石油钻井行业定向钻井技术概述概述共58页文档
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。
定向及水平井简介
对钻井设备和技术的要求较高 ，需要专业的定向井工程师团
队。
在某些情况下，可能存在井眼 轨迹控制难度大、油层污染等
问题。
水平井的优缺点
优点 可以实现长水平段穿越油层，提高油藏的开采效率。
对于薄油层和复杂油藏的开采具有重要意义。
水平井的优缺点
• 可以有效利用地层自然裂缝，提高油藏的开采效 率。
水平井的优缺点
01
缺点
02
钻井过程中需要控制好水平段的稳定性， 避免出现卡钻等事故。
03
对钻井设备和技术的要求较高，需要专业 的水平井工程师团队。
04
在某些情况下，可能存在水平段稳定性差 、油层污染等问题。
定向井与水平井的适用范围及选择依据
适用范围
定向井适用于需要大范围水平位移的油藏开采，如海上油田、复杂断块 油田等。
岩屑携带
定向钻井过程中，岩屑容易堆积在井 底，影响钻进效率。可以采用高压喷 射钻头、空气钻头等新型钻头，提高 岩屑携带能力。
地层适应性
不同地层对钻头、钻具和工艺有不同 的要求，需要根据地层特点选择合适 的钻头、钻具和工艺。
03
水平井钻井技术
水平井钻井设备及工具
01
02
03
04
钻机
用于钻进水平井的钻机，通常 采用顶部驱动钻井系统。
岩屑携带
水平井钻进过程中，岩屑容易堆积在井底，影响钻进效率 。可以采用高压喷射钻井技术来解决这一问题。
井壁稳定
水平井钻进过程中，容易发生井壁失稳现象，可以采用合 理的钻井液体系和稳定剂来解决这一问题。
完井作业
水平井完井作业过程中，需要采用特殊的完井技术，以确 保水平段的密封性和稳定性。可以采用先进的完井技术和 工具来解决这一问题。
钻井定向钻井
第二节
定向井井身剖面设计
（2）最大井斜角： <15o方位不稳， >45o测井、完井施工难度大、扭方位困 难、扭矩大、井壁不稳
一般15o－45o。
第二节
定向井井身剖面设计
（3）井眼曲率 井眼曲率变化的影响： 过小：造斜井段过长，增加轨迹控制工作量 过大：造成钻具偏磨、摩阻过大、键槽、其 它井下作业（如测井、固井、射孔、采油等）的困 难。 控制原则： 定向井中应控制其最大值 5o-12o/100m，最 大不超过16o/100m。
α
B
第一节
定向井的基本概念
水平投影上的方位变化
Δl (叫水平投影曲率） 不等于该段井眼的实际方位变 化率，因其该段的水平投影长 度一般不等于空间实际长度。
N
O ΔS
K
KA
l
S
第一节
定向井的基本概念
2. 空间曲线法求井眼曲率
依据：
L dN dE
dH
根据微分几何原理，一条空 间曲线的曲率K有公式
2
)
代替，( 1、2)分别为上下测点井斜角
可得井眼曲率
K
2 2 2 sin c L L
第一节
定向井的基本概念
三、狗腿度概念
钻进一定长度（30米）的井眼角度（空间全角）变化。
2 2 sin 2 c
在前面的井眼曲率计算式中，若用
K
L
代入上式可得
b、套管允许弯曲应力对井眼曲率的限制
套管尺寸较大，弯曲后最容易出现的破坏是丝扣滑 脱或破坏，通过数学力学分析并考虑丝扣处应力集中得到 下式:P.128(7-20)
114 .58 s 105 Kc ( / 100) K1 K 2 E d c
定向井(水平井)钻井技术概述
第一章定向井<水平井）钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念1．定向井丛式井发展简史定向井钻井被<英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。
”我国学者则定义为，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。
定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。
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。
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10，654M；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Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114M。
垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14；丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口；我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685M，垂直井深表遗憾350M，水平位移444.2M，最大井斜92°，水平段长160M；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
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。
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
定向井理论与技术(完整版讲义)
6
（1）井深（L） 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，MD)。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。 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。
率也有人称作“狗腿严重度”，“全角变化率”。 对一个测段(或井段)来说，上、下二测点处的井眼方向线是不同的，两条方向线之间的夹角(注意
8
是在空间的夹角)称为“狗腿角”，也有人称为“全角变化”。 3、井眼轨迹的图示法
一种是垂直投影图与水平投影图相配合，如图 1-2-3(a)所示； 一种是垂直剖面图与水平投影图相配合，如图 1-2-3(b)所示。
4
5
随着定向井钻井技术的发展，定向井建井周期和总成本已接近钻直径的水平，定向钻井已成为油 田勘探开发的极为重要的手段。
§1-2 井眼轨迹的基本概念
1、井眼轨迹的基本参数 井眼轨迹为空间曲线。为了进行井眼轨迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹测
量，也即“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”。
H H
图 1-2-3（a） 垂直投影图与水平投影图 图 1-2-3（b） 垂直剖面图与水平投影图 （1）水平投影图 水平投影图相当于机械制图中的俯视图，就是将井眼轨迹这条空间曲线投影到井口所在的水平面 上。图中的坐标为 N 坐标和 E 坐标，以井口为坐标原点。 在水平投影图上，方位角是真实的。 （2）垂直投影图 垂直投影图相当于机械制图中的侧视图，即将井眼轨迹这条空间曲线投影到设计方位线所在的那 个铅垂平面上。图中的坐标为垂深 D 和视平移 V，也是以井口为坐标原点。 优点：垂直投影图与设计的垂直投影图进行比较，可以看出实钻井眼轨迹与设计井眼轨迹的差别， 便于指导施工中轨迹控制。 （3）垂直剖面图 垂直剖面图可以这样来理解：设想经过井眼轨迹上每一个点作一条铅垂线，所有这些铅垂线就构 成了一个曲面。这种曲面在数学上称作柱面。当此柱面展平时就形成了垂直剖面图。垂直剖面图的两 个坐标是垂深 D 和水平长度 Lp。
定向钻井技术
定向井知识及发展华油一公司工程技术分公司2003年11月20日前言世界上第一口定向井是采用槽式斜向器定向造斜，于1932年在美国钻成的。
半个多世纪以来，定向钻井水平有了很大提高。
进入80年代，大位移、大斜度井、丛式井、多目标井、水平井的钻井工艺技术有了飞速发展。
为石油勘探和发展带来了巨大的经济效益。
我国定向井是新中国成立后才发展起来的。
1955年在玉门油田钻成的C2-15井，是我国的第一口定向井。
之后，我国又成功钻成了数对双筒井，以及多底井，斜直井等。
1965年，钻成了我国第一口水平井—磨3井，水平位移延伸160m，达到60年代水平井的世界先进水平。
进入21世纪，定向井、大斜度井、多目标井、水平井全面应用于油田的勘探与开发之中。
到现在我公司在冀中地区定向井比例已超过80%以上。
一、定向井、丛式井概念（一）、专业名词1、定向井(Directional Well)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，称为定向井。
2．井深(Measure Depth)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、斜深。
3．垂深(V ertical Depth or True V ertical Depth)井眼轴线上任一点，到井口所在平面的距离，称为该点的垂深。
4．水平位移(DiSplaCement or Closure Distance)井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。
也称该点的闭合距（闭合位移）。
5．视平移(V erticalSeCtion)水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。
视平移是绘制垂直投影图的重要参数。
6．井斜角(Hole lnclination or Hole Angle)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”。
7．最大井斜角(Maximum Hole Angle)全井井斜角的最大值，称为该井的最大井斜角8．方位角(Hole Direction)测点处井眼方位线与正北方位线的夹角，其所转过的角度称为称为该点的“方位角”。
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。
石油钻井行业定向钻井技术(幻灯片培训材料)
主要内容
第一章、前 言 第二章、定向井、丛式井钻井技术 第三章、大斜度多目标井与水平井 钻井技术 第四章、大位移钻井技术 第五章、分支井钻井技术 第六章、套管开窗侧钻技术 第七章、 结束语
前
言
1、钻井技术发展简况： （1）概念阶段（1901--1920） 开始把钻井和洗井联系在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥封固套管 的工艺。 （2）发展阶段（1920--1948）： 钻井工艺、固井工艺、牙轮钻头、钻井液等得到进一步发展，同时出 现了大功率钻井设备，特殊工艺井诞生。 （3）科学化钻井阶段（1948--1968）： 科学研究使钻井技术得以迅速发展：高压喷射钻井、高效牙轮钻头、 优质钻井液、优选参数钻井等，使钻井速度产生大的飞跃。继而又发展 了地层压力检测技术、油气井压力控制技术、钻井液固相控制技术、平 衡压力钻井技术使钻井速度又一次产生了大的飞跃。同时，特殊工艺井 技术也有了重大的进展。 （4）自动化钻井阶段（1968至今）： 主要体现电子仪表、自动测量和计算机在钻井工程中的应用（如：钻 井参数的自动测量、综合录井仪、随钻测量技术、闭环钻井技术等）使 得特殊工艺井钻井技术日臻完善。
3、特殊工艺井的概念及主要类型：
特殊工艺井是指除常规钻井工艺所钻直井之外 其它井的总称，主要包括定向井、丛式井、水平井、 大位移井、侧钻井、分支井、径向水平井、小井眼 井、柔性管钻井及欠平衡压力钻井等。
定向井与丛式井
水平井
大位移井
侧钻井
分支井 (多底井)
径向水平井
此外、欠平衡压力钻井、 小井眼井、柔性管钻井 等也属于特殊工艺井。
造斜点 稳斜井段
垂 深
α -井斜角
设计井筒轨迹
实际井眼轨迹
靶区
定向钻井理论与技术
2、常用钻具组合： 常用钻具组合： （1）直井段 （a）满眼钻具
钻头+1号钻头稳定器（1-3个）+短钻铤+2号稳定器（挡板）+无磁 钻铤1-2根+3号稳定器+大钻铤1根+4号稳定器+钻铤+加重钻杆+钻杆
（b）塔式钻具
钻头+大尺寸钻铤1柱+中尺寸钻铤2柱+小尺寸钻铤3柱+钻杆
（c）钟摆钻具
钻头+钻铤1-3根+稳定器+钻铤+钻杆
内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与一定方 位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。
井下定向法井下定向法-是用正常下钻法将造斜钻具下到井底，然后从钻柱 3、定向方法：定向齿刀法、定向磁铁法、定向键法。
七、轨迹的测量—测斜 轨迹的测量— 1、MWD基本操作理论 MWD基本操作理论
定向钻井
定向钻井理论与技术 一、基本概念
1、定向钻井： 定向钻井：
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。
2、应用领域： 应用领域：
（1）地面环境条件限制 （2）地下地质条件要求 （3）处理井下事故的手段 （4）提高原油采收率的手段
定向钻井理论与技术
3、几种特殊的定向井
水平井：井眼轨迹达到水平（井斜角90º左右）以后，井
（二）转盘钻造斜 1、常用工具： 常用工具：
变向器 射流钻头 扶正器组合
变向器
射流钻头
四、轨迹控制
1、技术要求： 技术要求：
（1）打好垂直井段 （2）把好定向造斜关 （3）跟踪控制到靶点
通常用来纠正井眼方位的方法是： 通常用来纠正井眼方位的方法是：调整造斜工 具在井底的作用方位。 具在井底的作用方位。
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。
定向井水平井钻井技术知识(钻井监督)2013
三、定向井轨道设计
设计轨道是一条人为的某种规则的曲线，容易作为分类的标准；而实钻 轨迹是一条随意的空间曲线，不能作为分类的标准。
二维定向井：指设计的轨道都在一个铅垂平面上变化，即设计轨道只有井 斜角的变化而无井斜方位角的变化。
• 常规二维定向井：常规二维定向井的井段形状都是由直线和圆弧曲 线组成。
–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。
井眼轨迹的基本参数
• 井斜方位角：
– 1. 井眼轴线上每一点，都有其井眼方位线；称为井眼方位线，或井斜 方位线。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 的井眼方位线（井斜方位线）
（3）用LWD测井曲线确定标志层垂深
用LWD测井曲线与邻井测井曲线可以进行对比，更准确的划
分地层界面、确定标志层深度。
（4）用LWD曲线划分地层界面、预测到油层的距离
用自然伽玛曲线、电阻率曲线，准确的划分出岩性界面。在 随钻监测中，结合岩屑录井，分析轨迹是否接近油层，为有效调 整轨迹方向提供依据。
（5）LWD曲线变化判别轨迹接近油顶或油底情况
真方位角＝磁方位角＋东磁偏角
真方位角＝磁方位角－西磁偏角
不准确的说法：“地北与磁北
之间的差值，称为磁偏
角”“以地球北极为准，磁北 在其右边的为东磁偏角，……”
井眼轨迹的基本参数
磁偏角地图
测斜计算方法
• 主要的七种计算方法可分为三类：
• 曲线法优于直线法和折线法。手算用平均角法，电算用曲 线法。动力钻具钻出的井眼用最小曲率法；转盘钻钻出的 井眼用圆柱螺线法。
四、常用工具、仪器
优点： （1）信号传输快；施工中可随时观测到井眼轨迹的变化情况； （2）信号传输准确，干扰因素少； （3）可在复杂工况下进行定向施工，不受含砂量、钻井泵、钻井液等 因素的影响，可在气体、泡沫钻井中使用； （4）井队可以提前下钻，起钻至旁通接头位置就可以将仪器取出。
浅谈定向井钻井技术
浅谈定向井钻井技术定向井钻井技术已成为石油勘探开发领域最重要的一种钻井技术，在介绍了定向井分类及实用范围的基础上，对定向井施工中涉及的造斜点的选择、井眼轨迹剖面类型的选择以及井眼轨迹控制技术等几个方面进行了详细的阐述，对定向井施工技术人员具有一定的指导作用。
标签：分类;剖面类型;造斜点;轨迹控制;定向井定向井钻井技术是当今石油勘探开发领域经常用到的一种钻井技术，它是沿着预定的井眼轨迹钻达目标点的钻井技术。
1 定向钻井分类及实用范围1.1 定向钻井分类定向井按照其井斜角大小，及施工难易程度可以分为以下几类：（1）小井斜定向井：这种定向井设计最大井斜角不超过15°，在实际钻井施工中，由于井斜角相对较小，方位容易漂移，钻井施工难度比较大。
（2）中井斜定向井：这种定向井设计最大井斜角在16°-45°之间，因为井斜叫相比小井斜角大，钻井过程中方位比较比较稳定，是现场施工中最利于施工的一种井型。
（3）大井斜定向井：这种定向井设计最大井斜角在46°-85°之间，井斜角相对较大，方位更加稳定，但是国内外多种研究都表明，井斜角在45°-65°之间时岩屑上返最困难，最易形成岩屑床，不利于井下安全，同时由于井斜角的增加，施工的摩阻扭矩也逐渐增大，钻井施工难度大。
1.2 定向井应用范围（1）定向井主要在以下几个方面的应用（2）在海上钻井平台钻丛式定向井，控制海下较大的含油气构造。
同时在一个平台钻多口定向井，也可以节约平台建造费用。
（3）应用于近海油气田的勘探开发，使用定向井钻井技术，可以在陆地钻达近海油气层，节省了在海上建造平台的费用。
（4）用定向井控制地下断层，查明断层所在位置。
（5）因地面障碍物的遮挡无法开发的油气田，需要钻定向井。
（6）因事故处理需要进行侧钻。
（7）因井喷失控而造成着火，为了控制火灾而钻的定向救援井。
（8）为增加油气泄露面积，防止气锥和水锥，而进行的大斜度定向井的钻探。
定向井钻井技术概述
第一章定向井钻井技术概述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。
(1) 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。
(2) 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。
(3) 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。
(4) 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。
(5) 垂深(True Vertical Depth)，TVD，深度零点到测点水平面的距离。
(6) 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(7) Lead 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。
2.1.2 作业者应提供的设计资料(1) 井名、数量、地区；(2) 井的垂深；(3) 水平位移与方位；(4) 靶区描述与限制；(5) 井眼尺寸与套管程序；(6) 泥浆程序；(7) 邻井位置及可能的测斜数据；(8) 邻井的钻井资料；(9) 钻井承包商的名称及钻机号；(10) 钻杆描述(11) 钻铤及加重钻杆的资料；(12) 泵型号、马力、缸套尺寸、冲程及额定泵压等；(13) 工具运输和人员计划；(14) 能提供的通讯；(15) 承包商及作业者代表的名字与电话；(16) 钻井工具的最小井径；(17) 定向钻井人员的食宿；(18) 狗腿严重度限制；(19) 轨迹测量方式；(20) 任何其他有关情况。
2.1.3 服务公司应提供的设计资料(1) 一份(或几份)定向井设计图；(2) 服务公司计划提供的工具及设备清单；(3) 非磁钻铤的要求；(4) 磁偏角；(5) 推荐的测量方式；(6) 总体定向钻井方案；(7) 责任定向井工程师的名字、地址及电话；(8) 准备使用的测量计算方法；(9) 人员、设备的运输计划。
(一)定向井钻井技术概述
短曲率半径水平井的优缺点
第二节
井眼轨迹的基本概念
目的：掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。
一．轨迹的基本参数
测量方法：非连续测量，间断测量。“测段”，“测点”。 井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。 (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。
长曲率半径水平井的优缺点
中半径弯曲井段所需要的垂直深度比长半径系统的深度小得多， 许多复杂的井段能够在中曲率半径水平井的垂直井段顺利通过。并 且能在钻弯曲井段和水平井段之前下入套管将其封固。当然，这样 做可能因为增加下套管井深而多一些费用，但是在比较短的弯曲井 眼中钻进能够节省时间和减少潜在的井眼复杂情况。 但是与长半径相比，中半径水平井也有一些缺点。这主要是中 半径水平井造斜率较大，所以接头的弯曲力矩、管串本体的材料应 力必须引起工程作业的重视；并且在比较松软的地层中钻进，中半 径水平井的大曲率所造成的侧向力在井壁上产生键槽并可能钻出新 井眼。 从经济方面考虑，与长半径水平井相比较，中半径水平井垂直 井段要长这段费用较低；虽然中半径水平井自造斜后开始，其单位 费用率高，但它减少了弯曲井段的进尺。国外有资料说明了这方面 的比较，认为总的费用大致与长半径水平井相当。
•为什么要钻定向井？
用于山丘、沙漠、河流等油田开发
•为什么要钻定向井？
地 下 油 层 的 需 要
•什么是丛式井？
丛式井就是一个平台上钻多口 井（两口或两口以上），可能有直 井、定向井、水平井或其它井。 丛式井可分为： 陆地平台丛式井 海洋钻井平台丛式井
•什么是多目标井？ 多目标井就是靶点在两口或两口以上， 可以是定向井、水平井或其它井。
《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