文档介绍：定向井及水平井基础 知识介绍
中国石油吉林油田公司
2012年10月
提纲
第一部分、定向井基础知识介绍
第二部分、水平井基础知识介绍
第三部分、现场实际应用情况
定向井技术起源于20世纪初,是美国Eastman公司开展起来的,到20世纪中期,随着国际钻井三大技术(MWD随钻测量技术、高效PDC钻头、长寿命导向螺杆钻具)的应用,得到飞速发展,我井的井,90年水平井被列入国家“八五”重大科技攻关项目,目前全国各油田已经普遍推广应用。
定向井:按照一定目的要求,沿着设计轨道钻达预定目的层位的井。
一、定向井技术概述
井斜角:
井眼轴线上每一点都有自己的井眼前进方向。
过井眼轴线上的某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。
井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。
显然,井眼方向线与重力线都是有向线段。井斜角表示了井眼轨迹在该测点处倾斜的大小。
井斜角常以希腊字母α表示,单位为度(°)。一个测段内井斜角的增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角,以Δα表示。
井眼轨迹的基本参数
井斜方位角:
1. 井眼轴线上每一点,都有其井眼方位线;称为井眼方位线,或井斜方位线。井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上,即为该点的井眼方位线(井斜方位线)
2. 井眼轴线投影到水平面上以后,过其上每一点作投影线的切线,该切线向井眼前进方向延伸部分,即为该点的井眼方位线,或称井斜方位线。
上述1和2两个定义,是相同的,都是正确的。
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,即井眼方位角。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。
井眼轨迹的基本参数
井斜方位角常以字母φ表示,单位为度(°)。井斜方位角的增量是下测点的井斜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。
注意“方向”与“方位”的区别。方位线则是水平面上的矢量,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。该点的井眼方位线则指该点井眼方向线在水平面上的投影。在学习扭方位计算时,也要特别注意这个区别。
井眼轨迹的基本参数
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。磁北方位与正北分位并不重合而是有个夹角,称为磁偏角。磁偏角又分为东磁偏角和西磁偏角。东磁偏角指磁北方位线在正北分位线的东面,西磁偏角指磁北方位线在正北分位线的西面。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:
不准确的说法:“地北与磁北之间的差值,称为磁偏角”“以地球北极为准,磁北在其右边的为东磁偏角,……”
真方位角=磁方位角+东磁偏角
真方位角=磁方位角-西磁偏角
井眼轨迹的基本参数
磁偏角地图
井眼轨迹的基本参数
测斜计算方法
主要的七种计算方法可分为三类:
曲线法优于直线法和折线法。手算用平均角法,电算用曲线法。动力钻具钻出的井眼用最小曲率法;转盘钻钻出的井眼用圆柱螺线法。
我均角法,电算用校正平均角法。(校正平均角法与圆柱螺线法的计算值相差非常小,差别在小数点以后第七、八位,有效数字的前8位都是相同的)。
井眼轴线形状的图示法
投影图表示法
相当于机械制图中的视图表示法,在国外使用广泛。
这种图示法包括两张图:一张是水平投影图,相当于俯视图。一张是垂直投影图,相当于侧视图,其投影面选在原设计方位线所在的铅垂平面上(横坐标V,纵坐标D)。
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。
缺点:这种垂直投影图不能反映出井身参数的真实值。