ICS75.020 E13 备案号：374942012
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T5435—2012 代替SY/T54352003
中文/English
定向井轨道设计与轨迹计算
Wellpath planning & trajectory calculation for directional wells
2012-08—23发布
2012—12—01实施
国家能源局 发布 SY/T54352012
目 次
前言：
中
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 轨道归算及视图 5 井眼轨道模型 6 轨道参数计算 1
工
轨道设计方法二维井身剖面设计 9三维井身剖面设计 10轨迹计算附录A（资料性附录）数据内容及格式附录B（资料性附录）轨道模型及视图参考文献
0
10 工 16 -20 22 29
建筑器一-标准在询网 wwsia321.-not SY/T5435-2012
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起
草。
本标准代替SY/T5435—2003《定向井轨道设计与轨迹计算》，与SY/T5435—2003相比，主要变化如下：
增加了“规范性引用文件*（见第2章）修改了术语和定义（见第3章）：增加了轨道归算及视图的内容（见第4章）：凝练修改了轨道设计与轨迹计算的共用内容，独立成章为井眼轨道模型和轨道参数计算（见第5章，第6章），并增加了自然曲线模型（见5.5.3）：一将二维轨道设计和三维轨道设计的设计原则，设计步骤，约束方程和设计结果输出等共性内容整合为轨道设计方法（见第7章）：将二维典型轨道设计修改为二维井身部面设计（见第8章），增加了并身部面，一般设计方法的内容（见8.2和8.3）将三维绕障轨道设计修改为三维井身剖面设计（见第9章），增加了中靶轨道设计（见9.1）软着陆轨道设计（见9.2）的内容，修改了绕障井轨道设计的内容（见9.3）：修改了轨迹计算中关于坐标、入靶数据等内容的计算方法（见10.4），修改了实钻轨迹垂直投影图的绘制方法（见10.5）：修改了轨道设计与轨迹计算结果的数据内容及格式（见附录A）。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出井归口。 本标准起草单位，中国石化石油工程技术研究院、中国石化集团西南石油局钻井工程研究院。 本标准主要起草人：刘汝山、刘修善、周跃云、路保平、孙文俊、闫娜、王旭东、赵金海。 本标准代替了SY/T5435—2003。 SY/T5435-2003的历次版本发布情况为：
-SY/T5435—1992.SY/T5435—2000, -SY/T5949-1994 -SY/T6090-1994。
本标准以中文和英文两种文字出版。当英文和中文两种版本有歧义时，以中文版本为准。
II SY/T 5435--2012
定向井轨道设计与轨迹计算
1范围
本标准规定了定向井轨道设计与轨迹计算的技术方法和规范。 本标准适用于石油天然气行业的钻井工程领域。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17159大地测量术语 SY/T5313钻井工程术语
3术语和定义
GB/T17159，SY/T5313界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T17159中的某些术语和定义。 3.1
高斯平面子午线收敛角Gauss grid convergence 高斯投影平面上过一点平行于纵坐标轴的方向与过该点的大地子午线的投影曲线间的夹角。可简
称为子午线收敛角。
[GB/T171592009，定义4.78]
3.2
磁偏角 magnetic declination 地球表面上一点的磁子午线与大地（真）子午线之间的夹角。从大地子午线起算，东偏时取正
值，西偏时取负值。 3.3
轨道wellpath 设计的井眼轴线。
3.4
轨迹well trajectory 实钻的井眼轴线。
3.5
靶区 target area 要求轨迹在目的层中的控制范围。
3.6
二维定向井 2D directional well
1
建筑321—-标准查询刚：wViz321-net SY/T54352012
设计轨道在同一铅垂平面内的定向井。
3.7
三维定向井3Ddirectional well 设计轨道不在同一铅垂平面内的定向井。
3.8
井身剖面wellbore profile 首靶前或相邻靶点间的设计轨道。
3.9
视水平长度apparent horizontal length 将实钻轨迹上某点P垂直投影到设计轨道所在的铅垂曲面上，再过该投影点作铅垂线交设计轨道
于Q点，这样从井口点到Q点的设计轨道水平长度称为P点的视水平长度，可简称为视平长。水平投影图上的视平长见图B.1。 3.10
垂直投影图vertical projection 以井口为原点，以垂深（H）为纵坐标，设计轨道以水平长度（S）为横垒标，实钻轨迹以视平
长（U）为横坐标，沿井深绘制连续光滑的井眼轨道图，见图B.2。
4轨道归算及视图
4.1指北方向
轨道设计与轨迹计算应采用相同的指北方向、深度基准及坐标系。 本标准规定以高斯平面坐标北（也称网格北）作为指北方向。在进行老井防碰等计算时，应先将
各井轨道归算到同一个坐标系下。 4.2方位角及坐标归算 4.2.1方位角的归算
根据井口和靶点高斯平面坐标计算出的平移方位角为网格方位角。对于实钻轨迹的测余斗数据，应使用公式（1）将方位角归算为网格方位角。
[0=0-y l0=8-
(1)
式中：中网格方位角，单位为度（°）： d真方位角，单位为度（"），中M磁方位角，单位为度（）：子午线收敛角，单位为度（）磁偏角，单位为度（"）。
4.2.2坐标的归算
用网格方位角进行轨道设计与轨迹计算，并按所选用的井眼轨道模型计算坐标参数。
2 SY/T 5435--2012
5.2常用换算关系
根据如下换算关系，已知一个（组）参数，可求出另一个（组）参数。 井眼曲率与曲率半径：
5400
R=
(8)
元K
式中： R一曲率半径，单位为米（m）：
一井眼曲率，单位为度每三十米【（°）/30m]。 直角坐标与极坐标：
[N-Vcos E-sing
(9)
及
V=VN'E?
(10)
E N
tan@=
式中： N 一北坐标。单位为米（m）： E- 东坐标，单位为米（m）： V 一水平位移，单位为米（m）：
平移方位角，单位为度（）。
P-
5.3直线模型
井眼轨道为直线段，见公式（11）至公式（13）和图B.5。
[α=o L0=0 [AH-Acosa AS=ALsina AN-AScos AE=ASsin
(11)
(12)
(13)
式中： α-井斜角，单位为度（"）， H垂深，单位为米（m）： s一水平长度，单位为米（m）：下角标0 井段始点。
5.4二维圆弧模型
井眼轨道为铅垂平面内的圆弧，见公式（14）和公式（15）和图B.6。
4 SY/T54352012
180A 元R
CA
(14)
0=0 [AH=R(sinα-sinα.) AS=R(cosag-cosa)
(15)
增斜时R取正值，降斜时R取负值。 AN和△E按公式（13）计算。 当曲率为零时，按公式（11）至公式（13）计算
5.5三维轨道模型 5.5.1圆柱螺线模型
在垂直部面图和水平投影图上井眼轨道均为圆弧，见公式（16）至公式（18）和图B.6。
180A
a=a.
元R 180R
(16)
(cosa,-cosa)

元1
AH-R(sinα-sinα) AS=R(cosa-cosα) [AN=r(sing-sing) AE=r(cos-cosg)
(17)
(18)
式中：
垂直剖面图上的曲率半径，单位为米（m）：一水平投影图上的曲率半径，单位为米（m）。
R-
增斜时R取正值，降斜时R取负值，增方位时r取正值，减方位时取负值。 当垂直剖面图或水平投影图上井眼轨道曲率为零时，应使用下列方法替代公式（16）至公式
(18) :
当井眼轨道曲率为零（空间直线）时，按公式（11）至公式（13）计算。 当垂直部面图上井眼轨道曲率为零时，见公式（19）：
p=克 180.Lsinaa
(19)
7
元
α，AH和△S分别按公式（11）和公式（12）计算，△N和△E按公式（18）计算。
当水平投影图上井眼轨道曲率为零时：α△H和4S分别按公式（16）和公式（17）计算，中，△N和△E分别按公式（11）和公式（13）计算。
5.5.2空间圆弧模型
并眼轨道为空间斜平面内的圆弧，见公式（20）至公式（22）和图B.7。
5
建筑321-标雅查利网www3元321.nct