定向井基础知识
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：测点处的井眼切线与铅垂线之间的夹角。
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。
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：测点处的井眼切线与铅垂线之间的夹角。
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。
《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
感谢观看
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。
01
03
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。
04
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。
定向井基础知识
定向井基础知识定向井基础知识一、概念部分1定向井：一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井，统称为定向井。
2井深（米：井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，单位为米3垂深《m》：井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点的垂深，单位为《米》4 水平位移（M）：井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，称为该点的水平位移，也称为该点的闭合距，单位为《米》严格意义上水平位移为闭合距在设计井眼轨迹上的投影位移闭合距井眼轨迹投影于水平面与设计轨迹投影于水平面的夹角井底与井口连线在水平面上的投影线的长为总闭合距（习惯叫闭合距又叫总水平位移），5、视位移（m）：水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视位移，是绘制垂直投影图的重要参数，单位为“米”。
6、井斜角《°）：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，称为该点的井斜角，单位为“度”。
7/方位角（°）：在以井眼轴线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该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角，单位为“度”。
8、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”，顺时针为正，逆时针为负。
磁方位校正为磁方位角加上该地区的磁偏角。
9、造斜点（KOP）：在定向井中，开始定向造斜的位置叫“造斜点”。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力，常用“°/100m”表示。
11、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化速度称为“井斜变化率”，常用“°/100m”表示。
12，方位变化率：单位井段内方位角的变化速度称为“方位变化率”，常用“°/100m”表示。
13、全角变化率K（狗腿度）：指的是单位井段内井眼钻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。
定向基础知识
3－基本概念
目标点（Target）：设计规定的，必须钻达的地层位置，称 为目标点。通常是以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐 标值来表示。 靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离， 称为靶区半径。 靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离， 称为靶心距。
3－基本概念
工具面（tool face) ：工具面就是造斜工具弯曲方向的平面， 通常称作工具面。 。 反扭角：动力钻具反扭矩作用下启动前后工具面之间的夹角。 高边（High Side)：在斜井段用一个垂直于井眼轴线的平面 与井眼（这时的井眼不能理解为一条线，而是一个具有一定 直径的圆）相交，由于井眼是倾斜的故井眼在该平面上有一 个最高点，最高点与井眼圆心所形成的直线及为井眼的高边 。 工具面角（Tool Face Angle):表示造斜工具下到井底后工具 面所在的位置参数。工具面角有两种表示方法：高边工具面 角：造斜工具弯曲方向的平面与井斜方位角所在平面的夹角。 一般是井斜角大于6º后可用高边工具面角；磁性工具面角： 造斜工具弯曲的平面与正北方位所在平面的夹角。 。
3－基本概念
增斜段：井斜角随井深增加的井段，称为增斜段。 稳斜段：井斜角保持不变的井段称为稳斜段。 降斜段：井斜角随着井深的 增加而逐渐减小的 井段称为降斜段。 井斜变化率：单位井段内井 斜角的绝对变化值。通常以 两测点之间井斜角变化量
与井段长度的比值来表示。 方位变化率：单位井段内井
斜方位角的绝对变化值。 两变化率的单位为：º /100m
二、定向井、丛式井钻井技术－基本概念
丛式井的基本概念：凡在一个井场或平台上，有计划的钻 几口可几十口定向井和一口直井，这些井统称为丛式井 （组）。丛式井要涉及到合理的井距及布井的先后顺序及 防碰跟踪等问题。
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：测点处的井眼切线与铅垂线之间的夹角。
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。
定向井钻井基础知识
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。
定向井技术入门基础
原理：陀螺、磁场（在套管内不能测量，需使用无 磁钻铤）
方法：感光照相（单、多点照相仪），电法（随钻 测量仪 MWD）。
要点小结
定向井的有关概念、名词术语 表示定向井的两个平面 实际井眼轨迹的计算和绘制 造斜与井眼轨迹控制方法 装置角的定义及其图解法 井身轨迹测量方法及原理
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装置角的规定
当造斜工具面和原井眼方向所在铅垂 面重合，且造斜工具起增斜作用时， 装置角w为０度；
在垂直井眼内，造斜工具弯曲方向指 向正北，装置角w为０度。
装置角w对井斜和方位的影响
w270 全力减方位
减斜 减方位
w180~270
w180 全力降斜
增斜 减方位
w270~360
原井斜方位
平衡正切法
平衡正切法计算公式
１、垂直位移： H i L i(co s ico s i 1)/2
２、水平位移： S i L i( s i n i s i n i 1 ) /2
３、北位移： N i L i(sinicosisini 1cosi 1)/2
４、东位移： E i L i ( s i n is i n i s i n i 1 s i n i 1 ) /2
定 向 井 技 术
定向钻井
定向井的概念
定义：设计井眼轨迹由多段直线和光 滑曲线组成，井底相对井口有一定 的水平位移；这种沿着预先设计的 井眼轨迹钻进的井称为定向井。
定向井的使用范围
增加油层穿越面积，提高产量和采收率（水平井） 绕开地面障碍（河流、高山、建筑、沼泽） 适应井下地质条件，节省钻井时间 减小地面井场占用面积,节省投资（丛式井、多底井） 处理井下事故（救援井、侧钻井）
定向井基础
坐标换算公式如下：
△X= Xb- Xa
△Y= Yb- Ya
计算出△X、△Y的正负数值后确定目标所在的象限。然后计算方位的 精确值。
位移
S= △X2+△Y2
Φ20=2a0r/9c/t27g△Y/△X(以上图为例)。
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二、剖面设计中有关因素的选择
1、 造斜点的选择：
（1） 造斜点应选择在比较稳定的地层，避 免在岩石破碎带，漏失地层，流砂层或容易坍塌 等复杂地层定向造斜，以免出现井下复杂情况， 影响定向施工。
（三）井身剖面设计的内容和步骤：
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。
1、选择剖面类型；
2、确定造斜率和降斜率，选择造斜点；
3、求得剖面上的未知参数，一般情况下这个 未知数是全井的最大井斜角；
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。
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
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20保20/9温/27 和油井的管理。
4
(二)、定向井的分类：
l 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
定向井基本知识
The directional well1. 定向井的基本概念：定向井是钻井专业术语，是指按照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。
其剖面主要有三类：(1)两段型：垂直段+造斜段；(2)三段型：垂直段+造斜段+稳斜段；(3)五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。
水平井是定向井的一种，一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层，通过油层的井段比较短。
而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后，井筒转达接近于水平，以与油层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到完井。
Advantage: 有利于多采油，油层中流体流入井中的流动阻力减小，生产能力比普通直井、斜井生产能力提高几倍。
2.定向井的基本应用：地面限制：油田埋藏在高山、城镇、森林、沼泽海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置和搬家安装碰到障碍时，通常在他们附近钻定向井。
地下地质条件要求：用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等，常采用定向井。
如：安718段块的井漏、二连地区巴音区块的井，自然方位120-150度。
钻井技术需要：遇到井下事故无法处理或不易处理时，常采用定向井技术。
如：掉钻头、断钻具、卡钻等。
经济有效的勘探开发油气藏的需要：ⅰ原井钻探落空，或钻通油水边界和气顶时，可在原井眼内侧钻定向井。
ⅱ遇多层系或断层断开的油气藏，可用一口定向井钻穿多组油气层。
ⅲ对于裂缝性油气藏可钻水平井穿遇更多裂缝、低渗透性地层、薄油层都可钻水平井，提高单井产量和采收率。
ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地区，可用丛式井开采油气。
3. 定向井基本分类：按设计井眼轴线形状分：ⅰ两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上变化的定向井，井斜变化，方位不变化。
ⅱ三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的定向井，井斜变化，方位变化。
可分为：三维纠偏井和三维绕障井。
按设计最大井斜角分：ⅰ低斜度定向井：井斜小于15度，钻井时井斜、方位不易控制，钻井难度大。
ⅱ中斜度定向井：井斜在15-45度之间，钻井时井斜、方位易控制，钻井难度相对较小，是使用最多的一种。
定向井基本知识98024
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。
定向井基本知识
定向井基本概念1、定向井：一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井。
2、井深：井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深，或斜深。
3、垂深：井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离。
4、水平位移：井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离。
5、视平移：水平位移在设计方位线上的投影长度。
6、井斜角：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。
7、最大井斜角：全井井斜角的最大值。
8、方位角：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该点处井眼方向线在水平面上的投影线，所转的角度称为该点的方位角。
9、造斜点：在定向井中，开始定向造斜的位置叫造斜点，通常以开始定向造斜的井深表示。
10、井斜变化率：单位井段内，井斜角的改变速度，称为井斜变化率。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间井段的长度的比值表示。
11、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。
12、造斜率：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。
13、增（降）斜率：指的是增（降）斜井段的井斜变化率；其井斜变化为正值时为增斜率。
负值为降斜率。
14、全角变化率：指的是在单位井段内，井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
15、增斜段：井斜角随井深增加的井段。
16、稳斜段：井斜角保持不变的井段。
17、降斜段；井斜角随着井深的增加而逐渐减小的井段。
18、目标点：设计规定的必须钻达的地层位置。
19、靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
20、靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
21、工具面：造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
22、反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜和扭方位时，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，称为反扭角，反扭角总是使工具面逆时针转动。
定向井的基础知识
井眼轨迹的基本参数
• 磁偏角
– 目前广泛使用的磁性测斜仪是 以地球磁北方位为基准的。磁 北方位与正北分位并不重合而 是有个夹角，称为磁偏角。磁 偏角又分为东磁偏角和西磁偏 角。东磁偏角指磁北方位线在 正北分位线的东面，西磁偏角 指磁北方位线在正北分位线的 西面。用磁性测斜仪测得的井 斜方位角称为磁方位角，并不 是真方位角，需要经过换算求 得真方位角。这种换算称为磁 偏角校正。换算的方法如下：
– 几种叫法：井眼曲率也称为全角变化率，又称狗腿严 重度(简称为狗腿度)，都是同一个概念，是指单位长度 井段内狗腿角的大小。
– 井眼曲率计算方法: 有公式计算法 、查图法、图解法、 查表法和尺算法等五种。后四种皆来源于公式计算法。 公式计算法又可分为三套。
井眼曲率及其计算
• 第一套计算公式： • 根据空间微分几何原理推导，可得：
– 井眼轴线上，从一点到另一点，井眼前进方向变化的 角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），既反映 了井斜角的变化，又反映了井斜方位角的变化。人们 将此角度称为全角变化值，或称为狗腿角，通常以γ表 示。
井眼曲率 及其计算
• 井眼曲率的概念：
– 井眼弯曲的程度：井段长度不变，狗腿角越大，则井 眼前进方向变化的越快，井眼弯曲越厉害，井眼曲率 越大。
井眼曲率及其计算
• 第二套计算公式：
– 这是Lubinsky先生根据空间平面圆弧曲线推导的。 – 假定测段是斜面圆弧曲线，则测段的狗腿角γ：
cos cos1 cos2 sin1 sin2 cos
– 式中 ： 2 1
– 若用半角和平均角形式表达,则可得:
sin2
定向井的用途
定向井的用途
定向井的用途
定向井的用途
定向井的基础知识
• 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，为了勘探和 开发它们下面的油田， 最好是钻定向井。
定向井的用途
定向井的用途
• 2.地下地质条件的要求：
– 对于断层遮挡油藏，定向井比直井可发现和钻穿更多 的油层； – 对于薄油层，定向井和水平井比直井的油层裸露面积 要大得多。 – 对于垂直裂缝的构造带，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； – 另外，侧钻井，多底井，分支井，大位移井，侧钻水 平井，径向水平井，等等定向井的新种类，显著地扩 大了勘探效果，增加了原油产量，提高了油藏的采收 率。 新提法：用钻井方法提高油藏采收率
井斜变化率和井斜方位变化率
• 井斜角和井斜方位角是在随着井深而不 断变化的。既然在变化，就有变化快慢 之分。变化率就是变化的快慢。 • 井斜变化率：是指井斜角随井深变化的 程度，以Ｋα表示。严格地讲，井斜变化 率是井斜角α对井深Ｌ的一阶导数，可写 为： • 以增量代替微分，以相邻二测点间的井 斜角变化值（Δα）与二测点间井段长度 （ΔL）的比值来表示井斜变化率的。 • 求得的乃是该测段的平均井斜变化率：
定向井的用途
丛式井
丛式井三维结构图
井眼轨迹的基本参数
• 井深：
– 指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度， 也有人称之为斜深，国外称为测量井深(Measure Depth)。井深是以钻柱或电缆的长度来量测。井 深既是测点的基本参数之一，又是表明测点位置 的标志。 – 井深常以字母Ｌ表示，单位为米(m)。井深的增 量称为井段，以ΔＬ表示。二测点之间的井段长 度称为段长。一个测段的两个测点中，井深小的 称为上测点，井深大的称为下测点。井深的增量 总是下测点井深减去上测点井深。
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井眼轨迹的基本参数
井斜方位角(Amz)：
某测点处的井眼方向线投 影到水平面上，称为井眼 方位线，或井斜方位线。 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，即井 眼方位角。注意，正北方 位线是指地理子午线沿正 北方向延伸的线段。所以 正北方位线和井眼方位线 也都是有向线段，都可以 用矢量表示。
井斜方位变化率：是指井斜方位角 随井深变化的程度，以Ｋφ表示。 严格地讲，井斜方位变化率是井斜 方位角φ 对井深Ｌ的一阶导数， 可写为：
二、水平井
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井眼轨迹的基本参数
所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。
一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。为了进行轨 迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹 测量，这就是“测斜”。 目前常用的测斜方法并不是连续测斜，而是每隔一定长 度的井段测一个点。这些井段被称为“测段”，这些点 被称为“测点”。
是井斜角α对井深Ｌ的一阶导数，可写为：
以增量代替微分，以相邻二测点间的井斜 角变化值（Δα）与二测点间井段长度 （ΔL）的比值来表示井斜变化率的。求 K 得的乃是该测段的平均井斜变化率：
L
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井斜变化率和井斜方位变化率
前言
本ppt主要讲述一些关于定向井技术中井眼轨 迹和井眼轨迹控制方面的术语和基本方法。其目 的是抛砖引玉，立足于现场运用，如需要详细了 解和掌握请查阅相关的书籍。
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定向井的定义
一、定向井
定向钻井是使井眼沿预先 设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻 达预定目标的钻井过程。 （井斜控制是使井眼按规定 的井斜、狗腿严重度、水平位移 等限制条件的钻井过程）。
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井眼轨迹的基本参数
井斜方位角常以字母φ表示，单位为度(°)。井斜方位角的 增量是下测点的井斜方位角减去上测点的井斜方位角，以 Δφ表示。井斜方位角的值可以在0～360° 范围内变化。
注意“方向”与“方位”的区别。方位线则是水平面上的矢 量，而方向线乃是空间的矢量。只要讲到方位，方位线，方 位角，都是在某个水平面上；而方向和方向线则是在三维空 间内(当然也可能在水平面上)。井眼方向线是指井眼轴线上 某一点处井眼前进的方向线。该点的井眼方位线则指该点井 眼方向线在水平面上的投影。在学习扭方位计算时，也要特 别注意这个区别。
井深：
指井口(通常以转盘面为基准)至钻头的井眼长度，也有人 称之为斜深。
滞后距：
指测点至钻头的距离。
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井眼轨迹的基本参数
井斜角（Inc）：
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就 是井斜角。显然，井眼方向线与 重力线都是有向线段。井斜角表 示了井眼轨迹在该测点处倾斜的 大小。 井斜角常以希腊字母α表示，单 位为度(°)。一个测段内井斜角 的增量总是下测点井斜角减去上 测点井斜角，以Δα表示。
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井眼轨迹的基本参数
象限角
井斜方位角还有另一种表 示方式，称“象限角”它 是指井斜方位线与正北方 位线或与正南方位线之间 的夹角。象限角在 0～90 度之间变化。书写时需注 明所在的象限，如 N67.5°W。
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井斜变化率和井斜方位变化率
井斜角和井斜方位角是在随着井深而不断 变化的。既然在变化，就有变化快慢之分。 变化率就是变化的快慢。
da 井斜变化率：是指井斜角随井深变化的程 K dL 度，以Ｋα表示。严格地讲，井斜变化率
测斜仪器在每个点上测得的参数有三个，即测深、井斜 角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。
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指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。国外称 为测量井深(Measure Depth)。井深是以钻柱或电缆的长 度来量测。测深既是测点的基本参数之一，又是表明测点 位置的标志。
井眼轨迹的基本参数
象限方位角得校正，更为麻烦。
区别东西磁偏角； 区别在那个象限里；
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磁偏角校正(讨论)
1. 我国胜利油田的磁偏 3. 西磁偏角5.50，测得 角大约是西偏5.50。某测 方位角292.50，求真方位 点测得井斜方位角为2.50， 角=？如果用象限角表示， 求真方位角=？ 象限角=？ 2. 我国新疆克拉玛依油 4. 东磁偏角50，测得方 田的磁偏角大约是东偏 位角1200，求真方位角=？ 4.10。某测点测得井斜方 如果用象限角表示，象限 位角为358，求真方位角=？ 角=？
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井眼轨迹的基本参数
磁偏角
目前广泛使用的磁性测斜仪是 以地球磁北方位为基准的。磁 北方位与正北分位并不重合而 是有个夹角，称为磁偏角。磁 偏角又分为东磁偏角和西磁偏 角。东磁偏角指磁北方位线在 正北分位线的东面，西磁偏角 指磁北方位线在正北分位线的 西面。用磁性测斜仪测得的井 斜方位角称为磁方位角，并不 是真方位角，需要经过换算求 得真方位角。这种换算称为磁 偏角校正。换算的方法如下： 真方位角＝磁方位角＋东 磁偏角 真方位角＝磁方位角－西 磁偏角