定向井水平井钻井技术知识(钻井监督)2013.ppt

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1、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，我国是继美国和前苏联之后，第三个钻水平井的国家，1965年在四川钻成了两口水平井，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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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。我国标准化委员会规定：手算用平均角法，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

7、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。其它井身参数垂直深度：简称垂深，是指轨迹上某点至井口所在水平面的距离。垂深的增量称为垂增。垂深常以字母Ｄ表示，垂增以ΔＤ表示。水平投影长度：简称水平长度或平长，是指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。平长以字母Ｐ表示，平增以ΔＰ表示。Ｎ坐标和Ｅ坐标：是指轨迹上某点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。其它井身参数水平位移：简称平移，指轨迹上某点至井口所在铅垂线

8、的距离，或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。此投影线称为平移方位线。水平位移常以字母Ｓ表示。平移方位角：指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。闭合距与闭合方位：国外将水平位移称作闭合距(ClosureDistanc