井眼轨道设计与控制

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钻井工程：第五章井眼轨道设计与轨迹控制

第五章井眼轨道设计与轨迹控制1．井眼轨迹的基本参数有哪些？为什么将它们称为基本参数？08答：井眼轨迹基本参数包括：井深、井斜角、井斜方位角。

这三个参数足够表明井眼中一个测点的具体位置，所以将他们称为基本参数。

2．方位与方向的区别何在?请举例说明。

井斜方位角有哪两种表示方法?二者之间如何换算?答：方位都在某个水平面上，而方向则是在三维空间内(当然也可能在水平面上）.方位角表示方法:真方位角、象限角.3．水平投影长度与水平位移有何区别？视平移与水平位移有何区别?答：水平投影长度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。

水平位移是指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离，或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。

在实钻井眼轨迹上，二者有明显区别,水平长度一般为曲线段，而水平位移为直线段.视平移是水平位移在设计方位上的投影长度.4．狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同？答：狗腿角是指测段上、下二测点处的井眼方向线之间的夹角（注意是在空间的夹角）。

狗腿严重度是指井眼曲率,是井眼轨迹曲线的曲率.5．垂直投影图与垂直剖面图有何区别？答：垂直投影图相当于机械制造图中的侧视图，即将井眼轨迹投影到铅垂平面上；垂直剖面图是经过井眼轨迹上的每一点做铅垂线所组成的曲面,将此曲面展开就是垂直剖面图。

6．为什么要规定一个测段内方位角变化的绝对值不得超过180 ？实际资料中如果超过了怎么办?答：7．测斜计算，对一个测段来说,要计算那些参数？对一个测点来说，需要计算哪些参数?测段计算与测点计算有什么关系?答：测斜时，对一个测段来说，需要计算的参数有五个：垂增、平增、N坐标增量、E坐标增量和井眼曲率；对一个测点来说，需要计算的参数有七个：五个直角坐标值（垂深、水平长度、N坐标、E坐标、视平移）和两个极坐标（水平位移、平移方位角）。

轨迹计算时，必须首先算出每个测段的坐标增量,然后才能求得测点的坐标值。

第3章定向井井眼轨道设计

• 求出关键参数Lw
H t H a R1 sin t sin a Lw cos t
•
直线段增量公式
各节点参数计算（将节点以上各段增量累加
即可得到各节点参数）增斜段取正，降斜段为负
L Lw H Lw cos 下 S L sin w 下
1. 一般会给定的条件
–
目标点的垂深Ht 、水平长度St （井口可移动时相当于没给定）、井斜角αt （单靶时无要求）及设计方
位角θ0；
– – –
造斜点井深Ha 及造斜点处的井斜角αa ；造斜半径R1 和R2 ；一般情况下，造斜点以上设计成垂直井段，αa=0；如果使用斜井钻机，则αa≠ 0 ，可根据给定的Ha和αa 计算出Sa。
O
S αa a R1 O1
四、二维常规轨道设计
Ht
Ha
O2
4. 双增式轨道设计
• 求关键参数αb和Lw
H
R2 b αb c
（接上页）则有：
St
d αt
t
f
Re sin b Lw cos b H e Re cos b Lw cos b Se
Re Se arct an arct an 2 2 2 b He H S R e e e 2 2 2 L H S R e e e w
第2章定向井井身剖面设计

轨道设计概述轨道自由度及轨道约束方程轨道设计的一般步骤二维常规轨道设计微曲稳斜轨道设计待钻轨道设计
1
一、轨道设计概述
1.
• •
设计条件：
一般要给定的有：目标点垂深、水平位移、设计方位角等；给定进入目标的要求(例如：目标点或目标段的井斜角)；

钻井5-井眼轨道设计与控制-课件.ppt

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（二）、设计井眼轨道的原则
（1）根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井目的。（2）根据油气田的构造特征、油气产状，有利于提高油气产量和采收率，改善投资效益。（3）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，有利于钻井、采油和修井作业。（4）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简单的剖面类型，力求使设计的斜井深最短，以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作量，有利于安全、快速钻井、降低钻井成本。
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三、油气井分类 (按井眼轨道) （1）直井（Vertical well）设计井眼轴线为一铅垂线，实钻井眼轴线大体沿
铅垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限定范围内的井。
（2）定向井(Directional well) 沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口
垂线一定距离,钻达目标的井。
井斜角增量(Δα)：下测点井斜角与上测点井斜角
之差。 Δα＝αB－αA
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(3) 井斜方位角φ
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
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直井设计输入内容
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直井设计输出内容
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定向井设计输入内容
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定向井设计输出内容
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丛式井设计输入内容
假设井眼轨迹是一条空间曲线，则
N(i)
可以用空间直角坐标系来描述。选
取笛卡尔坐标系ＯＮＥＤ。原点Ｏ
o
选在井口处；Ｎ轴指向正北,单位矢
E(j)
量为ｉ；Ｅ轴指向正东，单位矢量

钻井工程3-井眼轨道设计与控制

14
α
t
（二）井身剖面与精度控制
井身剖面由直井段、造斜段、稳斜段、增斜段、降斜段和水平段组合而成。
直井段:设计井斜角为零度的井段。造斜点（Ｄｋｏｐ）:开始定向造斜的位置称为造斜点。以该点的井深来表示。造斜率（Ｒｂ）:造斜工具的造斜能力,即该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。
设计师井
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（二）、设计井眼轨道的原则
（1）根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井目的。（2）根据油气田的构造特征、油气产状，有利于提高油气产量和采收率，改善投资效益。（3）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，有利于钻井、采油和修井作业。（4）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简单的剖面类型，力求使设计的测深最短，以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作量，有利于安全、快速钻井，降低钻井成本。
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（三）井眼轨道水平投影
1）工具弯角:在造斜钻具组合中，拐弯处上下两段的轴线间的夹角。 2）工具面：在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的平面。
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ON－正北方向线 OE－正东方位线 OA－井底井斜方位线－高边方位线 OB－造斜工具定向方位线 OC－造斜工具的安置方位线 3）反扭角（βr ）：在使用井下动力钻具进行定向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角。 4）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆；井底圆上的最高点称为高边；从井底圆心至高边之间的连线所指的方向称为高边方 B A K源自ＥＬB ＬA
方位变化率Ｋ：单位井段的方位变化
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水平位移、闭合距、闭合方位角的概念
水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离

水平井井眼轨迹控制技术探讨

1 井身轨迹控制常规的水平井都由直井段、增斜段和水平段3部分组成。

由直井段末端的造斜段（kop）到钻至靶窗的增斜井段，这一控制过程为着陆控制；在靶体内钻水平段这一控制过程称为水平控制。

水平井的垂直段与常规直井及定向井的直井段控制没有根本区别。

水平井井眼轨道控制的突出特点集中体现在着陆控制和水平控制，设计到一些新的概念指标和特殊的控制方法。

1.1 水平井井眼轨道控制技术的特点水平井钻井技术是定向井技术的延伸和发展。

水平井的井眼轨道控制技术与定向井相比有类似之处，但也有显著差异，体现了水平井轨道控制的突出技术特征。

1.1.1中靶要求高定向井的靶区为目的层上的一个圆形，通称靶圆，靶圆中心称为靶心。

靶心是井身设计轨道中靶的理论位置，而靶圆是考虑到因误差而造成的实钻轨道中靶的允差范围。

一般来说，定向井的目的层越深，其靶圆半径也越大。

例如一口井垂深为1800-2100m的定向井，其靶圆半径通为30-45m，如上所述，水平井的靶体是一个以矩形靶窗为前端面的呈水平或近似水平放置的长方体或与之接近的几何体（拟柱体，棱台等）。

靶窗的高度与油层状况有关，宽度一般是高度的5倍，水平井长度则和水平井的增斜段曲率半径类型有关。

例如，对厚油层，其靶窗高度可达20m，但对薄油层，该高度可小到4m甚至更小。

按我国对石油水平井的规定，水平段井斜角应在86°以上，长、中、短半径3类水平井的水平段长度一般分别不得小于500m，300m，60m 。

很显然，水平井的目标（靶体）比定向井的目标（靶圆）要求苛刻，前者是立体（三维），后者是平面（二维），因此中靶要求更高。

对于水平井来说，井眼轨道进入目标窗口（靶窗）还不够，还要防止在钻水平段的过程中钻头穿出靶体造成脱靶，而对定向井来说，只要保证钻入靶圆即为成功。

1.1.2控制难度大由于上述定向井和水平井的目标性质与要求对比可知，水平井轨道控制难度大于定向井。

而且，由于常规定向井的最大井斜角一般在60°以内，不存在因目的层的地质误差造成脱靶的问题。

定向井钻井轨迹设计与控制技术

定向井钻井轨迹设计与控制技术近年来，中国发展迅速，石油在经济快速发展中的重要作用已经显现。

石油不仅可以提炼汽油和柴油，维持汽车和机器的运转，还可以将天然气作为人们生活和工业的重要燃料。

因此，石油勘探开发逐渐增多，石油钻井技术也得到很大发展。

19世纪中后期，石油钻井中定向井钻井技术的首次正式应用。

在工程建设过程中，井眼轨迹控制技术可视为定向井钻井的关键技术。

直井、斜井和稳定斜井段的井眼轨迹控制技术也不同。

总的来说，随着井眼轨迹控制技术的不断改进和完善，定向井轨迹控制水平有了很大的提高。

定向井；轨迹；控制技术引言在油气开采中，定向钻井技术是一种应用广泛的技术，其开采效率和施工质量直接影响油气开采的整体质量。

它在提高天然气和石油开采效率方面发挥着重要作用。

由于使用的地形复杂多变，决定了定向井建设项目对轨道设计和控制的要求更加严格。

影响整个施工过程的最重要因素是轨迹控制的准确性，轨迹设计和轨迹控制对钻井的整体质量起着至关重要的作用。

在石油钻井工程中，在整个定向井施工过程中，轨迹控制技术对整个工程的整体质量具有重要的现实意义。

1 定向井轨迹设计1.1 设计原则第一，实现地质目标是建设的原则。

定向钻井时，钻井的主要目的是使钻井穿过地层中的多个油层，防止井下复杂，地层易坍塌、易漏，或提取井间难以到达的死油气，或钻应急救援井，或在平台上钻定向井，节省占用空间，达到后期管理的目的。

无论哪种定向井，井眼轨迹设计都要首先考虑地质设计。

对于地质设计，如果不能满足设计要求，就无法设计出完美的钻孔轨迹。

第二，是达到安全、优质、高效钻井的目的。

在定向井轨道的设计中，地质目标有望实现。

因此，要实现这一地质目标，需要各种轨道形式。

选择最有利于现场施工难度、最小摩擦力矩和井眼轨迹控制的轨道形式，才能实现安全、优质、高效的定向钻进。

因此，在设计定向井轨迹和确定偏移点时，需要选择地层稳定、易偏移的层位。

第三，满足后期生产的要求。

第三个原则对于满足后期采油的要求至关重要，尽管这两个原则在定向井轨道设计中更为重要。

5钻井工程理论与技术_第5章井眼轨道设计与轨迹控制

我国钻井行业标准规定：手工计算时用平均角法；计算机计算时用校正平均角法。
4．校正平均角法
校正平均角法假设测段形状为一条圆柱螺线。如图5—11所示，圆柱螺线在水平投影图上是圆
弧。圆柱螺线在圆柱面展平平面上也是圆弧，即垂直剖面图是圆弧。根据这个假设推导的计算方法，称为“圆柱螺线法”。这是我国著名学者郑基英教授首先提出的。这种方法与美国人提出的“曲率半径法”的公式表达不同，但计算结果是完全相同的。
(7)在一个测段内，井斜方位角的变化的绝对值不得超过180 °。在具体计算时，还
要特别注意平均井斜方位角Φc的计算方法。
三、轨迹计算的方法
1．轨迹计算的顺序轨迹计算的最终要求是算出每个测点的坐标值。
D1＝Do+∆D1 Lp1＝Lpo+∆Lp1 N1＝No+∆N1 E1＝Eo+∆E1 第0测点已知，即：Do＝Dmo，Lpo＝0，No＝0， Eo＝0。
（三）随钻随测
二、对测斜计算数据的规定
我国钻井行业标准对测斜计算数据有以下规定。
(1)测点编号：测斜时虽然是自下而上进行的，测点编
号却是规定自上而下进行，第一个井斜角不等于零的测点作为第一测点，向下类推编号。每个测点的参数皆以该点编号作为下标符号。
(2)测段编号：也是自上而下编号。且规定第i一1点与
多点测斜仪：即一次下井可记录井眼轨迹上多个井深处的井斜参数：井斜角和井斜方位角。多点测斜仪的下入，在裸眼井中用电缆送入到井底，然后在上提过程中每隔一定长度进行静止测量，并将数据用照相的办法记录在胶片上，提出后进行冲洗阅读。多点测斜仪也可在起钻前从钻柱内投入到靠近钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸扣的时间进行测量和记录。

第6讲水平井井眼轨迹控制技术

2. 工具造斜能力误差
» 因受地层、工具面摆放不到位、送钻不均匀及理论计算误差等影响，工具造斜能力不能准确预测；
3. 轨迹预测误差
» 由于MWD离钻头有一定的距离引起的。
6.2 水平井找油方案
1. 导眼法
» 先打一导眼WD，探知油顶位置和油层厚度，然后回填至合适高度增斜中靶。
W C
D
A
B
6.2 水平井找油方案
避免、减少井下复杂情况并可在一定程度上加以解除。
» 具体考虑：
• • • 使用“倒装钻柱” ；为了防止卡钻事故，一般在套管内的钻柱中装震击器；校核钻机提升能力，并对钻柱强度进行详细校核。
6.4 水平井着陆控制
着陆控制是指从直井段的造斜点开始钻至油层内的靶窗这一过程。其技术要点有：
1. 工具造斜率的选择“略高勿低”；
第6讲水平井井眼轨迹控制技术
• 6.1 轨迹控制过程中的误差来源
• 6.2 水平井找油方案 • 6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计 • 6.4 水平井着陆控制 • 6.5 水平井水平段控制
6.1 轨迹控制过程中的误差来源
1. 地质误差
» 地质靶点垂深的误差对水平井着陆控制造成很大困难，当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时问题更为突出；
2. 应变法
» 以一定的稳斜角探油顶，探知油顶后，直接增斜中靶，通过稳斜段长短对靶点垂深的补偿作用消除地质靶点的不确定性
可能油顶位置1 可能油顶位置2 可能油顶位置3
d
opt
t
6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计
1. 底部钻具组合设计
» 水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原则，保证设计组合的造斜率达到设计轨道要求并

涪陵页岩气田三维水平井井眼的轨迹控制技术

控制工作中，工作人员可以结合偏移距离变化和靶前位移变化，控制难度比较大。

1.3 三维眼井摩阻扭矩较大在三维水平井斜井段，需要适当的增斜和扭方位，在下钻和滑动钻钻进过程中，钻具很容易发生屈曲问题，钻具接触井壁之后会产生较大的摩阻扭矩，产生严重的托压问题，不利于向钻头传递钻压，降低了钻井速度，延长了定向钻的周期。

由于上孔的扭转方向增加了全角度变化率和摩擦扭矩，定向工具面无法放置在正确位置，在同一位置反复升降钻具，增加了定向钻进的难度，延长了定向钻进的钻进周期[1]。

2 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术思路采用原有的井眼轨迹设计模式，不利于实现三维水平井优化和快速定向钻井。

其工作目标是使摩擦力矩最小。

在实际工作中，有必要对原始井眼轨迹类型进行优化，改进轨迹参数，优化三维井眼轨迹设计技术，以提高定向钻井速度。

因为三维井眼轨迹控制工作具有较大的难度，为了保障钻井的安全性，提高现场定向施工的便利性，需要利用精细控制措施，严格控制井段井眼轨迹，优化涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术，降低整体施工难度。

面临三维井眼摩阻扭矩较大的问题，工作人员可以利用降摩减扭工具，避免发生托压问题，利用三维井眼降摩减阻技术，高效控制三维井眼轨迹。

要想优化三维井眼轨道，工作人员需要合理选择三维井眼轨道，把握入窗时机，提高施工现场的操作性。

利用预目标位移，尽可能调整倾斜点，缩短稳定段长度，有效缩短钻进周期。

为了降低整体工作量，要在稳斜段改变方位。

结合降摩减扭的工作理念，优化轨道全角的变化率，控制稳斜段的井斜角[3]。

在实际应用中，将三维水平井轨迹分为六段。

在纠偏井段的井眼内设置二维增斜段，以保证增斜效果。

在稳斜边变方位井段，施工人员需要全力扭方位，有效减少工作量。

在边增斜边调整方位井段，应合理调整调整工具面，合理调整方位角。

在着陆段利用增斜入窗，合理调整参数。

3 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制关键技术三维水平井偏移距比较大，同时也会增加变方位工作量，在大斜度井段调整方位难度较大，定向钻工作周期比较长，井眼轨迹缺乏圆滑性，将会影响到后续井下作业的安全性。

《轨迹控制》PPT课件

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2.2 轨道类型常规二维定向井轨道类型：按照我
国钻井行业标准规定，有四种类型：三段式，多靶三段式，五段式和双增式，如图5-20~5-23所示。不同类型的轨道，它们的设计条件和计算公式各不相同。
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关节点：图中的字母K 代表造斜点， b 代表增斜结束点，t 代表目标点， c 代表五段式的降斜始点或双增式的第二次造斜点，d 代表多目标井的目标终点。所有这些点称为关节点。这些关节点的参数均以相应字母为下标。
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磁性测斜仪的原理：如图5-8所示，罗盘靠一顶尖支撑，可在仪器中灵活转动，不管仪器外壳如何转动，罗盘的S极始终指北。在仪器中心悬挂一个“十字” 重锤，不管仪器外壳如何倾斜，重锤始终指向重力方向。
静止测量时，照相机对着透明的罗盘面照相，所以“十字”图形也被照在底片上。然后相机自动进卷，再记录下图参看图5-7，设想经过井眼轨迹上的每一个点作一条铅垂线，所有这些铅垂线就构成了一个曲面，在数学上称作柱面。其特点是可以展平到一个平面上，就形成了垂直剖面图。该图的两个坐标是垂深D 和水平长度Lp。
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第二节井眼轨道设计
1 井眼分类
分类标准说明：按轨道。
磁偏角校正：目前广泛使用的磁性测斜仪是以地球磁北方位为基准的，所测得的井斜方位角为磁方位角，并不是真方位角。需要经过换算求得真方位角，称为磁偏角校正：真方位角=磁方位角+东磁偏角真方位角=磁方位角-西磁偏角
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1.4 轨迹基本参数的特性问题讨论： 1)井深、井斜角和井斜方位角3参
1)地面环境条件的限制； 2)地下地质条件的要求； 3)处理井下事故的需要。 4 井眼轨迹控制(导向)基本方法

井眼轨迹控制技术讲义

井眼轨迹控制技术 (1)三、海洋定向井直井防斜技术 (12)四、海洋定向井预斜技术 (14)上图为某平台表层预斜轨迹与内排井直井段轨迹对比图 (15)五、造斜段、稳斜段、降斜段轨迹控制 (15)井眼轨迹控制技术井眼轨迹控制指：按照设计要求（地质设计、钻井工程设计、定向井设计等），利用定向井工艺、技术，完成定向井、水平井、水平分枝井等轨迹控制的过程。

井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、预斜段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术。

目前海洋定向井轨迹控制使用的是导向钻具，而在陆地油田有的还是用常规钻具组合（增斜、降斜、稳斜、降斜）实现井眼轨迹的控制。

定向井井眼轨迹控制考虑的因素及工作内容包括：1.造斜点的选择(1).选择地层均一，可钻性好的地层(2).KOP在前一层套管鞋以下50米，套以免损坏套管鞋(3).初始造斜的准确性非常重要(4).大于25度的定向井方位易控制2.造斜率选择(1).大斜度大位移定向井：2～3度/30米(2).一般丛式井3 ～5度/30米(3).造斜率要均匀3.降斜率(1).对于“S”井眼，通常降斜率1～2度/30米(2).如降斜后仍然要钻长的井段，降斜率还要小，以免键槽卡钻4.预测井眼轨迹要考虑的方面(1).底部钻具组合的受力分析(2).地层的因素：岩性、均匀性、走向、倾向、倾角(3).钻头结构、形状(4).侧向切削模型和轴向切削模型，确定侧向力5.钻具组合影响轨迹：底部钻具组合表现不同的效果，是由于不同的钻具有各自的力学特性，产生钻头侧向力的方向和大小不同。

(1).1#STB和2#STB的距离(2).（刚度）钻铤内外径、材料(3).扶正器尺寸(4).钻头类型和冠部形状6.井眼方向控制内容：(1).井斜角的控制：增斜、降斜、稳斜；(2).井斜方位角控制：增方位、降方位、稳方位；7.定向井轨迹控制的主要做法1)第一阶段：打好垂直井段(1).垂直井段打不好，将给造斜带来很大的困难。

井眼轨道设计与轨迹控制

钟摆钻具组合使用的注意事项
1、钟摆钻具组合的钟摆力随井斜角的大小而变化钟摆力随井斜角的大小而变化。井斜角钟摆力随井斜角的大小而变化越大而钟摆力越大，井斜角为零钟摆力也为零。于是，钟摆钻具组合多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜。多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜 2、钻压加大，则增斜力增大，钟摆力减小。钻压再增大，还可能将扶正器以下的钻柱压弯，甚至出现新的接触点，从而完全失去钟摆组合的作用，所以钟摆钻具组合在使用中应严严格控制钻压。格控制钻压 3、在井斜角很小时，要想继续钻进而保持不斜，只能减小钻压而吊打，但钻速很慢，这时可以用满眼钻具组合，所以在要求特别严的直井段才用钟摆钻具组合进行吊打。要求特别严的直井段才用钟摆钻具组合进行吊打 4、扶正器的直径因磨损而减小直径因磨损而减小时应及时更换或修复。直径因磨损而减小
第五章
井眼轨道设计与轨迹控制
定向井轨迹绘图方法

11、井眼曲率的概念
在井眼轴线上任意取一段,该井段上下两点的井眼方向一般是不同的,两条方向线之间的夹角称为”狗腿角狗腿角”,也有人称之为”全角变化全角变化”。狗腿角全角变化单位长度的狗腿角称为“井眼曲率” 单位长度的狗腿角称为“井眼曲率”,也有人称为”狗腿严重度狗腿严重度”,它反映了井眼弯曲的程度井眼弯曲的程度。狗腿严重度井眼弯曲的程度在国外，计算井眼曲率，先用（6-1）式计算狗腿角，然后代如（6-2)式求之。
φc
α c = (α i −1 + α i ) / 2 ——平均井斜角， φc = (φi −1 + φi ) / 2
——平均井斜方位角，平均角法的假设
第四节直井防斜技术

8第五章井眼轨道设计与轨迹控制

8第五章井眼轨道设计与轨迹控制井眼轨道设计和轨迹控制是钻井领域中至关重要的技术。

井眼轨道设计的目标是在地下达到所需的位置和方向，以满足石油开采的要求。

轨迹控制则是通过从地下检测井眼轨迹的变化，实时调整钻井操作以确保井眼轨迹在设计范围内。

在井眼轨道设计中，首先需要确定所需的位置和方向。

这通常是通过地质勘探和地层分析来确定的。

了解地层特征和油气藏分布对井眼轨道设计至关重要。

然后，可以使用不同的方法来设计合适的井眼轨道。

一种常用的方法是利用曲线半径和转弯的角度来确定井眼轨道。

在钻井过程中，钻井工程师可以根据需要设置不同的曲线半径和转弯的角度，以达到所需的轨道。

这可以通过调整钻井井具的参数来实现。

另一种常见的方法是使用水平井设计。

水平井设计的目标是在垂直方向达到所需的深度，并在水平方向上延伸到特定的距离。

水平井设计可以采用多种方法，如交替控制、连续建模和编码设计。

轨迹控制是指在钻井过程中实时调整井眼轨迹以确保其在设计范围内。

常用的轨迹控制方法包括钻头控制、钻进构件控制和钻进液控制。

钻头控制通过调整钻头的旋转和下压力来控制井眼轨迹。

钻进构件控制使用不同的构件来调整井眼轨迹。

钻进液控制使用特定的钻进液来控制井眼轨迹。

轨迹控制还可以利用实时测量数据来进行。

这些数据可以来自不同的传感器，如压力传感器、位移传感器和倾角传感器。

通过实时监测井眼轨迹的变化，并根据需要进行调整，可以确保井眼轨迹始终在设计范围内。

总之，井眼轨道设计和轨迹控制是钻井过程中至关重要的技术。

正确设计和控制井眼轨道可以确保钻井过程达到预期的目标，并提高石油开采的效率和产量。

这需要钻井工程师综合考虑地层特征、钻井参数和实时测量数据，采用合适的方法进行设计和控制。

井眼轨道设计与轨迹控制PPT113页

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51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭
53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 54、唯书籍不朽。——乔特
55、为中华之崛起而读书。 ——周恩来
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
井眼轨道设计与轨迹控制
6、纪律是自由的第一条件。——黑格尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ——马卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律，否则一切都会陷入污泥中。 ——马克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天真而不幼稚，勇敢而鲁莽，倔强而有原则，热情而不冲动，乐观而不盲目。 ——马克思

定向井钻井轨迹设计与控制技术研究

定向井钻井轨迹设计与控制技术研究摘要：在定向井钻井过程中，井眼轨迹的设计和控制至关重要，它可以决定定向井施工的成败。

因此，有必要进一步探索定向井井眼轨迹的设计和控制技术，以实现安全、优质、高效的定向井施工。

定向井轨迹的选择对钻井施工的安全、高效、低成本起着重要作用。

关键词：定向井；钻井轨迹；设计；轨迹控制前言近年来，随着钻井工程技术和钻井设备的不断改进，钻井技术得到了快速发展。

定向钻井作为一种非常重要和实用的钻井方法，受到了人们的极大关注。

井眼轨迹设计技术是一整套钻井技术中的第一个关键环节。

定向井是指根据预先设计的井斜方向和井筒轴线形状钻探的井。

换句话说，任何设计目标偏离井口所在垂直线的井都属于定向井。

定向井是相对于垂直井而言的，根据设计的井筒轴线分为二维定向井和三维定向井。

由于油气资源短缺以及当前油气生产中遇到的问题，为定向井轨迹设计提供了广阔的发展前景和空间。

定向井轨迹的设计方法和实际钻井偏移测量理论将是研究的重要趋势。

现在，进入计算机快速发展时期，将现有和更成熟的工程模型计算机化，以提高现场施工人员的工作效率；另一方面，准确及时地将现场数据输入计算机，为未来的数据统计和科研分析提供第一手现场真实数据。

因此，利用定向井轨迹设计的软件实现和强大的计算机编程功能，实现了定向井轨迹优化设计软件的研究。

通过不断的实验和改进，设计的轨迹不仅满足了施工现场条件的限制，而且是满足各种设计条件的理想轨迹。

1.定向井轨迹概念井眼轨迹可分为两类：设计轨迹和实际钻井轨迹。

其中，设计轨迹可分为钻孔前设计的轨迹和钻孔过程中钻孔时修改或调整的轨迹。

设计轨迹通常由一些分段的特殊曲线组成，具有很强的规律性。

设计轨迹和实际钻井轨迹都是连续光滑的空间曲线，只有一条线，在三维空间中随机变化，没有任何规则可循。

为了表达这样的曲线，可以使用图形来显示井轨迹的形状，或者使用几何参数来描述井轨迹的形式。

这两种方法相互补充，并且通常以一种既考虑到图形方法的视觉和直观特性，又考虑到精确和灵活的分析参数的优势的方式应用。

井眼轨道设计方法

井眼轨道设计方法
井眼轨道设计是指在石油钻井过程中，通过合理设计井眼路径，使得井眼在地面和沉
积层中的轨迹符合钻探需求和地质要求的一系列方法和技术。

下面是关于井眼轨道设计方
法的十条详细描述：
1. 确定井眼目标：在井眼轨道设计之前，首先需要明确井眼的目标和要求，包括井深、井径、油气层位置等。

2. 分析地质条件：根据钻探区域的地质特征，对井眼轨道设计做出合理的分析。

考
虑地质构造、地层性质和水文地质等因素，预测可能存在的问题和难点。

3. 综合考虑井眼轨迹：根据地质条件和工程要求，综合考虑井眼的轨迹，包括垂直、水平和倾斜段的比例和长度等。

4. 设计控制点：设计控制点是确定井眼轨道的关键，需要根据钻探目标和地质要求，在合适的位置放置控制点。

5. 使用地层信息：利用地层资料和勘探数据，对地质构造和地层变化进行分析，为
井眼轨道设计提供依据。

6. 选择合适的测井工具：根据井眼轨道设计的需求，选择合适的测井工具，如测斜仪、地磁测井仪等，以获取井眼轨迹的相关数据。

7. 进行仿真和优化：利用计算机仿真软件，对井眼轨道设计进行模拟和优化，根据
不同的方案进行比较选择最佳设计。

8. 考虑钻井工程因素：在井眼轨道设计中，需要考虑钻井工程的可行性和经济性，
包括钻具选择、井眼施工的技术要求等。

9. 进行风险评估和管理：在井眼轨道设计过程中，需要评估可能存在的风险，并制
定相应的风险管理措施，以确保钻井过程的安全和顺利进行。

10. 监控和调整：在钻井过程中，对井眼轨迹进行实时监控，并随时根据地质和工程
情况进行调整和优化设计，以保证井眼轨迹的准确性和合理性。