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。一、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。

(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)。

井深增量(井段)：下测点井深与上测点井深之差。

以ΔD m表示。

测段：二测点之间的井段称为测段。

井眼轨迹空间曲线

图

(2) 井斜角(α)：

指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。

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。

井斜角增量(Δα)：

下测点井斜角与上测点井斜角之差。

Δα＝α

B －α

A

(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°。

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，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：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

磁偏角：磁北方位与正北方位之间的夹角。磁偏角分类：东磁偏角及西磁偏角

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

(3)井斜方位角φ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。

变化范围：0～90之间。

一．轨迹的基本参数

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(1) 垂直深度Ｄ(垂深)：轨迹上某点至井口所在水平面的距离。垂深增量称为垂增(ΔＤ)。

(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。

水平长度的增量称为平增(ΔL p)。

井眼轨迹空间曲线

图

二．轨迹的计算参数

(3) 水平位移Ｓ(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)。

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闭合距。

计算参数图解

二．轨迹的计算参数

(4) 平移方位角θ：

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θ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) Ｎ坐标和Ｅ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。

二．轨迹的计算参数(6) 视平移Ｖ：

水平位移在设计方位线上的投影长度。

7)狗腿角γ：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”。

二．轨迹的计算参数

狗腿角的计算：

1.Lubinski公式：

cosγ=cosα

A

·cosαB+sinαA·sinαB·cos(φB-φA) 2.钻井行业标准计算公式：

γ=(Δα2+Δφ2·sin2αc)0.5

α

c =(α

A

+α

B

)/2

γ——该测段的狗腿角，(°)；

α

c

——该测段的平均井斜角，(°)。

(7)井眼曲率、狗腿严重度、全角变化率Ｋc

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：

K c =30γ/ΔD

m

Ｋc——该测段的平均井眼曲率，(°)/30m；

二．轨迹的计算参数

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：

垂直投影图+水平投影图。

2.柱面图示法：

垂直剖面图(柱面展开图)+水平投影图。

三维坐标法柱面图示法

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。

投影面：水平面

坐标系：以井口为原点、Ｎ坐标轴、Ｅ坐标轴。

表达的参数：Ｎ坐标值、Ｅ坐标值、水平位移S、

水平长度Lp、闭合距、井斜方位角φ、

平移方位角θ、闭合方位角。