石油学报
石油學報
석유학보
ACTA PETROLEI SINICA
2014年
1期
134-140
,共7页
钻井理论%定向钻井%井眼轨迹%数学模型%计算方法
鑽井理論%定嚮鑽井%井眼軌跡%數學模型%計算方法
찬정이론%정향찬정%정안궤적%수학모형%계산방법
drilling theory%directional drilling%wellbore traj ectory%mathematical model%calculation method
空间圆弧作为一种典型的井眼轨迹组件，广泛应用于三维井眼轨道设计、实钻轨迹监测和滑动导向钻井轨迹控制等领域。分别基于井眼曲率及初始工具面角和井段两端点的基本轨迹参数来表征空间圆弧轨迹的形状和摆放姿态，建立了空间圆弧轨迹的两种描述方法即坐标转换法和矢量分析法，提出了两套空间圆弧轨迹参数的计算公式。这些计算公式在数学上是精确解，可计算空间圆弧轨迹上任一点的井斜角、方位角、空间坐标、工具面角、定向方位角等参数，并且它们都是井深或弯曲角的单值解析函数。对空间圆弧轨迹模型进行了系统地描述，形成了普遍适用的井眼轨迹内、外插值计算方法，可直接用于计算井眼轨迹的分点参数、外推预测井眼轨迹等，具有形式简明、方法实用等特点。此外，应用此研究成果，还可简化三维井眼轨道设计、邻井防碰扫描等设计与计算方法。应用实例验证了研究结果的科学性和适用性。
空間圓弧作為一種典型的井眼軌跡組件，廣汎應用于三維井眼軌道設計、實鑽軌跡鑑測和滑動導嚮鑽井軌跡控製等領域。分彆基于井眼麯率及初始工具麵角和井段兩耑點的基本軌跡參數來錶徵空間圓弧軌跡的形狀和襬放姿態，建立瞭空間圓弧軌跡的兩種描述方法即坐標轉換法和矢量分析法，提齣瞭兩套空間圓弧軌跡參數的計算公式。這些計算公式在數學上是精確解，可計算空間圓弧軌跡上任一點的井斜角、方位角、空間坐標、工具麵角、定嚮方位角等參數，併且它們都是井深或彎麯角的單值解析函數。對空間圓弧軌跡模型進行瞭繫統地描述，形成瞭普遍適用的井眼軌跡內、外插值計算方法，可直接用于計算井眼軌跡的分點參數、外推預測井眼軌跡等，具有形式簡明、方法實用等特點。此外，應用此研究成果，還可簡化三維井眼軌道設計、鄰井防踫掃描等設計與計算方法。應用實例驗證瞭研究結果的科學性和適用性。
공간원호작위일충전형적정안궤적조건，엄범응용우삼유정안궤도설계、실찬궤적감측화활동도향찬정궤적공제등영역。분별기우정안곡솔급초시공구면각화정단량단점적기본궤적삼수래표정공간원호궤적적형상화파방자태，건립료공간원호궤적적량충묘술방법즉좌표전환법화시량분석법，제출료량투공간원호궤적삼수적계산공식。저사계산공식재수학상시정학해，가계산공간원호궤적상임일점적정사각、방위각、공간좌표、공구면각、정향방위각등삼수，병차타문도시정심혹만곡각적단치해석함수。대공간원호궤적모형진행료계통지묘술，형성료보편괄용적정안궤적내、외삽치계산방법，가직접용우계산정안궤적적분점삼수、외추예측정안궤적등，구유형식간명、방법실용등특점。차외，응용차연구성과，환가간화삼유정안궤도설계、린정방팽소묘등설계여계산방법。응용실례험증료연구결과적과학성화괄용성。
Spatial arc is a typical component of wellbore trajectory widely used in 3D wellbore trajectory planning,drilled trajectorymonitoring,and slide steering drilling trajectory control.The shape and posture of spatial-arc trajectory are characterized by usingthe borehole curvature with initial tool face angle and the basic trajectory parameters at two ends of a well section,respectively.Twomethods for describing spatial-arc trajectory(i.e.,coordinate conversion and vector analysis)are established,and two sets of formu-las for calculating the parameters of spatial-arc trajectory are proposed.These formulas are mathematically exact solutions,whichcan be used to calculate the inclination angle,azimuth angle,spatial coordinate,tool face angle,orientation azimuth,and other pa-rameters at any point on the spatial-arc trajectory;additionally,they are single-valued analytic functions of well depth or bending an-gle.The spatial-arc trajectory model is systematically described and universal methods for interpolation and extrapolation calculationof borehole trajectory are provided.The proposed methods,which are concise and practical,can simplify the design and calculationmethods of 3D wellbore trajectory and anti-collision scan between adjacent wells;their rationality and applicability are validated in anexample study.
