三、井眼轨迹控制技术

距离扫描图的用途
• 用途之一：丛式井的防碰。
– 丛式井最大的技术问题就是“防止两口相邻井 相碰”。 – 在丛式井钻进过程中，不断地根据测斜资料， 绘制出“防碰图”，根据防碰图上最近距离的 大小及其变化趋势，判断是否可能相碰，是否 需要采取措施。
• 当距离变化趋势是越来越大，则不必担心； 当距离变化越来越小时，则需要当机立断， 采取有效措施。防止相碰。
– 假设：地层式透明的，井眼是实心的 ，就可看见。 – 设想用一束平行光线去照射丛式井组 ，在垂直于光束的平面上就可得到丛 式井组的投影图。这就是从式井三维 结构图。 – 改变光束的投射方向，就可得到不同 的投影图，既丛式井不同的三维结构 图。
• 此种图的用途有三：
– 对比设计丛式井组的方案，进行优选 ； – 设计和施工人员，直观地了解设计的 或实钻的丛式井组在地下的形状。 – 向领导或参观者展示和介绍。
丛式井三维透视图透视图的用途
• 透视图的用途有三：
– 1. 这种图具有强烈的视觉 效果，又能反映出丛式井 组的整体形状，所以是向 领导汇报和向参观者介绍 的好方式 。 – 2. 这种图允许观察着站在 任何位置去看，允许他站 在地下丛式井组的里面， 任何他感兴趣的地方，向 着他感兴趣的地方去看， • 3. 这种图显然是丛式井设计和 给人以“身临其境”的感 施工监督的好帮手。设计轨道， 觉。例如他怀疑井组某处 实钻轨迹，待钻井眼，外推井 可能相交，就可以下到该 眼，都可以在透视图上显示， 处去观察是否相交。 要有测斜资料。 – 丛基准井出发，寻找基准井上每一个测点与比 较井距离最近的测点。 – 由于每个测点在空间的坐标位置是已知的，所 以可以计算基准井上某一点（M）到比较井上 每一点的距离，然后进行比较，找出最近测点。 – 改变基准井上的基准点，可以得到另一基准点 距离比较井的最近测点。 – 从所有基准点距离比较井的最近测点，进行比 较可得到全井的最近测点。
定向井法面扫描图
• 法面扫描图的主要用途：指导定 向井施工，提高中靶精度。 • 常规施工指导图的缺点：
– 指导施工需要知道：
• ①.实钻轨迹变化的趋势； • ②.实钻轨迹与设计轨道的相互关系
– 此种图形的比例太小，不能看出轨 迹的微小变化趋势； – 从常规图上只能定性地看出：
• 待钻井眼需要降斜； • 待钻井眼需要降方位；
已知参考点M的井斜角 式中：E,N,H为法面上任一点的坐标。 αM，井斜方位角φM，及其 a sin M sin M 坐标位置NM，EM，HM。列 b sin M cos M 出法面方程： c cos M
丛式井三维结构图
丛式井三维结构图思路和用途：
• 人在地面上，怎样才能看见丛式井在 井下的形状呢？
用途之二：救援井的中靶监控
– 与丛式井防碰相反，救援井要求尽可能使两口 井相碰，并设法与事故井连通，以便进行引流 或压井。 – 在救援井钻进过程中，不断地根据测斜资料， 绘制出“中靶监测图”，根据图上最近距离的 大小及其变化趋势，指导钻进。 – 当距离变化趋势是越来越大，则需要采取有效 措施控制轨迹；当距离变化越来越小时，则表 示钻进措施正确
定向井水平扫描图原理
• 1. 过参考井上每一个参考点，可 作一个水平面，水平面与比较井 可能有一个交点，称作比较点。 • 2. 由于比较点垂深 = 参考点垂 深，所以可能找到比较点所在得 测段； • 3. 利用给定垂增进行内插，可 以求得比较点的井深参数合坐标 值； • 4. 计算参考点和比较点的距离、 方位角，即可作图； • 5. 有关计算方法和绘图方法，与 邻井距离扫描图相同，而且比邻 井距离扫描图更为简单；
– 此种图只能定性估计距离大小，不 能定量，不能给出轨迹变化的具体 尺寸和具体的方位。
定向井法面扫描图
• 法面扫描图的优点：
– 从法面图上也可以定性地看出：
• 待钻井眼需要降斜（目前井底在 设计轨道的上方）； • 待钻井眼需要降方位（目前井底 在设计轨道的右方） ；
– 图形的比例大，轨迹的微小变化 都可以看得很清楚； – 可以定量知道实钻轨迹与设计轨 道之间的距离和相对方位角； – 从图上随时可以查出轨迹控制的 工具面角ω；
定向井法面扫描图绘图原理
• 绘图原理简介：
– 以实钻轨迹上每一个点为参考 点，过每个参考点作法平面， 求得该法平面与设计轨道的交 点(扫描点)。 – 参考点与扫描点的连线，即为 扫描径。 – 计算所有扫描径的距离和方位 角，即可绘出法面扫描图。
参考井法面方程的建立：
a( E EM ) b( N N M ) c( H H M ) 0
井眼轨迹控制技术
邻井距离扫面图定义和做法
• 定义：相邻两口定向井，我们只能看见地面上两 口井的位置，看不见地面以下两井的相互位置。 通过计算机软件，我们可以将地下两口井之间的 相互位置用图形表达出来，称为“丛式井距离扫 描图”。 • 做法：一口井作为参考井（基准井），另一口井 作为比较井（被扫描井 ）。自上而下计算参考井 轴线上每一点距离比较井的最近距离，然后进行 绘图。参考井所有点都集中在图形的中心，比较 井的最近距离点联成一条曲线。
寻找最近距离
– 最近测点并不是最近距离。 – 最近距离应该处在最近测点的附近。 – 在最近测点的相邻两个测段内进行插入计算， 进行比较，最终可找出最近距离来。 – 图中所示：进行了四次插入，一次比一次计算 的最近距离更精确