂增进行内插，可 以求得比较点的井深参数合坐标 值； • 4. 计算参考点和比较点的距离、 方位角，即可作图； • 5. 有关计算方法和绘图方法，与 邻井距离扫描图相同，而且比邻 井距离扫描图更为简单；
– 此种图只能定性估计距离大小，不 能定量，不能给出轨迹变化的具体 尺寸和具体的方位。
定向井法面扫描图
• 法面扫描图的优点：
– 从法面图上也可以定性地看出：
• 待钻井眼需要降斜（目前井底在 设计轨道的上方）； • 待钻井眼需要降方位（目前井底 在设计轨道的右方） ；
– 图形的比例大，轨迹的微小变化 都可以看得很清楚； – 可以定量知道实钻轨迹与设计轨 道之间的距离和相对方位角； – 从图上随时可以查出轨迹控制的 工具面角ω；
定向井法面扫描图绘图原理
• 绘图原理简介：
– 以实钻轨迹上每一个点为参考 点，过每个参考点作法平面， 求得该法平面与设计轨道的交 点(扫描点)。 – 参考点与扫描点的连线，即为 扫描径。 – 计算所有扫描径的距离和方位 角，即可绘出法面扫描图。
参考井法面方程的建立：
a( E EM ) b( N N M ) c( H H M ) 0
井眼轨迹控制技术
邻井距离扫面图定义和做法
• 定义：相邻两口定向井，我们只能看见地面上两 口井的位置，看不见地面以下两井的相互位置。 通过计算机软件，我们可以将地下两口井之间的 相互位置用图形表达出来，称为“丛式井距离扫 描图”。 • 做法：一口井作为参考井（基准井），另一口井 作为比较井（被扫描井 ）。自上而下计算参考井 轴线上每一点距离比较井的最近距离，然后进行 绘图。参考井所有点都集中在图形的中心，比较 井的最近距离点联成一条曲线。
寻找最近距离
– 最近测点并不是最近距离。 – 最近距离应该处在最近测点的附近。 – 在最近测点的相邻两个测段内进行插入计算， 进行比较，最终可找出最近距离来。 – 图中所示：进行了四次插入，一次比一次计算 的最近距离更精确