03-井眼轨迹测量计算

第三节实际井眼轴线的计算和绘制1、意义：(1)随钻监测井眼轨迹，了解实钻轨迹和设计轨迹的偏差，用以指导待钻井眼的施工，保证钻达既定目标。(2)当校正井眼轨迹时，将造斜工具按要求的方位定向。(3)确保正钻进的井没有与附近已钻成的井相交的危险。(4)确定钻遇的各地层的真垂深、以绘制出准确的地质剖面图。(5)为了监测油层特性及钻进救险井要确定准确的井底位置。(6)沿井身计算出井眼曲率以评价井身质量。(7)实钻井身形状是固井、完井、试油、采油等工作提供井眼轨迹数据和设计依据。(8)统计分析地层自然造斜规律、方位漂移规律以及工具能力。第三节实际井眼轴线的计算和绘制一、井身测斜计算的意义及内容2、内容：①测段计算：算出每个测段的如下参数H、S（水平投影长度）、N、E、K②测点计算：据测段参数，算出每个测点的如下参数。H、S、N、E、DT（闭合距）、T（闭合方位角）③据测点参数绘出实钻井身形状图。第三节实际井眼轴线的计算和绘制二、测斜仪器1.磁性测斜仪器组成：1）指示井眼方位和井斜角的灵敏的测角装置。2）夹住小圆形底片的胶片盒。必须使用一个专用的装入底片的装置将底片插入以防底片在日光下爆光。3）拍摄指示角度装置的位置的照像机及灯光装置。开启各灯光使照像机拍摄摆锤重叠到罗盘面上的像，事先已将照像机焦距对好使全过程自动进行。4）一个使电路闭合和能在正确时刻使照像机拍摄的定时器或动作传感装置5）提供像机、定时器和灯光工作所需之电源的电池组第三节实际井眼轴线的计算和绘制第三节实际井眼轴线的计算和绘制图6-70～20测角装置1—测锤；2—井斜角刻度盘；3—罗盘图冲洗出的单点测斜仪像片实例10角装置50角装置井斜角：5.5井斜角：30方位角：N43E方位角：N38W二、测斜仪器1.磁性测斜仪器工作原理：测量时仪器轴线与井身轴线相重合，但测锤轴线永远为铅垂线。当带有十字丝的测锤投影到井斜角刻度盘上时，十字丝在同心圆刻度线上的读数就是井斜角。因为刻度盘是透明的玻璃，所以测锤还能投影到刻度盘下面的罗盘上，从而同时记录了井眼的方位角。在地面，将圆形底片从仪表筒内取出进行冲洗和读出结果。第三节实际井眼轴线的计算和绘制二、测斜仪器2.陀螺测斜仪器磁性仪器的缺陷：在已下套管的井内使用磁性罗盘时，钢套管的影响会得出错误的测量结果。在附近有下过套管的井的裸眼井内测量时也会如此。丛式井平台上一口定向井初始造斜时，由于紧靠已下套管的各邻井使用磁性单点测斜仪是不可靠的。在这种情况下必须用不受磁场影响的陀螺罗盘代替磁罗盘。优点：可用于靠近钢套管的造斜工具进行测量和定向；不需磁偏角校正。第三节实际井眼轴线的计算和绘制三、计算方法的多样性到目前为止，国内外已提出计算方法二十多种。计算方法的多样性，来自测段形状的不确定性（只能测出两端点的、、L，中间参数一无所知）。不同的井段形状假设就有不同的计算方法。在已有计算方法的基础上进行一些简化或近似处理，又会形成新的计算方法，这些就是计算方法多样性的原因。第三节实际井眼轴线的计算和绘制井段形状假设归纳起来有四种：1、测段为直线，方向为上、下两测点的平均方向。2、测段为两段折线，井斜方位各为上、下两测点的值。第三节实际井眼轴线的计算和绘制HSENABAB3、测段是园柱螺线螺线的两端点分别与上、下二测点的方向相切。第三节实际井眼轴线的计算和绘制AB4、测段为某个空间某平面上的一段园弧，园弧的两个端点分别与上、下二测点的方向相切。下面分别介绍据这些主要假设而形成的计算方法第三节实际井眼轴线的计算和绘制NOAB四、主要计算方法（脚标1表示上测点、角标2表示下测点）1、平均角法此法认为：两测点间的测段为一直线，该直线的方向为上、下二测点处井眼方向的“平均方向”。已知：1、1、2、2、L第三节实际井眼轴线的计算和绘制1212这是一种非常普通的方法，因为它得出了准确的结果并且可借助计算器求解，使用相当简单。在测点相距不甚远的情况下在井场常使用该法。第三节实际井眼轴线的计算和绘制222121EEESENNNSNSHSLSHHHLH12121212sincossincos测段计算：测点计算：1212HS12NE当某测点的井斜角等于0时，是没有井斜角的，此时：当α1=0时，φ=φ2当α2=0时，φ=φ12、平衡正切法此法假定两测点间的井段为两段各等于测段长度一半的等长直线构成的折线，它们的方向分别与上下测点处的井眼方向一致，即上段直线是由1和1确定的，而下为直线是由2和2确定的。不准确，目前少采用第三节实际井眼轴线的计算和绘制)sinsinsin(sin21)cossincos(sin21)sin(sin21)cos(cos21221122112121LELNLSLH3、园柱螺线法（曲率半径法）假设：两测点间的井段是一条等变螺旋角（d/dL=常数）的园柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。园柱螺线的水平投影图是园弧。园柱螺线的垂直剖面图是园弧。第三节实际井眼轴线的计算和绘制将柱面展开为平面：第三节实际井眼轴线的计算和绘制NESHdhds123、园柱螺线法（曲率半径法）第三节实际井眼轴线的计算和绘制12121221122112)cos(cos)sin(sin180)cos(cossinsin180LLLrErNSrRSRHLR）（3、园柱螺线法（曲率半径法）特别处理：在井斜、方位不变的井段由于是被零除而需在计算上特殊处理。(1)当α1=α2，φ1≠φ2时;(2)当α1≠α2，φ1=φ2时(3)当α1=α2，φ1=φ2;(4)当α1≠α2。第三节实际井眼轴线的计算和绘制4、最小曲率法该法假设：两测点间的井段是空间某一平面上的园弧，园弧在两端点处与上、下二测点处的井眼方向线相切。第三节实际井眼轴线的计算和绘制ABM①计算测段的狗腿角γ和曲率半径R（用矢量法公式算）②据γ、R求出弧线的切线长度AM和MB第三节实际井眼轴线的计算和绘制2tgLMBAMABM)]cos(sinsincos[coscos1221211第三节实际井眼轴线的计算和绘制③由二切线与重力线的夹角，计算测段的垂增H和二切线的水平投影长BABABAtgLBMtgLMAtgLMBAMCDACHsin2sin2)cos(cos2coscos)(2)(121SMSMABMM'④据A′M′与M′B′的长及与正北方的夹角，求测段的N增N和E增E第三节实际井眼轴线的计算和绘制)sinsinsin(sin2sinsin)cossincos(sin2coscosBBAABABBAABAtgLBMMAEtgLBMMAN1、直接作图法据测量结果或稍作加工，直接用量角器、直尺和分规作图（平均角法）.优点:简便、迅速；缺点：误差大。2、坐标作图法先进行测点的坐标计算，然后描点连线。以各测点N、E坐标可作水平投影图；以各测点H、S坐标可作垂直剖面图；以各测点H、V坐标可作垂直投影图。第三节实际井眼轴线的计算和绘制五、井眼轴线形状的绘图方法2、坐标作图法第三节实际井眼轴线的计算和绘制五、井眼轴线形状的绘图方法HSHV垂直剖面图垂直投影图作业：某定向井实钻测斜数据如下：测深m井斜角o方位角o11000.545220013533001.2304400810055001910066003310077004012088004012099003712010100037120111130381151.用2种实测数据计算方法进行轨迹计算并比较其精度2.用坐标法绘出该井的实钻轨迹。第三节实际井眼轴线的计算和绘制课堂作业井眼轨迹测量的目的是什么？实钻井眼轨迹测量的实质是什么？请例举常用井斜和方位测量工具？请了解单点井眼轨迹测量仪、多点轨迹测量仪及随钻井眼轨迹测量仪的工作原理及应用特点？了解实钻井眼轨迹的计算与作图？