井眼轨迹与井身结构设计.pptx

第第 1 1 页页井眼轨道井眼轨道：是指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。：是指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。井眼轨迹井眼轨迹：是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。：是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。1919世纪末世纪末 打直井打直井 2020世纪世纪2020年代末年代末 直井防斜技术直井防斜技术 2020世纪世纪3030年代初年代初 打定向井打定向井定向井：定向井：是使井眼沿某一轨迹钻达预定目标的过程。是使井眼沿某一轨迹钻达预定目标的过程。井斜控制：井斜控制：是使井眼按规定的限制条件钻进的过程，是使井眼按规定的限制条件钻进的过程，而这些限制条件与井斜角偏离垂直方而这些限制条件与井斜角偏离垂直方向的水平距离或二者有关向的水平距离或二者有关第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 2 2 页页定向井的应用定向井的应用 (1)(1)地地面面环环境境条条件件的的限限制制：地地面面上上的的高高山山，湖湖泊泊，沼沼泽泽，河河流流，沟壑，海洋，农田或重要的建筑物等；沟壑，海洋，农田或重要的建筑物等；(2)(2)地地下下地地质质条条件件的的要要求求：增增加加油油层层穿穿越越面面积积，提提高高产产量量和和采采收收率率（水水平平井井）；适适应应井井下下地地质质条条件件，节节省省钻钻井井时时间间。对对于于断断层层遮遮挡挡油油藏藏，薄薄油油层层，侧侧钻钻井井，多多底底井井，分分支支井井，大大位位移井，侧钻水平井，径向水平井是定向井的新种类；移井，侧钻水平井，径向水平井是定向井的新种类；(3)(3)处理井下事故的特殊手段处理井下事故的特殊手段（救援井、侧钻井）（救援井、侧钻井）。(4)(4)减小地面井场占用面积，节省投资（丛式井、多底井）。减小地面井场占用面积，节省投资（丛式井、多底井）。第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 3 3 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 4 4 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 5 5 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 6 6 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 7 7 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 8 8 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 9 9 页页第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 1010 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计井眼轨道与井身轨迹设计第第 1111 页页所谓所谓井眼轨迹井眼轨迹，实指井眼轴线。，实指井眼轴线。轨迹测量就是轨迹测量就是“测斜测斜”。目前常用的测斜方法并不是连目前常用的测斜方法并不是连续测斜，而是每隔一定长度的续测斜，而是每隔一定长度的井段测一个点。这些井段被称井段测一个点。这些井段被称为为“测段测段”，这些点被称，这些点被称为为“测点测点”。一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念点垂直井深点垂直井深A A点测量井深：点测量井深：D点井斜角点井斜角HA第第 1212 页页井眼曲线的表示方法井眼曲线的表示方法：l垂直平面（井斜平面）垂直平面（井斜平面）l与水平平面与水平平面一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念 NOO第第 1313 页页垂直平面上垂直平面上垂直平面上垂直平面上：每每每每一一一一点点点点的的的的井井井井深深深深与与与与空空空空间间间间井井井井眼眼眼眼的的的的井井井井深深深深一一一一样样样样,每每每每一一一一点点点点的的的的井井井井斜斜斜斜角角角角与与与与与与与与空空空空间间间间井井井井眼眼眼眼对对对对应应应应的的的的井井井井斜斜斜斜角角角角一一一一致致致致。（不不不不是是是是直直直直接投影）接投影）接投影）接投影）一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念OBA第第 1414 页页水平面上：水平面上：水平面上：水平面上：为空间井眼的水平投影为空间井眼的水平投影为空间井眼的水平投影为空间井眼的水平投影一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念ANEBABSO第第 1515 页页(1)(1)井深（井深（DmDm），），又称又称斜深斜深：井井深深指指井井口口(通通常常以以转转盘盘面面为为基基准准)至至测测点点的的井井眼眼长长度度，也也有有人人称称之之为为 斜斜 深深，国国 外外 称称 为为 测测 量量 井井 深深(Measure(Measure Depth)Depth)，井井深深常常以以字字母母DmDm表表示示，单单位位为为米米(m)(m)。井井深深的的增增量量称称为为井井段段，以以DmDm表表示示。二二测测点点之之间间的的井井段段称称为为测测段段。一一个个测测段段的的两两个个测测点点中中，井井深深小小的的称称为为上上测测点点，井井深深大大的的称称为为下下测测点点。井井深深的的增增量量总总是下测点井深减去上测点井深。是下测点井深减去上测点井深。一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念点垂直井深点垂直井深A A点测量井深：点测量井深：D点井斜角点井斜角HA测深测深测深测深测深测深 ：井口至测点处的井眼实长，米。：井口至测点处的井眼实长，米。：井口至测点处的井眼实长，米。：井口至测点处的井眼实长，米。：井口至测点处的井眼实长，米。：井口至测点处的井眼实长，米。第第 1616 页页(2)(2)井斜角（井斜角（Inclination,Inc.Inclination,Inc.）井井斜斜角角（），单单位位为为度度：过过井井眼眼轴轴线线上上某某测测点点作作井井眼眼轴轴线线的的切切线线，该该切切线线向向井井眼眼前前进进方方向向延延伸伸的的部部分分称称为为井井眼眼方方向向线线。井井眼眼方方向向线线与与重重力力线线之之间间的的夹夹角角就就是是井井斜斜角角。显显然然，井井眼眼方方向向线线与与重重力力线线都都是是有有向向线线段段。井井斜斜角角表表示示了了井井眼眼轨轨迹迹在在该该测测点点处处倾倾斜斜的的大大小小。井井斜斜角角的的增增量量：以以表表示示。ABAB井井段段井井斜斜角角增增量量为为B B-A A。一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念A A井斜角井斜角井斜角井斜角井斜角井斜角 ：测点处井眼方向线（切线，：测点处井眼方向线（切线，：测点处井眼方向线（切线，：测点处井眼方向线（切线，：测点处井眼方向线（切线，：测点处井眼方向线（切线，指前）与重力线间的夹角，度。指前）与重力线间的夹角，度。指前）与重力线间的夹角，度。指前）与重力线间的夹角，度。指前）与重力线间的夹角，度。指前）与重力线间的夹角，度。第第 1717 页页 井井井井斜斜斜斜变变变变化化化化率率率率 ：井井井井斜斜斜斜角角角角对对对对井井井井深深深深的的的的变变变变化化化化率率率率，即即即即钻钻钻钻过过过过单单单单位位位位井井井井深深深深井井井井斜斜斜斜角角角角的的的的变化。度变化。度变化。度变化。度/30/30/30/30米米米米(build rate,drop rate)(build rate,drop rate)(build rate,drop rate)(build rate,drop rate)第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数A A第第 1818 页页(3)(3)井斜方位角（井斜方位角（）：）：某某测测点点处处的的井井眼眼方方向向线线投投影影到到水水平平面面上上，称称为为井井眼眼方方位位线线，或或井井斜斜方方位位线线。以以正正北北方方位位线线为为始始边边，顺顺时时针针方方向向旋旋转转到到井井眼眼方方位位线线上上所所转转过过的的角角度度，即即井井眼眼方方位位角角。注注意意，正正北北方方位位线线是是指指地地理理子子午午线线沿沿正正北北方方向向延延伸伸的的线线段段。所所以以正正北北方方位位线线和和井井眼眼方方位位线线也也都都是是有有向向线线段段，都都可可以以用用矢矢量量表表示示。井井斜斜方方位位角角的的增增量量是是下下测测点点的的井井斜斜方方位位角角减减去去上上测测点的井斜方位角：点的井斜方位角：B B-A A一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念fAfB方位角：测点处正北方向至井眼方向方位角：测点处正北方向至井眼方向方位角：测点处正北方向至井眼方向方位角：测点处正北方向至井眼方向方位角：测点处正北方向至井眼方向方位角：测点处正北方向至井眼方向线在水平面投影线间夹角，度。线在水平面投影线间夹角，度。线在水平面投影线间夹角，度。线在水平面投影线间夹角，度。线在水平面投影线间夹角，度。线在水平面投影线间夹角，度。第第 1919 页页 方方方方位位位位变变变变化化化化率率率率：方方方方位位位位角角角角对对对对井井井井深深深深的的的的变变变变化化化化率率率率，即即即即钻钻钻钻进进进进单单单单位位位位井井井井段段段段，方方方方位角的变化，度位角的变化，度位角的变化，度位角的变化，度/30/30/30/30米米米米walk ratewalk ratewalk ratewalk rate第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数fAfB第第 2020 页页注意注意“方向方向”与与“方位方位”的区别。的区别。方方位位线线是是水水平平面面上上的的矢矢量量，而而方方向向线线则则是是空空间间的的矢矢量量。只只要要讲讲到到方方位位、方方位位线线、方方位位角角，都都是是在在某某个个水水平平面面上上；而而方方向向和和方方向向线线则则是是在在三三维维空空间间内内（当当然然也也可可能能在在水水平平面面上上）。井井眼眼方方向向线线是是指指井井眼眼轴轴线线上上某某一一点点处处井井眼眼前前进进的的方方向向线线。该该点点的的井井眼眼方方位位线线则是该点井眼方向线在水平面上的投影。则是该点井眼方向线在水平面上的投影。一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 2121 页页 需需要要注注意意的的是是，目目前前广广泛泛使使用用的的磁磁性性测测斜斜仪仪是是以以地地球球磁磁北北方方位位为为基基准准的的。磁磁北北方方位位与与正正北北方方位位并并不不重重合合而而是是有有个个夹夹角角，称称为为磁磁偏偏角角。磁磁偏偏角角又又分分为为东东磁磁偏偏角角和和西西磁磁偏偏角角。东东磁磁偏偏角角指指磁磁北北方方位位线线在在正正北北方方位位线线的的东东面面，西西磁磁偏偏角角指指磁磁北北方方位位线线在在正正北北方方位位线线的的西西面面。用用磁磁性性测测斜仪测得的井斜方位角称为斜仪测得的井斜方位角称为磁方位角磁方位角。一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 2222 页页一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念 井井斜斜方方位位角角还还可可用用“象象限限角角”表表示示。“象象限限角角”指指井井斜斜方方位位线线与与正正北北方方位位线线或或正正南南方方位位线线之之间间的的夹夹角角。象限角在象限角在0 090度之间变化。度之间变化。N67.5N67.5N67.5N67.5WWWW读作由北向西偏了读作由北向西偏了读作由北向西偏了读作由北向西偏了67.567.567.567.5。第第 2323 页页第第 2424 页页第第 2525 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念一、轨迹的基本参数一、轨迹的基本参数第第 2626 页页基本参数：基本参数：测斜仪器在每个测点上测得参数（井深、井斜角和井斜方位角）。测斜仪器在每个测点上测得参数（井深、井斜角和井斜方位角）。计算参数计算参数：根据基本参数计算出来的参数。：根据基本参数计算出来的参数。(1)(1)垂直深度，简称垂深；垂直深度，简称垂深；(2)(2)水平投影长度，简称水平长度或平长；水平投影长度，简称水平长度或平长；(3)(3)水平位移，简称平移；水平位移，简称平移；(4)(4)平移方位角；平移方位角；(5)N(5)N坐标和坐标和E E坐标；坐标；(6)(6)视平移，亦称投影位移；视平移，亦称投影位移；(7)(7)井眼曲率，狗腿严重度、全角变化率。井眼曲率，狗腿严重度、全角变化率。二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 2727 页页(1)(1)垂直深度垂直深度 D D 垂垂直直深深度度：简简称称垂垂深深，是是指指轨轨迹迹上上某某点点至至井井口口所所在在水水平平面面的的距距离，垂深常以字母离，垂深常以字母D D表示表示 ；True vertical depth(TVD)True vertical depth(TVD)垂深的增量称为垂增，垂增以垂深的增量称为垂增，垂增以DD表示表示 。垂增垂增DDD DB BDDA A 第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数垂深：测点的垂直深度，米。垂深：测点的垂直深度，米。垂深：测点的垂直深度，米。垂深：测点的垂直深度，米。垂深：测点的垂直深度，米。垂深：测点的垂直深度，米。第第 2828 页页（2 2）水平投影长度）水平投影长度 LpLp ：水水平平投投影影长长度度简简称称水水平平长长度度或或平平长长，是是指指井井眼眼轨轨迹迹上上某某点点至至井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。水水平平长长度度的的增增量量：称称为为平平增增。平平长长以以字字母母上上LpLp表表示示，平平增增以以LpLp表示。表示。平长和平增在图平长和平增在图5454中是指曲线的长中是指曲线的长度。度。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数 水平投影长度：测点与井口之间的水平投影长度：测点与井口之间的水平投影长度：测点与井口之间的水平投影长度：测点与井口之间的水平投影长度：测点与井口之间的水平投影长度：测点与井口之间的井眼长度在水平面的投影长度，米。井眼长度在水平面的投影长度，米。井眼长度在水平面的投影长度，米。井眼长度在水平面的投影长度，米。井眼长度在水平面的投影长度，米。井眼长度在水平面的投影长度，米。第第 2929 页页(3)(3)水平位移水平位移 S S 水水平平位位移移：简简称称平平移移，指指轨轨迹迹上上某某点点至至井井口口所所在在铅铅垂垂线线的的距距离离，或或指指轨轨迹迹上上某某点点至至井井口口的的距距离离在在水水平平面面上上的的投投影影。此此投投影影线线称称为为平平移移方方位线位线。水平位移常以字母。水平位移常以字母S S表示。如图表示。如图5555所示。所示。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数 水平位移：测点至井口所在的铅水平位移：测点至井口所在的铅水平位移：测点至井口所在的铅水平位移：测点至井口所在的铅水平位移：测点至井口所在的铅水平位移：测点至井口所在的铅垂线的距离，米。垂线的距离，米。垂线的距离，米。垂线的距离，米。垂线的距离，米。垂线的距离，米。第第 3030 页页 在国外将水平位移称作在国外将水平位移称作闭合距闭合距。而我国油田现场常特指。而我国油田现场常特指完钻时完钻时的水平位移的水平位移为闭合距。为闭合距。闭闭 合合 距距：井底的水平位移，米：井底的水平位移，米。closureclosure 第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数点水平位移：点水平位移：AOAOAE(E(完井井底完井井底)闭合距：闭合距：S SE EOEOE闭合方位角闭合方位角 fE第第 3131 页页(4)(4)平移方位角平移方位角 平平移移方方位位角角：指指平平移移方方位位线线所所在在的的方方位位角角，即即以以正正北北方方位位为为始始边边顺顺时时针针转转至至平平移移线线上上所所转转过过的的角角度度，常常以以字字母母表表示示。如图如图5555所示。所示。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数第第 3232 页页 闭合方位角闭合方位角：在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线：在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹角，度间的夹角，度 (closure azimuth)(closure azimuth)在在国国外外将将平平移移方方位位角角称称作作闭闭合合方方位位角角。而而我我国国油油田田现现场场常常特特指指完钻时完钻时的平移方位角为闭合方位角。的平移方位角为闭合方位角。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数点水平位移：点水平位移：AOAOA E(E(完井井底完井井底)闭合距：闭合距：S SE EOEOE闭合方位角闭合方位角 fE第第 3333 页页(5)N(5)N坐标和坐标和E E坐标坐标 N N坐坐标标和和E E坐坐标标：是是指指轨轨迹迹上上某某点点在在以以井井口口为为原原点点的的水水平平面面坐坐标标系系里里的的坐坐标标值值。此此水水平平面面坐坐标标系系有有两两个个坐坐标标轴轴，一一是是南南北北坐坐标标轴轴，以以正正北北方方向向为为正正方方向向；一一是是东东西西坐坐标标轴轴，以以正正东东方方向向为为正正方方向向。如图如图5454所示，所示，A A、B B二点的水平坐二点的水平坐标分别为标分别为N NA A、E EA A和和N NB B、E EB B。水平坐标可。水平坐标可以有增量，以以有增量，以NN、EE表示。表示。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数第第 3434 页页(6)(6)视平移视平移 V V 视视平平移移：亦亦称称投投影影位位移移，是是水水平平位位移移在在设设计计方方位位线线上上的的投投影长度。视平移以字母影长度。视平移以字母V V表示。表示。如图如图5555所示，所示，A A、B B二点的视平移分别为二点的视平移分别为VAVA、VBVB。当实钻轨迹与设计轨迹偏差当实钻轨迹与设计轨迹偏差 很大时甚至背道而驰时，视平移很大时甚至背道而驰时，视平移 可能成为负值。可能成为负值。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数 视视视视视视 平平平平平平 移移移移移移：测测测测测测点点点点点点水水水水水水平平平平平平位位位位位位移移移移移移在在在在在在设设设设设设计计计计计计方方方方方方位线上的投影，米。位线上的投影，米。位线上的投影，米。位线上的投影，米。位线上的投影，米。位线上的投影，米。vertical sectionvertical sectionvertical sectionvertical sectionvertical sectionvertical section第第 3535 页页l弧段弧段OAOA：水平投影长度：水平投影长度l线段线段OAOA：水平位移：水平位移l：平移方位角：平移方位角l V V：视平移：视平移lN N坐标坐标lE E坐标坐标第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念二、轨迹的计算参数二、轨迹的计算参数第第 3636 页页井眼曲率井眼曲率 井井眼眼曲曲率率：指指井井眼眼轨轨迹迹曲曲线线的的曲曲率率。有有人人称称作作“狗狗腿腿严严重重度度”，“全全角角变变化化率率”。由由于于实实钻钻井井眼眼轨轨迹迹是是任任意意的的空空间间曲曲线线，其其曲曲率率是是不不断变化的，所以在断变化的，所以在工程上常常计算井段的平均曲率工程上常常计算井段的平均曲率。“狗狗腿腿角角”：对对一一个个测测段段(或或井井段段)来来说说，上上、下下二二测测点点处处的的井井眼眼方方向向线线是是不不同同的的，两两条条方方向向线线之之间间的的夹夹角角(注注意意是是在在空空间间的的夹夹角角)称称为为“狗狗腿腿角角”，也也有有人人称称为为“全全角角变变化化”。即即上上下下二二测测点点的的两两条条方方向向线线之之间间的的夹角（空间夹角）。夹角（空间夹角）。井井眼眼平平均均曲曲率率：狗狗腿腿角角被被测测段段(或或井井段段)除除即即可可得得到到该该段段的的井井眼眼平平均均曲率。曲率。显然，所取测显然，所取测(井井)段越短，平均曲率就越接近实际曲率。段越短，平均曲率就越接近实际曲率。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念三、挠曲参数三、挠曲参数第第 3737 页页NO 井井眼眼的的曲曲率率K K：（hole hole curvature)curvature)井井眼切线的方向相对于井深的变化率眼切线的方向相对于井深的变化率 K K表示曲线偏离直线的程度。表示曲线偏离直线的程度。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念三、挠曲参数三、挠曲参数r1r2L第第 3838 页页井眼曲率计算方法：井眼曲率计算方法：先计算狗腿角，再计算平均井眼曲率。先计算狗腿角，再计算平均井眼曲率。Lubinski公式：公式：我国钻井行业标准规定狗腿角的计算公式：我国钻井行业标准规定狗腿角的计算公式：式中：式中：井斜角；井斜角；方位角；方位角；c c平均井斜角平均井斜角第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念三、挠曲参数三、挠曲参数第第 3939 页页全角变化率全角变化率K K：井眼的空间曲率。：井眼的空间曲率。井眼轨迹曲线的曲率。井眼轨迹曲线的曲率。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念三、挠曲参数三、挠曲参数K K K KA AB B第第 4040 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念三、挠曲参数三、挠曲参数第第 4141 页页1 1、水平投影图、水平投影图 相相当当于于机机械械制制图图中中的的俯俯视视图图，也也相相当当于于将将井井眼眼轨轨迹迹这这条条空空间间曲曲线线投投影影到到井井口口所所在在的的水水平平面面上上。图图中中的的坐坐标标为为N N坐坐标标和和E E坐坐标标，以以井井口口为为坐坐标标原原点点。所所以以只只要要知知道道一一口口井井轨轨迹迹上上所所有有各各点点的的N N、E E坐标值坐标值就可以很容易画出该井轨迹的水平投影图。就可以很容易画出该井轨迹的水平投影图。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。水平投影图：空间井眼轨迹的俯视图。第第 4242 页页2 2、垂直投影图、垂直投影图 相相当当于于机机械械制制图图中中的的侧侧视视图图，即即将将井井眼眼轨轨迹迹这这条条空空间间曲曲线线投投影影到到铅铅垂垂平平面面上上。图图中中的的坐坐标标为为垂垂深深D D和和视视平平移移V V，也也是是以以井井口口为为坐坐标标原原点点。但但是是经经过过井井口口的的铅铅垂垂平平面面有有无无数数个个，应应该该选选择择那那个个呢呢?我我国国钻钻井井行行业业标标准准规规定定，选选择择设设计计方方位位线线所所在在的的那那个个铅铅垂垂平平面面。这这样样的的垂垂直直投投影影图图与与设设计计的的垂垂直直投投影影图图进进行行比比较较，可可以以看看出出实实钻钻井井眼眼轨轨迹迹与与设设计计井井眼轨迹的差别，便于指导施工中轨迹控制。眼轨迹的差别，便于指导施工中轨迹控制。显显然然，只只要要计计算算出出一一口口井井轨轨迹迹上上所所有有各各点点的的垂垂深深和和视视平平移移就就可可以很容易画出该井轨迹的垂直投影图。以很容易画出该井轨迹的垂直投影图。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）垂直投影图：将轨迹数据投影到指定的垂直平面内（通常为设计平面）第第 4343 页页3 3、垂直剖面图、垂直剖面图 垂垂直直剖剖面面图图的的形形式式原原理理：参参看看图图5757，设设想想经经过过井井眼眼轨轨迹迹上上每每一一个个点点作作一一条条铅铅垂垂线线，所所有有这这些些铅铅垂垂线线就就构构成成了了一一个个曲曲面面。这这种种曲曲面面在在数数学学上上称称作作柱柱面面。此此曲曲面面有有一一个个显显著著的的特特点点，就就是是可可以以展展平平到到一一个个平平面上。当此柱面展平时就形成了垂直剖面图。面上。当此柱面展平时就形成了垂直剖面图。实实际际的的垂垂直直剖剖面面图图并并不不是是按按照照先先作作柱柱面面然然后后展展平平的的办办法法得得到到。垂垂直直剖剖面面图图的的两两个个坐坐标标是是垂垂深深D D和和水水平平长长度度上上LpLp。实实际际上上，只只要要计计算算出出一一口口井井轨轨迹迹上上所所有有各各点点的的垂垂深深和和水水平平长长度度就就可可以以很很容容易易画画出出该该井井轨轨迹迹的垂直剖面图。的垂直剖面图。第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面 垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，垂直剖面图（柱面展开）：沿水平投影面展开空间曲线，其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。其优点是井眼上任一点的井深、井斜角与实际一致。第第 4444 页页1、水平投影图、水平投影图 投影面：投影面：水平面水平面 坐标系：坐标系：以井口为原点，以井口为原点，N坐标轴、坐标轴、E坐标轴坐标轴 表达的参数：表达的参数：N坐标值、坐标值、E坐标值、水平位移坐标值、水平位移 S 水平长度水平长度Lp、闭合距、井斜方位角、闭合距、井斜方位角 平移方位角平移方位角、闭合方位角。、闭合方位角。四、井身剖面四、井身剖面第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 4545 页页2、垂直投影图、垂直投影图 投影面：投影面：过设计方位线的铅垂面，即井口和目标点过设计方位线的铅垂面，即井口和目标点 所在的铅锤面。所在的铅锤面。坐标系：坐标系：原点（井口）、横坐标（视平移）、纵坐原点（井口）、横坐标（视平移）、纵坐 标（垂深）标（垂深）表达的参数：表达的参数：垂深垂深 D，视平移，视平移 V，井斜的增减趋势，井斜的增减趋势四、井身剖面四、井身剖面第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 4646 页页3、垂直剖面图、垂直剖面图 垂直剖面：垂直剖面：过井眼轴线上各点垂线组成柱过井眼轴线上各点垂线组成柱 面展开图。面展开图。坐标系：坐标系：原点（井口）、原点（井口）、横坐标（水平长横坐标（水平长 度）度）、纵坐标（垂深）纵坐标（垂深）表达的参数：表达的参数：垂深垂深 D,水平长度水平长度Lp,井深井深 ,井斜角井斜角 a .四、井身剖面四、井身剖面第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念第第 4747 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面第第 4848 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面第第 4949 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面第第 5050 页页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念四、井身剖面四、井身剖面第第 5151 页页第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第五章第五章第五章第五章 井眼轨道与井身结构设计井眼轨道与井身结构设计井眼轨道与井身结构设计井眼轨道与井身结构设计第第 5252 页页 常规定向井：常规定向井：大斜度井：大斜度井：水平井：水平井：上翘井：上翘井：大位移井：大位移井：水平位移与垂深之比大于水平位移与垂深之比大于 2.0 最大稳斜角最大稳斜角第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5353 页页 二二维维定定向向井井：指指设设计计的的轨轨道道都都在在一一个个铅铅垂垂平平面面上上变变化化，即即设设计计轨轨道道只只有有井井斜斜角角的变化而无井斜方位角的变化。的变化而无井斜方位角的变化。一、定向井轨道分类一、定向井轨道分类第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5454 页页二维定向井：二维定向井：常规二维定向井常规二维定向井-井段形状由直线和圆弧线组成。井段形状由直线和圆弧线组成。非常规二维定向井：非常规二维定向井：除直线和圆弧曲线外，还有除直线和圆弧曲线外，还有 特殊曲线，如：悬链线、二特殊曲线，如：悬链线、二 次抛物线等。次抛物线等。一、定向井轨道分类一、定向井轨道分类OABABCDO第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5555 页页 三三维维定定向向井井：指指设设计计的的轨轨道道都都在在三三维维空空间间上上变变化化，既既有有井井斜斜角的变化又有井斜方位角的变化。角的变化又有井斜方位角的变化。常用于在地面井口位置与设计目常用于在地面井口位置与设计目标点之间的铅垂平面内，存在井眼难标点之间的铅垂平面内，存在井眼难以通过的障碍物（如：已钻的井眼、以通过的障碍物（如：已钻的井眼、盐丘等），设计井需要绕过障碍钻达目标点。盐丘等），设计井需要绕过障碍钻达目标点。三维定向井：三维定向井：纠偏纠偏三维定向井三维定向井 绕障绕障三维定向井。三维定向井。一、定向井轨道分类一、定向井轨道分类O第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5656 页页1 1 1 1、定向井井身剖面设计的原则、定向井井身剖面设计的原则、定向井井身剖面设计的原则、定向井井身剖面设计的原则（1 1）保证实现钻定向井的目的）保证实现钻定向井的目的 根据不同的定向井钻井目的对根据不同的定向井钻井目的对定向井井身剖面进行合理设计定向井井身剖面进行合理设计例如：例如：裂缝性油藏：裂缝性油藏：横穿裂缝横穿裂缝薄油层：薄油层：大斜度或水平井大斜度或水平井低渗块状油层：低渗块状油层：多底井多底井二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5757 页页 救援：救援：目标层位、靶区半径、目标层位、靶区半径、简单简单（快速、经济）（快速、经济）二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5858 页页落鱼侧钻：落鱼侧钻：避开落鱼、一定水平位移避开落鱼、一定水平位移整块油藏：整块油藏：按开发井网布置要求按开发井网布置要求 二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 5959 页页地面限制地面限制油田所处地面不利油田所处地面不利于或不充许设置井场于或不充许设置井场钻井或搬家安装受到钻井或搬家安装受到极大障碍。极大障碍。如：如：1 1）英国的北海油田）英国的北海油田 2 2）中国的塔里木油田。）中国的塔里木油田。二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 6060 页页地下地质条件要求：地下地质条件要求：增产增产由于地质构造特点，定由于地质构造特点，定向井能更有利于发现油藏、向井能更有利于发现油藏、增加开发速度。增加开发速度。二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 6161 页页海上生产集输需要海上生产集输需要二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 6262 页页（2 2）有利于安全、优质、快速钻井）有利于安全、优质、快速钻井 地地面面条条件件是是确确定定定定向向井井井井位位和和丛丛式式井井平平台台位位置置的的重重要要依依据据，还需考虑交通、采油、油气集输等方面的需要。还需考虑交通、采油、油气集输等方面的需要。轨道形状简单，尽量保证较长的直井段，容易实现钻进轨道形状简单，尽量保证较长的直井段，容易实现钻进 尽量减小最大井斜角，以便减小钻井难度尽量减小最大井斜角，以便减小钻井难度 ，小倾角定向井；，小倾角定向井；，中倾角定向井；，中倾角定向井；大于大于 ，大倾角定向井；，大倾角定向井；最大井斜角最大井斜角不得小于不得小于15度度，否则井斜方位不易稳定。，否则井斜方位不易稳定。二、常规二维定向井轨道设计二、常规二维定向井轨道设计第二节第二节第二节第二节 井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法井眼轨道设计的原则与方法第第 6363 页页选择合适的造斜点位置。选择合适的造斜点位置。地层：硬度适中，无坍塌、缩径、高压、易漏。地层：硬度适中，无坍塌、缩径、高压、易漏。深度：根据垂深、水平位移、剖面类型等确定。深度：根据垂深、水平位移、剖面类型等确定。垂深大、位移小、造斜点应深一些，避免长稳斜段；垂深大、位移小、造斜点应深一些，避免长稳斜段；垂深小、位移大、造斜点应浅一些，减小定向施工工