钻井工程_濮阳职业技术学院_第三章井眼轨道设计与控制.ppt

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1、第三章井眼轨道设计与轨迹控制1、学时分配：11学时。2、重点：（1）井眼轨迹的概念；（2）井斜角和井斜方位角的概念；（3）井眼轨迹的表示方法；（4）井眼轨迹的参数计算；（5）常用的防斜与纠斜钻具组合；（6）定向井轨道设计方法；（7）装置角、装置方位角与反扭角的概念；（8）井眼轨迹控制方法。3、难点：（1）装置角的概念；（2）定向井轨道设计方法；（3）井眼轨迹控制计算。4、解决方法：（1）利用多媒体图片和动画进行展示；（2）利用教学模具；（3）对井眼轨迹设计和控制的计算，讲解清楚各公式的应用条件和相互关系，并加强习题训练。5、作业：P211

2、，1；10；11；12；13；14；P212，19；25；28；39；44；45。海油陆探、海油陆采西江24-3海上平台西江24-1边际油田扩大泄油面积增加控制储量提高油井产能0.6万吨直井的5倍以上（L=300m）水平井技术适合于薄层的开采油层薄，中靶难需要有合适的角度，才能达到矢量入靶角度偏大角度偏小薄油层开发井眼轨迹在油层最佳位置穿行难精确控制几千米远的钻头走向难度大薄油层开发层薄，地层倾角变化，有时上翘或下倾VerticalInjectionWellsandHorizontalProductionWellHorizontalWel

3、lPairHorizontalWellPair概述井眼轨道：一口井开钻之前，预先设计的井眼轴线形状。直井轨道：过井口的铅垂线。定向井轨道：二维定向井：过井口和目标点的铅垂面上的曲线。三维定向井：具有不同曲率的空间曲线。轨道设计：定向井、水平井、侧钻井、大位移井等。井眼轨迹：一口井实际钻成后的井眼轴线形状。轨迹控制：直井防斜打直。特殊工艺井控制井斜和方位，使轨道与轨迹相一致。二维三维直井用途：油田开发和勘探。有井斜限制要求。定向井用途：1.地面环境条件的限制高山，湖泊，沼泽，河流，沟壑，海洋，农田或重要的建筑物等。2.地下地质条件的要求断层

4、遮挡油藏、薄油层、倾角较大的地层钻进等。3.处理井下事故的特殊手段井下落物侧钻、打救援井等。4.提高油藏采收率的手段钻穿多套油气层、老井侧钻等。地面环境条件限制地下地质条件要求处理井下事故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”。井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。(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ΔDm表示

5、。(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，该切线向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＝αB－αA(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°。(3)井斜方位角φ：井斜方位角

6、的另一种表示方式：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。象限角的变化范围：0～90之间。磁偏角：磁北方位与正北方位之间的夹角。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－西磁偏角二．轨迹的计算参数由基本参数计算得到的参数。(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）。(3)水平位移Ｓ（平移）：轨迹上某点至井口所在铅垂线的

7、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。国外将水平位移称作闭合距。我国将完钻时的水平位移称为闭合距。(4)平移方位角θ：平移方位线所在的方位角。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。(6)视平移Ｖ：水平位移在设计方位线上的投影长度。(7)井眼曲率K（“狗腿严重度”、“全角变化率”）：指井眼轨迹曲线的曲率。平均曲率Kc=30γ/ΔDm“狗腿角”或“全角变化”（γ）：

8、上、下二测点的两条方向线之间的夹角(空间夹角)。狗腿角的计算：Lubinski公式：cosγ=cosαA·cosαB+sinαA·sinαB·cos(φB-φA)钻井行业标准计算公式：γ=(Δ