井眼轨道设计与轨迹控制
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。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策井眼轨迹控制是在钻井过程中对井眼进行定向控制，使其达到设计要求的目的。
井眼轨迹控制的作用非常重要，可以保证钻井顺利进行，降低事故发生的风险，提高钻井效率。
在实际的油气钻井作业中，存在着影响井眼轨迹控制的各种因素，这些因素会对钻井作业造成一定的影响。
地质条件是影响井眼轨迹控制的一个重要因素。
不同的地层岩性、井段倾角和地层稳定性都会对井眼轨迹的控制造成困难。
在复杂地层条件下，钻井中会面临井眼塌方、地层崩塌等问题，导致钻头卡钻、井眼偏斜等问题。
钻井液的性能和使用情况也会对井眼轨迹控制产生影响。
钻井液的性能直接关系到井眼的稳定与否。
如果钻井液的密度、粘度和滤失控制得不好，就会导致井眼不稳定，甚至引发井眼塌方等问题。
钻井液的使用情况也会对井眼轨迹控制产生直接影响。
如果钻井液循环不畅，就会导致钻头切削效果差，进而导致井眼控制不住。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键因素。
不同的钻具类型适用于不同的井眼轨迹控制需求。
钻具的磨损情况、使用寿命等也会对井眼轨迹控制产生影响。
操作技术的熟练程度和操作水平也关系到井眼轨迹控制的效果。
如果操作不当，就会导致井眼偏斜、堵塞等问题。
针对上述影响因素，我们可以采取一些对策来改善井眼轨迹控制效果。
根据地质条件的复杂程度，可以采取合适的钻井工艺和井眼轨迹控制技术。
在遇到特殊地层时可以增加固井工艺的使用，提高井眼的稳定性。
钻井液的性能和使用情况对井眼轨迹控制至关重要。
需要选择合适的钻井液配方，并进行合理的循环，及时监测钻井液的性能指标，确保井眼的稳定。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键。
我们应该根据具体的井眼轨迹设计要求选择合适的钻具，并做好维护与保养。
要加强操作人员的培训，提高他们的技术水平和操作能力，确保操作的准确性和可靠性。
地质条件、钻井液的性能和使用情况、钻具的选择和操作技术都是影响井眼轨迹控制的重要因素。
只有针对这些因素采取合理的对策，才能够提高井眼轨迹控制的效果，保证钻井作业的顺利进行。
井眼轨迹设计与控制方法
井眼轨迹设计与控制方法
1.地层条件：在设计井眼轨迹时需要考虑地层的性质、构造、压力等因素，以确定适合的钻井方法和工具。
2.钻井目标：包括井筒垂直深度、水平延伸距离、井眼倾斜角度等，根据具体的钻井目标确定井眼轨迹设计方案。
3.施工能力：包括钻机能力、钻具能力等，确保能够实施设计的井眼轨迹。
静态方法是指在井眼轨迹设计之前，先进行地质勘探和数据分析，结合已有的地层数据、水力地质条件等，通过计算机辅助工具进行模拟和优化设计，得到最优的井眼轨迹。
动态方法是指在钻井过程中，根据实时的地质、钻井工程和测井数据进行调整和优化井眼轨迹。
常用的方法有测井导向、地磁地力导航、地震导向、连续测定和微地震测定。
井眼轨迹的控制方法主要包括两个方面：一是井眼测定和测量，二是实时调整和控制。
井眼测定和测量是指通过各种测量工具，如测深、倾斜度、方位角、动力学参数等，对井眼轨迹进行测量和测定，从而获得井眼的实际情况。
实时调整和控制是指根据井眼测量和测定的结果，通过相应的调整控制方法，按照设计要求对井眼轨迹进行调整和控制。
常用的控制方法有钻头定向工具、定向套管、钻井液调整、堵漏、裸眼控制等。
总的来说，井眼轨迹设计与控制方法是一个复杂且关键的过程，需要综合考虑地层条件、钻井目标和施工能力等因素，并结合静态和动态的设
计方法，以及井眼测定和测量、实时调整和控制方法，确保钻井工程的安全和顺利进行。
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
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。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策定向井是石油钻井中的一种重要方式，它可以实现在垂直井的基础上对井眼轨迹进行控制，从而实现定向钻井。
而井眼轨迹控制是定向井施工中的一个重要环节，其受到诸多因素的影响。
本文将对定向井井眼轨迹控制的影响因素进行分析，并提出相应的对策。
一、地质条件地质条件是定向井井眼轨迹控制的第一影响因素。
地质条件的不同会对井眼轨迹控制产生影响。
在软岩层或者易塌陷地层中，井眼稳定性较差，容易造成井眼偏离预定轨迹。
而在钙质硬岩地层中，地质层中的钙质岩石非常坚硬，钻头容易磨损，施工难度增大。
对策：在软岩地层中，可采用增加泥浆密度、使用防塌剂等措施加强井眼的稳定性；在钙质硬岩地层中，可采用高硬度的钻头和强力的钻井液，同时加强对钻头的冷却和减少摩擦，从而降低钻头磨损，提高施工效率。
二、井眼轨迹设计井眼轨迹设计是定向井施工的基础。
井眼轨迹设计的合理与否直接影响到井眼轨迹的控制效果。
井眼轨迹设计不合理，很可能导致井眼偏离预定轨迹，甚至无法按设计要求完成。
对策：在井眼轨迹设计时，首先需要充分了解地质情况，选择合适的斜度和方向，同时要考虑到地层的变化情况，进行合理的设计。
同时还可以通过模拟软件进行仿真计算，进一步优化设计方案。
这样可以确保井眼轨迹的合理性和施工的可行性。
三、钻井液性能钻井液在定向井中起到润滑、扶正、冷却、防止井壁塌方等多种作用。
钻井液的性能对井眼轨迹控制有着重要的影响。
如果钻井液的密度不合适，那么井眼稳定性会受到影响，容易导致井眼的偏离。
对策：在选择钻井液时，首先要充分了解地质条件，选择合适的钻井液类型和密度，根据地层特点进行调整。
也要注重钻井液的循环和质量管理，确保钻井液的性能稳定。
四、钻具及工艺参数钻具及工艺参数也是影响井眼轨迹控制的重要因素。
如果选择的钻头强度不够，或者使用的扶正工艺参数错误，都会影响到井眼轨迹的控制效果。
对策：在选择钻头时，应充分考虑地层特点和井眼轨迹设计要求，选择合适的钻头型号和强度。
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。
关于定向井钻井轨迹控制技术的探讨
造斜段完成后，需要进行稳斜段的钻井施工，在稳斜段的钻进中，要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪，实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比，确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下，需要通过稳斜钻具组合进行钻井，并应用单、多点测斜仪进行定点测斜，从而保证井眼中靶，提高钻井质量。
二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术
基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点，在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计，而三段制井眼轨迹剖面最为常用，下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。
1、直井段的井眼轨迹控制技术
直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直，这是定向井轨迹控制的基础，因为地质、工程因素和井眼扩大等原因，直井段钻井中会发生井斜，地质因素无法控制，可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制，关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井，前者可以在钻井中防止倾斜，将扶正器与井壁尽量靠近，就可以有效防止井斜问题出现；钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力，具有纠正井斜问题的作用，但要保证钻压适量，因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大，妨碍纠斜效果。
2、造斜段的井眼轨迹控制技术
在定向井钻井中，造斜段钻井是关键部位，造斜就是从设计好的造斜点开始，使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程，关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹，综合井斜角、方位偏差来计算造斜率，以此指导造斜钻井施工，通过增加钻铤等措施，调整滑动钻进和复合钻进的比例，从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进，指导造斜段完成。
2、定向井钻井的轨道设计
根据定钻井的目的和用途不同，可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计，常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km，丛式井可减小井场面积，大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道，在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型，在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点：三段制井眼轨迹造斜段短，设计和施工操作比较方便，在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面；四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力，容易造成卡钻事故，且容易形成岩屑床，一般不会采用，只在特殊情况下使用；五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态，有利于采油泵安全下摘要：对于石油天然气的开采来说，钻井是其开采的重要手段。然而在庞大的钻井技术体系中，定向钻井技术在钻井技术体系中占有十分重要的地位。由于定向钻井技术可以在复杂的地形的环境条件下进行，因而这一特性决定了定向钻井技术在实际的操作中在保持井眼的稳定，井眼的轨迹控制等方面要做到十分的精确。可以说定向钻井技术的成败在于如何在施工中井眼轨道的设计以及井眼轨迹的控制。本文就定向井钻井轨迹控制技术进行论述。
《轨迹控制》PPT课件
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
井眼轨道设计与轨迹控制
井眼轨道设计与轨迹控制
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。 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 。
02
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。
03
井斜角增量( Δα )：
下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 Δα＝αB－αA
2.井斜角(α)：
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。
01
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° 。
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
轨迹的基本参数 测量方法：非连续测量，间断测量；“测段”，“测点”。 轨迹的三个基本参数：井深、井斜角和井斜方位角 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。
将三角函数用幂级数表示： 在曲率半径法的基础上，进行三角变换：ຫໍສະໝຸດ 取 0102
01
关于校正平均角法的推导：
将以上几式代入曲率半径法公式，即可得到校正平均角法的计算表达式：
井眼轨迹设计与控制方法
井眼轨迹设计与控制方法井眼轨迹设计与控制方法是指在石油工程领域中，为了实现最佳的钻井效果，需要设计合适的井眼轨迹，并通过控制方法来实施钻进操作。
井眼轨迹设计和控制方法的目的是确保井眼能够贯穿目标层，并达到钻井目标。
以下是井眼轨迹设计和控制方法的一般步骤和原则。
1.收集地质和地下信息：了解地质和地下条件对井眼轨迹设计的影响，包括地层构造、断层、岩性、陷落带等信息。
通过地质勘探技术，如地震勘探、测井等方法获得地下信息。
2.考虑钻进目标：确定钻井目标并制定井眼轨迹设计的目标，包括垂直井、平曲井、S型井、水平井等。
3.选择合适的钻头和井壁稳定措施：根据地层岩性和井眼设计目标，选择适当的钻头和井壁稳定措施，以减少钻井风险。
4.采用合适的井眼轨迹设计软件：使用井眼轨迹设计软件，根据地质和目标要求，进行井眼轨迹设计。
软件可以根据用户的输入参数，提供最佳的井眼轨迹设计方案。
5.优化井眼轨迹设计：根据设计的井眼轨迹，进行优化，以满足目标要求、降低钻井风险和成本。
6.完善设计：进行设计审查并完善井眼轨迹设计。
井眼轨迹控制方法的原则如下：1.根据地质情况进行实时调整：在钻井过程中，根据地质情况和实时测井数据，适时调整井眼轨迹设计。
控制方法可以包括调整钻头类型、调整钻井液密度等。
2.使用工具进行测量和记录：使用相关测量工具，如测井仪器、鱼雷测井等，对井眼轨迹进行实时测量和记录。
这些测量数据可用于分析地层情况和优化井眼轨迹设计。
3.采用适当的工具和技术：选择合适的工具和技术，如导航仪器和测量工具，帮助实施井眼轨迹控制。
这些工具可以提供准确的测量数据和实时导航。
4.数据分析和反馈：通过分析测量数据和井斜数据，对当前井眼轨迹进行评估和反馈。
根据评估结果，进行必要的调整和控制。
5.培训和提高技能：培训钻井工程师和工人，提高其井眼轨迹设计和控制的技能水平。
这样可以确保钻井操作的安全和高效。
总之，井眼轨迹设计和控制方法是确保钻井工程顺利进行的重要环节。
1 井眼轨道与井眼轨迹
– 井眼曲率计算方法: – 有公式计算法 、查图法、图解法、查表法和尺算法五
种。我国用公式计算法（又分三套，常用第一套）。 – 井眼曲率计算公式：
K
L
第三节 定向井的相关概念及井眼轨道
定向井的井眼轨道设计既是井眼轨迹控制的基础和依据，又是 定向钻井技术中的首要环节。
图1-3 象限角示意图
• 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。
• 象限角变化范围： 0～90° • 象限角书写：N67.5°W。
注意：“方位线”与“方向线”是有区别的。
方位线：指水平面上的矢量；只要提到方位、方 位线、方位角存在于某个水平面上；
方向线：空间的矢量；方向、方向线存在于三维 空间内（当α=90°时，二者均在水平面 上）。
一、井眼轨迹的监测参数
• 井斜方位角φ：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，单位(°)。
井口
1-2 井斜方位角及井斜坐标示意图
• 井斜方位角的增量Δφ： 下测点的井斜方位角减 去上测点的井斜方位角。
• 井斜方位角变化范围： 0～360°
一、井眼轨迹的监测参数
• 井斜方位角还可用“象限角”表示。
造斜工具所钻出井段的井眼曲率，但不等于 井斜变化率。
造斜段
造斜点
最大井斜角
4. 增斜段：井斜角随着井深
的增加而增加的井段。
稳斜段
降斜段
5. 稳斜段：井斜角保持不变
的井段。
目标点
6. 降斜段：井斜角随着井深
目标终点 增加而逐渐减小的井段.
图1-16 井深剖面术语示意图
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。
小井眼钻井钻具组合及轨迹控制对策探讨
小井眼钻井钻具组合及轨迹控制对策探讨小井眼钻井是油田开发中常见的一种钻井方式，其钻井钻具组合和轨迹控制对策对于钻井的安全、高效和成功至关重要。
本文将探讨小井眼钻井钻具组合及轨迹控制对策的相关问题，并提出一些解决方案和改进意见。
一、小井眼钻井钻具组合小井眼钻井的特点是钻井深度相对较浅，直径相对较小，需要使用专门的钻具组合才能满足钻井的要求。
通常小井眼钻井的钻具组合包括钻头、钻杆、钻井液和辅助工具等。
1. 钻头：小井眼钻井中常用的钻头有PDC钻头和钢牙钻头。
PDC钻头具有较好的强度和耐磨性能，适合钻取坚硬的岩层；钢牙钻头则适合钻取软、易破碎的岩层。
选择合适的钻头对于小井眼钻井的成功至关重要。
2. 钻杆：小井眼钻井中常用的钻杆有直齿钻杆和螺旋钻杆。
直齿钻杆适合于硬岩层的钻取，具有较好的传递扭矩的能力；螺旋钻杆适合于软岩层的钻取，具有较好的扭转性能。
合理选择钻杆能够提高钻井的效率和安全性。
3. 钻井液：小井眼钻井中常用的钻井液有泥浆和泡沫。
泥浆适用于岩层稳定、孔洞小的地层；泡沫适用于砂岩和砾石岩层。
选择合适的钻井液能够减小地层的侵入、减少井眼扩大速度。
4. 辅助工具：小井眼钻井中还需要一些辅助工具来完成各项作业，比如鉆具接头、过接头、转换接头等。
这些辅助工具能够提高钻井的作业效率和安全性。
二、小井眼钻井轨迹控制对策小井眼钻井中的轨迹控制对策主要包括测井、井眼稳定、位移控制和方向控制等方面。
1. 测井：在小井眼钻井中，测井是非常重要的一环，能够提供井眼和地层的实时信息，为钻井提供重要的数据支持。
目前常用的测井方法有核磁共振测井、声波测井、电阻率测井等。
选择合适的测井工具和方法，可以提高钻井的成功率和效率。
2. 井眼稳定：小井眼钻井中，井眼的稳定是至关重要的。
井眼的稳定与钻井液的性能、地层的性质和钻井工艺等密切相关。
合理选择泥浆、控制井眼压力、优化井眼支撑措施等都可以提高井眼的稳定性。
3. 位移控制：小井眼钻井中，位移控制主要是通过合理选择钻井液系统、控制井眼扩大速度和合理设计钻井方案等手段来控制位移。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策定向井井眼轨迹控制是油田开发中重要的技术环节，对于确定井眼轨迹的路径、角度和深度具有重要意义。
在定向井的施工过程中，有很多因素会对井眼轨迹的控制产生影响，本文将围绕定向井井眼轨迹控制的影响因素展开分析，并提出相应的对策。
一、地质因素地质因素是影响定向井井眼轨迹控制的重要因素之一。
地层的物性、构造和地震等因素都会对井眼轨迹的控制产生一定的影响。
地层的硬度、稳定性、断裂带等都会影响钻井液的循环和井眼的稳定，从而影响井眼轨迹的控制。
针对地质因素造成的影响，可以采取以下对策：1.制定合理的钻井液方案，根据地层情况合理选择钻井液的类型和性能，保障井眼的稳定和钻进效率；2.在设计井眼轨迹时，充分考虑地层构造、裂缝带和断层等地质因素，进行合理的设计规划，减小地质因素对井眼轨迹的影响；3.根据地层的地质特征，合理选择钻井工艺和钻具，进行合理的施工操作，保障井眼轨迹的精准控制。
二、工程因素1.严格控制钻井液的性能，包括密度、粘稠度、过滤性能等，保障钻井液对井眼的稳定性和冲刷效果；2.加强对井筒的完整性管理，包括对井眼的稳定性、防漏和井眼壁的保护等方面，保障井眼轨迹的控制稳定；3.选择高品质的钻具和控制工具，确保钻具的稳定性和有效性，从而保障井眼轨迹的精准控制。
施工因素是影响定向井井眼轨迹控制的另一个关键因素。
包括作业环境、施工设备和施工人员等方面。
这些因素的不稳定性都会对井眼轨迹的控制产生一定的影响。
1.提高作业环境的管理水平，包括对施工现场的管理、维护和环保等方面，确保作业环境的稳定和安全；2.对施工设备进行定期维护和检修，保障施工设备的正常运行和稳定性；3.加强对施工人员的技术培训和管理，确保施工人员有专业的技能和丰富的经验，从而保障井眼轨迹的精准控制。
定向井井眼轨迹控制受到地质因素、工程因素和施工因素的影响。
在实际施工中，需要针对不同因素采取相应的对策，从而保障井眼轨迹的精准控制。
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。
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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．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．授课内容
见课件
6．作业：
P211：1、10、11、12、13、14；
P212：19、25、28、39、44、45。
第五章井眼轨道设计与轨迹控制
本章主要内容
第一节井眼轨迹的基本概念
第二节轨迹测量及计算
第三节直井防斜技术
第四节定向井井眼轨道设计
第五节定向井造斜工具及轨迹控制第六节水平井钻井技术简介
概述
1.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。
二维定向井三维定向井
概述
2、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。
概述
3、各种类型井的用途
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。
(1)地面环境条件限制
(2)地下地质条件要求
(3)处理井下事故的特殊手段
(4)提高油藏采收率的手段。