《定向井及工具》PPT课件.ppt

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1、定向井及工具王瑞城2013-7主要内容定向井简介定向工具测量工具定向井简介定义定向钻井是使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。定向井——“按预定设计的具有井斜和方位变化轨道钻进的井”。定向井简介定向井用途（为什么打定向井？）1.地面环境条件的限制：当地面上是高山，湖泊，沼泽，河流，沟壑，海洋，农田或重要的建筑物等，难以安装钻机，进行钻井作业时，或者安装钻机和钻井作业费用很高时，为了勘探和开发它们下面的油气田，最好是钻定向井。（征地难度大，为节约井场）定向井简介2.地下地质

2、条件的要求：对于断层遮挡油藏，定向井比直井可发现和钻穿更多的油层；对于薄油层，定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多。另外，侧钻井，多底井，分支井，大位移井，侧钻水平井，径向水平井等等定向井的新种类，显著地扩大了勘探效果，增加了油气产量，提高了油气藏的采收率。定向井简介3.处理井下事故的特殊手段：当井下落物或断钻事故最终无法捞出时，可从上部井段侧钻打定向井；特别是遇到井喷着火常规方法难以处理时，在事故井附近打定向井(称作救援井)，与事故井贯通，进行引流或压井，从而可处理井喷着火事故。定向井简

3、介定向井分类1.常规剖面类型主要有两种：一种是“直-增-稳”剖面，在我国现场上称为三段制剖面;另一种是“直-增-稳-降-稳”剖面，现场上称为“S”形井眼或“五段制剖面”。ABCDOAB定向井简介2.井斜角的大小范围定向井又可分为：常规定向井——井斜角＜55°大斜度井——井斜角55°～85°水平井——井斜角＞85°定向井简介井身基本参数所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。为了进行轨迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹测量（常说的测斜）。目前常规定向井是每隔

4、一定长度的井段测一个点。这些井段被称为“测段”，这些点被称为“测点”。水平井使用随钻测量。测斜仪器在每个点上测得的参数有三个，即井深、井斜角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。定向井简介1.井深L——指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度，也有人称之为斜深，国外称为测量井(MeasureDepth)。井深是以钻柱或电缆的长度来量测。井深既是测点的基本参数之一，又是表明测点位置的标志。2.垂深D——测点的垂直深度。3.井斜角—测点处井眼方向线（切线）与重力线间的夹角。4.方位角θ—

5、正北方向至测点处井眼方向线在水平面投影线间夹角。5.水平位移—测点至井口所在的铅垂线的距离。(闭合距)定向井简介定向井简介6.水平长度—井深在水平面上的投影长度。7.闭合方位角—在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹角。8.视平移—测点水平位移在设计方位线上的投影。又称投影位移。9.井斜变化率—单位井段内井斜角的变化速度。10.方位变化率—单位井段内方位角的变化速度。11.全角变化率—单位井段内井眼钻进的方向在三维空间内角度的变化，它既包括井斜角的变化也包括方位角的变化，俗称“狗腿度”。

6、定向井简介1）井斜变化率——以Ｋα表示，严格地讲，井斜变化率是井斜角α对井深Ｌ的一阶导数，可写为：以增量代替微分，以相邻二测点间的井斜角变化值（Δα）与二测点间井段长度（ΔL）的比值来表示井斜变化率的。求得的乃是该测段的平均井斜变化率定向井简介2）方位变化率——以Ｋφ表示。严格地讲，方位变化率是方位角φ对井深Ｌ的一阶导数，可写为：以增量代替微分，以相邻二测点间的方位角变化值（Δφ）与二测点间井段长度（ΔL）的比值来表示方位变化率的。求得的乃是该测段的平均方位变化率定向井简介3）全角变化率——从一

7、点到另一点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），既反映了井斜角的变化，又反映了井斜方位角的变化。人们将此角度称为全角变化值，或称为狗腿角，通常以γ表示。井段长度不变，狗腿角越大，则井眼前进方向变化的越快，井眼弯曲越厉害，井眼曲率越大。全角变化率也称为井眼曲率，又称狗腿严重度(简称为狗腿度)，都是同一个概念，是指单位长度井段内狗腿角的大小。井眼曲率计算方法:有公式计算法、查图法、图解法、查表法和尺算法等五种。后四种皆来源于公式计算法。公式计算法又可分为三套。定向井简介第一套计

8、算公式根据空间微分几何原理推导，可得：对于一个测段来说，以和代入，并以测段平均井斜角代替公式中的，得到：令：则：定向井简介第二套计算公式：这是Lubinsky先生根据空间平面圆弧曲线推导的。假定测段是斜面圆弧曲线，则测段的狗腿角γ：式中：定向井简介第三套计算公式：这套公式源于沙尼金图解法，其表达式为：这是任意三角形余弦定理的表达式。定向井简介第一套公式，数学推导严密，是用于各种形状的井眼，具有普遍性。第二套公式是建立在假设井段是平面曲线，而且是平面圆弧曲线的前提下推导，适用于平面曲线的井眼，例如