定向井中常用计算方法

定向井施工中常用计算方法

钻井一公司赵相泽编

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一.定向井剖面专业术语

1.井深：井眼轴线上任一点,到井口地井眼长度,称为该点地井深,也称该点地测量井深或斜深.

2.垂深：井眼轴线上任一点,到井口所在水平面地距离.

3.水平位移：井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线地距离.也称该点地闭合距.

4.井斜角：井眼轴线上任一点地井眼方向,与通过该点地重力线之间地夹角.

5.最大井斜角：全井井斜角地最大值.

6.方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点地平面坐标系中,以通过该点地正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上地投影线为终边,其所转过地角度称为该点地方位角.

7.造斜率：在定向井中,开始定向造斜地位置叫造斜点.通常以开始定向造斜地井深来表示.

8.井斜变化率：单位井段内井斜角地变化值.通常以两测点间井斜角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.

9.方位变化率：单位井段内方位角地变化值.通常以两测点间方位角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.

10.造斜率：表示造斜工具地造斜能力.

11.全角变化率：在单位井段内井眼前进地方向在三维空间内地角度变化.

12.增斜率：井斜角随井深增加地井段.

13.稳斜段：井斜角保持不变地井段.

14.降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小地井段.

15.目标点：设计规定地必须钻达地地层位置.通常以地面井口为坐标原点地空间坐标系地坐标来

表示.

16.靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点地水平距离.

17.靶心距：在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间地距离.

18.工具面：在造斜钻具组合中,由弯曲工具地两个轴线所决定地那个平面.

19.反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前地工具面与启动后且加压钻进时工具面之间地夹角.反扭角总是工具面逆时针转动.

20.高边：定向井地井底是一个呈倾斜状态地圆平面,称为井底圆.井底圆上地最高点称为高边.从井底圆心至高边之间地连线所指地方向,称为井底高边方向.高边方向上地水平投影称为高边方位,即井底方位.

21.工具面角：是表示造斜工具下到井底后,工具面所在地位置参数.有两种表示方法：一种是以高边为基准,一种是以磁北为基准.高边基准工具面,简称高边工具面,是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面地交线上所转过地角度.磁北基准工具面等于高边工具面角加上井底方位角.

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,示角表,用工具面,工具面所处地位置之角地简称.在定向造斜时,当启动井下马达后22.定向角：是定向工具面.

示角表北工具面面角表示,也可用磁可即为定向工具面角.定向角用高边工具.表示工具面角,工具安置地位置以定向时,当启动井下动力钻具之前,将具23.安置角：是安置工面角地简称.在.

扭角向角加反角在数值上等于定即为安置工具面角.安置处理二.数据. 现场适用于确度较高,特别角角法,平均法计算简单,并且准测1.根据规定,斜数据计算方法为平均法：计算方平均角法；井斜角平平均值,称均是1点井斜角与2点井斜角地式中：αc；方位角值,称为平均方位角与2点方位角地平均是1点φc）；（M长（斜深）L是1.2点间地段）（M；长（垂深）H 是1.2点间地垂）（M平位移；S是1.2点间地水）（M上地投影；N是S在北轴）（M地投

影；E是S在东轴上为：别方位φ分故闭合距Se和闭合e(?N)2?(??) =S e??1－φ=tg N?1ΔN.ΔE分别为每一小段位移（S）在北轴.东轴上投影地迭加值.

实例：已知井深140M时,井斜0.18?,方位359,在井深170m,200m,230m和260m时,井斜和方位分别是0.37?,250?。0.64?.230?。0.43?；216.98?。0.28?,224.26?；

通过带入以上公式计算,列表如下

井深井斜方位垂深东轴位移北轴位移闭合位移闭合方位狗腿度

360 140 0.22 0.22 0.18 0 140 0.04 0

0.56 170 0.22 0.37 250 321.59 170 0.17 -0.14

0.32 0.37 0.64 230 0.04 200 276.03 200 -0.36

0.24 0.58 -0.16 -0.56 230 230 216 0.43 253.52

0.16

260

260 0.28 224

-0.68

0.74

-0.31

245.72

地数参各剖井三身面项计算,坐面地已知标,斜井最.深垂.标坐标目点大及斜造算计点段各长度

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X=3943724.2Y=203423916

标：面井口坐实例：已知地. 25°井斜角）3943675Y3943675Ｙ20342225（最大垂靶点深2730m X

. 面增.稳剖件,设计成直.知靶心半径R=20M根据已条数及各段参求：造斜点式位移公位移,根据闭合口坐标靶点坐标,计算本井总据解：（1）根井２)??2?((??)

S=(3943675?3943724.2)2?(20342225?20342391.6)2＝173.11＝（M）S总??＝式.由公闭合方位φ闭（2）计算本目标??166.6 20342391.6=－ΣΕ＝20342225－49.2

3943724.2=－ΣΝ=3943675－＝73.5°代入公式φ可知目标点在第三象限；由ΣΝΣΕ＝180+73.5°φ闭到增/30m）.井斜来选择造斜率例3.6°/30m4°根据油田标准造斜率4.5°/30（在现场可据实际情况根（3）25α×30＝166.67M,由平均角法计算公式H=L·cosα25°,需要段长caxm 4.5?（α为平均井斜）S=L·sinαcc可计算出H=166.67cos12.5=162.71M 造=166.67sin12.5=36.07M S造H 造为造斜段垂深

S造为造斜段产生地位移

（4）知道总位移和造斜段所产生地位移,可计算出稳斜段需产生地位移

我们用S 稳表示

－S=173.11－36.07=137.04m S造总由平均角法计算公式H＝LcosαS=Lsinαcc S137.04324.28米＝推出稳斜段斜深L可我们??稳?c sin25sin S137.04cos25293.89稳斜段垂深H＝???cos?c??M 稳?25sin c sin（5）根据上地计算可以反推出