单井定向测量

简单叙述联系测量,重点讲解两井定向

联系测量

制作人：刘政良 时间：2015.6

简单叙述联系测量,重点讲解两井定向

§一

联系测量的定义

1.1、联系测量的定义 将地面坐标系统和高程系统传递到地下，确定地下控制点、控制 边,作为地下控制导线的起算数据，这一过程测量工作叫做联系测量。将 地面平面坐标系统传递到地下的测量称为平面联系测量，简称定向。将

地面高程系统传递到地下的测量称高程联系测量，简称导入高程。

简单叙述联系测量,重点讲解两井定向

§一

联系测量的定义

1.2、联系测量的任务

联系测量的任务在于：

(1)、确定地下导线起算边的坐标方位角； (2)、确定地下导线起算点的平面坐标x和y; (3)、确定地下水准点的高程H。 前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的；第

三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了地下平面与高程测量的起算数据。

简单叙述联系测量,重点讲解两井定向

§二 联系测量的种类 第二节 联系测量的种类 联系测量分为平面联系测量(简称为定向)和高程联系测量(简称为导 入高程)。平面联系测量说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定 向；另一类是以物理特性为基础的物理定向。 几何定向分为：

? 一井定向

1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。 （1）投点及连接测量方法

投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。 连接方法：

连接测量时，常采用连接三角形法。C与C′称为井上下的连接点，A、B点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB为公用边的三角形ABC和ABC′。 在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求： (1)C和D的长度应尽量大于20m；

(2) C和C′点应尽可能在AB的延长线上，即γ、α，和γ′ β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形；

(3) b/c、b′/c一般应小于1.5，即C和C′应尽量靠近垂球线。

（3）一井定向的误差

? 定向误差包括：地面的连接误差m上；地下的连接误差m下；投向误差θ。

? 井下一次独立定向的定向边C′D′方位角的中误差为 ：

2222222

M?m?m?m?m?m?(C?D?)(DC)??????

? 二井定向

在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。 （1）投点

投点的方法和要求与一井定向相同。 （2）连

基本概念

1、定向井——一口井设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井。

2、井深——井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点井深或斜深。 3、垂深——井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点垂深。

4、水平位移——井眼轴线上任一点，与井口铅直线的距离，称为该点水平位移，也称该点的闭和距。

5、视位移——水平位移在设计方位线上投影长度，称为视位移。

6、井斜角——井眼轴线上任一点的井眼方向线，与通过该点的重力线之间的夹角。

7、方位角——以井眼轴线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。

8、造斜率——表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。

9、全角变化率——“狗腿严重度”，“井眼曲率”都是相同的意义。指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。

10、目标点——设计规定的，必须钻达的地层位置，称为目标点。通常是以地面井口为坐标原点的空间坐标植来表示。

11、靶区及靶区半径（定向井）——在目标点所在的水平面上，以目标点为圆心，以靶区半径为半径的一个

定向井资料

定向井随钻测量误差模型及误差源分析

摘要：介绍了测量误差模型的发展，Williamson 等人提出的MWD误差新模型，及新模型存在的误差源分析。

主题词：MWD误差模型 误差源

分析测量误差的最初模型是由Warlstrom.在60年代末70年代初提出的，是在假设测量过程测点间的误差是随机的基础上，引入了误差椭圆来描述井眼的不确定性，该模型的误差预测值比实际的小，原因主要是采用了原始状态的统计误差模型。沃尔夫和瓦德在假设误差是随机的的基础上，引入了系统误差，精度要高得多。1981年瓦伦对测量误差作了细致的分析，证实了系统误差和随机误差的存在，且位置的系统误差比随机误差要大。在沃尔夫和瓦德时代普遍使用的测量仪器为照相仪器，随着先进的测量工具出现和普及使用，小靶区及井距的加密，防碰及中靶的风险，要求井眼位置不确定性降到最小，原有的误差模型已无法满足要求。在这种情况下，Williamson 等人提出了一种预测MWD误差新模型。

一、定向井随钻测量误差新模型的建立

定向井随钻测量误差新模型是在以下假设条件下建立的：

·计算井眼位置误差是由井眼测点的测量误差唯一确定；

·井眼测点可分成三个基本测量向量：井深H，井斜α，方位φ；

·

定向井资料

定向井随钻测量误差模型及误差源分析

摘要：介绍了测量误差模型的发展，Williamson 等人提出的MWD误差新模型，及新模型存在的误差源分析。

主题词：MWD误差模型 误差源

分析测量误差的最初模型是由Warlstrom.在60年代末70年代初提出的，是在假设测量过程测点间的误差是随机的基础上，引入了误差椭圆来描述井眼的不确定性，该模型的误差预测值比实际的小，原因主要是采用了原始状态的统计误差模型。沃尔夫和瓦德在假设误差是随机的的基础上，引入了系统误差，精度要高得多。1981年瓦伦对测量误差作了细致的分析，证实了系统误差和随机误差的存在，且位置的系统误差比随机误差要大。在沃尔夫和瓦德时代普遍使用的测量仪器为照相仪器，随着先进的测量工具出现和普及使用，小靶区及井距的加密，防碰及中靶的风险，要求井眼位置不确定性降到最小，原有的误差模型已无法满足要求。在这种情况下，Williamson 等人提出了一种预测MWD误差新模型。

一、定向井随钻测量误差新模型的建立

定向井随钻测量误差新模型是在以下假设条件下建立的：

·计算井眼位置误差是由井眼测点的测量误差唯一确定；

·井眼测点可分成三个基本测量向量：井深H，井斜α，方位φ；

·

一.设计资料 要进行一口定向井的轨道设计工作,作业者至少应提供靶点的垂深、水平位移和方位角,或提供井口与靶点的座标位置,通过座标换算,计算出方位角和水平位移。此外,定向井工程师还要收集下列资料: 1.作...

第一节 定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按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°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。

2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面

定向井和水平井钻井技术

第一节 定向井井身参数和测斜计算

一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按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°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。 目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测

一.设计资料 要进行一口定向井的轨道设计工作,作业者至少应提供靶点的垂深、水平位移和方位角,或提供井口与靶点的座标位置,通过座标换算,计算出方位角和水平位移。此外,定向井工程师还要收集下列资料: 1.作...

第一节 定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按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°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。

2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面

定向井和水平井钻井技术

第一节 定向井井身参数和测斜计算

一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 一、专业名词

1．定向井（Directional Well） 一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井，称为定向井。

2．井深（Measure Depth）

井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深，或斜深。单位为“m”。

3．垂深（Vertical Depth or True Vertical Depth）

井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点的垂深。通常以“m”为单位。 4．水平位移（Displacement or Closure Distance）

井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“

关于定向井的钻具组合方面的介绍

定向井常用钻具组合

（l）弯接头带动力钻具——造斜钻具

目前，最常用的造斜钻具组合是采用弯接头和井下动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工。这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具（螺杆钻具或涡轮）驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。

造斜钻具的造斜能力与弯接头的弯曲角和弯接头上边的钻铤刚性大小有关。弯接头的弯曲角越大，弯接头上边的钻铤刚性越强则造斜钻具的造斜能力也越强，造斜率也越高。

弯接头的弯曲角应根据井眼大小，井下动力钻具的规格和要求的造斜率的大小选择。现场常用弯接头的角度为1°～ 2.5°，一般不大于3°弯接头在不同条件下的造斜率见表10—4。

造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在1000m以内，一般采用涡轮钻具或螺杆钻具，深层定向造斜或扭方位应使用耐高温的井下马达。

造斜钻具组合、钻井参数设计和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。

由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小（一般3～8t），因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承