定向井的基本概念
定向井工程知识
定向井工程知识定向井的基本概念1、井深：井眼轨迹上某点的井深，是指井口（通常是指以转盘面为基准）至该点间的井眼长度，称为该点的测深，也称为该点的测量井深。
2、井斜角：某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的处的井斜角。
井眼方向线和重力线都是有向的直线。
3、井斜方位角：井斜方位角是指以正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
4、井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值称为井斜变化率，通常以两测点间的井斜角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。
5、井斜方位变化率：单位井段内井斜方位角的绝对变化值称为井斜方位变化率，通常以两测点间的井斜方位角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。
6、垂深：垂深即测点的垂直深度，是指井身上任一点至井口所在平面的距离。
7、水平位移（闭合距）：井眼轴线上某一点在水平面上的投影至井口的距离，又称闭合距。
8、闭合方位或总方位：是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
9、N（北）坐标E（东）坐标：是指测点以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
10、视平移：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。
所以称之为视平移。
（视平移是水平位移在设计线上的投影的长度。
）11、最大井斜角：无论设计剖面还是实钻剖面，全井井斜角的最大值，称为最大井斜角。
12、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。
以地理北极方位线为起点，顺时为正值，逆时为负，正值为东磁偏角，负值为西磁偏角。
13、全角变化率：“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。
14、水平井的一些述语①长半径水平井造斜率小于6度/30m的水平井。
○2中半径水平井造斜率介于6度/30m-20度/30m之间的水平井。
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。
定向井、丛式井的基本概念
定向井的基本概念为定向钻井。
定向井井身的基本参数，也称为定向井井身的基本要素。
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。
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。
其测量单位水平位移(Displacement or Closure distanee):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。
定向井的基本概念
定向井的基本概念1.井深(L)：井口至测点间的井眼实长，也称斜深。
[Measure Depth]2.井斜角(α)：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。
[Hole Inclination or Hole Angle]3.井斜方位角(Φ)：以正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
[Hole Direction]4.垂深(H)：测点的垂直深度。
[Vertical Depth or Ture Vertical Depth]5.水平长度(S)：测点井深的水平投影长度，即自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
6.平移(A)：测点的水平位移，即测点至井口所在的铅垂线的距离。
[Closure distance or Displacement]7.平移方位角(θ)：以正北方位线为始边顺时针转至平移方位线上所转过的角度。
8.N坐标和E坐标：指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
9.视平移(V)：水平位移在设计方位线上的投影。
[Vertical Section]10.曲线曲率：曲线的方向对于曲线长度的一阶导数，或曲线的倾角对曲线长度的一阶导数。
11.两点间的狗腿角(γ)：从一点到另一点，井眼前进方向变化的角度。
[Dogleg Angle]12.井斜铅垂面：井底井斜方位线所在的铅垂平面。
13.造斜工具面：造斜工具的作用线与井底井眼方向线构成的平面。
14.造斜工具的装置角(ω) ：自井斜铅垂面顺时针转至造斜工具面上所转过的角度。
[Tool Face Angle]15.造斜工具的装置方位角(Φω)：当时井底的井斜方位角与造斜工具装置角之和。
16.动力钻具反扭角(Φn)：紧靠动力钻具处钻柱断面的扭转角，从井口俯视为反时针方向。
17.定向方位角(ΦS)：装置方位角与动力钻具反扭角之和，即ΦS=Φω+Φn=Φ1+ω+Φn。
[Tool Face Section]18.井身剖面设计的原则：⑴应能实现钻定向井的目的；⑵应尽可能利用地层的造斜规律；⑶应有利于采油工艺的要求；⑷应有利于安全、快速、优质钻井：①选择合适的井眼曲率；②选择易钻的井眼形状；③选择恰当的造斜点；④设计合理的井身结构。
2定向井(井眼轨迹)的基本概念
da K dL
K L
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：
井斜变化率和井斜方位变化率
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：
– 区别东西磁偏角； – 区别在那个象限里；
磁偏角校正(课堂练习)
1. 我国胜利油田的磁偏 3. 西磁偏角5.50，测得方
角大约是西偏5.50。某测 点测得井斜方位角为2.50， 求真方位角=？ 2. 我国新疆克拉玛依油 田的磁偏角大约是东偏 4.10。某测点测得井斜方 位角为3580，求真方位 角=？
L
代替公式中的α，
K sin 2 c L L
令：K
L
则：
sin c
2 2 2
井眼曲率及其计算
第一套公式的图解法：
– （1）作水平射线ＯＡ； – （2）作∠ＢＯＡ＝αc ； – （3）以一定长度代表单位角 度，量ＯＢ＝ΔΦ； – （4）自Ｂ点向ＯＡ作垂线， 垂足为Ｃ点； – （5）按步骤（3）中的比例 （以长度代表角度的比例）， 量ＣＡ＝Δα； – （6）连接Ａ、Ｂ，并量Ａ、 Ｂ长度，按步骤（3）中的比 例换算成角度，• 角度即狗 此 腿角γ。
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。
第一讲 定向井轨迹基本概念
计算井眼曲率
井眼从一个点到另一个点，井眼前进 方向变化的大小，称为方向变化角，用符 号γ表示：
K
L
目前，在国内外定向钻井工程中，有两 种表示井眼曲率的方法
一种是全角变化率：全角变化值γ
sin c
2 2 2
一种是狗腿严重度：狗腿角γ
cos cos1 cos 2 sin 1 sin 2 cos
另一种情况是根据内插的难易程度进 行选择。曲线内插的计算公式比直线内插 的公式要复杂得多。当内插工作量很大、 需要简化计算时，或者要求的内插精度不 很高时，可以选用直线法进行内插。
4)轨迹内插给定的条件
在一个测段(井段)内进行内插，需要
首先知道该测段两端点的基本参数(井深L、
井斜角a和井斜方位角Ф)和坐标值(垂深D、
给定的内插条件有两种情况：一是给定插 入点i的井深Li；二是给定插入点的垂深Di。则 可求得插入点距离上端点的井段长度△Li。和 垂增△Di。 如图1—4—2所示，可以得到一个通用的 计算公式：
(6)视平移
视平移：亦称投影位移，是水平位移在设 计方位线上的投影长度。视平移以字母V表 示。如图5—5所示，A、B二点的视平移分 别为VA、VB。 所谓设计方位线，是指在水平面上，井口 指向目标点的直线。 当实钻轨迹与设计轨迹偏差很大时甚至背 道而驰时，视平移可能成为负值。
(7)井眼曲率
井眼曲率：指井眼轨迹曲线的曲率。。 由于实钻井眼轨迹是任意的空间曲线， 其曲率是不断变化的，所以在工程上常常 计算井段的平均曲率。
垂深的增量称为垂增，垂增以ΔD表示 。 垂增ΔD＝ΔDB—ΔDA
(2)水平投影长度
水平投影长度：简称水平长度或平长， 是指井眼轨迹上某点至井口的长度在水 平面上的投影，即井深在水平面上的投 影长度。 水平长度的增量：称为平增。平长以字 母上表Lp示，平增以Δ Lp表示。 平长和平增在图 5—4中是指曲线的长度。
定向井基本概念
石油钻井人技术交流一、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。
井深（m）：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”。
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。
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“井斜变化率”，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。
常用“°/100m”表示。
靶点（目标点）：设计规定的、需要钻达的地层位置，称为靶点。
15、靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离，成为靶区半径。
《物理定向井》PPT课件
定向井井身剖面
剖面类型
另一种是“悬链 式”剖面，如右图所 示。此类剖面造斜率 由小到大，自然递增 ，能够有效地减少摩 阻，适用于大位移井
三、定向井的井眼轨迹控制
三、定向井的井眼轨迹控制 1、定向井直井段井斜控制
定向井直井段的井造斜点时，如果直井段不直，不仅
会影响造斜的顺利完成，还会因为上部井段的井 斜造成位移影响下一步的井身轨迹控制。
四、定向仪器
四、定向仪器
磁偏角 单点测斜仪 多点测斜仪 有线随钻 MWD 陀螺测斜仪
磁偏角
定义：磁北方位线 与正北方向线之间 的夹角 真方位=磁方位+东 磁偏角 真方位=磁方位-西 磁偏角 高尚堡地区：-6.65 柳瓒地区：-6.35 老爷庙地区：-6.37
定向钻井基础知识
概述
一、定向井的基本概念
二、定向井井身剖面 三、定向井的井斜和方位控制 四、定向仪器 五、井身质量要求 六、定向井监督工作的主要内容
概述
一、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。 定向井最早是在 1895 年的 美国钻成的。我国的定向井 钻井技术 50 年代开始起步的 ， 80 年代有了较大发展，特 别是最近几年无论是从理论 研究上还是现场实际应用上 ，我国已接近发达国家的技 术水平。
三、定向井的井眼轨迹控制
2、定向井造斜段井斜控制
造斜井段一般采用采用单弯螺杆钻具组合：
Φ215.9mmBIT+Φ172mmL+Φ177.8mmNDC+165mmM WD短节+Φ165mmNDC+Φ127mmHDP +Φ127mmDP
钻进参数：钻压2—5T，排量28—32L/S ，泵压 10-14MPa
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第一章定向井的基本概念第一节井身的要素一、井身的基本要素1、测深（Measured depth）：井身轴线任意一点到井的井身长度。
通常用字母L表示，单位米或英尺。
2、井斜角（Hole Inclination or Hole Angle）：某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的井斜角。
通常用希腊字母α表示。
3、井斜方位角（Hole Direction）：是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。
通常以Ø表示，单位度。
它还可以用象限值表示，是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角，象限值在0-90°之间变化，并要注明象限。
二、井斜变化率和方位变化率1、斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式：Kα=（△α/△L）*1002、井斜方位变化率：单位井段内井井斜方位角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式：KØ=（△Ø/△L）*100三、其它井身参数1、垂深：（Vertical Depth Or True Vertical Depth）即测点的垂直深度。
通常用H表示，如A、B点的垂深分别表示为H A、H B。
2、水平长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
用S表示，如A点的水平长度表示为S A。
3、水平位移：（Displacement or Closure Distance）即井眼轴线某一点在水平面上的投影至井口的距离也称闭合距。
用A表示，如A点的水平位移表示为A A。
4、闭合方位角或总方位：（Closure Azimuth）是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
用θ表示，如A点的闭合方位角表示为θA。
5、N（北）坐标和E（东）坐标：是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
6、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，它不是真实的水平位移，所以称之为视平移。
A A为闭合位移，V A为视平移。
视平移与水平位移越接近，说明井眼方位控制的越好。
水平位移都是正值，而视平移可能是正值，也可能是负值。
负值的视平移说明闭合方位线与设计方位线的差值已大于90度，这种情况常出现于造斜前的直井段。
四、定向井的一些述语或专用名词1、最大井斜角：（Maximum Hole Angle）略2、磁偏角：（Declination）在某一地区内，磁北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。
以地理北极方位线为起点，顺时为正值，逆时为负，正值为东磁偏角，负值为西磁偏角。
3、磁偏角的校正4、造斜点（Kick off point）5、造斜率：造斜工具的造斜能力。
它等于造斜工具所钻出的井段的井眼曲率，不等于井斜变化率。
6、增（降）斜率：井斜变化率正值为增斜，负值为降斜。
7、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，指的是单位井段内三维空间的角度变化。
其常用单位为度/30m。
计算公式：K=30√（Δα/ΔL）2+（ΔØ /ΔL）2sin2{（α1+α2）/2}2式中：Δα=α2-α1ΔØ-该井段内方位角的绝对变化值，单位“度”。
11、目标点（Target）12、靶区半径13、靶心距14、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。
15、反扭角：启动前的工具面与启动后的工具面之间的夹角。
16、高边：（High Side）有斜度的井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面，若干这样的平面上最高点的连线称为高边。
因此高边方位就是井眼方位。
17、工具面角：（Tool Face Angle）表示造斜工具下到井底后，工具面所在位置的参数。
其表示方法有两种：高边；二是磁北为基准（Magnetic Angle）。
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。
18、定向角：是定向工具面角的简称，在定向或扭方位钻进时工具面所处的位置，用工具面角表示。
工具面的位置有工作位置与非工作位置之分，工作位置是指启动马达正常钻进的工具面角，非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角。
19、安置角：（Tool Face Setting）是安置工具面角的简称，在定向作业或扭方位时，根据井身控制的有关计算，将工具面安放的位置。
20、水平井的一些述语（1）长半径水平井造斜率小于6度/30m的水平井。
（2）中半径水平井造斜率介于6度/30m-20度/30m之间的水平井。
（3）中短半径水平井造斜率在20度/30m-30度/30m之间的水平井。
（4）短半径水平井造斜率介于1度/m-10度/m之间的水平井，有的把3度/m-10度/m的称为短半径水平井。
（5）入靶点（6）终止点（7）靶前位移（8）水平段长第二节高斯投影坐标系和地磁要素一、基本概念1、高斯投影坐标系高斯投影坐标系统（国外也称网格坐标系统）是平面坐标系统。
其符合以下三个条件：（1）正行条件；（2）中央子午线投影后为直线；（3）中央子午线投影后长度不变。
将中央子午线东西各一定经差范围内的地区（一般6度或3度）投影到椭圆柱面上，将此柱面沿某一母线展开即成高斯投影平面，中央子午线与赤道的交点O为坐标原点，中央子午线的投影为纵坐标，即X轴，以赤道的投影为横坐标，即Y轴，这就形成了高斯平面直角坐标系。
2、大地坐标和高斯投影坐标大地椭圆体面上的某点经纬度称为该点的大地坐标，以（L、B）表示；该点在高斯投影平面上的直角坐标称为高斯投影坐标，以（x、y）表示。
3、高斯投影的分带高斯投影是一种正行投影，它虽然没有角度变形，但存在长度变形（除中央子午线外）。
限制长度变形的最有效方法是“分带”，用分带的办法把投影区域限定在中央子午线两旁的一定范围之内。
具体做法如下：先将旋转椭圆面沿子午线划分为若干个经差相等（例如六或三度）的瓜瓣形，各瓜瓣形分别按高斯投影规律进行投影，于是得出不同的投影带。
位于各带的中央午子午线即为该带的中央子午线。
我国规定中规定，所有国家大地点均按高斯投影正形投影计算其在六度带的平面直角坐标……。
分带的具体规定：（1）投影带的编号高斯投影六度带，自O度子午线起每隔六度自西向东分带，依次编号为1、2、3、……。
（2）坐标写法的规定为了避免横坐标出现负号，规定将y值上500.000米；又为了区别各带坐标的不同，规定在y值（已加500.000米）的前面冠以带号，以符号y规定表示。
例如在第六度带第20带中，y=-200.25米，按规定却写成y 规定=20499799.75米。
至于纵坐标x值，无论哪一带都是由赤道起算的实际值。
4、收敛角（Grid convergence），简称收敛角，以γ表示。
收敛角与磁偏角类似也有正负之分，当网格北方向线在真北方向线以东时为正，以西为负。
5、网格方位与真北方位和磁方位之间的关系真北方位=磁方位+磁偏角网格方位=真北方位-收敛角网格方位=磁方位+磁偏角-收敛角某点磁方位为80度，磁偏角为6度，收敛角为1度，则其网格方位=80+6-1=85度。
二、为什么要采用网格参考并补偿收敛角现在我国的定向井数据处理多采用真北作为方位角，然而地质设计中给出的井口（X0，Y0）和目标点（X t，Y t）坐标是高斯投影坐标根据着两个点的坐标差值ΔX=X t-X0和ΔY=Y t-Y0直接算出的方位角是高斯平面方位角（网格方位角），并参考北是网格北。
真北和网格北的交角称为平面子午线收敛角，简称收敛角，所以真方位和网格方位相差了γ角。
过去我们总是近似以γ=0作数据处理，在γ很小时是可以接受的，然而当γ和位移都很大时，就会产生较大的误差。
例如某地γ约为0.63度，当位移2000米时，误差将为2×2000×sin（0.63/2）=22米，这是不可忽略的。
因此需要对收敛角进行校正。
第二章定向井井身剖面设计定向井井身的所有井段形状不外乎有四种，即铅垂井段、增斜井段、稳斜井段和降斜井段，由这四种井段可以组成多种井身剖面。
本章介绍的只是常规两维定向井井身剖面设计、水平井剖面和绕障井设计。
第一节常规两维定向井井身剖面设计两维定向井是指设计的井眼轴线只是在某一个给定的铅垂面内变化，即设计的井眼轴线只有井斜的变化，没有方位的变化。
一、井身剖面的设计原则1、能实现钻定向井的目的；2、尽可能利用地层的自然造斜规律；3、有利于采油工艺的要求；4、有利于安全、优质、快速钻井。
这方面要考虑以下几个问题：（1）择合理的井眼曲率；（2）选择易钻的井眼曲率；（3）选择适当的造斜点；（4）设计井身剖面形状应与井身结构同时考虑。
二、井身剖面设计的条件、内容步骤1、设计条件：一般情况下给定的设计条件有地面坐标、地下目标点坐标、目的层垂直深度和井底位置。
根据这些基本数据，通过坐标换算，可计算出设计方位角设计水平位移。
2、井身剖面设计的内容和步骤（1）选择剖面类型；（2）确定增斜率和降斜率，选择造斜点；（3）求得剖面上的未知数，一般情况下这个未知数是全井最大井斜；（4）进行井身计算，包括各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角及井深；（5）作垂直剖面图和水平投影图，必要时绘出安全圆柱。
3、常规两维定向井井身剖面设计常规两维定向井的剖面形状主要有两种，一种是“直-增-稳”剖面，在我国现场上称为三段制剖面，可分为低造斜点和高造斜点两类，稳斜段的长度可长可短，甚至没有稳斜段，这根据设计要求而定。
另一种是“直-增-稳-降-稳”剖面，现场上称为“S”形井眼或“五段制剖面”，可根据开发的具体要求而定。
所有的剖面类型都是由两种类型演化而来，它们是“三段制”和“S”剖面的一种特殊情况。
这样，我们就可以用“S”剖面作为所有常规两维定向井剖面的代表。
如果能够设计出来“S”剖面，其他都可以应刃而解。
“S”剖面的设计方法目前主要三种：作图法、查图法和解析法。
第二节水平井井身剖面设计所谓水平井，是指最大井斜角一般不小于86度和在生产层内横向钻进的特殊形式的油气井。
一、水平方法一览表二、剖面设计应考虑的因素1、与普通定向井不同，水平井要横穿目的层，设计中需要考虑更多的因素，主要有以下几个方面。
（1）有底水或气顶的油藏，水平井段要尽可能远离油水或油气界面，防止水锥或气锥，沿油层上部或下部水平延伸。
在底水和气顶同时存在的油藏中，也应以尽可能减少水锥和气锥速度为原则，选定水平井段的适当轨迹。
（2）有垂直裂缝的油、气藏，水平井段的方位应与垂直裂缝带走向相交，尽可能钻穿更多的垂直裂缝带。
（3）多层系油、气藏，根据油藏的特点和开发要求也可以钻穿几组油气藏，成为水平多目标井。