定向钻井理论与技术

有计划地钻出两口或两口以上的定向井，可含一口直井。
分支井（multi-lateral well）：也称为多底井，是指一个井口 下面有两个或两个以上井底的定向井。
水平井的应用
水平井的应用
水平井的应用
水平井的应用
稠油开采
水平井的应用
阶梯水平井
用水平井连通有高低差的两孤立油藏
大位移井的用途
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°。
井斜方位角的象限角表示方法
象限角：井斜方位线与正北方位线或与正南方位线之间的夹角。 象限角的变化范围：0°～90°之间。 图中： N30º E=30º
§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、处理井下事故的需要 4、提高油藏采收率的手段
1、地面环境条件的限制

当地面上是高山，湖泊，沼泽，河流，沟壑，海洋，农田或重 要的建筑物等，难以安装钻机进行钻井作业时，或者安装钻机 和钻井作业费用很高时。
1、地面环境条件的限制
胜利油田河50井组
2、地下地质条件的要求

断层遮挡油藏：定向井比直井可发现和钻穿更多的油层； 薄油层：定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多； 垂直裂缝的构造带：打直井很难钻遇裂缝，若钻定向井或水 平井，则钻遇裂缝的机会就大得多。
2、地下地质条件的要求
3、处理井下事故的需要


直井打斜了，也具有井斜角和方位角的变化，但那不是定向井。

定向钻井(directional drilling)：使井身沿着预先设计的方向 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。
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
0.6万吨
直井的5倍以上（L=300m）
水平井技术适合于薄层的开采
几种特殊的定向井
水平井（horizontal well）：井眼轨迹达到水平（井斜角90º 左右）以后，井眼继续延伸一定长度（延伸长度与油层厚度之 比不小于6倍）的定向井。 大位移井（延伸井，extended reach well）：水平位移与垂 深之比（位垂比）不小于2的定向井。 丛式井（cluster well） ：在同一个井场上或一个钻井平台上，
(1)井深（L，Dm）：井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长 度，也称为斜深、测深（measure depth,MD）。
• 井深增量（ΔL）：下测点井深与上测点井深之差。 L＝LB－LA
1、井眼轨迹的基本参数
(2)井斜角(α)：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；井眼方向 线与重力线之间的夹角称为井斜角。



定向钻井理论与技术
§1-1 定向井的用途 §1-2 井眼轨迹的基本概念 §2-1 井眼曲率计算方法 §2-2 测斜计算方法 §2-3 井眼轨迹质量评价方法 第3章 井眼轨道设计（6学时） §3-1 井眼轨道设计概述 §3-2 二维常规轨道设计 §3-3 微曲稳斜轨道设计 §3-4 待钻井眼轨道设计 §2-4 井眼轨迹的内插方法 第4章 井眼轨迹预测方法（4学时） §4-1 井眼轨迹预测的外推法 §4-2 给定造斜率的井眼轨迹预测方法 §4-3 工具的造斜率预测方法* §4-4 钻头与地层相互作用模型简介*
定向钻井理论与技术
定向钻井理论与技术
学习目的：掌握定向井设计和计算的基本理论和方法，初步具备分 析和解决定向钻井过程中具体问题的能力，并对当前的定向井新技 术有最基本的了解，为以后从事定向井工作打下较好的基础。 主要内容：井眼轨迹计算；井眼轨道设计；井眼轨迹预测；钻柱摩 阻扭矩计算；定向井测量技术；定向井专用井下工具；井眼轨迹控 制技术；定向井新技术专题介绍等。 教材：定向钻井设计与计算(韩志勇 编著). 中国石油大学出版社，2007.11 主要参考文献：有关定向井的行业标准、科技论文。
பைடு நூலகம்
井斜角增量(Δα )：下测点井斜
角与上测点井斜角之差。 Δα＝αB－αA
1、井眼轨迹的基本参数
(3) 井斜方位角（Φ）：某测点处的井眼方向线在水平面上的投影称
为井眼方位线（井斜方位线）；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。也称为井眼方位角、方位角。

井斜方位角增量（ΔΦ）：
第1章 定向钻井技术概述（1学时） 第2章 井眼轨迹计算与评价（5～6学时）
§3-5 坐标系统及转换*
定向钻井理论与技术
第5章 管柱摩阻扭矩计算*（1学时） 第8章 水平井钻井技术（5～6学时） 第6章 定向井专用井下工具（4学时） §6-1 无磁钻铤 §6-2 螺杆钻具 §6-3 其它井下工具 第7章 定向井测量技术（2学时） §7-1 电磁测斜仪 第9章 丛式井技术*（2学时） §9-1 丛式井技术难点及对策 §9-2 井眼轨迹扫描与防碰技术 §8-1 水平井轨道设计方法 §8-2 水平井轨迹控制技术
§7-3 无线随钻测斜仪
§7-4 陀螺测斜仪
第10章 旋转导向钻井技术* （2学时）
第1章 定向钻井技术概述
§1-1 定向井的用途
§1-2 井眼轨迹的基本概念
§1-3 井眼轨迹的图示法
定向井与定向钻井

定向井(directional well)：按照事先设计的具有井斜和方位 变化的轨道钻进的井。
海油陆探、海油陆采
大位移井的用途
西江24-1边际油田
大位移井的用途
侧钻井(side-track well)
多分支井
多分支井
鱼骨井 也称为羽状井
§1-2 井眼轨迹的基本概念
1、井眼轨迹的基本参数（测斜参数）
• 测量方法：非连续测量；“测段”；“测点”。 • 三个基本参数：井深、井斜角、井斜方位角（方位角）
井下落物或断钻事故最终无法捞出时，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。

3、处理井下事故的需要
4、提高油藏采收率的重要手段
•钻穿多套油气层、老井侧钻、水平井等。