《定向井基础》PPT课件
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定向井基础
（3）钻具刚性太强，不能产生足够的侧向力。如泥浆马达上钻铤根数太多。合理的做法是尽量少加钻铤。
（4）工具面没有掌握好，工具面反复调整不容易获得稳定的造斜率。所以工具免疫功能相对稳定。
（5）泥浆塞太软。这种情况出现在侧钻作业，如水泥塞没有足够的强度难以侧钻脱离老井眼。因此，须保证水泥塞足够的强度，如钻水泥塞时，加压5~10T，ROP在5~8min/m的范围。
（1） 井眼轨迹发生始料不及的漂移，如上部井段严重左漂或右漂：
（2）是由于一些特殊原因，提前结束造斜，起钻时没有获得预计的造斜方位。比如马达或测量仪器不能保证正常造斜，不得已只能提前结束造斜。
（3）由于测量仪器的故障或测量工程师的失误，使真实定向方向不是测量仪显示的方向，致使方位偏差太大。解决方位偏差太大的办法是进行纠方位作业。纠方位作业时应主要考虑可能带来的狗腿和安全问题，特别是在裸眼段较长的井段。如果偏差值大的无法以扭方位来弥补，只有填井重钻。
磁边工具面，它是指在水平面上，沿磁北方向顺时针旋转到工具面与井底平面的交线在水平面上的投影所转过的角度。
25.定向角：是定向工具面角的简称，在定向或扭方位钻进时工具面所处的位置，用工具面角表示。工具面的位置有工作位置与非工具位置之分，工作位置是指启动马达正常钻进的工具面角，非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角。
3.出新井眼（“裤裆”井）
新井眼往往在以下情况中可能出现：
（1）较浅较疏松的地层；
（2）狗腿较大的井段。如造斜段、扭方位井段；
（3）钻具刚性改变以后。
为避免出新眼，定向钻井时应注意以下几个方面：
A：如造斜是在较浅、较疏松的地层，造斜过程应尽量使井斜、方位平缓变化，避免急剧狗腿，特别是方位的变化。如造斜结束后，要下入刚性较强的稳斜组合，下钻要小心，不可轻易划眼，；如遇阻严重，开泵冲下，如仍遇阻，应考虑起钻用刚性较小的增斜组合通井。有时也可采取划眼的方式，但应在井斜较大的井段进行，必须注意划眼时钻压扭矩等的变化。
（4）工具面没有掌握好，工具面反复调整不容易获得稳定的造斜率。所以工具免疫功能相对稳定。
（5）泥浆塞太软。这种情况出现在侧钻作业，如水泥塞没有足够的强度难以侧钻脱离老井眼。因此，须保证水泥塞足够的强度，如钻水泥塞时，加压5~10T，ROP在5~8min/m的范围。
（1） 井眼轨迹发生始料不及的漂移，如上部井段严重左漂或右漂：
（2）是由于一些特殊原因，提前结束造斜，起钻时没有获得预计的造斜方位。比如马达或测量仪器不能保证正常造斜，不得已只能提前结束造斜。
（3）由于测量仪器的故障或测量工程师的失误，使真实定向方向不是测量仪显示的方向，致使方位偏差太大。解决方位偏差太大的办法是进行纠方位作业。纠方位作业时应主要考虑可能带来的狗腿和安全问题，特别是在裸眼段较长的井段。如果偏差值大的无法以扭方位来弥补，只有填井重钻。
磁边工具面，它是指在水平面上，沿磁北方向顺时针旋转到工具面与井底平面的交线在水平面上的投影所转过的角度。
25.定向角：是定向工具面角的简称，在定向或扭方位钻进时工具面所处的位置，用工具面角表示。工具面的位置有工作位置与非工具位置之分，工作位置是指启动马达正常钻进的工具面角，非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角。
3.出新井眼（“裤裆”井）
新井眼往往在以下情况中可能出现：
（1）较浅较疏松的地层；
（2）狗腿较大的井段。如造斜段、扭方位井段；
（3）钻具刚性改变以后。
为避免出新眼，定向钻井时应注意以下几个方面：
A：如造斜是在较浅、较疏松的地层，造斜过程应尽量使井斜、方位平缓变化，避免急剧狗腿，特别是方位的变化。如造斜结束后，要下入刚性较强的稳斜组合，下钻要小心，不可轻易划眼，；如遇阻严重，开泵冲下，如仍遇阻，应考虑起钻用刚性较小的增斜组合通井。有时也可采取划眼的方式，但应在井斜较大的井段进行，必须注意划眼时钻压扭矩等的变化。
《定向井的基础知识》课件
定向井的钻井液
定向井钻井液是定向井钻井过程中的循环介质，它能够起到冷却、润滑、携带岩 屑等作用，同时对钻头和井壁起到保护作用。
定向井钻井液通常由水、油、化学添加剂等组成，具有较低的摩擦系数、良好的 携岩能力和防塌性能等特点。
定向井的钻井工具
定向井钻井工具包括弯接头、无磁钻铤、稳定器等，它们能 够协助定向井钻头实现钻进过程中的定向控制。
安全性原则
轨道设计应确保钻井施工的安 全，避免因设计不当导致的井 眼坍塌、卡钻等事故。
环保原则
轨道设计应尽量减少对环境的 破坏，合理利用资源，保护生
态环境。
定向井轨道设计的参数
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井口坐标
井口位置的经度、纬度、高程 等参数。
井底坐标
井底位置的经度、纬度、深度 等参数。
井眼轨迹
包括井眼的起点、终点、方向 、倾斜角、弯曲度等参数。
பைடு நூலகம் THANKS
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随着技术的不断进步和应用领域的拓展，定向井技术 将不断向智能化、高效化和环保化方向发展。
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定向井技术将更加注重环保和可持续发展，采用更加 环保的钻井技术和材料，减少对环境的负面影响，为
油气产业的可持续发展做出贡献。
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定向井技术将与人工智能、大数据等先进技术相结合 ，实现更加智能化和自动化的钻井过程，提高钻井效 率和安全性。
ABCD
测斜施工
在钻孔施工过程中，定期进行测斜施工，了解钻 孔的角度变化情况。
纠偏施工
在进行纠偏措施后，进行纠偏施工，对钻孔进行 修正，使其符合设计要求。
定向井的完井施工
完井施工准备
完成钻孔施工后，进行完井施工准备， 包括设备撤离、场地清理等工作。
石油钻井行业定向井技术课件
井斜角的变化范围：0～180°
一、定向井基础知识
(3) 方位角φ ： 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。 井斜方位角增量Δ φ ： 上下测点的井斜方位角之差。 Δ φ ＝φ B－φ A 方位角的变化范围：0～360° （4）靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轨迹与目标点之间的距离， 称为靶心距。 （5）全角变化率：“狗腿严重度”，“井眼曲率”都是相同的意 义。指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。 单 位为：°／30m、 °／25m 、 °／100m 。
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式 剖面轨迹难控制）。
一、定向井基础知识
2、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。 三维绕障设计 纠偏三维设计
一、定向井基础知识
2. 投影图示法
垂直投影图 轨迹在设计方位 线所在的铅垂面上 的投影。 原点：井口 横坐标：视平移 V 纵坐标：垂深 D 缺点：垂直投影图不能真实地反映井深L、 井斜角α和水平位移S 等轨迹参数。 + 水平投影图 轨迹在水平面 上的投影。 原点：井口
坐标轴：N、E
一、定向井基础知识
一、定向井基础知识
（6）造斜率：表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工 具所钻出的井段的井眼曲率。
（7）水平位移：井眼轴线上任一点，与井口铅直线的距离，称为 该点水平位移，也称该点的闭合距。
（8）视位移：水平位移在设计方位线上投影长度，称为视位移。
定向井知识培训课件
定向井知识培训课件定向井知识培训课件是一种针对石油工业从业人员的培训资料，旨在提高他们的技能水平和工作能力。
此课件包含多个模块，涵盖了定向井的基本知识、测井仪器、定向井测量、测试和数据处理等方面。
由于定向井相关的技术非常复杂和具有挑战性，因此对操作人员的技能和经验要求较高。
定向井知识培训课件主要分为以下几个模块：1.基础知识：介绍定向井的概念、原理和基本组成部分，包括横向井、纵向井、倾斜井、水平井等。
2.测井仪器：介绍定向井测量仪器和设备，如陀螺仪、磁力计、倾斜计等。
此模块重点讲解各种仪器的原理、特点、使用方法和检修维护。
3.测量技术：介绍各种测量技术，包括陀螺仪测量、磁力计测量、全站仪测量等。
讲解各种技术的优缺点、适用范围和操作方法。
4.测试与数据处理：介绍定向井测试和数据处理的方法和技巧。
包括现场测试、数据采集、数据处理、分析和解释等。
同时还讲解数据记录和报告撰写的要点和技巧。
5.安全管理：介绍定向井作业的安全规程和管理制度，包括安全操作规程、事故应急预案、特殊环境下作业安全保障等。
提高操作人员安全意识和危险防范能力。
为了帮助学员更好地掌握定向井技术，培训课件还配有各种实用案例和操作模拟练习。
学员可通过模拟练习，了解井下实际操作流程、熟悉各种仪器设备的使用、掌握数据处理技巧，并在实践操作中逐步提高技能水平和工作能力。
课件还配有专家讲解视频、图文丰富的教学材料和实用的技术手册，帮助学员在学习过程中更加深入全面地了解定向井技术及应用。
总之，定向井知识培训课件是石油工业领域非常重要的培训资料之一，对提高操作人员的技能水平和工作能力具有非常重要的作用。
同时课件不断完善、优化，能让学员在学习过程中更加轻松、快捷地掌握技能和知识，也更好地适应石油工业变化的需要。
定向井第一讲
给定的内插条件有两种情况：一是给定插 入点i的井深Li；二是给定插入点的垂深Di。则 可求得插入点距离上端点的井段长度△Li。和 垂增△Di。 如图1—4—2所示，可以得到一个通用的 计算公式：
2)轨迹内插的用途 (1)在所有轨道设计中，当完成了测段计算 之后，需要进行分点计算时，可以根据内插原 理很快地完成分点计算； (2)一口井完钻并完成了全井轨迹测量计算 之后，需要进行中靶计算，在计算靶心距时， 需要根据内插原理求得中靶点的坐标； (3)在进行邻井距离扫描和丛式井防碰扫描计 算中，每一步扫描计算都可能用到轨迹内插来 求得扫描点的基本参数和坐标。
方位线是水平面上的矢量，包括：方位、方位 线、方位角。
方向线则是空间的矢量。包括：方向和方向线， 则是在三维空间内(当然也可能在水平面上)
西方国家表示井斜方位角通常使用象 限角，在Ⅰ， Ⅳ象限，用井斜方位线与正 北方位线之间的夹角表示；在Ⅱ， Ⅲ象限， 用井斜方位线与正南方位线之间的夹角表 示。象限角的值在0°～90°之间变化。
(5)N坐标和E坐标
N坐标和E坐标：是指轨迹上某点在以井 口为原点的水平面坐标系里的坐标值。此 水平面坐标系有两个坐标轴，一是南北坐 标轴，以正北方向为正方向；一是东西坐 标轴，以正东方向为正方向。 如图5—4所示，A、B二点的水平坐标分 别为NA 、EA 和NB 、EB 。水平坐标可以有 增量，以ΔN、ΔE表示。
2．测段计算方法的多样性
我国钻井行业标准规定： • 手工计算时用平均角法； • 计算机计算时用校正平均角法。
1．平均角法 平均角法假设测段是一条直线，该直线的方向是上、 下两测点平均方向线。如图1—3—8所示，根据这种 假设，测段计算公式为：
2．校正平均角法
校柱螺线在水平投影图上是圆弧。 圆柱螺线在圆柱面展平平面上也是圆弧，即垂直 剖面图是圆弧。根据这个假设推导的计算方法， 称为“圆柱螺线法”。这是我国著名学者郑基英 教授首先提出的。这种方法与美国人提出的“曲 率半径法”的公式表达不同，但计算结果是完全 相同的。
《物理定向井》PPT课件
定向井井身剖面
剖面类型
另一种是“悬链 式”剖面，如右图所 示。此类剖面造斜率 由小到大，自然递增 ，能够有效地减少摩 阻，适用于大位移井
三、定向井的井眼轨迹控制
三、定向井的井眼轨迹控制 1、定向井直井段井斜控制
定向井直井段的井造斜点时，如果直井段不直，不仅
会影响造斜的顺利完成，还会因为上部井段的井 斜造成位移影响下一步的井身轨迹控制。
四、定向仪器
四、定向仪器
磁偏角 单点测斜仪 多点测斜仪 有线随钻 MWD 陀螺测斜仪
磁偏角
定义：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 高尚堡地区：-6.65 柳瓒地区：-6.35 老爷庙地区：-6.37
定向钻井基础知识
概述
一、定向井的基本概念
二、定向井井身剖面 三、定向井的井斜和方位控制 四、定向仪器 五、井身质量要求 六、定向井监督工作的主要内容
概述
一、定向井的定义
定向井是按预先设计的井 斜角、方位角及井眼轴线形 状进行钻进的井。 定向井最早是在 1895 年的 美国钻成的。我国的定向井 钻井技术 50 年代开始起步的 ， 80 年代有了较大发展，特 别是最近几年无论是从理论 研究上还是现场实际应用上 ，我国已接近发达国家的技 术水平。
三、定向井的井眼轨迹控制
2、定向井造斜段井斜控制
造斜井段一般采用采用单弯螺杆钻具组合：
Φ215.9mmBIT+Φ172mmL+Φ177.8mmNDC+165mmM WD短节+Φ165mmNDC+Φ127mmHDP +Φ127mmDP
钻进参数：钻压2—5T，排量28—32L/S ，泵压 10-14MPa
定向井钻井基础
定向井钻井基础提纲（一）为什么要钻定向井？（二）定向井的基本概念（三）定向作业专业术语（四）井眼轴线的计算方法（五）定向井轨迹防碰（一）、为什么要钻定向井？1、在海洋钻井平台上钻丛式定向井。
控制较大面积的油气构造。
生产设施集中在平台上，节省建造平台费用。
2、勘探和开发近海岸油气田。
使钻井定向弯曲，钻达海底油气层，节约海上钻井平台的建设费用。
3、用定向井控制断层，查明油水界面或断层面的位置(c)4、避开地表障碍物，勘探和开发障碍物下方的油气田。
5、纠正已斜的井眼或绕过井内落鱼而进行侧钻。
6、打定向井探采盐丘突起下部的油气层。
含油构造有时与盐丘构造共生，部分盐丘可能直接覆盖在油藏上面，直井钻遇盐层可能导至冲蚀、钻井液漏失和腐蚀等问题。
7、井喷无法处理或油气井失火，钻定向救援井与原井衔接控制井喷或扑灭火灾。
8、钻大斜度井或水平井，防止气锥和水锥问题；增加井眼在产层中的延伸长度；增大平台的泄流面积，在裂缝性油藏9、供水井。
钻多孔底定向井多次穿过含水裂隙或沿含水裂隙钻单孔底定向井，可增加出水量。
10、开发地壳深部“干热岩”体的能量。
钻两口定向井，用水力压裂法使两井连通，形成一个地下热仓和封闭回路，用—口井向下注冷水，干热岩将冷水加热，另一口井抽出高温蒸气进行发电。
11、在煤层中钻定向排放孔抽瓦斯，保证采煤时的安全。
能钻遇多条裂缝，提高单井的产量。
12、对接连通开采可水溶性矿藏过去，在钻孔采可水溶性矿盐时，一直采用单井对流水溶采卤法，这种采卤技术存在较多缺点，如矿产回采率不足20％，卤井寿命短，产量低，采出的卤水浓度低而且不稳定等。
双井对接连通水溶采卤可克服上述一系列缺点。
数十年来，盐业系统探索了几种使两井能连通的方法(压裂法，自然溶通法等)，但并不是很理想，采用定向钻进技术实现两井对接、三井对接甚至更多的井眼对接，极大地提高采盐卤水量。
（二）定向井的基本概念1、定义定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。
定向井基本知识及防碰知识1PPT
方位角ψ ：正北顺时针转至轴 线上某点切线在水平面的投影 的夹角。
垂深Ｄ：井 眼轴线上某 测点至井口 转盘所在平 面的垂直距 离。
井眼曲率Rh：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度。
井斜变化率Rn：单位长度井段井斜角变化值。 方位变化率Ri：单位长度井段方位角变化值。
测深Ｄm：某测点到转盘补 心的井眼轴线实际长度。
9) 靶心距（ｓｔ）:在靶区平面上,实钻井眼 轴线与目标点之间的距离 。
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定向井几个基本概念
井眼轨道水平投影
1) 工具弯角（θｂ）:在造 斜钻具组合中,拐弯处上下
两段的轴线间的夹角。
2) 工具面:在造斜钻具 组合中,由弯曲工具的两个
3) 反扭角（βｒ）:在使 用井下动力钻具进行定向造 斜或扭方位时,动力钻具启 动前的工具面与启动后且加 压钻进时的工具面之间的夹 角。反扭角总是使工具面逆
12
4)高边：定向井的井底是 个呈倾斜状态的圆平面， 称为井底圆；井底圆上的 最高点称为高边；从井底 圆心至高边之间的连线所 指的方向称为高边方向； 从正北方向线顺时针转至 高边方向在水平面上的投 影所转过的角度称为高边 方位角。
13
5)工具面角（βｔ）：造 斜工具下到井底以后，工 具面所在的角度。
测斜前，打钻 杆接箍印记，要 与转盘0°对齐。 下面用油漆做标 记，以免与旧印 记混淆
用吊线的办法把方 钻杆标记棱延长至保 护接头公扣段做标记， 每次换接头都要重新 标记。
为便于找到方钻杆标 记棱，在滚子方补心 对应的位置用油漆作 标记
接单根后，量取 该标记与钻杆印记 间的夹角，俗称 “方”角。
方钻杆标记棱转过 的绝对角度（转盘刻 度），俗称“转”角。
向
中曲率半径：6° ~20° /30m
垂深Ｄ：井 眼轴线上某 测点至井口 转盘所在平 面的垂直距 离。
井眼曲率Rh：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度。
井斜变化率Rn：单位长度井段井斜角变化值。 方位变化率Ri：单位长度井段方位角变化值。
测深Ｄm：某测点到转盘补 心的井眼轴线实际长度。
9) 靶心距（ｓｔ）:在靶区平面上,实钻井眼 轴线与目标点之间的距离 。
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定向井几个基本概念
井眼轨道水平投影
1) 工具弯角（θｂ）:在造 斜钻具组合中,拐弯处上下
两段的轴线间的夹角。
2) 工具面:在造斜钻具 组合中,由弯曲工具的两个
3) 反扭角（βｒ）:在使 用井下动力钻具进行定向造 斜或扭方位时,动力钻具启 动前的工具面与启动后且加 压钻进时的工具面之间的夹 角。反扭角总是使工具面逆
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4)高边：定向井的井底是 个呈倾斜状态的圆平面， 称为井底圆；井底圆上的 最高点称为高边；从井底 圆心至高边之间的连线所 指的方向称为高边方向； 从正北方向线顺时针转至 高边方向在水平面上的投 影所转过的角度称为高边 方位角。
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5)工具面角（βｔ）：造 斜工具下到井底以后，工 具面所在的角度。
测斜前，打钻 杆接箍印记，要 与转盘0°对齐。 下面用油漆做标 记，以免与旧印 记混淆
用吊线的办法把方 钻杆标记棱延长至保 护接头公扣段做标记， 每次换接头都要重新 标记。
为便于找到方钻杆标 记棱，在滚子方补心 对应的位置用油漆作 标记
接单根后，量取 该标记与钻杆印记 间的夹角，俗称 “方”角。
方钻杆标记棱转过 的绝对角度（转盘刻 度），俗称“转”角。
向
中曲率半径：6° ~20° /30m
定向井基本知识
第九章定向井和水平井钻井技术第一节定向井井身参数和测斜计算一．定向井的剖面类型及其应用定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。
定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。
定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。
按井斜角的大小范围定向井又可分为：常规定向井井斜角＜55°大斜度井井斜角55～85°水平井井斜角＞85°（有水平延伸段）二．定向井井身参数实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。
钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。
两个测点之间的距离称为测段长度。
每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。
1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。
2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。
3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。
目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。
磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下：真方位＝磁方位角十东磁偏角或真方位＝磁方位角一西磁偏角公式可概括为“东加西减”四个字。
方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。
在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图9－3所示。
4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。
5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。
6．闭合距和闭合方位（l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。
石油钻井定向井基础知识讲座PPT课件
第37页/共43页
五、今后发展方向
压力传感器/ 译码装置
旋转导向系统
信号通过立管 向井内系统传 输
地面计算 机 地面控制闭环系 统
旁通启动系统
第38页/共43页
五、今后发展方向
➢PowerDrive系统及其指令设置
第39页/共43页
五、今后发展方向
➢旋转导向钻井系统
可变径稳定 器
滑动导向控制
旋转导向控制
（二）水平井应用实例
黄盐平1井是江汉油田首口设计施工的采卤连通水平井， 准确命中B靶与王东12-13井直接连通。完钻井深2358m，水平 段长198m，实钻垂深与设计相差0.3m，A点靶心距1.14m，B点 钻入王东12-13井半径为3m的溶腔中，实现了不用压裂，两井 直接连通的目的。
第31页/共43页
第34页/共43页
四、现场工艺技术
黄盐平1井井眼轨迹图
第35页/共43页
内容
一、定向井、水平井国内外发展现状 二、基本技术术语 三、常用工具、仪器 四、现场工艺技术 五、今后发展方向
第36页/共43页
五、今后发展方向
旋转导向钻井技术
定向井钻井工具最重要的发展趋势之一就是用 旋转导向钻井系统(Steerble Rotary Drilling System)取代常规转盘钻井系统。目前，国外定向 井钻井轨迹已从单纯通过起下钻更换下部钻具组合 来改变方位和井斜的阶段,进入到利用电、液或泥 浆脉冲信号从地面随时改变方位和井斜的阶段,使 定向井、水平井进入了真正的导向钻井方式。
第33页/共43页
四、现场工艺技术
3、水平段 水平段从A点到B点，靶框为逐渐变小的楔形靶，
且全部在纯盐岩层中钻进，由于B点垂深只下移 0.3m ，基本是平直的，从A点开始下入1°单弯+欠尺 寸稳定器，通过复合钻进，保持稳斜效果，使井斜控 制 在 88.5° ～ 90 ° ， 对 准 靶 心 钻 进 。 复 合 钻 进 到 2358m ， 钻 时 由 8min/m ， 突 然 下 降 到 2min/m ， 泵 压 由 16MPa降到14MPa，钻具放空，证实已钻入王东12-13井 的溶腔中。
五、今后发展方向
压力传感器/ 译码装置
旋转导向系统
信号通过立管 向井内系统传 输
地面计算 机 地面控制闭环系 统
旁通启动系统
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五、今后发展方向
➢PowerDrive系统及其指令设置
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五、今后发展方向
➢旋转导向钻井系统
可变径稳定 器
滑动导向控制
旋转导向控制
（二）水平井应用实例
黄盐平1井是江汉油田首口设计施工的采卤连通水平井， 准确命中B靶与王东12-13井直接连通。完钻井深2358m，水平 段长198m，实钻垂深与设计相差0.3m，A点靶心距1.14m，B点 钻入王东12-13井半径为3m的溶腔中，实现了不用压裂，两井 直接连通的目的。
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四、现场工艺技术
黄盐平1井井眼轨迹图
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内容
一、定向井、水平井国内外发展现状 二、基本技术术语 三、常用工具、仪器 四、现场工艺技术 五、今后发展方向
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五、今后发展方向
旋转导向钻井技术
定向井钻井工具最重要的发展趋势之一就是用 旋转导向钻井系统(Steerble Rotary Drilling System)取代常规转盘钻井系统。目前，国外定向 井钻井轨迹已从单纯通过起下钻更换下部钻具组合 来改变方位和井斜的阶段,进入到利用电、液或泥 浆脉冲信号从地面随时改变方位和井斜的阶段,使 定向井、水平井进入了真正的导向钻井方式。
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四、现场工艺技术
3、水平段 水平段从A点到B点，靶框为逐渐变小的楔形靶，
且全部在纯盐岩层中钻进，由于B点垂深只下移 0.3m ，基本是平直的，从A点开始下入1°单弯+欠尺 寸稳定器，通过复合钻进，保持稳斜效果，使井斜控 制 在 88.5° ～ 90 ° ， 对 准 靶 心 钻 进 。 复 合 钻 进 到 2358m ， 钻 时 由 8min/m ， 突 然 下 降 到 2min/m ， 泵 压 由 16MPa降到14MPa，钻具放空，证实已钻入王东12-13井 的溶腔中。
定向井-定向钻井基础
降斜率：单位长度井眼降低的井斜值
E
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
救援：目标层位、靶区半径、简单（快速、经济） 落鱼侧钻：避开落鱼、一定水平位移
7. 井眼曲率K（“狗腿严重度”、“全角变化率”）：
指井眼轨迹曲线的曲率。平均曲率：Kc=γ/ΔL “狗腿角”或“全角变化”（γ）：上、下二测点的两条方向 线之间的夹角(空间夹角)。 狗腿角的计算： (1)Lubinski公式：
cosγ=cosαA·cosαB+sinαA·sinαB·cos(φB-φA)
水平长度Lp、闭合距、井斜方位角φ、 平移方位角θ、闭合方位角。
２．垂直投影图
投影面：过设计方位线的铅垂面，即井口和目标点所在
的铅垂面。
坐标系：原点(井口)、横坐标(视平移)、纵坐标(垂深) 表达的参数：垂深D、视平移V、井斜的增减趋势
3．垂直剖面图
垂直剖面：过井眼轴线上各点垂线组成的柱面展开图。 坐标系：原点（井口）、横坐标（水平长度）、
井深
2530.00 2560.00 (2540.00) 2542.96
井斜角
38
45
Hale Waihona Puke 40.3341.02
井斜方位角 178
165
173.87
172.60
第四节 定向井井身剖面设计
主要内容：
•基本概念 •井身剖面设计原则
造斜点 井眼曲率 最大井斜角
•剖面类型 •设计方法
目的：
• 选择满足要求的井身剖面类型 • 设计剖面结构参数
《钻井定向钻井》课件
按控制技术
• 磁定向钻井 • 测斜定向钻井 • 惯性定向钻井
定向钻井的应用场景
1
海上油气钻井
定向钻井技术在海上油气钻井中广泛应用，实现了多井同台、高效开发。
2
复杂地质条件
定向钻井技术使得在地下复杂地质条件下的油气勘探和开采更加可行。
3
高效石油开发
定向钻井可以提高石油开采效率，降低成本，实现更加可持续的石油资源开发。
《钻井定向钻井》PPT课 件
定向钻井是一种钻井技术，通过调整钻井井眼的方向和位置，使其沿指定路 径钻进地下。
什么是定向钻井？
1 技术概述
定向钻井是指改变钻井井眼方向，将钻井井眼定向到斜井、水平井和方向井。
2 应用领域
广泛应用于油气勘探开发、地热能利用、水资源开发等领域。
定向钻井的历史和背景
发展起源
定向钻井的工程设计流程
井眼轨迹设计
根据油气田勘探开发需求，设计 井眼的路径和方向。
钻井井具选择
选择适合井眼轨迹要求的钻具， 包括钻头、钻杆等。
实时数据采集
使用测斜仪等工具采集井下数据， 并通过实时传输进行监测。
定向钻井的技术方法和工具
1 磁定向钻井
通过磁场感应设备测量地 磁场的变化，确定钻头在 空间中的方向。
பைடு நூலகம்
环保节能
利用定向钻井技术减少垂直井 的钻井数量和环境污染。
2 惯性定向钻井
通过加速度计和陀螺仪等 惯性测量装置，测量井眼 的方向和位置。
3 测斜定向钻井
利用测斜仪测量井眼的倾 角和方位角，确定井眼的 方向和位置。
定向钻井的发展趋势与前景
自动化
定向钻井技术将更加自动化， 提高精确度和施工效率。
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4、井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值称为井斜
变化率，通常以两测点间的井斜角的变化量与两测点间井
段的长度比值表示。
5、井斜方位变化率：单位井段内井斜方位角的绝对变化值
称为井斜方位变化率，通常以两测点间的井斜方位角的变
化量与两测点间井段的长度比值表示。
6、垂深：垂深即测点的垂直深度，是指井身上任一点至井 口所在平面的距离。
1、地面限制 2、地下限制 3、钻井技术需要。 4、经济勘探开发油气藏的需要
此外，因气候限制，如寒冷或沙漠地区， 亦可利用丛式井开采油气，以利于集输的 保温和油井的管理。
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(二)、定向井的分类：
按段制分：
常规定向井可分为二、三、四、五段，两 段制是指在一口定向井中仅含有直井段、增斜 井段的定向井。三段制是指在一口定向井中由 直井段、增斜井段、稳斜井段三个井段组成的 定向井。四段制是指在一口定向井中由直井段、 增斜井段、稳斜井段、降斜井段四个井段组成 的定向井。五段制是指在一口定向井中由直井 段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段、稳斜井 段五个井段组成的定向井。定向井的剖面均由 直、增、稳、降中的某几项来组合 。
X （地理北△）Y
目标点(Xb,Yb)
△X
s
井口（Xa，Ya）
O Y（地理东）
上图给定的井位坐标即井口坐标（Xa，Ya），目标点坐标(Xb,Yb)和 目的层垂深H 。
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（三）、定向井的基本概念：
1、测深：井眼轴线上任一点到井口的井身长度，称为该点 的测深，也称为该点的测量井深。
2、井斜角：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之
间的夹角称为该点的处的井斜角。井眼方向线和重力线都
是有向的直线。
Байду номын сангаас
3、井斜方位角：井斜方位角是指以正北方向线为始边，顺 时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
4、水平井：设计的最大井斜角在86度至120度之间，并沿 （近）水平方向钻进一定长度的井。根据造斜井段的曲 率半径又可细分为长、中、中短、短四种曲率半径的水 平井。水平井钻进相对较难，多数需要特殊设备、钻具、 工具、仪器以及特殊工艺。
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按定向井的钻井的目的可分为： 1、救援井：为抢救某一口井的井喷、着火而设计施工的 定向井。 2、多目标井：为钻达数个目的层位而设计施工的定向井。 3、绕障（三维）井：为绕过地下某种障碍而设计施工的 定向井。 4、立槽斜井：采用斜直钻机施工，从井口开始倾斜的定 向井。 5、多底井：凡在一个井口下面有两个以上井底的井称多 底井。用定向侧钻的方法完成。
这方面要考虑以下几个问题：
（1）、选择合适的井眼曲率； （2）、选择易钻的井眼形状； （3）、选择适当的造斜点； （4）、设计的井身剖面形状应与井身结构同时考虑。 （5）、优质的钻井液。
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一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目
的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计 算出设计方位角和设计水平位移。坐标换算方法如下：
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按设计井眼轴线形状分：
1、两维定向井：是指井眼轴线形状只 在某个铅垂平面上变化的定向井，它们的井 斜角是变化的，而方位角是不变的。
2、三维定向井：是指井眼轴线超出某 一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。 三维定向井既有井斜变化，又有方位角的变 化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维 绕障井。
2004年塔里木 技术交流材料
定向井工艺
金地伟业石油应用工程公司
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目录
一、定向井基本知识
二、水平井简介
三、定向井技术要求和注意事项
四、螺杆钻具
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一、定向井基本知识
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一、定向井基本知识
（一）、定向井的应用： 定向井的应用归纳起来有以下几个方面：
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按设计最大井斜角可分为：
1、低斜度定向井：设计的最大井斜角不超过15度，这种定 向井由于井斜角小，钻进时井斜、方位不易控制，钻井 难度大。
2、中斜度定向井：设计的最大井斜角在15度至45度之间， 钻进时井斜、方位较易控制，钻井难度相对不大。是使 用最多的一种。
3、大斜度定向井：设计的最大井斜角在46度至85度之间， 其斜度大、水平位移大，增加了钻井难度和成本。
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二、定向井设计
（一）、井身剖面的设计原则
1、能实现钻定向井的目的；
2、应尽可能利用地层的自然造斜规律；
3、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时， 应有利于钻井、采油和修井作业；
4、在满足钻井目的的前提下，力求使设计的全井斜 井深最短，有利于安全、优质、快速钻井，降低钻井成本；
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7、水平位移：井眼轴线上某一点在水平面上的投影至井口的 距离，又称闭合距。 8、闭合方位或总方位：是指以正北方位线为始边顺时针转至 闭合距方位线上所转过的角度。 9、N（北）坐标E（东）坐标：是指测点以井口为原点的水平 面坐标系里的坐标值。 10、视平移：是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移， 这个“水平位移”不是真实的水平位移。所以称之为视平移。 11、最大井斜角：无论设计剖面还是实钻剖面，全井井斜角的 最大值，称为最大井斜角。 12、磁偏角：在某一地区内，其磁北极方向线与地理北极方位 线之间的夹角，称为该地区的磁偏角。 13、全角变化率：“全角变化率”、“狗腿严重度”、“井眼 曲率”，都是相同的意义。指的是在单位井段内三维空间的角 度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。
定向侧钻是在已钻主井眼内，按预定方向和要求侧钻
一口新井的工艺过程。根据侧钻的目的可分为纠斜侧钻、 避开落鱼侧钻、二次完井侧钻等。根据侧钻方法可分为 套管开窗侧钻和裸眼侧钻。套管开窗侧钻又有套管段铣 和斜向器开窗之分。
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按一个井场或平台钻井数可分为：
1、单一定向井。 2、双筒井：用一台钻机交叉作业，同时钻 出井口相距很近的两口定向井或一直一斜。 3、丛式井（组）：凡在一个井场或平台上 有计划的钻两口或以上的定向井（含直 井），这些井组统称丛式井。丛式井中的 任一定向井可为多目标井、大位移井、水 平井等井型。