第三節

實際井眼軸線的計算和繪制第三節

實際井眼軸線的計算和繪制11、意義：(1)隨鉆監測井眼軌跡，了解實鉆軌跡和設計軌跡的偏差，用以指導待鉆井眼的施工，保證鉆達既定目標。(2)當校正井眼軌跡時，將造斜工具按要求的方位定向。(3)確保正鉆進的井沒有與附近已鉆成的井相交的危險。(4)確定鉆遇的各地層的真垂深、以繪制出準確的地質剖面圖。(5)為了監測油層特性及鉆進救險井要確定準確的井底位置。(6)沿井身計算出井眼曲率以評價井身質量。(7)實鉆井身形狀是固井、完井、試油、采油等工作提供井眼軌跡數據和設計依據。(8)統計分析地層自然造斜規律、方位漂移規律以及工具能力。第三節實際井眼軸線的計算和繪制一、井身測斜計算的意義及內容1、意義：第三節實際井眼軸線的計算和繪制一、井身測斜計算22、內容：①測段計算：算出每個測段的如下參數 H、S（水平投影長度）、N、E、K②測點計算：據測段參數，算出每個測點的如下參數。 H、S、N、E、DT（閉合距）、T（閉合方位角）③據測點參數繪出實鉆井身形狀圖。第三節實際井眼軸線的計算和繪制2、內容：第三節實際井眼軸線的計算和繪制3二、測斜儀器磁性測斜儀器組成：1）指示井眼方位和井斜角的靈敏的測角裝置。2）夾住小圓形底片的膠片盒。必須使用一個專用的裝入底片的裝置將底片插入以防底片在日光下爆光。3）拍攝指示角度裝置的位置的照像機及燈光裝置。開啟各燈光使照像機拍攝擺錘重疊到羅盤面上的像，事先已將照像機焦距對好使全過程自動進行。4）一個使電路閉合和能在正確時刻使照像機拍攝的定時器或動作傳感裝置

5）提供像機、定時器和燈光工作所需之電源的電池組

第三節實際井眼軸線的計算和繪制二、測斜儀器第三節實際井眼軸線的計算和繪制4第三節實際井眼軸線的計算和繪制圖6-70～20測角裝置1—測錘；2—井斜角刻度盤；3—羅盤圖沖洗出的單點測斜儀像片實例10角裝置50角裝置井斜角：5.5井斜角：30方位角：N43E方位角：N38W第三節實際井眼軸線的計算和繪制圖6-70～20測5二、測斜儀器磁性測斜儀器工作原理：測量時儀器軸線與井身軸線相重合，但測錘軸線永遠為鉛垂線。當帶有十字絲的測錘投影到井斜角刻度盤上時，十字絲在同心圓刻度線上的讀數就是井斜角。因為刻度盤是透明的玻璃，所以測錘還能投影到刻度盤下面的羅盤上，從而同時記錄了井眼的方位角。在地面，將圓形底片從儀表筒內取出進行沖洗和讀出結果。

第三節實際井眼軸線的計算和繪制二、測斜儀器第三節實際井眼軸線的計算和繪制6二、測斜儀器2.陀螺測斜儀器磁性儀器的缺陷：在已下套管的井內使用磁性羅盤時，鋼套管的影響會得出錯誤的測量結果。在附近有下過套管的井的裸眼井內測量時也會如此。叢式井平臺上一口定向井初始造斜時，由于緊靠已下套管的各鄰井使用磁性單點測斜儀是不可靠的。在這種情況下必須用不受磁場影響的陀螺羅盤代替磁羅盤。優點：可用于靠近鋼套管的造斜工具進行測量和定向；不需磁偏角校正。第三節實際井眼軸線的計算和繪制二、測斜儀器第三節實際井眼軸線的計算和繪制7三、計算方法的多樣性到目前為止，國內外已提出計算方法二十多種。

計算方法的多樣性，來自測段形狀的不確定性（只能測出兩端點的、、L，中間參數一無所知）。

不同的井段形狀假設就有不同的計算方法。在已有計算方法的基礎上進行一些簡化或近似處理，又會形成新的計算方法，這些就是計算方法多樣性的原因。第三節實際井眼軸線的計算和繪制三、計算方法的多樣性第三節實際井眼軸線的計算和繪制8井段形狀假設歸納起來有四種：1、測段為直線，方向為上、下兩測點的平均方向。2、測段為兩段折線，井斜方位各為上、下兩測點的值。第三節實際井眼軸線的計算和繪制HSENABAB井段形狀假設歸納起來有四種：第三節實際井眼軸線的計算和繪93、測段是園柱螺線 螺線的兩端點分別與上、下二測點的方向相切。第三節實際井眼軸線的計算和繪制AB3、測段是園柱螺線第三節實際井眼軸線的計算和繪制AB104、測段為某個空間某平面上的一段園弧，園弧的兩個端點分別與上、下二測點的方向相切。下面分別介紹據這些主要假設而形成的計算方法第三節實際井眼軸線的計算和繪制NOAB4、測段為某個空間某平面上的一段園弧，園弧的兩個端點分別與上11四、主要計算方法（腳標1表示上測點、角標2表示下測點）1、平均角法此法認為：兩測點間的測段為一直線，該直線的方向為上、下二測點處井眼方向的“平均方向”。已知：1、1、2、2、L第三節實際井眼軸線的計算和繪制1212這是一種非常普通的方法，因為它得出了準確的結果并且可借助計算器求解，使用相當簡單。在測點相距不甚遠的情況下在井場常使用該法。

四、主要計算方法第三節實際井眼軸線的計算和繪制12112第三節實際井眼軸線的計算和繪制測段計算： 測點計算：1212HS12NE當某測點的井斜角等于0時，是沒有井斜角的，此時：當α1=0時，φ=φ2當α2=0時，φ=φ1第三節實際井眼軸線的計算和繪制測段計算： 測點132、平衡正切法此法假定兩測點間的井段為兩段各等于測段長度一半的等長直線構成的折線，它們的方向分別與上下測點處的井眼方向一致，即上段直線是由1和1確定的，而下為直線是由2和2確定的。 不準確，目前少采用第三節實際井眼軸線的計算和繪制2、平衡正切法第三節實際井眼軸線的計算和繪制143、園柱螺線法（曲率半徑法）假設：兩測點間的井段是一條等變螺旋角（d/dL=常數）的園柱螺線，螺線在兩端點處與上、下二測點處的井眼方向相切。

園柱螺線的水平投影圖是園弧。 園柱螺線的垂直剖面圖是園弧。第三節實際井眼軸線的計算和繪制3、園柱螺線法（曲率半徑法）第三節實際井眼軸線的計算和繪15將柱面展開為平面：第三節實際井眼軸線的計算和繪制NESHdhds12將柱面展開為平面：第三節實際井眼軸線的計算和繪制NESH163、園柱螺線法（曲率半徑法）第三節實際井眼軸線的計算和繪制3、園柱螺線法（曲率半徑法）第三節實際井眼軸線的計算和繪173、園柱螺線法（曲率半徑法）特別處理：在井斜、方位不變的井段由于是被零除而需在計算上特殊處理。(1)當α1=α2，φ1≠φ2時;(2)當α1≠α2，φ1=φ2時(3)當α1=α2，φ1=φ2;(4)當α1≠α2。第三節實際井眼軸線的計算和繪制3、園柱螺線法（曲率半徑法）第三節實際井眼軸線的計算和繪184、最小曲率法該法假設：兩測點間的井段是空間某一平面上的園弧，園弧在兩端點處與上、下二測點處的井眼方向線相切。第三節實際井眼軸線的計算和繪制ABM4、最小曲率法第三節實際井眼軸線的計算和繪制ABM19①計算測段的狗腿角γ和曲率半徑R（用矢量法公式算）②據γ、R求出弧線的切線長度AM和MB第三節實際井眼軸線的計算和繪制ABM①計算測段的狗腿角γ和曲率半徑R（用矢量法公式算）第三節20第三節實際井眼軸線的計算和繪制③由二切線與重力線的夾角，計算測段的垂增H和二切線的水平投影長ABMM'第三節實際井眼軸線的計算和繪制③由二切線與重力線的夾角21④據A′M′與M′B′的長及與正北方的夾角，求測段的N增N和E增E第三節實際井眼軸線的計算和繪制④據A′M′與M′B′的長及與正北方的夾角，求測段的N增221、直接作圖法據測量結果或稍作加工，直接用量角器、直尺和分規作圖（平均角法）.優點:簡便、迅速；缺點：誤差大。2、坐標作圖法先進行測點的坐標計算，然后描點連線。以各測點N、E坐標可作水平投影圖；以各測點H、S坐標可作垂直剖面圖；以各測點H、V坐標可作垂直投影圖。第三節實際井眼軸線的計算和繪制五、井眼軸線形狀的繪圖方法1、直接作圖法第三節實際井眼軸線的計算和繪制五、井眼軸線232、坐標作圖法第三節實際井眼軸線的計算和繪制五、井眼軸線形狀的繪圖方法HSHV垂直剖面圖垂直投影圖2、坐標作圖法第三節實際井眼軸線的計算和繪制五、井眼軸線24作業：某定向井實鉆測斜數據如下： 測深m 井斜角o 方位角o 1 100 0.5 45 2 200 1 35 3 300 1.2 30 4 400 8 100 5 500 19 100 6 600 33 100 7 700 40 120 8 800 40 120 9 900 37 120 10 1000 37 120 11 1130 3