测斜计算方法

1. 井深（或称为斜深、测深）井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。以字母L表示，单位为 米(m)。

井深增量（井段）：下测点井深与上测点井深之差。以ΔL表示。

2. 井斜角(α)：指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。

井眼方向线：过井眼轴线上某测点作井眼轴线的切线，该切线向井眼前进方向延伸的部分称为井眼方向线。

井斜角增量( Δα)：下测点井斜角与上测点井斜角之差。Δα=α_B－α_A

3. 井斜方位角φ在水平投影图上，以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度。

井眼方位线（井斜方位线）：某测点处的井眼方向线在水平面上的投影。

井斜方位角增量Δφ：上下测点的井斜方位角之差。Δφ =φ_B－φ_A

井斜方位角的变化范围：0～360° 。

4垂直深度D（垂深）：轨迹上某点至井口所在水平面的距离。垂深增量称为垂增（ΔD）。

5. 水平投影长度Lp（水平长度、平长）：井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。水平长度的增量称为平增（ΔL）。

6. 水平位移S（平移）：轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离（或：在水平投影面上，轨迹上某点至井口的距离）。

7.平移方位线：在水平投影面上，井口至轨迹上某点的连线。

8.我国将完钻时的水平位移称为闭合距。

9.平移方位角θ ：平移方位线所在的方位角。

10. N坐标和E坐标：南北坐标轴，以正北方向为正；

东西坐标轴，以正东方向为正。

11. 视平移V：水平位移在设计方位线上的投影长度。

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测斜计算的方法可分为两大类二十多种。一类是把井眼轴线视为由很多直线段组成，另一类则视其为不同曲率半径的圆弧组成。计算方法多种多样，测段形状不可确定。主要的计算方法有正切法、平衡正切法、平均角法、曲率半径法、最小曲率法、弦步法和麦库立法。从计算精度来讲，最高的是曲率半径法和最小曲率法，其次是平均角法。下各图和计算公式中下角符号1、2分别代表上测点和下测点。

测斜计算方法1.平均角法（角平均法）

平均角法（THE AVERAGE ANGLE method）

此法认为两测点间的测段为一条直线，该直线的方向为上下两测点处井眼方向的矢量和方向。

测段计算公式：

特殊情况的考虑：

* 在上下两测点中，若上测点的井斜角I1=0，则Ac=a2；

* 在上下两测点中，若下测点的井斜角I2=0，则Ac=a1；

l方位角选用圆周方位，即0－360º，△EAST为负值时表示"西"；△NORTH 为负值时表示"南"。

l如果│a2-a1│>180°时，要正确判断其平均方位：

其表达式为：Ac=[360-ABS(a2-a1)]/2 a2

测斜计算方法2．平衡正切法

此法假定二测点间的井段为两段各等于测段长度一半的直线构成的折线，它们的方向分别与上、下两测点处的井眼方向一致。

计算式为：

测斜计算方法3. 曲率半径法（圆柱螺线法）

此法假设两测点间的测段是条等变螺旋角的圆柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。

如图9－7，测段的计算公式有三种表达形式。

（1）第一种表达形式

（9－13）～（9－16）式中：

这四个公式是最常用的计算公式：

（3）第三种表达形式

（4）曲率半径法的特殊情况处理

③第三种特殊情况，α₁≠α₂，且其中之一等于零。此时，按二测点方位角相等来处理，然后代入第二种特殊情况的计算式中。

测斜计算方法4．最小曲率法

最小曲率法假设两测点间的井段是一段平面的圆弧，圆弧在两端点处与上下二测点处的井眼方向线相切。测段计算如图9－8。

测段计算公式右：

令f_M=（2/γ）×tg（γ/2），f_M是个大于1但很接近1的值。在狗腿角γ足够小的情况下，可近似认为f_M=1，这时上述四个计算公式就完全变成平衡正切法的公式了，它是对平衡正切法公式的校正。

ΔS′是切线1M和M2在水平面上的投影之和，即ΔS′=1′M′ M′2′。ΔS′并不是测段的水平投影长度ΔS。要作出井身垂直剖面图，需要求出ΔS，而最小曲率法却求不出ΔS，这是最小曲率法的缺点。为了作出垂直剖面图，可用下式近似地求出ΔS′：

分为便携式测斜仪和固定式测斜仪，便携式测斜仪分为便携式垂直测斜仪和便携式水平测斜仪，固定式分为单轴和双轴测斜仪，应用最广的是便携式测斜仪。测斜仪是一种通过测定钻孔倾斜角从而求得水平向位移的原位监测仪器 。

测斜仪的基本配置包括测斜仪套管、测斜仪探头、控制电缆及测斜读数仪 。

测斜管通常安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。使用数字垂直活动测斜仪探头，控制电缆，滑轮装置和读数仪来观测测斜管的变形。第一次观测可以建立起测斜管位移的初始断面。其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。观测时，探头从测斜管底部向顶部移动，在半米间距处暂停并进行测量倾斜工作。探头的倾斜度由两支受力平衡的伺服加速度计测量所得。一支加速度计测量测斜管凹槽纵向位置，即测斜仪探头上测轮所在平面的倾斜度。另一支加速度计测量垂直于测轮平面的倾斜度。倾斜度可以转换成侧向位移。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。绘制偏移的变化量可以得到一个高分辨率的位移断面图。此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。

测斜仪的工作原理图2所示。当测斜探头在测斜管内自下而上逐段滑动测量时，探头内的传感器敏感地反映出测斜管在每一深度段L处的倾斜角度变化，进而根据倾斜角求出不同高程处的水平位移增量，即

在测斜仪观测时，为了消除和减少仪器的零漂及装配误差等，应在位移的正方向及测头调转180度以后的反方向各测读一次数据，取正反两方向测读数据的代数平均值作为倾角测值 。