(整理)定向井、丛式井的基本概念.

（一）定向井、丛式井钻井技术

1.1、定向井、丛式井的基本概念

定向井的基本概念

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；沿着预先设计的井眼轴线钻达目的层位的钻井方法，称为定向钻井。定向井井身的基本参数，也称为定向井井身的基本要素。

了解实钻定向井的井身轴线在三维空间的位置和形状，目前唯一的办法就是沿井身进行测斜。在每个测点上所取得的测斜有三项数据，即该点处的测深、井斜角、井斜方位角，我们称这三项测斜数据为井身的基本要素。

测深（Measure depth）:井身轴线上任一点到井口的井身长度，称为该点的测深，也称为该点的测量斜深。其测量单位为米。

井斜角(Hole inclination or Hole angle):井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处的井斜角。井眼方向线和重力线都是有向直线。其测量单位为度。

井斜方位角（Hole direction）：井斜方位角是指以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。凡所讲到的方位线，都是在水平面上。正北方位线和井斜方位线都是有向直线。正北方位线是沿着该测点处的地理子午线向正北方向延伸的直线。井斜方位线是指该测点处的井眼方向线在水平面上的投影线。其测量单位为度。

有了井身的基本要素后，我们还不能进行准确的计算，还有两个概念必须清楚。

磁偏角（Deinclinnation）的校正：我们在定义井斜方位角时，是以地球正北方位线为准，而使用磁力测斜仪测得的井斜方位角则是以地球磁北方位线为准，称为磁方位角。由于磁北极偏离地球北极，使绝大多数区域磁北方位线与正北方位线并不重合，二者间的夹角即为磁偏角。磁偏角有偏东、偏西之分，若磁北方位线在正北方位线以东称偏东磁偏角，若磁北方位线在正北方位线以西称偏西磁偏角。进行井斜方位角校正时，可使用如下简单公式：

井斜方位角＝磁方位角－西磁偏角

井斜方位角＝磁方位角＋东磁偏角

大地坐标的的确定：大地坐标是以英国的格林威治天文台为坐标原点而构建的全球通用的大地坐标体系，地球上的任一点都可以通过卫星定位在该坐标系中找到自己的唯一位置。当定向井的井口位置测定后，该井井身的任一点的大地坐标都可以确定。有了以上定向井的基本参数和相应的结构参数，经过相应的计算，我们就可以非常清楚地确定实钻定向井的井身轴线在三维空间的位置和形状。对井身轴线在三维空间的位置和形状的描述除了测深、井斜角、井斜方位角及大地坐标之外，还有其它井身参数参与描述，下面介绍其中几个参数。

垂深（Vertical depth or True vertical depth）:垂深即测点的垂直

深度，是指井身上任一点至井口所在水平面的距离。其测量单位为米。

水平位移（Displacement or Closure distance）：即井眼轴线某点在水平面上的投影至井口的距离，也称闭合距。其测量单位为米。闭合方位角或总方位（closure azimuth）:是指以正北方位线为起点，顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。其测量单位为度。

N（北）坐标和E坐标：是指测点在以井口为原点的水平坐标系里的坐标值。其测量单位为米。

视平移（Vertical section）：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，所以我们称之为视平移。显然，垂直投影面的在的位置不同，视平移也就不同。实际工作中，对于正在钻进的井作垂直投影图时，都是将垂直投影面选在设计方位线上。其测量单位为米。

造斜点(Kick off point):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，其测量单位为米。

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。

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。

全角变化率（Dogleg severity）：“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。其常用单位为：度30/M。

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。

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。

上述井身参数基本能够描述一口定向井井身轴线的形状和和空间位置，但在施工过程中还必须引入以下施工参数：

工具面（Tool face）在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面，称为工具面。

反扭角：使用井下马达进行定向造斜或扭方位时，因动力钻具反扭矩的作用，启动前的工具面与启动后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。

高边（Hight side）：有斜度的井段其井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面，若干个这样的圆平面上最高点的连线称为高边。

工具面角(Tool face angle)：工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在位置的参数。工具面角有两种表示方法。一种是以高边的基准（Hight side mode）,一般情况下当井斜角大于6度可用高边工具面；一种是以磁北为基准（Magnetic mode），在井斜角较小时使用。高边基准工具面角简称高边工具面角，它是指高边方向线与工具面方向线在所处井眼断面上投影所形成的夹角。

定向角：定向角是定向工具面角的简称。在定向造斜或扭方位钻进时工具厕所处的位置，用工具面角表示。工具厕所处位置有工作位置与非工作位置之分。当造斜钻具下到预定位置时，因动力钻具在开泵后将产生反扭角，并影响到工具面的位置，工具面的非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角，而工具面的工作位置是马达启动后正常钻进的工具面角。

安置角(Tool face setting)：安置角是安置工具面角的简称，在定制造斜和扭方位作业时，根据井身控制的有关计算，将工具面安放的位置。

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。

1.2定向井井身剖面设计