第01章定向钻井

第一章定向钻井,概述第一节定向井的基本概念第二节定向井井身剖面设计第三节实际井眼轴线的计算和绘制第四节定向井的井斜和方位控制第五节定向仪器及定向工具,第一节定向井的基本概念,第一节定向井的基本概念,井眼曲线的表示方法：垂直平面与水平平面,第一节定向井的基本概念,垂直平面上：每一点的井深与空间井眼的井深一样,每一点的井斜角与与空间井眼对应的井斜角一致。（不是直接投影）,第一节定向井的基本概念,水平面上：为空间井眼的水平投影,A,N,E,B,A,B,S,O,第一节定向井的基本概念,一、定向井基本要素,测深井口至测点处的井眼实长，米。Measureddepth（MD)井斜角测点处井眼方向线（切线，指前）与重力线间的夹角，度。Inclination,Inc方位角测点处正北方向与井眼方向线的水平面投影线间的夹角，度，Azimuth,direction,head,第一节定向井的基本概念,一、定向井的基本要素,N,O,O,井斜变化率井斜角对井深的变化率，度/30米(buildrate,droprate)方位变化率方位角对井深的变化率，度/30米walkrate,第一节定向井的基本概念,水平位移测点至井口所在的垂线的距离，米departure,horizontaldisplacement闭合距井底的水平位移，米closure,一、定向井的基本要素,第一节定向井的基本概念,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，度(closureazimuth),N,E,A,B,O,一、定向井的基本要素,第一节定向井的基本概念,N坐标、E坐标和TVD坐标测点在以井口为原点的NEHO三维坐标系里的北（N）、东（E）、垂深（TVD）三个坐标分量，米。North,eastcoordinate垂深测点的垂直深度，米Trueverticaldepth(TVD),一、定向井的基本要素,第一节定向井的基本概念,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视平移测点水平位移在设计方位线上的投影，米verticalsection,一、定向井的基本要素,第一节定向井的基本概念,二、井眼曲率全角/狗腿角（doglegangle）：指某井段两端点处切线矢量间的夹角。又称为用表示，单位：度井眼的曲率K的定义：（holecurvature)井眼切线的方向相对于井深的变化率井眼曲率也称为全角变化率，又称狗腿严重度/狗腿度即单位长度井段内狗腿角的大小，度/30m,第一节定向井的基本概念,二、井眼曲率曲率越大，井眼弯曲程度越大研究井眼曲率的工程意义曲率大优点：可以在较短的弯曲井段获得所需的较大的井斜角，从而节省造斜进尺和施工费用,缺点：（1）加剧钻具磨损，甚至造成断钻具事故（2）使钻具和其他下井工具通过困难（3）给后期的完井作业和采油工程增加麻烦,第二节定向井井身剖面设计,第二节定向井井身剖面设计,井身剖面的基本概念井身剖面设计原则剖面类型设计方法,主要内容：,第二节定向井井身剖面设计,设计的最终目的：选择满足要求的井身剖面类型设计剖面结构参数,井身剖面：wellprofile所钻井眼达到目标点的井眼路径或轨迹。又叫井眼轨迹(welltrajectory)井身剖面的构成井身剖面是由各种不同类型的单一形状空间直线段或曲线段光滑连接而成。常用的曲线段为圆弧段,第二节定向井井身剖面设计,一、名词解释,O,A,B,C,D,E,直井段:井斜角为0造斜点：开始定向造斜的位置增斜段：井斜角随井深增加的井段定向造斜段：造斜点以下的增斜段稳斜段：井斜不变的井段降斜段：井斜角随井深增加而减小的井段,第二节定向井井身剖面设计,一、名词解释,O,A,B,C,D,E,目标点：设计规定必须钻达的地下空间位置。靶区：实钻轨迹允许偏离的区域。有多种形状，如圆、椭圆、球靶区半径：允许实钻轨迹偏离设计目标点的水平距离。靶心距：实钻井眼轨迹与靶区平面的交点与靶点间的距离。,第二节定向井井身剖面设计,一、名词解释,O,A,B,C,D,E,工具造斜率：造斜工具在单位长度井眼能增加的井斜值.增斜率：单位长度井眼增加的井斜值降斜率：单位长度井眼降低的井斜值,二、定向井井身剖面设计的原则1、保证实现钻定向井的目的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例如：裂缝性油藏：横穿裂缝薄油层：大斜度或水平井低渗块状油层：多底井,第二节定向井井身剖面设计,1、保证实现钻定向井的目的救援：目标层位、靶区半径、简单（快速、经济）,第二节定向井井身剖面设计,落鱼侧钻：避开落鱼、一定水平位移整块油藏：按开发井网布置要求,第二节定向井井身剖面设计,2、考虑地面条件限制地面条件是确定定向井井位和丛式井平台位置的重要依据，还需考虑交通、采油、油气集输等方面的需要。,第二节定向井井身剖面设计,3、正确选择造斜点、井眼曲率、和最大井斜角原则：上述参数的选择应有利于采油、修井作业和钻井施工。,第二节定向井井身剖面设计,（1）造斜点的选择原则：选在比较稳定、均匀的地层尽量在软中硬地层造斜，并考虑钻头类型尽量在方位漂移不大的地层造斜应考虑垂深、水平位移、与最大井斜的要求，造斜点高则水平位移大，井斜小、低则相反。,第二节定向井井身剖面设计,（2）最大井斜角：45o测井、完井施工难度大、扭方位困难、扭矩大、井壁不稳一般15o45o。,第二节定向井井身剖面设计,第二节定向井井身剖面设计,（3）井眼曲率井眼曲率变化的影响：过小：造斜井段过长，增加轨迹控制工作量过大：造成钻具偏磨、摩阻过大、键槽、其它井下作业（如测井、固井、射孔、采油等）的困难。控制原则：常规定向井中控制井眼曲率在5o-16o/100m比较好。,4、剖面设计应有利于安全、快速钻进，降低钻井成本在满足钻井目的前提下，尽量选用比较简单的剖面类型；尽量利用地层自然造斜规律；尽量利用拥有的造斜工具造斜能力；尽量使井身轨迹短，尽可能保持较长的直井段。,第二节定向井井身剖面设计,三、井身剖面类型的选择,第二节定向井井身剖面设计,三、井身剖面类型的选择1、常规二维剖面二维定向井剖面指设计井眼轴线仅在设计方位线所在铅垂平面上变化的定向井剖面。,第二节定向井井身剖面设计,特点：造斜点较浅（可减少最大井斜角）使用范围：靶点较浅、水平位移较大时常采用。因造斜段完成后井斜角和方位角变化不大，轨迹控制容易，一般井斜角为15o-55o。,第二节定向井井身剖面设计,O,A,B,1.1直、增、稳三段制剖面最常用和最简单的井身剖面。,应用范围：常用于靶点较深，水平位移较小的定向井、多目标井等。特点：难度较三段制剖面大，主要原因是有降斜段。降斜段会增大扭矩、摩阻（如小水平位移深定向井采用三段制剖面轨迹难控制）。,第二节定向井井身剖面设计,O,1.2直、增、稳、降、稳五段制剖面（S型）,2、特殊二维剖面为了减少摩阻2.1悬线剖面2.2抛物线剖面,第二节定向井井身剖面设计,O,3、三维定向井剖面三维定向井剖面指在设计的井身剖面上既有井斜角的变化又有方位角的变化。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纠编三维设计三维绕障设计地质导向Desingerhole,第二节定向井井身剖面设计,四、定向井井身剖面的设计内容和方法1、内容和步骤（1）掌握原始资料：地质要求，地面限制、地质剖面、地层造斜规律、工具能力，钻井技术、故障提示、井口及井底坐标；,第二节定向井井身剖面设计,（2）确定剖面类型；（3）确定造斜点、造斜率；（4）计算最大井斜角；（5）计算剖面上各井段井斜角、方位角、垂深、水平位移、段长；（6）校核曲率。（7）画轨迹图，主要是垂直剖面图和水平投影图关键步骤为2与3、4步。2设计方法有：查图法、作图法、解析法。国内目前均用解析法。,第二节定向井井身剖面设计,3设计计算的参数剖面是由直井段、增斜段、降斜段、稳斜段构成，每个剖面分段的计算参数包括:井深、井斜角、方位角、垂深、水平位移、北坐标、东坐标设计时分别计算每一段的坐标增量（N,E,TVD）和井深增量。累计每一段的坐标增量（N,E,TVD）和井深增量D，得到每一段末端的坐标（N,E,TVD）和井深Depth,第二节定向井井身剖面设计,DS,DH,2,r,r,DL,增斜段坐标增量计算,BUR：增斜率，/30mr:曲率半径,m1:1点井斜角,rad2:2点井斜角,rad：方位角DH:垂深增量,mDS:水平位移增量,m,2,1,1,1,2,井深增量,垂深增量,水平位移增量,北坐标增量,东坐标增量,DS,DH,2,r,DL,降斜段坐标增量计算,BUR：降斜率，/30mr:曲率半径,m1:1点井斜角,rad2:2点井斜角,rad：方位角DH:垂深增量,mDS:水平位移增量,m,2,1,1,1,2,井段长度,垂深增量,水平位移增量,北坐标增量,东坐标增量,ComparingparametersofBUILDandDROP,settingrd=-rb,allexpressionsarethesame.,稳斜段坐标增量计算,:稳斜段井斜角,rad：稳斜段方位角DH:稳斜段垂深增量,mDS:稳斜段水平位移增量,m,假设稳斜段的长度为DL,垂深增量,水平位移增量,北坐标增量,东坐标,S,H,N,E,DH,DS,DE,DN,DL,DS,累加每一段的坐标增量得到每一段末端坐标累每一段的的长度得到每一段末端井深总井深（TD）是所有井段的长度的总和。每一段末端的井斜和方位对轨迹剖面而言都是至关重要的。,每一段末端坐标,按上述方法，将计算点以上井段参数增量累加，可得到任意点的井深井斜角方位角垂深北坐标东坐标水平位移水平投影长度视平移,Anexampleforprofileplan,Verticalviewhorizontalview,Anexampleforprofileplan,3DView,第二节定向井井身剖面设计,优质的井身剖面：至少满足：（1）曲线光滑连续，没有曲率突变（2）曲线满足造斜点和目标点的约束条件及其他的地质约束（3）便于钻井施工组织和操作（4）起下钻柱时的摩阻较小，转动钻柱时的摩阻力矩较小,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,对井眼轨迹参数的测量主要是测量不同井身位置处的井斜角、方位角，有时为了定向操作还需测和工具面角，是通过在井眼中下入某种仪器来完成的。,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量简介,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量概述测量井斜角以重力场为基础，通过测量重力场的各个分量来求井斜，相对容易测量方位角以地磁场为基础，通过测量地磁场的各个分量来求方位。测量过程中，由于地磁场受到较多的磁干扰，如钻杆或套管等钢制工具的磁性干扰等，为方位角的准确测量带来较大的困难,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量简介,020测角装置1测锤；2井斜角刻度盘；3罗盘,磁性单点照相测斜仪磁性单点照相测斜仪的应用较普遍主要由计时器(电子计时器和机械钟)、电池筒、照相机和测量罗盘组成。该测斜仪是一种操作简便、结构坚固的高精度仪器，既可在无磁钻铤中使用，也可在裸眼中使用。通过拍摄，在胶片上能同时记录某一深度的井斜角、方位角和工具面角，而且记录简单，易读易解释，并可永久保存。从磁性测斜仪像片上读出的结果必须进行磁偏角校正,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量简介,磁性单点照相测斜仪,洗出的单点测斜仪像片实例井斜角：5.5井斜角：30方位角：N43E方位角：N38W,读片器,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量简介,随钻井眼轨迹测量仪,有线随钻测斜仪施工示意图,侧入接头,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量简介,随钻井眼轨迹测量仪,无线线随钻测斜仪施工示意图,图6-18典型随钻测量系统,应用替代电缆的各种传输数据的方法：如电磁波法、声波法、压力脉冲法，压力脉冲调制法和钻杆法。目前已经进入商业应用的传输方法只有压力脉冲法和压力脉冲调制法及电磁波法。,由井下传感器转换到信号的部件、脉冲发生器部件和动力部件、在地面由压力传惑器接收器以及信号处理系统构成,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,一、定向井的测量概述,磁偏角修正磁偏角：磁北方位线与正北方向线之间的夹角真方位=磁方位+东磁偏角真方位=磁方位-西磁偏角,1、意义：了解实钻轨迹和设计轨迹的偏差，用以指导施工。实钻井身形状是固井、完井、试油、采油等工作的设计依据。统计分析地层自然造斜规律、方位漂移规律以及工具能力。检测实钻井眼曲率。,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,二、井身测斜计算的意义及内容,2、内容：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、K、V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）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,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）。对井段形状作出不同的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,3、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,A,B,4、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,1,2,M,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,1,2,1,2,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,测段计算：测点计算：,1,2,1,2,H,S,1,2,N,E,1、平均角法,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,1、平均角法,(N,E),N,E,T,c,设计/投影方位线,闭合距：,闭合方位：,视平移：,2、平衡正切法二测点间的井段为两段各等于长度一半的等长直线构成的折线，折线的方向分别与上下二测点的井眼方向一致。,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,3、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,N,E,S,H,dh,ds,3、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,S,H,h,s,N,E,R,2,1,、=0？,N,E,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,1,2,M,第三节实际井眼轴线的计算和绘制,选用任意一种方法可计算实钻井眼的轨迹参数：包括井深、井斜角、方位角、垂深、北坐标、东坐标、水平位移、水平投影长度、视平移等为了评价井眼质量，通常还要计算实钻井眼的指定井段的狗腿角或者狗腿严重度,1、直接作图法据测量结果直接用量角器和直尺作图（平均角法）2、坐标作图法以各测点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,四、井眼轴线形状的绘图方法,H,S,H,V,Plottingactualpath,第四节定向井的井身轨迹控制,一、定向井井斜的危害井斜过大会使井深发生误差，使所取得的地质资料失真使井底远离设计井位，错过油气层，造成勘探工作失误井斜过大会使井眼偏离原设计井位，打乱油田开发布井方案。在井斜突变井段，钻柱易弯曲，易使钻柱磨损和折断；在斜井内更有可能发生井壁坍塌和键槽卡钻事故。井斜过大，会造成下套管困难和下入的套管不居中，直接影响固井质量，造成固井串槽、管外冒油气。井斜过大会直接影响采油井的井下分层开采和注水，下封隔器困难，封隔器密封不好等；过斜的采油井会造成油管和抽油杆的磨损和折断，甚至造成严重井下事故。,第四节定向井井身轨迹控制,一、定向井井眼轨迹控制从根本上说，井眼轨迹控制就是要控制造斜率和方位变化率，以期得到合格的井斜角、方位角和井底位移，它包括井斜控制和方位控制。控制方法：钻井措施滑动钻进的井底动力钻具造斜或井底钻具组合钻盘钻，井底动力钻具造斜的使用更为广泛。,第四节定向井的井斜与方位控制,1.动力钻具造斜（定向造斜段）定向井：钻头+直螺杆+弯(定)接头+无磁钻铤+钻铤水平井：钻头+弯外壳螺杆+无磁钻铤+钻铤2.常规多稳定器钻具组合转盘钻增斜钻具组合转盘钻降斜钻具组合转盘钻稳斜钻具组合3.导向钻具组合弯外壳螺杆+MWD滑动态转动态,第四节定向井的井斜与方位控制,注意：NMDC的长度下部钻柱力学,1、造斜方法及原理：动力钻具造斜造斜工具：弯螺杆，斜（弯）接头，涡轮偏心短节,第四节定向井的井斜与方位控制,动力钻具造斜造斜原理（1）弯螺杆和斜接头：其钻具组合为：钻头井底动力钻具造斜工具钻铤钻杆。这种组合钻具其轴线不在一条直线上，处于自由状态时，保持其原来的形状。入井之后，钻具的弯曲受到井壁的限制，迫使钻具弹性变形而产生弹性力矩促使钻头产生对井壁的侧（斜）向力。另外，钻头轴线与井眼轴线不相重合，使钻头在井底产生不对称切削。因此，随着井深的增加，井身就沿一定的方向偏斜（2）涡轮偏心短节造斜，以偏心块为支点，在下部钻具自重的作用下，利用杠杆原理使钻头产生斜向力作用于井壁上，偏心块离井底越近，井斜角越大，下部钻具越重，则产生的斜向力越大，其造斜能力越强。,第四节定向井的井斜与方位控制,1、造斜方法：转盘钻井造斜-造斜工具(1)槽式变向器。造斜原理：强行变向,第四节定向井的井斜与方位控制,1、造斜方法：转盘钻井造斜-造斜工具()稳定器钻具组合。造斜原理：钻具变形产生弹性力矩，使钻头产生斜向力，产生斜向力的原理和涡轮偏心短节的造斜原理相同F1L1F2L2L1L2F1F2（81/2钻头，61/4钻铤：L1=0.81.5m121/4钻头，8钻铤：L1=1.01.6m。）注意：由于这种造斜钻具造斜时没有确定的方位，因此，一般都是在方位已经确定的斜井中使用。,第四节定向井的井斜与方位控制,带稳定器的常规下部钻具组合（BHA）,第四节定向井的井斜与方位控制,2、影响造斜率的因素,地层钻头受力与钻柱弯曲,Pz,影响井眼曲率的因素：钻头侧向力机械钻速动力钻具长度,第四节定向井的井斜与方位控制,、转盘钻影响因素(1)由稳定器间距控制增斜率L2与L1类似，也有一个有效长度范围，如果L2太小，增斜钻具将稳斜或降斜，反之L2太大，L2段钻铤与井壁接触。有效L2长度是在合适的高钻压下，L2段近乎与井壁接触。L2段一般为一至二根无磁钻铤；在L2有效范围内调整，可得到不同的增斜率，增斜率随L2增加而增加。,第四节定向井的井斜与方位控制,、转盘钻影响因素(2)稳定器与井眼间隙的影响近钻头稳定器与井眼间隙影响很大。其规律是：随间隙增加，井斜力Fy降低，增方位力Fx增加。第二个和第三个以上各稳定器间隙不减小钻头的增斜力，但增加方位力。(3)原井眼曲率对增斜钻具性能的影响在变化下部钻具组合时，原井眼曲率的影响很大。总的规律是钻头具有保持原井眼变化趋势的“惯性”。,第四节定向井的井斜与方位控制,、转盘钻影响因素(4)井斜角对增斜钻具的影响随着井斜角增加，井斜力增大，方位力减小。由于稳定器侧向力也随井斜角增加而增加，随之而来的是在软地层中，稳定器切削下井壁，使钻头实际增斜能力降低。甚至不增斜。(5)钻压对增斜钻具的影响井斜力和方位力均随钻压增加而增加。因此，改变钻压可在小范围内改变增斜钻具的增斜率。,第四节定向井的井斜与方位控制,、转盘钻影响因素(6)钻铤刚度对增斜钻具的影响减小钻铤刚度或钻铤外径，虽然井斜力减小，但钻头转角相应增加。因此对增斜能力影响不显著。但减小钻铤后方位力和扭转角增加较大，因此减小钻铤刚度主要是影响方位角变化。(7)转速对增斜钻具的影响各种增斜钻具的井斜力均随转速的增加而减小。转速对增斜钻具的增斜性能影响的机理是转动改变下部钻柱的运动状态。,第四节定向井的井斜与方位控制,二、定向井的方位控制,本节需要解决的问题：1.决定是否需要扭方位2.如何扭,第四节定向井的井斜与方位控制,二、定向井的方位控制,高边,低边,控制方法：造斜工具的安放方向目的：保证按设计方位造斜；方位变化时进行扭方位。,第四节定向井的井斜与方位控制,二、定向井的方位控制,（一)造斜工具装置角的计算1、基本概念：井斜铅垂面井底井眼方向线所在的铅垂平面。井底平面井底与井眼方向线垂直的平面。造斜工具面造斜工具的作用方向线与井底井眼方向线构成的平面。,第四节定向井的井斜与方位控制,水平面,工具面,井底平面,井斜铅垂面井底井眼方向线所在的铅垂平面。,造斜工具面造斜工具的作用方向线与井底井眼方向线构成的平面。,井底平面井底与井眼方向线垂直的平面。,装置角定义:井斜铅垂面顺时针旋至造斜工具面所转过的角度。（井斜铅垂面与造斜工具面之间的夹角。),第四节定向井的井斜与方位控制,水平面,工具面,井底平面,高边,低边,意义：装置角的变化直接影响井眼井斜的变化。在方位控制中是非常重要的，它决定了新眼是增斜，稳斜、降斜、增方位、稳方位还是减方位。例如同样的弯接头（钻具组合），A增斜、B降斜,第四节定向井的井斜与方位控制,水平面,A,B,装置方位角,w=1+,由于装置角是以井斜方向所在的平面为基准计算的。而井斜方向所在平面又随井斜方位的变化而变化，因而在使用中很不方便，为了寻找一个不变的基准，于是引出了装置方位角的概念。装置方位角是造斜工具所指方位线的方位角。,装置方位角1井斜方位角装置角,水平面,井眼方位,2.装置角对井斜方位的影响：（造斜工具扭方位计算公式）,第四节定向井的井斜与方位控制,水平面,井底平面,N,(1)装置角对井斜的影响：锁住转盘，扭方位井段是造斜工具面上的一段园弧。(保持装置方位角不变，斜面法扭方位）,第四节定向井的井斜与方位控制,水平面,A,B,(1)装置角对井斜的影响：锁住转盘，扭方位井段是造斜工具面上的一段园弧。,第四节定向井的井斜与方位控制,O,A、井斜变化式：2=f(1、KL、),1,第四节定向井的井斜与方位控制,已知：1、，求2为所钻井段的狗腿角=KL为扭方位的初始装置角（锁住转盘、斜平面）,1,2,A,O,Z,D,第四节定向井的井斜与方位控制,B、讨论：0cos2=cos(1+)-2=1+增斜180cos2=cos(1)-2=1降斜90cos2=cos1cos-21（小）稳斜,1,2,A,O,Z,D,I,II,III,IV,第四节定向井的井斜与方位控制,(2)装置角对方位的影响：,1,2,第四节定向井的井斜与方位控制,(2)装置角对方位的影响：A、方位变化式：f(1、)已知：1、，求,N,2,1,O,Z,D,B、讨论：装置角变化的影响一定时，的值随的变化而变化1.全力增斜：0,sin=0,=0,21+2.全力降斜：180,sin=0,=0,21-3.全力增方位90（稍小）,cos0,最大（+）,214.全力减方位270（稍大）,cos0,最大（-1）21,第四节定向井的井斜与方位控制,第四节定向井的井斜与方位控制,（3）、变化对方位和井斜的影响规律,=180,=90,=270,=0,原井斜方向,方位不变,井斜不变,I象限,象限,象限,象限,特殊情况下扭方位计算,90扭方位：弯接头初始装置角大小90。需增方位时用90，需减方位时用90。稳斜扭方位：要求扭完方位后井斜角仍等于扭方位前的井斜角，即a1a2全力扭方位：全力扭方位的含义是尽最大可能发挥造斜工具的能力，用最快的速度扭方位，,第四节定向井的井斜与方位控制,max,=1,初始井斜对扭方位的影响,规律：对于给定的，max随1的增加急剧下降，井斜角超过50。以后，方位角趋于不变,第四节定向井的井斜与方位控制,(3)结论要改变方位最好在小井斜（1）时进行、相同的在小井斜时仅需一小段，在大斜度段要钻很长的井段。小井斜时，方位很容易变化，使井眼方位不稳定，