定向钻井技术
定向井(水平井)钻井技术概述
测量方式
氢氟酸测斜仪，机械式罗盘的电测井方法。
多种引进的有线随钻测斜系统投入工业使用和发展了电子测量系统及陀螺测量系统
发展了无线随钻测斜系统,引进了带地质参数的MWＤ系统
定向井钻井水平
简单的单口定向井、水平井位移小，精度低
钻成大量高难度定向井、大组丛式井、多目标井、套管定向开窗井、水平井也从大半径水平井发展到了中半径水平井
定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
钻成位移过万米的大位移井
径向水平井可在0．3米之内完成增斜过程
我国定向井钻井技术发展情况
(表二)
年代
内容
60年代
80年代
90年代
剖面设计及轨
迹计算方法
设计采用查表法、图解法等精度不高的方法
发展了曲率半径法，最小曲率半径法等多种更为精确的轨迹计算和设计方法，编制了能进行轨迹预测和防碰扫描的计算机软件包。
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米;
水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的ＲｙtｃhＦａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。
《钻井定向钻井》课件
定向钻井的施工过程
钻孔定位
按照施工计划，使用测 量仪器确定钻孔位置和
角度。
钻孔开钻
启动钻机，开始钻孔作 业。
定向钻进
根据需要，使用定向钻 头进行定向钻进，调整
钻孔角度。
钻孔扩孔
钻孔完成后，对钻孔进 行扩孔处理，以便于后 续的管道敷设或其它施
工。
定向钻井的施工监测与控制
监测
01
实时监测钻孔的位置、角度、深度等参数，确保钻孔按照预定
测量技术
阐述各种测量技术在定向 钻井中的应用，如空间定 位技术、重力测量、磁力 测量等。
测量数据处理
讲解如何对测量数据进行 处理和分析，以确保定向 钻井的准确性和精度。
定向钻井的泥浆系统
泥浆组成
介绍泥浆的组成成分，如 水、粘土、化学添加剂等 ，以及它们在定向钻井中 的作用。
泥浆性能
阐述泥浆的重要性能指标 ，如密度、粘度、切力等 ，以及如何调整这些指标 以满足定向钻井的需求。
06
定向钻井的未来发展
定向钻井技术的发展趋势
智能化
随着人工智能和大数据技术的应用，定向钻井技术将更加智能化， 实现自动化决策和远程控制。
高效化
提高钻井效率和降低成本是定向钻井技术的重要发展趋势，通过优 化钻井参数、采用新型钻井液和钻具等手段实现高效钻井。
环保化
随着环保意识的提高，定向钻井技术将更加注重环保，采用清洁能源 和减少废弃物排放，实现绿色钻井。
在城市基础设施建设中，定向钻井技术可 以用于穿越建筑物、公路、铁路等障碍物 ，进行管道敷设、线路安装等作业。
02
定向钻井技术
定向钻井的原理
定向钻井的原理是通过测量地球磁场、重力场、地热场等自 然场，以及利用钻孔内的测量仪器测量钻孔内的方向和位置 参数，从而确定钻孔的轨迹和深度。
定向井钻井工艺技术优化措施解析
定向井钻井工艺技术优化措施解析一、定向井钻井工艺技术概述定向井钻井是指在垂直井的基础上改变井眼轨迹，使井眼倾角超过45度或在井眼中引入弯头，在一定范围内改变井眼方向。
定向井钻井广泛应用于油气勘探开采中，可以克服垂直井的种种局限，提高地层的开采效率，减少地面占地面积，减少环境污染，是一种重要的井眼构造。
目前，定向井钻井工艺技术已经非常成熟，遵循一系列优化措施可以更好地实现勘探开采目标。
1. 合理确定井斜角和偏角合理确定井斜角和偏角是定向井钻井的基础，直接影响井眼轨迹的设计和施工效果。
一般情况下，井斜角和偏角的大小受到地层条件、钻井设备和钻井液性能等因素的影响。
通过充分了解地层情况，确定井斜角和偏角的合理范围，可以保证钻井效率和井眼质量。
合理确定井斜角和偏角还能最大程度地减小钻井工程所需的成本。
2. 优化井眼轨迹设计优化井眼轨迹设计是定向井钻井工艺技术优化的重要环节。
通过对地表地质构造、油气层分布情况和井眼施工技术等因素进行科学综合分析，可以制定最佳的井眼轨迹设计方案。
在实际施工中，根据设计的井眼轨迹方案，根据地层情况和实际施工情况及时调整井眼轨迹，以保证施工效果。
3. 选用合适的钻头和定向工具钻头和定向工具是定向井钻井的关键设备，选用合适的钻头和定向工具可以提高施工效率，降低施工难度。
在选择钻头和定向工具时，应综合考虑地层性质、井斜角和偏角、钻井设备等因素，选择适合具体施工条件的钻头和定向工具，并做好维护保养工作，以保证设备的正常使用寿命。
4. 优化钻井液性能钻井液是定向井钻井施工中不可或缺的一环，优化钻井液性能可以提高钻井效率，降低施工成本，并保障井眼质量。
通过合理选择钻井液的种类和性能指标，并在施工过程中及时调整钻井液性能，可以有效地防止地层漏失、保护环境、减小地面工程量、提高施工效率。
5. 加强监测和控制定向井钻井过程中，加强监测和控制是保障施工质量和安全的重要手段。
通过实时监测井斜角、偏角和钻进方向，及时调整钻井参数，以确保井眼轨迹设计的准确性和施工的安全性。
定向钻技术规程
定向钻技术规程
定向钻技术是一种通过特殊工具和设备控制钻杆方向的钻井技术。
其主要目的是在井眼质点的基础上按照设计要求进行定向钻井，并最终达到确定的地层目标。
定向钻井技术规程是制定了针对定向钻井工作的一系列规范和参数，以保证钻井作业的安全和效率。
以下是一些常见的定向钻井技术规程：
1. 定向设计规程：确定井斜、方位、井深和倾角等参数，包括井筒测量、测斜和方位工具的选择和使用。
2. 定向测量规程：确定井斜、方位和井深等测斜仪和方位工具的测量方法和精度要求。
3. 定向控制规程：确定钻井工程师和定向操作人员如何根据测量结果进行调整和控制钻杆方向，包括调整钻井液性质和钻速等。
4. 定向井段规程：针对特定的定向井段，如水平段、直井段和斜井段，制定相应的技术规范和施工要求。
5. 定向井口设备规程：确定定向钻井过程中，井口设备的要求和安装方式，如钻杆、钻头和测斜仪等。
6. 定向问题应对规程：针对定向钻井过程中可能出现的问题，如钻失、偏斜、起桩等，制定相应的应对措施和规范。
定向钻井技术规程的制定是为了保证定向钻井作业的顺利进行，并达到预期的地质目标。
合理的技术规程可以提高钻井作业的安全性和效率，减少钻井成本和风险。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种将井眼偏离竖直方向钻井的技术，适用于需要从水平方向进入油气层的情况。
在实际操作过程中，会遇到一些常见问题。
本文将介绍一些常见问题及处理对策。
一、井眼漂移问题井眼漂移是指在钻井过程中，井眼的定向偏离了预定的路径。
井眼漂移可能是由于钻头工具和井眼墙之间的摩擦力不均匀或者地层力学性质发生变化导致的。
井眼漂移会导致钻井进度延迟，甚至可能导致井眼穿过非目标地层。
处理对策：1. 选择合适的钻井液。
通过调整钻井液的密度、粘度和液体比重等参数，减小井眼与钻井液的摩擦力，从而减少井眼漂移。
2. 使用引导钻具。
在钻具中安装引导钻具，能够帮助钻头保持在预定路径上，减少井眼漂移。
3. 使用高导向性钻头。
选择具有高导向性的钻头，能够减小井眼漂移的概率，确保钻孔能够按照预定路径进行。
二、方向失控问题方向失控是指在钻井过程中，井眼偏离了预定的路径，且无法控制回归到预定路径。
方向失控可能由于地层力学性质发生变化、钻头损坏或钻具故障等原因引起。
方向失控会导致钻井任务失败，并可能造成严重的安全事故。
处理对策：1. 及时评估地层条件。
通过连续地采集地层数据、记录射孔地质剖面和使用地层分析工具等手段，及时评估地层条件的变化，从而预测潜在的地层问题，减少方向失控的风险。
2. 安装方位测量仪器。
在钻具中安装方位测量仪器，能够实时监测井眼的方向，一旦发现方向失控，可以及时采取措施纠正。
3. 加强培训和监督。
钻井操作人员应接受系统的钻井操作培训，掌握各种应对方向失控的应急措施，并在操作过程中严格遵守操作规程，监督彼此的操作行为，确保钻井安全。
三、钻头卡搭问题钻头卡搭是指钻头在井眼中卡住或被困。
钻头卡搭可能由于地层塌陷、大块岩屑堵塞或者钻具故障引起。
钻头卡搭会导致钻具损坏、钻头丢失，并延长钻井时间。
处理对策：1. 加强井下监测。
通过实时监测钻井参数、地层数据和钻具状态，及时发现钻头卡搭的征兆，采取预防措施。
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施定向钻井技术是一种在油田开发中广泛应用的技术，它能够在地下油层中进行精确的定向钻井，避开地质障碍，提高油井的开采效率。
与其他钻井技术一样，定向钻井技术也存在一些常见问题，如不良的井壁稳定性、钻头失效、定向控制不足等。
本文将对定向钻井技术中的常见问题进行分析，并提出相应的解决措施。
一、井壁稳定性问题井壁稳定性是定向钻井中常见的问题之一，当井壁不稳定时，会影响到钻井的进展，甚至导致井壁坍塌和井眼塌陷。
导致井壁不稳定的原因包括地层岩石性质差、井壁支撑不足、钻井液性能不佳等。
解决措施：1. 选择合适的钻井液。
钻井液是保持井壁稳定的关键，选用适合地层条件的钻井液可以提高井壁的稳定性。
2. 加强井壁支撑。
对于地层条件较差的地区，可以采用多级套管结构来增强井壁的支撑能力。
3. 增加井壁稳定性监测。
定向钻井过程中需要不断监测井壁的稳定性，及时发现问题并采取措施。
二、钻头失效问题钻头作为定向钻井中的重要部件，其失效会导致钻井进展受阻，甚至损坏钻井设备，增加钻井成本。
导致钻头失效的原因包括地层条件变化、钻头设计不当、钻井液性能差等。
三、定向控制问题定向控制是定向钻井中的关键环节，好的定向控制能够确保钻井的正常进行，而定向控制不足则会导致井眼偏离设计方向，增加钻井风险。
解决措施：1. 加强井眼轨迹监测。
在钻井过程中需要不断监测井眼轨迹，通过实时数据对定向进行调整。
2. 优化定向工具。
选择性能稳定的定向工具，确保定向效果的可靠性。
3. 强化人员培训。
确保操作人员具备良好的技术水平，能够熟练操作定向设备。
总结：定向钻井技术的应用可以有效提高油井开采效率，但在实际应用中常常会遇到一些问题。
一旦出现问题，及时有效的解决措施能够保障钻井的顺利进行，减少钻井风险，提高施工效率。
在实际应用中需要严格按照规程进行施工，并加强对钻井过程中的监测，及时发现和解决问题，确保钻井工作的平稳进行。
石油钻井行业定向钻井技术概述概述
§ 1-2 井眼轨迹的基本概念
下面说法哪些是正确的？
1.某点的井眼方向线就是该点的切线方向。 2.井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹角。 3.井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上，即为该点 的井斜方位线。 4.方位角就是井斜方位线与正北方向的夹角。 5.井斜方位角就是方位角。 6.井眼轴线投影到水平面上以后，过其上某一点作投影线的切 线，该切线向井眼前进方向延伸部分即为该点的井斜方位线。
向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。
井眼轨道(well trajectory)：钻进之前人们预想的该井井眼
轴线形状。
井眼轨迹(well path)：实际钻出来的井眼轴线形状。
§1-1 定向井的用途
1、地面环境条件的限制 2、地下地质条件的要求 3、钻井工艺的需要
4、提高油藏采收率的手段
§1-1 定向井的用途
§1-1 定向井的用途
2、地下地质条件的要求
§1-1 定向井的用途
2、地下地质条件的要求
§1-1 定向井的用途
2、地下地质条件的要求
§1-1 定向井的用途
3、钻井工艺的需要
当井下落物或断钻事故最终无法捞出时，可从上部井段侧 钻打定向井；
井喷着火常规方法难以处理时，在事故井附近打定向井(•称 作救援井)，与事故井贯通，进行引流或压井，可处理井喷 着火事故。 高陡构造地层 ，打直井很困难，若打定向井，则更容易。
§1-1 定向井的用途
3、钻井工艺的需要
§1-1 定向井的用途
丛式井
丛 式 井 三 维 结 构 图
4、提高油藏采收率的手段
•钻穿多套油气层、老井侧钻、水平井等。
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
定向钻井技术
目录第一篇钻井工程引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( )第二篇钻井泥浆第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( )第三篇钻井地质第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( )第五篇定向工程的管理细则(行标)第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸引言定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井、分支井。
但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种针对特定目标层段进行定向钻井的技术，它可以在垂直井井身中改变井眼方向，使得井眼朝向地下某一特定方向。
在定向井钻井过程中，会出现各种问题，因此掌握常见问题及处理对策对于提高井下作业效率和减少安全隐患至关重要。
一、常见问题一：井眼偏离设计方向定向井钻井中最常见的问题之一是井眼偏离设计方向。
井身偏离设计方向会导致下一工序钻进井位置偏移，甚至无法顺利进行井下作业。
造成井眼偏离设计方向的原因可能有多种，比如钻具下沉不均匀、钻井液稳定性差、定向钻井设备故障等。
处理对策：1.确保钻具下沉均匀，可采用调整井底装置的位置、增加加重器的负重、调整井底压力等方法。
2.加强对钻进液体的监测和管理，确保钻进液体的密度、黏度、过滤性能等稳定性，减少液体不稳定引起的井身偏移。
3.及时对定向设备进行检修和维护，避免设备故障导致井身偏移。
二、常见问题二：地层崩塌和漏失在定向井钻进程中，地层崩塌和漏失是一个常见问题，特别是在钻进软弱易崩塌的地层时更为突出。
地层崩塌和漏失会导致井眼不稳定，增加井下作业难度，甚至引发事故。
处理对策：1.加强对地层的分析和评价，避免钻进软弱易崩塌的地层，或者采用合适的钻进技术和工艺，减少地层崩塌和漏失的发生。
2.合理选择和配置钻井液，增加钻井液的黏度和密度，提高地层支撑能力，减少地层崩塌和漏失的可能性。
3.加强井壁稳定措施，采取加固井壁、使用防漏失装置等措施，减少地层崩塌和漏失对井眼的影响。
三、常见问题三：井眼扭曲和弯曲定向井钻井中，井眼扭曲和弯曲是一个常见问题。
井眼扭曲和弯曲会导致井下作业难度增加，甚至损坏钻具和设备。
处理对策：1.在设计井眼弯曲段时，充分考虑地层条件、井眼弯曲角度、井眼半径等因素，合理设计井眼弯曲段，减少井眼扭曲和弯曲的可能性。
2.加强钻具和设备的监测和管理，定期进行检修和维护，确保钻具和设备的正常运转，减少井眼扭曲和弯曲的发生。
3.及时采取措施，例如调整钻具下压力、减小转速等，减少井眼扭曲和弯曲的程度。
定向钻原理
定向钻原理定向钻井技术是一种通过操纵钻头方向，使其在地下沿着特定轨迹钻进的技术。
在石油、天然气勘探开发中，定向钻井技术被广泛应用，可以有效地钻取复杂地质构造下的油气藏，提高油气开采效率。
本文将介绍定向钻井的原理及其应用。
定向钻井的原理主要包括以下几个方面：首先，定向钻井需要通过一系列的测量和控制手段来实现。
在钻井过程中，通过地面仪器和传感器实时监测井口位置、井身轨迹、钻头方向等参数，然后通过控制钻井工具的旋转、倾斜、推拉等动作，来调整钻头的方向，使其按照设计要求钻取井眼。
其次，定向钻井依靠地下导向系统来实现。
地下导向系统是由测量仪器和控制装置组成，通过传感器测量井下方位参数，然后通过控制装置对钻头进行调整。
这些测量仪器和控制装置通常安装在钻头底部或井下钻具上，能够实时监测井下方位信息，并将数据传输至地面控制中心。
另外，定向钻井还需要依赖钻头设计和钻井液的选择。
钻头设计要考虑到地层性质、井斜角度、井深等因素，以保证钻头能够稳定、高效地钻取井眼。
而钻井液的选择则需要根据地层条件和钻井目的来确定，以保证钻井过程中的冷却、润滑、悬浮、输送等功能。
最后，定向钻井还需要依赖专业的钻井工程师和技术人员来进行操作和监控。
他们需要根据地质勘探资料、测量数据、钻井液性质等信息，制定钻井方案，并实时调整钻井参数，以保证钻井过程的顺利进行。
定向钻井技术在油气勘探开发中有着广泛的应用。
它可以有效地钻取复杂地质构造下的油气藏，提高油气开采效率。
同时，定向钻井技术也可以减少钻井井位数量，降低钻井成本，减少对环境的影响。
总之，定向钻井技术是一种通过操纵钻头方向，使其在地下沿着特定轨迹钻进的技术。
它依靠一系列的测量和控制手段、地下导向系统、钻头设计和钻井液选择以及专业的钻井工程师和技术人员来实现。
定向钻井技术的应用可以提高油气开采效率，降低成本，减少对环境的影响，具有重要的意义。
定向钻井技术
定向钻井技术的发展需要符合国家和地区 的法律法规要求，需要遵守相关规定和标 准。
定向钻井技术的发展趋势
智能化
随着人工智能和自动化技术的发展，定 向钻井技术将越来越智能化，实现自动
化轨迹控制和远程监控。
环保化
定向钻井技术将更加注重环保，采用 更环保的钻井液和废弃物处理技术，
降低对环境的影响。
高效化
定向钻井技术将进一步提高钻井效率 和精度，实现更快、更精准的钻井作 业。
总结定向钻井技术的优势与挑战
优势
定向钻井技术能够实现精确的钻孔定位 ，减少钻孔数量和钻孔间距，提高钻孔 质量，降低钻孔成本，提高钻孔效率， 减少对地层的破坏，减少环境污染，提 高资源利用率。
VS
挑战
定向钻井技术需要高精度的测量和导航设 备，需要专业的技术人员进行操作和维护 ，需要解决复杂的地质和工程问题，需要 应对各种安全和环境风险。
总结词
除了油气田和地热田，定向钻井技术在其他领域也有广泛的应用，如水井、盐井、矿山等。
详细描述
在水井、盐井等地Βιβλιοθήκη 工程中，定向钻井技术能够实现精确的钻孔定位和轨迹控制，提高地下工程的施工效率和安 全性。在矿山开采中，定向钻井技术可用于矿井通风、排水、充填等作业，提高矿山开采的安全性和效率。
05 结论
定向钻井的钻头与钻具
钻头选择
根据不同的地质条件和钻井需求，选 择合适的钻头，如金刚石钻头、硬质 合金钻头等，以提高钻速和减少磨损 。
钻具组合
根据钻井深度、直径和轨迹要求，设 计合理的钻具组合，包括稳定器、减 震器、弯接头等，以实现钻井过程中 的定向控制。
定向钻井的控制系统
控制系统
采用计算机控制系统对钻井设备进行自动化控制，实现钻井速度、压力、角度等 的实时调节，确保钻井按照预定轨迹进行。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种用于在地下储层中钻向特定目标的技术。
在钻井过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是其中一些问题及处理对策：1. 钻头偏斜问题：钻头在钻进过程中可能会偏离预定方向。
处理对策可以使用测斜仪和中央处理器来监测钻头位置，并及时调整钻进方向。
2. 钻头堵塞问题：钻头可能会被岩层碎片、泥浆或其他杂质堵塞。
处理对策可以使用套管和钻井液来清理堵塞物，或者更换钻头。
3. 井眼扩大问题：在钻井过程中，井眼可能会因为钻头旋转而扩大，导致钻井液流失，钻井进展受阻。
处理对策可以及时更换套管来修复井眼，并调整钻进参数来控制扩大速率。
4. 地层塌陷问题：地层塌陷可能会导致井眼不稳定，甚至垮塌。
处理对策可以使用固井技术来加固地层，或者使用抗塌剂来防止地层塌陷。
5. 钻柱结构问题：钻柱在钻进过程中可能会出现结构问题，如弯曲、断裂等。
处理对策可以及时检查和替换受损钻柱部件，保证钻井顺利进行。
6. 钻头磨损问题：钻头在地下钻进过程中会受到地层的磨损，导致钻头寿命缩短。
处理对策可以选择使用更耐磨的钻头材料，或者及时更换磨损的钻头。
7. 钻井液污染问题：钻井液可能会受到地层化学物质的污染，影响钻井效果。
处理对策可以使用化学清洗剂来清洁钻井液，或者更换新鲜的钻井液。
8. 气体逸出问题：地下储层可能存在气体，当钻进过程中遇到气体逸出现象时，可能会造成安全风险。
处理对策可以使用气体检测仪来监测气体浓度，并及时采取安全措施，如停止钻井和排放气体。
9. 钻井速度问题：钻井速度可能会受到地层硬度、岩层性质等因素的影响，导致钻井效率不高。
处理对策可以根据地层情况调整钻头类型和钻进参数，提高钻井速度。
10. 钻井精度问题：定向井钻井的目标是达到特定地层目标，精度较高。
处理对策可以使用测斜仪和地层采样器来进行地层测量和采样，确保钻井达到预期目标。
定向井钻井技术中可能会遇到各种问题，但通过合理的监测、调整和处理，可以提高钻井效率和安全性。
定向井钻井技术
一、专业名词
5、方位变化率：单位井段内方位角的变化值称为 方位变化率。通常以两测点间方位角的变化量与 两测点间井段长度的比值表示。常用单位为（°） /25m、（°）/30m。 6、全角变化率：它是指单位长度井段内全角的变 化值。或在单位井段内井眼前进的方向在三维空 间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包 含着方位角的变化。又称狗腿严重度或井眼曲率。 单位为（°）/25m、（°）/30m。 K= √△α/△L +(△φ/△L)2sin2 (α1+ α2)/2
定向井钻井技术
一、专业名词 二、定向钻井 三、注意事项
一、专业名词
1、井斜角（α）井眼轴线上任一点的井眼方向线 与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的 井斜角。单位为（°）。 2、方位角（Φ）：在以井眼轨迹上任一点为原点 的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始 边，按顺时针方向旋转至井眼方向线在水平面上 的投影线为终边，其所绕过的角度称该点的方位 角。单位为（°）。
二、定向钻井
㈡、工具准备
1、测量仪器 ａ、最低标准应配备磁性或电子单多点测斜仪全套；
ｂ、在定向和扭方位的作业中可采用有线或无线随钻测斜 仪，井深超过2000米的定向井应尽量采用随钻测斜 仪；
ｃ、在有磁干扰条件下的测量条件下的测量作业，应采用 陀螺测斜仪；
ｄ、定期（半年或6000米作业）对定向井测斜仪器的测量 单元进行井斜角、方位角和工具面角全量程的精度 检查和调校；
二、定向钻井
㈢定向井工艺 1、井眼轨迹的控制 1）直井段钻进过程中按设计要求认真作好测斜 工作，监测井眼轨迹，严格作好防碰工作，并 控制直井段最大井斜符合设计要求。特别要作 好1：100的防碰图，做好随钻分析，异常情况分 析记录判断，搞好全员防碰工作。 2）、造斜段：造斜点的选择应考虑以下因素： ａ、设计造斜点，ｂ、直井段以发生的轨迹偏移 ｃ、有利于防碰，ｄ、下步计划实施的增斜方式
定向井钻井技术
第一章定向井钻井技术概述1.1 定向井的定义定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻井的井, 定向井是相对直井而言的, 而且是以设计的井眼轴线形状为根据。
根据一口定向井最大井斜角的范围, 可把定向井分为如下三类:⑪常规定向井: 最大井斜角在60°以内(该角度无一定论);⑫大斜度定向井: 即大斜度井, 最大井斜角在60°到90°之间;⑬水平井: 最大井斜角保持在90°左右(一般大于85°就叫水平井),且在目的层中维持一定长度的水平井段。
把井口集中到一个有限范围内(如海上钻井平台、人工岛等) 而完成的一组定向井叫丛式井。
这主要是出于经济的考虑。
关于丛式井技术的详细内容将在第六章中讨论。
1.2 定向井的应用定向井在以下几个方面得到广泛应用:⑪对地面条件受到限制, 如人口稠密地区、河流、森林、道路等, 需要进行不可靠近的钻探;⑫在人工岛上, 海上或沙漠中钻丛式井, 可大大减少费用;⑬直井纠斜或侧钻;⑭定向救险井;⑮绕过盐丘;第二章定向井的设计2.1 定向井设计的准备2.1.1 定向井基本技术术语钻井工程师首先必须熟练定向井中的一些术语。
⑪造斜点, Kick-Off Point 或K.O.P, 即井眼开始从垂直井段倾斜的起点。
⑫井斜角, Inclination或INC, 即井眼某一点的轴线的切线与铅直线之间的夹角。
⑬方位角是表示井眼偏斜的方向, 它是指井眼轴线在水平面的投影的方向与正北方向之间的夹角。
⑭井斜变化率, 指单位长度(100英尺或30米)内井斜角的变化值, 而单位长度内方位角变化值则称为方位变化率。
⑮垂深(True V ertical Depth), TVD, 深度零点到测点水平面的距离⑯闭合距和闭合方位, 闭合距指水平面上测点到井口的距离; 闭合方位即在水平投影图上, 测点与井口联线与正北方向的夹角。
⑰Lead Angle, 导角或方位提前角, 预计造斜时的方向线与靶点方向线(目标方向)的夹角。
定向井技术
摘要定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。
采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。
定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。
本文介绍的主要是定向井及水平井的应用。
关键字：定向井水平井及前沿技术发展1、定向钻井的目的：1、地面条件限制；如高山、大河、湖泊、海洋、城市、建筑等；2、地下条件限制；如地下断层、盐丘、穹窿等复杂地层；3、钻井工艺要求；如侧钻井、救援井、丛式井、分支井等；4、开发油气藏的需要。
钻水平井的目的是：1、开发低渗透、低孔隙度油气藏；2、丛式钻井和海洋钻井的需要。
主要内容有：1、定向井和水平井剖面设计；2、定向井和水平井井眼轨迹测量和计算；3、定向井和水平井井眼轨控制原理和技术。
发展状况：最早的定向井是用于井下落鱼而无法继续钻进的侧钻井；用专门的工具及技术钻定向井则始于1895年。
真正钻定向井是1930年在美国的加里福尼亚开采海岸浅层石油。
1934年用于井喷失控的救援井。
广泛使用定定向井是在最近20年。
在此基础上为了开发低渗透油气藏和海洋、从式井的需要又出现了水平井技术。
目前，定向井水平井已发展到很高的水平，应用越来越广泛，在剖面设计，轨迹测量、控制技术已相当完善。
井深超过8000米，水平位移达5000米。
井斜角达800以上，即所谓大斜度井。
2、定向井的基本要素1、井斜角。
井眼轴线的垂直投影平面上，任一点的切线与垂线的夹角，；2、方位角。
井眼轴线的水平投影上任一点的切线与正北方向的夹角，；3、水平位移。
是井底的水平投影与井口的水平投影之间的距离；4、井斜变化率。
井眼单位长度井深井斜角的变化值；5、方位变化率。
单位长度井深方位角的变化值；6、全角变化率（井眼曲率或狗腿度），同时表示井斜和方位变化的程度；7、测量深度（MD）。
《定向钻井技术》课件
标准化和规范化
定向钻井技术将逐渐建立和完善相关 标准和规范，促进技术的规范化和标 准化发展。
06
定向钻井技术的应用实例
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
油气田定向钻井实例
总结词
油气田定向钻井技术是定向钻井技术应用的重要领域，通过 定向钻井技术，可以高效开发油气资源，提高采收率。
详细描述
定向钻井技术在地热能开发中应用广泛，主要用于地热井的钻进。通过精确控 制钻头方向和轨迹，实现地热资源的有效开发，同时减少对周围环境的破坏和 污染。
其他领域定向钻井实例
总结词
除了油气田和地热能开发领域，定向钻井技术还广泛应用于其他领域，如水井、桩基孔、地下管道等 。
详细描述
在水井钻进中，定向钻井技术可以控制钻头方向和轨迹，实现水资源的有效开发。在桩基孔钻进中， 定向钻井技术可以提高桩基的稳定性和承载能力。在地下管道建设中，定向钻井技术可以实现管道的 精确铺设和连接。
详细描述
定向钻井技术在油气田开发中应用广泛，主要用于水平井、 大斜度井和对接井的钻井。通过精确控制钻头方向和轨迹， 实现水平段或斜度较大的井段的高效钻进，从而增加油藏暴 露面积，提高采收率。
地热能开发定向钻井实例
总结词
地热能开发定向钻井技术是利用地热资源的重要手段，通过定向钻井技术，可 以高效开发地热资源，减少环境污染。
定向钻井的测量仪器
01
测量仪器是定向钻井中用于监测和记录钻孔信息的 设备。
02
它能够实时监测钻头的位置、方向、深度等信息， 为施工人员提供准确的钻孔数据。
03
测量仪器的精度和可靠性对定向钻井的精度和效率 具有重要影响。
04
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种可以在同一井口内钻出多个井眼的技术，具有节约时间和减少井口数量的优势。
在实际应用过程中，也会遇到一些问题，下面将列举一些常见问题，并提供相应的处理对策。
1. 井眼偏移问题在定向井钻井过程中，井眼可能出现偏离目标轨道的情况。
产生这种问题的原因主要包括：钻头偏转力过大、钻井液过浑浊、测量仪器故障等。
解决这个问题的对策有：- 选择合适的钻井液，保持其清洁度，控制好浊度。
- 定期检修仪器设备，确保其准确性和正常使用。
- 根据实际情况及时调整钻头的偏转力，避免过大或过小。
2. 垂直井眼泥水分离问题钻进垂直井眼时，由于井眼垂直度较大，钻井液内的固相颗粒与钻头相对较容易分离。
处理这个问题的对策有：- 根据钻井液的性质和高度，选择合适的备选钻井液，加大颗粒分散性和悬浮性。
- 调整钻井液循环速度，增加固相颗粒与液相的接触时间，促进分散悬浮。
3. 气体逃逸问题在定向井钻进程中，地下水、天然气等气体有时候会逃逸到钻井液中，导致井眼内气液分离。
解决这个问题的对策有：- 加强井筒防漏，确保井筒严密性，减少气体进入。
- 定期检测井筒气体含量，及时采取相应的措施，例如增加表面泥浆重量、调整静态液面等。
4. 下钻速度过慢问题定向井钻井过程中，有时候井眼下钻速度过慢，钻进周期延长。
可能的原因有：钻具磨损、钻井液影响等。
解决这个问题的对策有：- 定期检修钻具，确保其切削效果。
- 优化钻井液性能，减少井眼壁结垢，提高钻井效率。
5. 钻头故障问题在定向井钻进程中，钻头磨损、断刀等故障较为常见。
处理这个问题的对策有：- 根据钻头使用寿命，及时更换新钻头。
- 加大井眼轨迹清理力度，减少井眼壁卡钻。
6. 钻井液温度过高问题定向井钻井过程中，钻井液温度过高会引起一系列问题，如钻头寿命缩短、井眼垮塌等。
处理这个问题的对策有：- 降低环境温度，采取降温措施，如增加水冷器数量、调整钻井液比重等。
- 使用高温稳定剂，增加钻井液的稳定性和耐温性。
定向钻进名词解释
定向钻进名词解释
定向钻（Directional Drilling）是一种现代化的钻井技术，通过使用各种定向工具，钻机可以在地面上以较小的钻井平台钻出多个钻井孔。
它是将钻井孔钻入地下油气层的一种技术，可以让钻机钻出一系列钻井孔并斜向穿过地层，以达到采集更多油气资源的目的。
定向钻井技术能够准确地控制井眼的轨迹和方向，使其穿过地层的特定区域。
通过使用定向钻井技术，钻机可以在一个区域内钻出多个井眼，以最大化地利用油气田中的资源。
定向钻井技术的优点在于其能够在垂直井眼无法到达的地方进行钻探，从而大大提高了勘探和生产的效率。
此外，它还可以减少对环境的影响，因为只需要较小的钻井平台和更少的钻井孔，从而减少了对地面的破坏。
定向钻井技术已经成为当今油气勘探和生产的重要技术，它可以提高生产率和效率，同时也可以降低钻井成本和环境影响。
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浅层造斜措施(续)
3 、喷嘴面积。高压喷射钻井，不适于浅层 造斜。如果排量很高，水力冲蚀严重，钻 头承受的钻压小，导向钻具相当于缺少了 一个支点，马达产生的侧向力减弱，马达 的造斜能力降低。在选择喷嘴时，喷嘴面 积在1.8in2，考虑到一趟钻钻完一个井眼的 原则，喷嘴面积选择1.5~1.7 in2，能够满足 浅层造斜的需要。
摘
要
越来越多的海洋、陆地的大型油田采用丛 式井开发技术，随着大型油田的开发，丛式 定向钻井技术得到了长足的发展和提高，平 台 的 结 构 由 2 X2、4X4 发 展 到 5 X7、5X8、 4X9 的密集型丛式井平台，井距由 2 米 X 2 米 缩小到1.5米 x 1.7米。平台井口数的增加，最 大限度的控制了成本，取得了巨大的经济效 益。
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Landmark软件提示
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克服困难，挑战极限，是所有定向井 工作者面临的考验。在丛式井平台中有 两个暗礁： a. 平台内各井之间的防碰。包括直井段偏 斜、造斜点深浅和初始方向。 b. 平台内各井与本平台所覆盖油田内的探 井之间的防碰。
软件计算误差等。
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引起丛式井平台碰撞危险的因素
平台导管架中的隔水导管。平台的隔水导管是
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浅层造斜措施
1 、选择一套合理的导向钻具组合 ( 以 121/4” 井眼为例 ) ， 12-1/4”PDC+9-5/8” 马达 ( 弯角 1.5 度 )+11-1/2” 稳定器 +8” 无磁钻铤 1 根+8”MWD+8” 无磁钻铤1根+7-3/4”震击 器+8”接头+5”加重钻杆17根 2、钻头的选择，分两种：牙轮钻头和PDC 。牙轮钻头选择适合高转速 ( 一般在防碰 作业很严重的时候使用 ) ； PDC 钻头要选 择底部稍平，适于加压的PDC。
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1
(一) 丛式井平台设计
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提供的资料，将位移大的 井放在边缘槽口，位移小的井依此类推 放在槽口里面。要求布井合理，井眼安 全、轨迹最优、进尺最少、可操作性强 的原则来进行丛式井设计。
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F9井14#设计防碰数据
F9井14#实际防碰数据
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F9井与14井防碰绕障图
F9井 实测轨迹线 14井
设计轨迹线
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平台作业中存在的不确定因素
仪器系统误差。 测量误差。 测量深度误差 测量间距误差 磁偏角误差 磁干扰误差。
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7
设计是丛式井平台成功的关键 ，丛式井设计体现安全第一的原 则，把安全第一的原则贯穿到整 个设计中。下面以渤海某油田中 的两个丛式井平台为例说明。
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8
9
3X4结构的丛式井平台
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渤海某个丛式井平台靶点位置
11
渤海某个丛式井平台水平投影图
12
设计完的槽口图
13
(二 )
浅层造斜技术
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普通定向井造斜是定向井工程师必修的 科目，在这里不多讲。何为表层造斜，就 是造斜点浅 ( 小于 350 米 ) ，地层很软，压实 程度比较低的地层中造斜。在这种地层中 造斜，如果不采取一些特殊的措施，是不 能保证造斜率的。丛式井的钻井顺序是先 外后里，先浅后深。前几口井肯定是钻外 排井，如果有一口井没有造斜成功，将会 影响到半个平台，甚至影响到整个丛式井 平台的钻井作业。
3
丛式井设计资料
平台结构、井距、结构北角(真北方向线顺
时针旋转到平台北方向线的夹角)。
平台中心坐标、单井的靶点坐标。
井身结构。
特殊井的钻井顺序。
钻井船的就位。目前的钻井船只能覆盖
5X5 或 4X5 的 平 台 ， 对 于 5X7 ； 5X8 ； 或 4X9 的密集型丛式井平台要分两次就位或 使用滑移轨道和钻井帽。
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浅层造斜措施(续)
6、闭路循环。海水比泥浆对地层的冲蚀 作用大很多。需要浅层造斜的井，必须 使用泥浆，采取闭路循环的方式进行造 斜作业，否则造斜率将大大降低。
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(三 ) 井眼防碰技术
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密集型丛式井平台定向作业，井眼防 碰是主要解决的课题。井距 1.5X1.7 渤海 最早采用，查阅很多资料，国外也没有 发现如此小的井距。 Landmark 公司的软 件，井距 1.5 米，提示您注意，再往下钻 进是非常危险的。
造斜点深度的选择。根据位移、井
斜、井身结构等因素合理的选择造 斜点深度。
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6
绕障设计
两口井的方向一致，造斜点不同，
两口井槽口下部空间不能相互占用 。假如不进行绕障设计，则会产生 井眼碰撞事故。
油田覆盖内的探井，如果影响到安
全问题，必须进行绕障设计。
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浅层造斜措施(续)
4 、马达弯角的选择。弯角的选择要考虑 两个方面： (1) 弯角大于1.5度，顶驱(转盘)不能旋转 ，最佳弯角度数1.5度。
(2) 一趟钻钻完一个井眼。
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浅层造斜措施(续)
5、钻井参数的选择。浅层造斜钻压、排 量是主要控制的参数。要想取得理想 的造斜率，钻压必须保持 15kn 以上。 在软地层中加上 15kn 不是很容易的。 如果加不上，必须降低排量，减少水 力冲蚀的作用。
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4
槽口分配
槽口分配原则：位移大的井排在外
排槽口，依此类推，位移小的井排 在内排。
分配槽口时井位的方向是非常重要
的，两口井避免相交，两井相交对 于防碰不利。井眼轨迹相交不可避 免，造斜点错开80米以上。
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5
造斜点的选择
选择原则：先浅后深，先外后里 相邻井的造斜点错开50米。