第一节 井眼轨迹的基本参数

3.测斜仪器的种类 一口实钻井的井眼轴线是一条空间曲线。为了进行轨迹控制，就要了 解这条空间曲线的形状，就要进行井眼轨迹的测量，这就是“测斜”。 井眼测量仪器种类很多。按照仪器的结构、性能、工作方式，可归纳 为磁性测斜仪和陀螺测斜仪两大类:
单点测斜仪 照相测斜仪 多点测斜仪 单点 磁性测斜仪 电子测斜仪 多点
定向钻井已成为油田勘探开发的极为重要的手段。井眼轨迹测量控制 技术经历了从经验到科学、从定性到定量的发展过程。目前定向钻井技术 发展迅猛，随钻测量（MWD）、随钻测井（LWD）技术已普遍采用，正逐渐 迈向导向钻井、地质导向钻井等自动测控制技术阶段。不论是直井还是定 向井的井眼轨迹控制，都需要测定地面以下井眼的位置。这就需要使用能 沿井身不同深度测量井斜角和方位角的测量仪器。井眼相对地面的位置可 以从累计的测量结果中计算出来。
3.井眼轨迹参数的定义 ①井深及测段长度 井深指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度，也有人称之 为斜深，国外称为测量井深(Measure Depth)。 井深是以钻柱或电缆的长度来量测。井深既是测点的基本参数之 一，又是表明测点位置的标志。 两测点之间的井段称为测段。一个测段的两个测点中，井深小的称 为上测点，井深大的称为下测点。测段长度为井深的增量，即下测点井 深减去上测点井深。
2.定向测量的目的 ①监视钻进过程中的实际井眼轨迹，以保证钻达目标区; ②当校正井眼轨道时，将造斜工具按要求的方位定位； ③保证所钻井眼没有与已钻的邻近井眼相交的危险; ④确定所遇各种地层的真实垂深，以得到准确的地质构造图; ⑤确定准确的井底位置，用于监测油层特性和钻救险井; ⑥计算井眼轨道的狗腿严重度。
有线随钻 随钻测斜仪 无线随钻
单点陀螺测斜仪
陀螺测斜仪
多点陀螺测斜仪
随钻陀螺测斜仪
第一节
井眼轨迹的基本参数
1.井眼轨道与井眼轨迹的概念 井眼轨道：指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。 井眼轨迹：指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。 2.井眼轨迹的基本参数 一口实钻井的井眼轴线是一条空间曲线。 对于空间的一条线段，线段的起点为坐标原点，如果已知： 线段的长度； 该线段与z轴的夹角； 该线段在xy平面内的投影与x轴的夹角; 那么该线段的空间位置即可确定。(如图5.1.2)
①绕障：受地面环境条件所限，如高山、湖泊、沼泽、河流、沟壑、 海洋、农田或重要的建筑物（图5.1.1)等，难以安装钻机，采用定向井绕 障。
图5.1.1
定向井绕障
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②地下地质条件的要求：对于断层遮挡油藏，定向井比直井可发现 和钻穿更多的油层；对于薄油层，定向井和水平井比直井的油层裸露面 积要大得多。另外，侧钻井，多底井，分支井，大位移井，侧钻水平 井，径向水平井等定向井的新种类，显著地扩大了勘探效果，增加了原 油产量，提高了油藏的采收率。 ③处理井下事故的特殊手段：当井下落物或断钻事故最终无法捞出 时，可从上部井段侧钻打定向井；特别是遇到井喷着火常规方法难以处 理时，在事故井附近打定向井(称作救援井)，与事故井贯通，进行引流 或压井，从而可处理井喷着火事故。
例如: x0,y0,z0—线段起点坐标； xA,yA,zA—线段终点坐标；
θ—线段与z轴夹角(倾角)； α—线段在xy平面内的投影与x轴的夹角(方位角)；
LA—线段的长度(测距)。
图5.1.2 线段的空间位置
空间曲线为多线段拟合形成。如果将第一线段的终点作为第二线段的 起点，并把坐标原点移至第一线段的终点，如果知道第二线段长度、与z轴 的夹角和第二线段在xy平面内的投影与x轴的夹角。那么第二线段的空间位 置也可确定。 依次类推，可得到空间的折线，将折线进行拟合，可得到空间一曲 线。此为井眼轨迹计算拟合的数学依据。 上述空间曲线拟合需要已知各线段的起点坐标、线段长、线段与z轴的 夹角和在xy平面内的投影与x轴的夹角。在井眼轨迹拟合时由三个参数替 代。 井眼轨迹的拟合的基本参数为： 井深、井斜角和井斜方位角。
井斜方位角
井斜角
图5.1.3井斜角、井斜方位角示意图
②井斜角(图5.1.3） 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。井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。 ③井斜方位角 某测点处的井眼方向线投影到水平面上，称为井眼方位线，或井斜方位 线。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， 即井眼方位角。
第五章 井眼轨迹测量与控制工具
前言
1.井眼轨迹测量与控制的发展过程 自20世纪初旋转钻井诞生以来，初期都是打直井，人们预想的井眼轨 道是一条铅垂直线。并且认为旋转钻井的实钻井眼轨迹也和顿钻一样，是 一条铅垂直线。直到大约20世纪20年代末，人们意外地发现一口新钻井把 旁边一口老井的套管钻穿，还发现相邻两口井的井深不同却钻到了同一油 层。于是认识到井是会斜的，需要采取有效措施控制井眼轨迹，才能减小 井斜，于是出现了“直井防斜技术”。 20世纪30年代初，在海边向海里打定向井开采海上油田的尝试成功之 后，定向井得到了广泛的应用，其应用领域大体有以下三种情况：