定向钻井理论与技术

胜利油田河50井组
2、地下地质条件的要求

断层遮挡油藏：定向井比直井可发现和钻穿更多的油层； 薄油层：定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多； 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。
2、地下地质条件的要求
3、处理井下事故的需要


直井打斜了，也具有井斜角和方位角的变化，但那不是定向井。

定向钻井(directional drilling)：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。

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。

井斜角增量(Δα )：下测点井斜
角与上测点井斜角之差。 Δα＝αB－αA
1、井眼轨迹的基本参数
(3) 井斜方位角（Φ）：某测点处的井眼方向线在水平面上的投影称
为井眼方位线（井斜方位线）；以正北方位线为始边，顺时针方向 旋转到井眼方位线上所转过的角度。也称为井眼方位角、方位角。

井斜方位角增量（ΔΦ）：
第1章 定向钻井技术概述（1学时） 第2章 井眼轨迹计算与评价（5～6学时）
§3-5 坐标系统及转换*
定向钻井理论与技术
第5章 管柱摩阻扭矩计算*（1学时） 第8章 水平井钻井技术（5～6学时） 第6章 定向井专用井下工具（4学时） §6-1 无磁钻铤 §6-2 螺杆钻具 §6-3 其它井下工具 第7章 定向井测量技术（2学时） §7-1 电磁测斜仪 第9章 丛式井技术*（2学时） §9-1 丛式井技术难点及对策 §9-2 井眼轨迹扫描与防碰技术 §8-1 水平井轨道设计方法 §8-2 水平井轨迹控制技术
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
0.6万吨
直井的5倍以上（L=300m）
水平井技术适合于薄层的开采
几种特殊的定向井
水平井（horizontal well）：井眼轨迹达到水平（井斜角90º 左右）以后，井眼继续延伸一定长度（延伸长度与油层厚度之 比不小于6倍）的定向井。 大位移井（延伸井，extended reach well）：水平位移与垂 深之比（位垂比）不小于2的定向井。 丛式井（cluster well） ：在同一个井场上或一个钻井平台上，



定向钻井理论与技术
§1-1 定向井的用途 §1-2 井眼轨迹的基本概念 §2-1 井眼曲率计算方法 §2-2 测斜计算方法 §2-3 井眼轨迹质量评价方法 第3章 井眼轨道设计（6学时） §3-1 井眼轨道设计概述 §3-2 二维常规轨道设计 §3-3 微曲稳斜轨道设计 §3-4 待钻井眼轨道设计 §2-4 井眼轨迹的内插方法 第4章 井眼轨迹预测方法（4学时） §4-1 井眼轨迹预测的外推法 §4-2 给定造斜率的井眼轨迹预测方法 §4-3 工具的造斜率预测方法* §4-4 钻头与地层相互作用模型简介*
定向钻井理论与技术
定向钻井理论与技术
学习目的：掌握定向井设计和计算的基本理论和方法，初步具备分 析和解决定向钻井过程中具体问题的能力，并对当前的定向井新技 术有最基本的了解，为以后从事定向井工作打下较好的基础。 主要内容：井眼轨迹计算；井眼轨道设计；井眼轨迹预测；钻柱摩 阻扭矩计算；定向井测量技术；定向井专用井下工具；井眼轨迹控 制技术；定向井新技术专题介绍等。 教材：定向钻井设计与计算(韩志勇 编著). 中国石油大学出版社，2007.11 主要参考文献：有关定向井的行业标准、科技论文。
海油陆探、海油陆采
大位移井的用途
西江24-1边际油田
大位移井的用途
侧钻井(side-track well)
多分支井
多分支井
鱼骨井 也称为羽状井
§1-2 井眼轨迹的基本概念
1、井眼轨迹的基本参数（测斜参数）
• 测量方法：非连续测量；“测段”；“测点”。 • 三个基本参数：井深、井斜角、井斜方位角（方位角）
有计划地钻出两口或两口以上的定向井，可含一口直井。
分支井（multi-lateral well）：也称为多底井，是指一个井口 下面有两个或两个以上井底的定向井。
水平井的应用
水平井的应用
水平井的应用
水平井的应用
稠油开采
水平井的应用
阶梯水平井
用水平井连通有高低差的两孤立油藏
大位移井的用途
井下落物或断钻事故最终无法捞出时，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。

3、处理井下事故的需要
4、、水平井等。
§7-3 无线随钻测斜仪
§7-4 陀螺测斜仪
第10章 旋转导向钻井技术* （2学时）
第1章 定向钻井技术概述
§1-1 定向井的用途
§1-2 井眼轨迹的基本概念
§1-3 井眼轨迹的图示法
定向井与定向钻井

定向井(directional well)：按照事先设计的具有井斜和方位 变化的轨道钻进的井。
上下测点的井斜方位角之差。
ΔΦ＝Φ B－ Φ A
井斜方位角的变化范围：0～360°。
井斜方位角的象限角表示方法
象限角：井斜方位线与正北方位线或与正南方位线之间的夹角。 象限角的变化范围：0°～90°之间。 图中： N30º E=30º
§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、处理井下事故的需要 4、提高油藏采收率的手段
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。
1、地面环境条件的限制
(1)井深（L，Dm）：井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长 度，也称为斜深、测深（measure depth,MD）。
• 井深增量（ΔL）：下测点井深与上测点井深之差。 L＝LB－LA
1、井眼轨迹的基本参数
(2)井斜角(α)：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称为井斜角。