一井定向及二井定向优缺点及精度问题

水平井钻井技术经验概述

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 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况

（表一）

10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制

5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL

定向井的基本概念

直井：设计井眼轴线为一铅垂线，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限定范围。 定向井：沿着预先设计的井眼轨道，按既定方向偏离井口垂线一定距离，钻达一定目标的井。 定向井的基本概念 普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。 斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段的定向井。 大斜度井：最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井 水平井：最大井斜角大于或等于86° ，并保持这种井斜角钻完一定长度段的井。 长曲率半径：6° /30m 中曲率半径：6° ~20° /30m 水平井: 中短曲率半径：1° ~20° /30m 短曲率半径：1° ~10°/m 径向水平井：k=∝ 丛式井：在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。 多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 定 向 井

井深D Ｗ ：转盘补心到井底的深度。 测深Ｄm ：某测点到转盘补心的井眼轴线实际长垂深Ｄ：井眼 轴线上某测 点至井口转 盘所在平面井斜角αi ：轴线切 向方向与垂线的夹方位角ψ ：正北顺时针转至 轴线上某点切线在水平面的 井眼曲率 R h ：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角 度。 井斜变化率R ：单位长度井段井斜角变化值。 井底闭合方位角Ψh ：从正北方向 顺时针转至井口与井底的水平投 井底水平位移S h ：井口与井底两点 在水平投影面上的直线距离。 2.井身剖面 1) 直井段:设计井斜角为零 度的井段。 2) 造斜点（Ｄｋｏｐ）:开始定向造斜的位置称为造斜点。通常以该点的井深来表示。 3) 造斜率（Ｒｂ）:造斜工具 的造斜能力,即该造斜工具 所钻出的井段的井眼曲率。 4) 造(增)斜段:井斜角随井 深增加的井段。

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1０,654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Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 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16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；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。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井

16第十六讲 两井定向与导入标高

第十六讲两井定向与导入标高 当一个矿井有两个立井，且在定向水平有巷道相通时，应首先考虑两井定向。如图所示，在 两个立井中各挂一根锤球线，然后在地面和井下定向水平用导线测量的方法把两锤球线连 两井定向原理图 接。同一井定向一样，两井定向的全部工作包括投点、连接和内业计算。 1.投点 投点的方法与一井定向相同，只是每个井筒悬挂一根钢丝，投点工作比一井定向简单，而且占用井筒时间短。 2.连接 地面上由近井点D向两锤球线敷设经纬仪导线D-I-A和D-I-II-B，测定A、B点位置。井下连接则通过导线测量将定向水平的两锤球线连接起来。

3.内业计算 由于每个井筒内只投一个点，不能直接推算井下导线边的方位角。因此，首先采用假定坐标系统，然后经过换算求得与地面坐标系统一致的方位角。 （1）根据地面导线计算A 、B 点坐标，通过坐标反算原理求出两锤球线连线在地面坐标系统中的方位角、边长； AB AB A B A B AB x y x x y y ??=--=αtan 22cos sin ）（）（AB AB AB A B AB A B AB y x x x y y S ?+?=-=-=αα （2）建立井下假定坐标系统，计算在定向水平上两锤球线连线的假定方位角、边长。通常为了计算方便，假定A -1边为x ′轴方向，与A -1垂直方向为y ′轴，A 点为坐标原点，即 "'1'00000 =A α ，0'=A x ， 0'=A y 计算井下连接导线各点假定坐标，直至锤线B 的假定坐标 B x ' 和 B y ' 。再通过反 算公式计算AB 的假定方位角及其边长： A B A B A B AB x y x x y y '''''''tan =--=α 2'2''''''''cos sin ）（）（AB AB AB A B AB A B AB y x x x y y S ?+?=-=-=αα 理论上讲，AB S 和 AB S ' 应相等。 （3）按地面坐标系统计算井下连接导线各边的方位角及各个点的坐标。 AB AB A '1ααα-= 式中 若AB α < AB 'α 时， AB AB A ααα'-+= 3601 然后根据 1A α 之值，以锤线A 的地面坐标重新计算井下连接导线各边的方位角及各点的坐标，最终求得锤线B 的坐标。井下连接导线按地面坐标系统算出B 点坐标值应和地面连接导线所算得的B 点坐标值相等。为了检核，两井定向也应独立进行两次，两次算得

一井定向和二井定向学习资料

一井定向和二井定向

?一井定向 1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。 （1）投点及连接测量方法 投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。 连接方法： 连接测量时，常采用连接三角形法。C与C′称为井上下的连接点，A、B点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB为公用边的三角形ABC和ABC′。 在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求： (1)C和D的长度应尽量大于20m； (2) C和C′点应尽可能在AB的延长线上，即γ、α，和γ′β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形； (3) b/c、b′/c一般应小于1.5，即C和C′应尽量靠近垂球线。 （3）一井定向的误差 ?定向误差包括：地面的连接误差m上；地下的连接误差m下；投向误差θ。 ?井下一次独立定向的定向边C′D′方位角的中误差为： ?二井定向 2 2 2 2 2 2 ) ( 2 ) ( θ ? β α ? + + + + + = ' ' ' ' m m m m m M DC D C

在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。 （1）投点 投点的方法和要求与一井定向相同。 （2）连接测量 对井上、井下布设的导线事先要做误差预计。根据使用的仪器、采用的测量方法、导线布设的方案，估算一次定向测量的中误差，若不超过±20″，这个方案才能使用。 （3）内业计算 A、计算两吊垂线在地面坐标系的坐标方位角与距离 B、计算地下导线点在假定坐标系中的坐标 假定坐标系的建立：以A为原点，A1方向为X’轴，垂直于A1方向为Y’轴建立坐标系。 在导线A-1-2-3-…-B中，该导线的各转折角及导线边已测出，则可算出地下各点在假定坐标系中的坐标。

定向井基本知识

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： 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的距离的井，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，或斜深。单位为“m ”。 3．垂深（Vertical Depth or True Vertical Depth ） 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。通常以“m ”为单位。 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。其计量单位为“m ”。 5．视平移（Vertical section ） 水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。如图10—1所示，为设计方位 线，T O 曲线为实钻井眼轴线在水平面上的投影，其上任一点P 的水平位移为OP ，以 A P 表示。P 点的视平移为OK ，其长度以V P 表示。当OK 与OQ 同向时V P 为正值，反向时为负值。视平移是绘制垂直投影图的重要参数。单位为m 。 6．井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）

定向井井身参数和测斜计算

定向井井身参数和测斜计算 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。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。 7．井斜变化率和方位变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况，方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，均以度／100米来表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。 8．方位提前角（或导角）：预计造斜时方位线与靶点方向线之间的夹角。 三．狗腿严重度 狗腿严重是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（以度／100英尺表示）。可用解析法、图解法、查表法、尺算法等来计算狗腿严重度k。 1．第一套公式 2．第二套公式 cosγ＝cosa1cosa2＋sina1sina2 cosΔj………………………………………（9－3） 本式是由鲁宾斯基推导出来的，使用非常普遍。美国人按上式计算出不同的a1、a2和Δj值下的狗腿角γ值，并列成表格，形成了查表法。

井定向和二井定向

? 一井定向 1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。 （1）投点及连接测量方法 投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。 连接方法： 连接测量时，常采用连接三角形法。C 与C ′称为井上下的连接点，A 、B 点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB 为公用边的三角形ABC 和ABC ′。 在选择井上下连接点C 和C ′时应满足下列要求： (1)C 和D 的长度应尽量大于20m ； (2) C 和C ′点应尽可能在AB 的延长线上，即γ、α，和γ′ β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形； (3) b /c 、b ′/c 一般应小于，即C 和C ′应尽量靠近垂球线。 （3）一井定向的误差 ? 定向误差包括：地面的连接误差m 上；地下的连接误差m 下；投向误差θ。 ? 井下一次独立定向的定向边C ′D ′方位角的中误差为 ： ? 二井定向 在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。 （1）投点 投点的方法和要求与一井定向相同。 （2）连接测量 对井上、井下布设的导线事先要做误差预计。根据使用的仪器、采用的测量方法、导线布设的方案，估算一次定向测量的中误差，若不超过±20″，这个方案才能使用。 （3）内业计算 A 、计算两吊垂线在地面坐标系的坐标方位角与距离 B 、计算地下导线点在假定坐标系中的坐标 222222)(2)(θ ?βα?+++++=''''m m m m m M DC D C

假定坐标系的建立：以A为原点，A1方向为X’轴，垂直于A1方向为Y’轴建立坐标系。 在导线A-1-2-3-…-B中，该导线的各转折角及导线边已测出，则可算出地下各点在假定坐标系中的坐标。 C、计算地下导线各点在地面坐标系中坐标 前面计算出各点坐标为假定坐标系中的坐标，要把它转换为地面坐标系中坐标，需要经过旋转平移。旋转角α=αAB-α’AB，其中α’AB为AB直线在假定坐标系中的坐标方位角。平移量为A点在地面坐标系中的坐标。 D、检核条件 算出B点在在假定坐标系中坐标后，可以算出AB直线的距离D’AB，由于A、B两点在地面坐标系中坐标已知，其距离DAB是已知的，如不等，说明测边有误差。设M= DAB/ D’AB，则各点在地面坐标系中坐标为： Xi=XA+M(X’icos?-Y’isin?) Yi=YA+M(X’isin?+Y’icos?)

最新定向井基本知识98024

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。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。

井定向和二井定向

井定向和二井定向 The manuscript was revised on the evening of 2021

?一井定向 1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。 （1）投点及连接测量方法 投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。 连接方法： 连接测量时，常采用连接三角形法。C与C′称为井上下的连接点，A、B点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB为公用边的三角形ABC和ABC′。 在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求： (1)C和D的长度应尽量大于20m； (2) C和C′点应尽可能在AB的延长线上，即γ、α，和γ′β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形； (3) b/c、b′/c一般应小于，即C和C′应尽量靠近垂球线。 （3）一井定向的误差 ?定向误差包括：地面的连接误差m上；地下的连接误差m下；投向误差θ。 ?井下一次独立定向的定向边C′D′方位角的中误差为： ?二井定向 2 2 2 2 2 2 ) ( 2 ) ( θ ? β α ? + + + + + = ' ' ' ' m m m m m M DC D C

在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。 （1）投点 投点的方法和要求与一井定向相同。 （2）连接测量 对井上、井下布设的导线事先要做误差预计。根据使用的仪器、采用的测量方法、导线布设的方案，估算一次定向测量的中误差，若不超过±20″，这个方案才能使用。 （3）内业计算 A、计算两吊垂线在地面坐标系的坐标方位角与距离 B、计算地下导线点在假定坐标系中的坐标 假定坐标系的建立：以A为原点，A1方向为X’轴，垂直于A1方向为Y’轴建立坐标系。 在导线A-1-2-3-…-B中，该导线的各转折角及导线边已测出，则可算出地下各点在假定坐标系中的坐标。

定向井轨迹设计计算方法探析

1.井眼轨迹的基本概念 1.1定向井的定义 定向井是按预先设计的井斜角、方位角及井眼轴线形状进行钻进的井。（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）。 1.2井眼轨迹的基本参数 所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。 测斜：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”。 测点与测段：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”。 基本参数：测斜仪器在每个点上测得的参数有三个，即井深、井斜角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。 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。 井斜角：井眼轴线上每一点都有自己的井眼前进方向。过井眼轴线上的某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。 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。 井斜方位角：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）以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线（井斜方位线）上所转过的角度，即井眼方位角。井斜方位角常以字母θ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Δθ表示。井斜方位角的值可以在0～360°范围内变化。 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

第一章 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 定向井、水平井的基本概念 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10,65４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。 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1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；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。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平

定向井 术语

勘探所培训资料1 定向钻井 directional drilling 1定向井 directional well 沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定距离,钻达目标的井。2丛式井 cluster well 在一个井场上或一个钻井平台上,有计划地钻出两口或两口以上的定向井，可含一口直井。3救援井 relief wel l 为抢救某一口井喷、着火的井而设计、施工的定向井。同义词：救险井4多底井 multi-bo re well 一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 5 绕障井 detouring obstacles wel l 为避开在地下存在着某种不允许通过或难以穿过的障碍，沿一定井眼轨道钻达目标的定向井。6多目标定向井 multi-target directional well 有两个或两个以上目标的定向井。7大斜度井 high angle well 最大井斜角在600～～860的定向井。8水平井 horizontal well 井斜角大于或等于860，并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。8.l长曲率半径水平井long radius horizontal well 造斜率小于 60／30m的水平井。8.2中曲率半径水平井 mediu m radius horizontal well 造斜率为 60－200／30m的水平井。8.3短曲率半径水平井 short radius horizontal well 造斜率高达10～～100／m的水平井。9斜直井 slant hole 用倾斜钻机或倾斜式井架完成的，自井口开始井眼轨迹首先是一段斜直井段的定向井。10井眼轨道 we ll trajectory 表示设计的定向井井眼轴线形状的图形。同义词：井眼轴线；井身剖面l0.1二维定向井井眼轨道 two dimensional trajectory 井眼轴线只在某一个给定方位上的铅垂平面内变化。即设计方位角为一常数的井眼轴线。1O.2三段制井眼轨道 build and hole traje ctory 自井口开始至最终目标点，依次为直井段、增斜段、稳斜段的设计井眼轴线。同义词：“直—增—稳”剖面；“J"形剖面10.3“S”形井眼轨道 build- hold and drop （“S”）trajectory 自井口开始至最终目标点，依次为直井段、增斜段、稳斜段、降斜段的设计井眼轴线。同义同：“直—增—稳—降”剖面10.4修正“S”形井眼轨道 modified “S”trajecto ry 自井口开始至最终目标点，依次为垂直段、增斜段、稳斜段、降斜段、稳斜段的设计井眼轴线。同义词：“直—增—稳—降—稳”剖面10.5悬链线井眼轨道 catenary trajectory； c atenary well path 设计有悬链线井段的井眼轴线。

钻井常用计算公式

第四节钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P基= 式中：P基——基础面上的压力，MPa； n——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t； Q B——井架重量，t； （二）土地面上的压力 P地=P基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基——基础面上的压力，MPa; W——基础重量，t（常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F1= 式中：F1——基础顶面积，cm2； B1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F2= 式中：F2——基础底面积，cm2； B2——土地抗压强度，MPa； P地——土地面上的压力，MPa。 3、基础高度 式中：H——基础高度，m； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa； B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。（二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P 基 B 1 P 地 B 2

配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的 井架脚，小基墩井 架脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出 基墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷 和冲击力的小基 墩。 1∶1∶2585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大 的基墩。 1∶4∶8180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率

钻井常用计算公式

第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2； P 基——基础面上的压力，MPa ； B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P 基 B 1 P 地 B 2

配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下：2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1∶2∶43350.450.907442 2.223720.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出基 墩。 1∶2.5∶52760.460.916082 2.203040.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶62340.460.935042 2.152530.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷和 冲击力的小基墩。 1∶1∶25850.390.7815002 2.567500.5 1.280.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大的 基墩。 1∶4∶81800.480.963752 2.081880.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m；

两井定向测量的实施及其分析

本科毕业论文 两井定向测量的实施与其精度分析 TWO WELLS DIRECTIONALLY MEASUREMENT IMPLEMENTATION AND PRECISION ANALYSIS 学院（部）： 专业班级： 学生姓名：王伟 指导教师： 2010年07月1号 两井定向测量的实施及其精度分析

摘要 在矿山建设、生产阶段时联系测量是必不可少的，用于统一地上、下坐标系统。其方法很多，有物理定向和几何定向等等，一般几何定向比较普遍，本文采用新旧技术介绍了两井几何定向。 过程中近井点的坐标得到可以运用现代的GPS技术；数据处理采用了EXCLE和VBA联合处理方法；对于投点方法的分析后，运用单重投点发比较繁重、精度一般，本文介绍了激光铅锤仪的投点；同时也对两井定向进行了相关的精度分析。 关键词：联系测量，两井定向，精度分析，激光定向，EXCEL，数据处理 误差，导线，VBA TWO WELLS DIRECTIONALL Y MEASUREMENT IMPLEMENT A TION AND PRECISION ANAL YSIS

BSTRACT In mine construction, production stage contact measurement is indispensable, under the ground, for unity Coordinate system. The method is very much, have physical directional and geometric directional etc, general geometric directional than is generally, the paper introduces two Wells old technology geometric orientation. Process the coordinates get nearly well point can be used modern GPS technology; Data processing with the joint treatment EXCLE and VBA; Analysis of the point method for shots after using single heavy hurl bit, comparative onerous, accuracy, this paper introduces the general QianChui instrument for laser point; Also on the two Wells directionally related precision analysis. KEYWORDS：relation measurement ，two wells directionally ，analysis, precision, vba，，laser directional ，data processing ，error ，wires , excel 目录

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍 水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术，它包括水平井油藏工程和优化设计技术，水平井井眼轨道控制技术，水平井钻井液与油层保护技术，水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节，综合了多种学科的一些先进技术成果。由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标，已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益，因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。第一节水平井的分类及特点水平井是最大井斜角保持在90°左右，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。目前，水平井已形成3种基本类型，如图1—1所示。(1)长半径水平井(又称小曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＜6°／30m，相应的曲率半径R＞286.5m。(2)中半径水平井(又称中曲率水平井)；其造斜井段的设计造斜率K=(6°～20°) ／30，相应的曲率半径R=286.5～86m。水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＝(3°～10°) ／m，相应的曲率半径R＝19.1～5.73m。上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的．这就是降低综合成本和提高油层的开采量。对于同一尺寸的井眼，直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低．而水平井几何条件所提供的效率达到最高，如图1—2和图1—3 所示。大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。1．天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中，油气完全处在裂缝中，裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚，所以垂直井可能只钻到一个产层．也可能一个产层也钻不到，而水平井可以与产层垂直相交，横向钻穿若干个产层裂缝．这样就比垂直井的开采量要高得多。2．水锥和气锥1)水锥水平井可以在油层的中上部造斜，然后在生产层中钻一定长度的水平井段。水平井不仅减少水锥的可能性如图1—4 所示。2)气锥水平井的井眼全部在油砂中有助于避免气锥问题。并可以控制采收率，不致于使气锥的压力梯度过高。水平井成功地减少了水锥、气锥等有害影响。3．低渗透性地层由于固井的影响，石灰岩油藏的孔隙度和渗透率即使在短距离内也可能有相当大的变化。与此相似．砂岩油藏中内部岩层构造倾角的变化也能造成孔隙度和渗透率的变化，这些油藏水平相交可以提高产量。4．薄油层对于薄油层．通过在油层的上下边界之间钻个水平井段可以大大地增加井与油层的接触表面积。对于厚的油层则可以优先选择成本较低的直井完井方法，或者考虑应用多底井的可能性(见图1—5)。5．不规则地层平钻井已经成功地应用产开发不规则油藏。这种含油地层互不关联，孤立存在，地震测量也难以指定其准确位置．所以钻直井或常规定向井很难钻到这类油藏。然而短半径水平井可以从现有直井中接近油藏的位置进行造斜．并且可以避免可能的水锥和气锥问题。6．溶解采矿很多矿藏当今采用溶解采矿法进行开采，水平井可以提高这些矿藏开采的经济效益。7．边际构造、丛式井和加密井水平井可能适用于边际构造，为了在短期内增加总的开采量可以钻从式水平井组(见图1—6)。8．层状油层水平井采油获得的产量增量取决于油层垂直渗透率的值。在垂直与水平渗透率之比值较低的情况下，如水平纹理的油层，大斜度井的效率要远高于水平井的效率。如图1—7。9．重油产层在重油产层中、水平钻井技术具有提高产量的能力。横穿油藏的水平井既可以作为生产井也可以作为注水井。水平井具有如下的优点和应用：(1) 开发薄油藏油田，提高单井产量。水平井可较直井和常规定向井大大增加泄油面积，从而提高薄油层中的油产量，使薄油层具有开采价值。(2) 开发低渗透油藏，提高采收率。(3) 开发重油稠油油藏。水平井除扩大泄油面积外，如进行热采，还有利于热线的均匀推进。(4) 开发以垂直裂缝为主的油藏。水平井钻遇垂直裂缝的机遇较直井大得多。(5) 开发底水和气顶活跃的油藏。水平井可以减缓水锥、气锥的推进速度，延长油

两井定向-无定向附和导线

两井定向---无定向附合导线计算 任务名称： 当矿区有两个立井，且两井之间在定向水平上有巷道相通并能进行测量时，就要采用两井定向。 任务描述： 两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线（见图），通过地面和井下导线将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方向传递 到井下。 两井定向的外业测量与一井定 向类似。也包括投点、地面和井 下连接测量，只是两井定向时每 个井筒只悬挂一根钢丝，这使投 点工作更为方便且缩短了占用井筒的时间。同时，两井定向与一井定向相比，两钢丝间的距离大大增加，使投向误差明显减小。这是两井定向的最大优点。 由于两井定向时，两根钢丝间不能直接通视，而是通过导线连接起来。因此，在连接测量时必须测出井上、井下导线各边的边长及其连接水平角，在内业计算时必须采用假定坐标系。

两井定向的数学公式及计算方法 两井定向是在两个井筒内各投下一个点，它们的坐标是通过地面连接导线测设后计算出来的。而到了井下，它们之间是不能通视的，这样井下连接导线A ′—1—2—3—4—B ′就形成一条定向符合导线。具体计算如下： 1）根据地面连接测量的成果，按照导线的计算方法，计算出地面两钢丝点A 、B 的平面坐标（x A ，y A ）、（x B ，y B ）。 2）计算两钢丝点A 、B 的连线在地面坐标系统中的方位角和边长： tan y y x x αB A AB B A -=- AB D =3）以井下导线起始边A ′1为x ′轴，A 点为坐标原点建立假定坐标系，计算井下导线各连接点在此假定坐标系中的平面坐标，设B ′点的假定坐标为（x B ′，y B ′）。 4）计算AB 连线在假定坐标系中的方位角αAB ′''''arctan '''B A B AB B A B y y y x x x α-==- 5）计算井下起始边在地面坐标系统系统中的方位角'1'AB AB αααA =- 6）然后根据'1αA 和A 点的地面坐标计算出井下导线各点在地面坐标系 统中的坐标和方位角，最后算得悬线垂线B 的坐标。 两井定向的EXCEL 编程思路 如图：