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关于子午线收敛角在蒙古塔木查格油田的应用 褚均衡 摘要：近两年，随着石油价格的急剧攀升，我国石油需求量的迅速增加，成本上升的压力增大。因此，进军国际市场有很重要的战略意义，蒙古国塔木查格油田是我国近些年大量投资开发的一个新油田，随着开发力度不断加大，对石油开采控制成本的要求也越来越高，所以定向井水平井等新工艺在石油开采领域中被大量应用。同时，对定向井的工艺要求也越来越高。本文详细论述了子午线收敛角校正在定向井轨迹计算中的重要性，介绍了子午线收敛角概念、定义和性质，介绍了子午线收敛角的计算方法，最后介绍了在蒙古塔木查格油田定向井轨迹计算中进行子午线收敛角校正的方法的应用。 关键词：蒙古塔木查格油田；定向井；轨迹计算；子午线收敛角；磁偏角；高斯-克吕格投影；方位角参照系； 目 录 摘要……………………………………………………………………… i 目录 …………………………………………………………………… ii 第1章 前言 …………………………………………………………… 1 第2章 子午线收敛角校正的重要性………………………………… 2 第3章 子午线收敛角的概念 ……………………………………… 4 3.1 大地坐标系 ……………………………………………………… 4 3.2 高斯平面坐标系 ……………………………………………… 4 3.3子午线收敛角的定义和性质 …………………………………… 5 第4章 子午线收敛角的计算 ……………………………………… 6 4.1 传统计算公式 …………………………………………………… 6 4.2 子午线收敛角的校正方法 ……………………………………… 7 第5章 塔木查格油田施工情况 …………………………………… 8 5.1 设计数据 ……………………………………………………… 8 5.2 基础数据统计 …………………………………………………… 9 5.3 实钻数据处理结果 ……………………………………………… 10 第6章 健康、SY/T5435－2003《定向井轨道设计与轨迹计算》新标准，在轨迹计算中有一条很重要 的规定：“井斜方位角应进行磁偏角和子午线收敛角校正。”这是我国石油天然气行业标准关 于子午线收敛角校正问题的第一次明确规定。 子午线收敛角校正的重要性 随着前几年我国大庆油田从一国外大型油气开采公司购买了蒙古塔木查格油采权之后在该油田我们的开发力度不断加大，可是在不断的开发过程中，由于受到环境条件和技术的限制，有些井的开发并不尽如人意 让我们先看一个算例。在蒙古国塔木 查格油田，有一口设计位移 911.69m 的定向井，设计靶区半径 30m，井位所在地的坐标为X：5206164.40 Y69，A靶 X：5206343 YB靶 X：5206606.93 Y62，子午线收敛角 1.64。在完钻后进行轨迹计算时， 只进行了磁偏角的校正，没有进行子午线 收敛角校正。假如计算结果是B靶心距等于10m ，但是实际的靶心距却是 33.12m，如图 1 所示的 A 点，已经脱靶了！ 这个算例说明，子午线收敛角的校正是非常必要非常重要的。水平位移越大的井，越显得重要。即使对于目前广泛应用的中半径水平井，按靶前位移 500m 算，1.5 度的子午线收 敛角，也会造成超过 13m 的中靶偏差。如果是救援井，那就更显得重要了。 我们在塔木查格油田的初期定向井服务过程中并没有意识到子午线收敛角的重要性，导致部分定向井的服务工作很被动，甚至有些井直接造成脱靶的重大事故。因此，子午线收敛角在塔木查格油田的应用就显得十分重要了。 第三章 子午线收敛角的概念 这要从定向井的坐标谈起。每口定向井的井位和目标点都是用坐标值来表示的。坐标值 又与坐标系有关。同一个位置点，坐标系不同，则坐标值有很大区别。 3.1 大地坐标系[3] 大地坐标系是描述地球上任一点的位置的坐标系，常见的大地坐标系如图 1 所示，某点 位置用的经、纬度以及该点的高程 H 来确定，通常称为地理坐标系。为了避免与定向井中 其他约定符号相混，本文中经度以τ表示，纬度以ψ表示。但是，大地坐标系不能给出在地球表面上的距离或长度，不便于定向钻井工程应用。 例如，某定向井井口位置的大地坐标为：ψ0=37 度 35 分 5.123 秒；λ0=118 度 55 分 3.321秒。 目标点的位置为：ψT=37 度 35 分11.224 秒；λT=118 度 57 分 05.737 秒。 据 此大地坐标值，我们很难确定井口与目标 点之间的距离和方位，很难进行轨道设 计 和轨迹计算。 所以，希望能够在平面上把某点的位 置表示出来。这就需要平面坐标系。由于 地球表面是球