精确定向钻井技术研究

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1、精确定向钻井技术柳玉玳关键词：井口与靶点、处标系统、精度测井、井眼轨迹、实钻监控、三维可视在过去一些定向钻井中，靶区的范围很大，在数十米至100多米，用不上精确定向钻井。现在人量的定向水平井和人位移水平井中，要求在数米其至一米以下的范围内寻找汕层。盐矿水平对接井要求在儿米直径靶区，完成双井连通。这就需要精确的定向钻井。首先是现用一些定向井计算法不够精度。国内外定向钻井广泛采用的是磁导定位系统，磁偏角和磁方位角直接影响到水平井轨迹的精度，70、80年代的地磁图现在还在用，磁偏角的确定不准确。还有子午线收敛角基本忽略掉了，这个角度胄接影响是井口与靶点磁方位，忽略了这个角度，

2、1000米水平井相差数十米，也就是说磁导定位系统确定的靶点是一•个虚靶。精度不高的定向装备也是不可能完成精确定向估井。先进的定向钻井监控系统则是精确定向钻井的关键技术。一、井口与靶点坐标系建立1、坐标系统确定:同一井位或靶点坐标系不同，坐标值也不同。在定向钻井有多种描述井口或靶点的位置，如靶区在从井口沿北偏东45°,水平距500米处；井口地理处标为东经114°北纬20°；靶点人地坐标为X二2803853.21,Y二39371186.97。在定向钻井中，常采用的是以井口为坐标原点的相对坐标系。如图1以磁北、真北、大地北为纵轴相对朋标系，三个方位角a、A、Au的和互关系如下

3、：处标方位与磁方位关系：a=Am+3-y;(1)坐标方位与真方位关系：a二A-y(2)真方位与磁方位关系：A二Au+0(3)B-磁偏角；Y-子午线收敛角在DWGUTDER6.1定向井/水平井轨迹设计与控制系统，同时采用磁北、处标北为纵轴和井口耳靶点连线为横轴三个处标系。在井口与靶点连线为横轴的处标系中，相对处标方位B二Am-A,.(4)Ai=ao-3+Y(5)A厂井口与靶点连线磁方位角，a厂井口与靶点连线大地坐标系方位角(1)磁偏角B的精确取值：地球的磁极不是在北极点和南极点上，磁极每时每刻都在不停的运动着而是有比较大的偏移。根据WMM2005/2010地磁模型编写的软

4、件如图3,磁偏角数据为负数表示北磁极偏西，正数表示北磁极偏东。此软件可查到国内县级以上单位地理处标和磁偏角，输入国内任意地理处标可计算出本地的磁偏角。但是屮国国土面积这么大，地磁图仅是采用2000多个实测点数据形成的。同时由于地磁还有界常情况，对于高耍求大位移水平钻井，此软件计算的磁偏角精度还是不够的。授精确的磁偏角取值，应该是采用先进仪器实时实地测量，测量精度为±0.1’。「位置1I北京市3玮度：

5、39.906208「位置2

6、南京市经度：116.391434east:

7、447981.8111纬度：

8、32.047600经度：1118.773000经纬度距离north:

9、

10、4417524.5387距离经纬度取消格式d.ddddddCd°m's"航向Q高藉度r固定距离:海里:英里:时区8当前升起06:07:56落下18:01:19磁偏角-6.471364太阳2007年厂月辽日日出日落和磁偏角

11、897.9440角度：165,448638縛里英里final:166.851149

12、484.85101557.9565图3（2）子午线收敛角Y计算：地理坐标是球体坐标，必须转换成大地坐标，才能在定向钻井使用。这就产生了子午线收敛角，即真北与大地朋标北这间夹角。国内大多数定向软件采用的是以大地北为纵轴的和対朋标系，但在实际钻井中忽略了丫角，相当于采用了真

13、北相对朋标系。因此人为地将靶点给偏移了。Y二△①sin（屮）（6）△①-坐标点与中央子午线经度差屮-坐标点纬度通过以下两个软件可精确计算地球上任意一点的Y角W高斯坐标转换换算方式高斯坐禄•芷算C高斯坐标反算大地坐标B

14、3141.6832L

15、111I47

16、24.8974高斯投影坐标X

17、3386902?25Y118399692.74「楠球参数a=

18、6378137al£a=

19、298.2572235635席WGS1984参考楠球C西安1980参考椭球C北京1954参考椭球C自定义参考椭球玄萨三度带投影玄萨六度带投影三度带邻带换算六度带邻带换算三度带一〉六度带六度带一〉三度带响平

20、#英础数抿■1J/J/1/JHLLI5SAJfPk211井别主井磁闻角（°）-3.2井□大地坐标北坐标2803992.17北纬（°）25.337子午线收敛角（°）-O・55东坐标39371328.2东经（°）115.722磁坐偏角（°）-2.65高程三度帝号39.00六度带号井号k2U-01井别分支水平井磁方位（。）228.32艷大地坐标北坐标2803853.205北第（°）0坐标方位（°）225.67东坐标39371185.96东经（。）0位移（m）198.86靶相对坐标北坐标-138.96Y坐标0设计靶深（m）800东坐标-142.2