Landmark钻井软件的使用(技术员课件).

Landmark钻井软件的使用钻井工程技术研究院2015年07月技术员培训课件3.3.1一、Landmark钻井软件介绍二、Compass坐标系统与定位三、Compass钻井模块的应用兰德马克公司开发的Landmark钻井一体化软件，以其操作灵活、功能强大、数据共享便利等特点而成为时下最为流行的综合性软件，版本分96版、98版、2000版、2003版、R5000版等；钻井模块分Compass、Wellplan、CasingSeat、StressCheck、Profile、Openwells、WellCat、WellCost、3DDrillVeiw等,是各外资技术服务公司如Halliburton、Schlumberger和BakerHughes等最为常用的一款钻井软件。为满足油田水平井公司未来发展需要，加强与国际钻井的接轨力度，进一步提升专业化公司的钻井及设计水平，今年下半年引进了LandmarkR5000版-Compass、Wellplan钻井模块。一、Landmark钻井软件介绍一、Landmark钻井软件介绍二、Compass坐标系统与定位三、Compass钻井模块的应用在石油钻井工程中，我们经常会遇到如下定位描述方式：从井口沿北偏东48.6°水平距离540米的地方；平台中心位于东经89°23´25″北纬89°04´42″；靶区的大地坐标X：3262472.71m，Y：18603355.91m等。这些定位方式都是根据不同的需要，采用不同的坐标系所描述的。对于钻井工程的设计人员和现场工程技术人员，正确理解这些坐标系和定位的表示方法是非常重要的。二、Compass坐标系统与定位地球是一个椭球体，两极稍扁，中间略鼓。地球自转轴线与地球椭球体的短轴相重合，并与地面相交于两点，这两点就是地球的两极，北极和南极。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—地理坐标设椭球面上有一点P（如左图），通过P点作椭球面的垂线，称之为过P点的法线。法线与赤道面的交角，叫做P点的地理纬度（简称纬度），以字母φ表示。纬度从赤道起算，在赤道上纬度为0度，纬线离赤道愈远，纬度愈大，至极点纬度为90度。赤道以北叫北纬、以南叫南纬。过P点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做P点的地理经度（简称经度），用字母λ表示。国际规定通过英国格林尼治天文台的子午线为本初子午线（或叫首子午线），作为计算经度的起点，该线的经度为0度，向东0-180度叫东经，向西0-180度叫西经。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—地理坐标地面上任一点的位置，通常由经度和纬度来确定。经线和纬线是地球表面上两组正交（相交为90度）的曲线，这两组正交的曲线构成的坐标，称为地理坐标系。例如北京在地球上的位置可由北纬39°56'和东经116°24'来确定。地理坐标是一种球面坐标。由于地球表面是不可展开的曲面，也就是说曲面上的各点不能直接表示在平面上，因此必须运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任一点由地理坐标（φ,λ）确定的点，在平面上必有一个与它相对应的点（X,Y），投影在平面上的点，就用大地坐标表示。地图投影的方法很多，在中国国内，目前主要使用高斯-克吕格投影（横轴墨卡托投影），而国外用的最多的是UTM投影（全球横轴墨卡托投影），除此之外，还有兰勃特投影、墨卡托投影等。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—大地坐标、地图坐标、网格坐标目前的各种投影方法，普遍采用等角投影换算，因此将球面坐标投影到平面以后，网格线在南北两极收敛于极点，如图。这样就导致了在该坐标上的不同的位置，真北与网格北（GridNorth）存在夹角，即子午线收敛角；在地图投影中，经纬线长度并非都是按照同一比例缩小的，这表明地图上的长度会发生变形。因此即使在同一个投影带，不同的位置，子午线收敛角不同，变形比例系数也不同。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—大地坐标、地图坐标、网格坐标在钻井工程中，出于使用方便的考虑，经常要使用以井口为原点的相对坐标，即以井口为原点的笛卡尔坐标。X轴为北坐标，方向与方位参考基准相同，一般为网格北（GridNorth，即大地坐标的北）或真北（TrunNorth）；Y轴为东坐标，指向东向，与北坐标垂直。以井口为起点，北为正，南为负；东为正，西为负。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—相对坐标相对井口的极坐标原点也为井口，同相对坐标的定义类似，只是用极坐标（闭合距和闭合方位）的形式描述空间坐标点。相对坐标和极坐标的方位参考是相同的，因此，如果系统中所采用的方位参考为大地坐标北（GridNorth），北坐标即指向该方向，极坐标的方位也为大地坐标方位。二、Compass坐标系统与定位㈠坐标系—极坐标在数学中，投影的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。同样，在地图学中，地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。地图投影的基本问题就是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上。地图投影的方法很多，用不同的投影方法得到的经纬线网形式不同。在中国陆上，目前主要使用高斯-克吕格投影（横轴墨卡托投影），而国外用的最多的是UTM投影（全球横轴墨卡托投影），除此之外，还有兰勃特投影、墨卡托投影等。二、Compass坐标系统与定位㈡地图投影高斯-克吕格投影，在英美国家称为横轴墨卡托投影。高斯克吕格投影的中央经线长度比等于1，在6度带内最大长度变形不超过0.14%，子午线收敛角在±3度内。美国所采用的全球横轴墨卡托投影（UTM）是横轴墨卡托投影的一种变型。二、Compass坐标系统与定位㈡地图投影方法—高斯-克吕格投影投影分带6度带，是从0度子午线起，自西向东每隔经差6为一投影带，全球分为60带，各带的带号用自然序数1，2，3，…60表示。即以东经0-6为第1带，其中央经线为3E，东经6-12为第2带，其中央经线为9E，其余类推；3度带，是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为一带，全球划分为120个投影带。二、Compass坐标系统与定位㈡地图投影方法—高斯-克吕格投影高斯-克吕格投影下的坐标系中央经线为X轴，赤道为Y轴，两轴的交点为坐标原点，X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中央经线以东为正，以西为负；Y坐标在中央经线以西为负值，运用起来很不方便。为了避免Y坐标出现负值，将各带的坐标纵轴西移500公里，即将所有Y值都加500公里。由于采用了分带方法，各带的投影完全相同，因此在每个带中都存在相同的大地坐标值，为使用方便规定，在Y值前，需冠以带号。如大地坐标X：3262472.71m，Y：18603355.91m，18即为带号。正因为高斯-克吕格投影的坐标值中包含了带号，因此在全球范围内坐标值是唯一的，用户在使用时可以无需指定该坐标所处的坐标带和中央经度。在国外采用的横轴墨卡托投影坐标中，一般不将带号加到Y值前，因此用户在进行转换的时候，必须指定该坐标所处的投影带。UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，美国于1948年完成这种通用投影系统的计算。与高斯-克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，在6度带内最大长度变形不超过0.04%。二、Compass坐标系统与定位㈡地图投影方法—UTM投影投影分带UTM投影分带方法与高斯-克吕格投影相似，不过是自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，将地球划分为60个投影带。高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。二、Compass坐标系统与定位㈡地图投影方法—UTM投影UTM投影下的坐标系UTM投影按分带方法各自进行投影，故各带坐标成独立系统。以中央经线（L0）投影为纵轴X,赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，UTM北半球投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴，而UTM南半球投影除了将纵轴西移500公里外，横轴南移10000公里。正因为如此，不但在每个带中都存在相同的大地坐标值，而且在同一带中的南北半球，也存在相同的大地坐标值。因此，在进行UTM投影计算时，必须指定坐标所在投影带和南北半球，或者换个角度考虑，将南北半球也分算为不同的投影带，全球就有120个UTM投影带。二、Compass坐标系统与定位二、Compass坐标系统与定位㈢方位参考“方位角”在定向井设计中是个基本概念，“在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角根据定义，方位角表示的应是如图所示的角度，很明显，当采用不同的“北”的时候，方位角是不同的。因此，如果要唯一确定某一点的方位角的值，必须要指明所采用的“北”是哪个“北”二、Compass坐标系统与定位㈢方位参考目前在石油工程领域，用到的“北”有：真北、磁北和坐标北。真北，为地理北极的方向，在地球表面的任何一点，与北极点连线的方向即为真北方向；磁北，为地磁北极的方向，即地球表面的任何一点磁罗盘所指的方向；坐标北，即大地坐标纵轴方向，也称“地图北”或“网格北”是地图投影平面的纵轴方向，因此这个“北”是根据不同的地图投影方式而确定的。左图所示的仅为三个“北”向之间关系的一种情况，但可以完整地表示三者之间的关系：磁北与真北之间的夹角为磁偏角，真北与坐标北之间的夹角为子午线收敛角，磁北与坐标北之间的夹角，有定义为磁坐偏角，可以通过磁偏角和子午线收敛角计算出来。北二、Compass坐标系统与定位㈢方位参考方位参考采用不同的“北”，方位角表示的意义是不同的。例如，磁性测斜仪的方位参考为磁北，因此测出的为磁方位；陀螺测斜仪的方位参考为真北，因此测出的为真方位；而在钻井地质设计和工程设计中，经常会采用坐标北作为方位参考，因此采用的是坐标北方位。方位二、Compass坐标系统与定位㈢方位参考根据磁偏角的定义，相对于真北，磁北东偏，磁偏角为“+”，西偏为“-”；根据子午线收敛角的定义，相对于真北，坐标北东偏，子午线收敛角为“+”，西偏为“-”。坐标方位与磁方位角之间的转换：α=Am+δ-γ坐标方位与真方位角之间的转换：α=A-γ真方位与磁方位角之间的转换：A=Am+δ方位修正一、Landmark钻井软件介绍二、Compass坐标系统与定位三、Compass钻井模块的应用三、Compass钻井模块的应用㈠单位设置UnitEditer点击Utilities下拉菜单，选择Units--点击Files—选择open，出现图1所示界面，可根据用户要求选择English(英制单位)、si（公制单位）。另外，点击edit可进行小数点的定义（如小数点后保留3位数字等）三、Compass钻井模块的应用㈡建立公司NewCompany根据对话框输入必要的文字或者数据、密码设置防碰设置分离警告设置数据计算方法优选三、Compass钻井模块的应用㈡建立公司NewCompany分离警告设置三、Compass钻井模块的应用㈡建立公司NewCompany防碰方法选择—水平面扫描法水平面扫描是指在扫描井轨迹上任一井段按需要的精度间距，截取许多水平截面，求相关邻井与此水平面的截点坐标。然后在各个水平截面上以扫描点为圆心，作极坐标图，在图上对扫描点与邻井同一垂深点的相互距离和方位进行分析的方法。相比于本文前述的两种扫描方法，平面距离扫描方法最为简单，但由于误差较大，因此常用于直井段以及井斜较小情况下的扫描计算。三、Compass钻井模块的应用㈡建立公司NewCompany防碰方法选择—法面扫描法法面扫描是以扫描井轨迹上任一扫描点，作一垂直于井眼轨迹轴线的平面(即法面)，然后计算该平面与周围相关邻井井眼轨迹在三维空间中的截点座标，截点到扫描点的相对距离和相对方向，即是扫描井在这一扫描点上与周围相关邻井在法面上的相互关系。主要应用于有一定井斜、方位差异不大相邻两井距离的扫描，如比较实钻轨迹与设计轨迹之间的偏离程度。三、Compass钻井模块的应用㈡建立公司NewCompany在井斜