丛式井防碰简介
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丛式井_分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用
６．１ 问题的产生
ＸＸ 分支井为一口试验井， 设计的井身结构见图 １１。
Φ３３９．７ｍｍ 套管×１００ｍ
Φ２４４．５ｍｍ 套管×１ ４０３ｍ
套管开窗位置 １ ３０２ｍ
Φ１３９．７ｍｍ 套管×１ ６７０ｍ
Φ１７７．８ｍｍ 套管×１ ７１７ｍ
图 １１ 分支井井身结构示意图
设计的分支井眼剖面见表 １。 但是， 主井眼完成后， 侧钻分支井眼至井深 １ ３２４ｍ 后测量发现， 实钻分支井眼 １ ３０２～１ ３２４ｍ 井 段井眼方位（ ３０２°） 与设计分支 井 眼 闭 合 方 位 （ １５０°） 两者存在近 １５０°偏差（ 如图 １２） ， 且其轨迹水平投影
基本原理如图 ８ 所示， 即以参考点为球心， 做半 径不同的无数同心球， 其中与对比井刚好接触的球的 半径即为两井最近距离， 也称为扫描半径 （如图中
·４·
新疆石油科技
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２００６ 年第 ３ 期（ 第 １６ 卷）
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对比井
θ Ｍ＇
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Ｅ
参考井
图 ８ 邻井球面距离扫描空间示意图
ＭＰ）。其水平投影方向与参考井的高边方向的夹角（ 顺
利用扫描半径在实际计算中， 若能够找出距离最
小对应点的井深， 则可利用空间两点距离计算、连线
与正北方向夹角的有关公式， 计算获得扫描半径与扫
描夹角。
若以 参 考 井 ＨＭ 垂 深 对 应 的 比 较 井 井 深 ＬＱ 为 基 点， 取步长 ｎ（ 为相对提高精度， 可取 ０．１ｍ） ， 结合对应
的扫描原理， 向对比井井深减小方向逐点计算（ 即不
４ 防碰扫描原理
防碰扫描是在钻井过程中预防井眼碰撞， 进行科 学决策的基础。该技术发展到今天， 已形成了基于最 小曲率半径法计算单井轨迹参数， 结合不同的扫描原 理而发展起来的最近距离扫描、法面距离扫描以及平 面距离扫描等方法。
海上丛式井网加密调整防碰关键技术
１ ． 前言
目前 ， 海洋石 油资源 的勘探 开发 已进 入了一 个新 的阶段 ， 水 平井 、 大位 移井 和丛 式井的应 用越来 越广 泛 ， 油气开发 正 向着 更深更 远的 目标发展 。 与 此同时 ， 随着 部分油 田进 入 到开 发的 中后期 ， 采 油速度 和采 收率 降低 幅度大 、 综 合含 水 上 升快 ， 产 量递减 快等 问题 逐 步暴露【 ｌ 】 。 由于海 上油 田开 发离 投入 、 高风 险的特 点， 通过 单纯 的增 加油井 数量 和平 台数量 来提 高产 量的方 式 ， 受 到了项 目经 济 性 的制 约和 限制 。 因此 ， 采取丛 式井 网整体加 密的 方式 ， 即在原来 的丛 式井 网中 再 打加密 调整 井 ， 成 为 了海 上油 田高效开 发 、 提 高采 收率的 重要手 段。 但 这种 特 殊 的调 整方 式 给钻 井设计 和 作业 带来诸 多 技术挑 战 和难 点 。 海上 丛式井 网—般 是 以平 台为 中心点 向四周 发散 的轨迹分布 ， 由于 井 网密
较高， 而平 台位 置优选 是 降低钻 井总 进尺 、 作业 难度 及钻进 周 期最基 本和 最有 效 的手 段之 一 。 在原 来 已十分密 集 的丛式井 组 中再度 加密钻 出加 密井 网 ， 使得 加 密调整 井新建平 台位 置的选择 是一个 非常复 杂的过程 。 首 先需要对 已存在 的 井 眼轨迹进 行分析 ， 再 根据 以“ 井 口位移法 ” （ 井组 的井 口位移之 和最小 ） 确定 的 初 始调整 井平 台位 置进 行新钻 井 轨迹设 计 ， 并与 老井 网进行 防碰分 析 ， 最 后根 据 防碰分 析 结果 对平 台位 置进 行调 整 ， 直 到所有 井均 满足 防碰 要 求为止 。 针对上述 平台位 置优选 的复杂 性 ， 研 究形成 了以三维地 质模型及 原有井 网 为设计环境的平台位置优选方法。 基于三维井位设计软件Ｄ Ｅ 脚 和定向 井设 计软 件 Ｃ ｏ ｍｉ ｍｓ ￣ 现 了含 水平 井平 台位 置优 选 的方法 。 ２ ３ 井 眼轨 迹优 化及 防碰绕 障技 术 在 丛式井 网加密调 整井 的设计 与施 工 中， 除 了需 要时刻 注意实钻轨 迹与设 计轨 迹的相 符程 度及 其变 化趋 势 ， 以确保 中靶 并保持 良好 的井 身质量 外 ， 还需 要考 虑邻 井的设 计轨 迹和 实钻 轨迹 ， 用于 进行 防碰计 算 与设计 。 在 井眼 轨迹 防 碰绕 障设 计时 ， 需 要综合 考虑 油藏 钻井顺 序 、 井斜 方位 等因索 ， 合 理分 配槽 口， 确定 造斜 点 、 造 斜率 及关 键绕 障控 制点 。 并 采用最 精确 的最小 距离法 ［ ３ 避 行 防 碰 扫描 。 通过 计算 井 眼距离 的分离 系数 ， 来 判断 井眼 间距是否 处于危 险 情况 ， 并做 出相应 的决策 。 用参 考井和 比较井 的 中心 距和两井 的误差椭 圆半 径之 比来 表示 井的 接近程 度 ， 如 比值等 于 ｌ 说 明两 井相切 ， 即有 可能蹭 着邻 井 ； 如 比值 大 于１ ， 说 明两 井是安 全的 ； 如 比值 小于 １ ， 说 明两井 不安全 ， 很有 可能碰撞 套管 ， 图１ 、 图 ２ 分别 为渤 海某 调整 井绕 障 前后 的防 碰 中心距 示意 图 。 ２ ． ４ 丛 式井 网井 眼轨迹 控制技 术现 场实施 要 点 １ ） 直 井段 防斜打直 ： 表层 钻井过 程 中 ， 除预 斜井外 ， 应使用 钟摆钻 具 防斜 打 直， 井斜 尽量 小于 ０ ． ５ 。 ２ ） 表层 预斜 措施 ： 对 于表 层需 要预斜 的井 采用如 下钻 具组合 ： １ ７ －１ ／ ２ ” Ｐ Ｄ Ｃ Ｂ ｉ ｔ ＋Ｘ ／ Ｏ ＋ ９ － ５ ／ ８ ” Ｐ Ｄ Ｍ（ １ ． ５ ７ ） ＋８ ” Ｆ ／ Ｖ＋１ ６ －１ ／ ４ ” Ｓ ｒ Ｂ ＋８ ” Ｎ ＭＤ Ｃ＋ ８ “ ＭＷＤ ＋ ８ ” Ｓ Ｎ ＭＤ Ｃ＋ ８ ” （ Ｆ ／ Ｊ ＋ Ｊ ＡＲ） ＋ ｘ ／ Ｏ ＋ ５ ” ＨＷＤＰ １ ４ ｝ 一般 采 用的 表层 套管 下人 深 度要 以表层 预斜 井斜能 够达到 ８ ～１ ０ 。 的 深度为 参考 ， 以保证 二开井 眼轨迹尽 量 分离 且造斜 时毹 以ＭｗＵ高边 工具面 造斜 ， 可使二 开可减 少使用陀 螺定 向 ， 节 约 作 业时 间 ， 提 高作业 时 效 。 ３ ） 精密测量仪器确认已钻井眼轨迹 ， 所有表层段都要有陀螺测斜数据 ， 为 后期 井的防碰 计算提 供准 确数据 。 直井段 陀螺测 量轨迹 间隔不 大于ｌ 咪 ／ 每点 。 陀螺 定向 过程 中， 及时 用ＭＷＤ 工 具面及 实测结果 检验 、 判断陀 螺定 向方 向是 否 正确、 以及 造斜 率是 否满 足 要求 。 ４ ） 浅层造 斜率保 障措施 ： 为保 证表层 的造斜 率 ， 马 达弯 角不小于 １ ． ５ 。 ； 马达 本体 扶正 套要 尽量 满 眼 ； 上 扶 正器选 择 １ ２ － １ ／ ４ ” 或着不 加上 扶正器 。 钻井 参数 选择 要尽量 降低排 量 ， 保 证钻压 ， 并在 造斜 过程 中尽量不使 马达制 动 ， 保 持造 斜 工具 面 比较 稳定 和连 续造 斜 。 ５ ） 防碰 风 险井 段 应采 用牙 轮钻 头钻 进通 过 。 ３ ， 渤 海某 油 田加 密调整 井 防碰设 计 实倒
定向井基本知识及防碰知识
定向井基本知识及防碰知识
钻井工程技术公司 ２００５年１１月
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
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．
举
例
• 例如:某次扭方位井深1200m,井斜 18°,方位100°,需要增斜降方位, 预定工具面L60°,测得工具面 L40°,弯差角-90°,估计反扭角 35°,则: 定=Ф预- Ф工 + Ф反扭 =L60°-R50°+35°=-75°
举
例
• 例如：某次定向井深８００m，井斜１°， 方位１００°，预定施工到２００°，测 得工具面２４０°，弯差角－９０°，估 计反扭角２０°，则：
定向(扭方位)的计算公式
• 预定(目标)工具面:定向扭方位前,一定要通过预算轨迹,首先得出一个预 定要把螺杆摆到的工具面,称之为目标工具面,记作Ф预. 例如,某井高计方位130°,井斜1.5 °,磁偏角-1.633° (或称西偏 1.633°).但根据直井段的井斜主位形成的闰移影响,结合本区块的地层规律和 控制经验,考虑定向后的超前(或滞后),定向到135°比较合适.这个定向的Ф预 =135°. 再如,某井井斜25°,需要稳斜降方位,则 Ф预=L90°,注意:井斜<6°,用磁 工具面定向,工具面直接摆到预定方位. 井斜>6°,用重力工具面,尽量使用扭方位施工,按照井斜和方位情况确定 工具面的左右偏角度. 全力增斜0 °
钻井工程技术公司 ２００５年１１月
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
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．
举
例
• 例如:某次扭方位井深1200m,井斜 18°,方位100°,需要增斜降方位, 预定工具面L60°,测得工具面 L40°,弯差角-90°,估计反扭角 35°,则: 定=Ф预- Ф工 + Ф反扭 =L60°-R50°+35°=-75°
举
例
• 例如：某次定向井深８００m，井斜１°， 方位１００°，预定施工到２００°，测 得工具面２４０°，弯差角－９０°，估 计反扭角２０°，则：
定向(扭方位)的计算公式
• 预定(目标)工具面:定向扭方位前,一定要通过预算轨迹,首先得出一个预 定要把螺杆摆到的工具面,称之为目标工具面,记作Ф预. 例如,某井高计方位130°,井斜1.5 °,磁偏角-1.633° (或称西偏 1.633°).但根据直井段的井斜主位形成的闰移影响,结合本区块的地层规律和 控制经验,考虑定向后的超前(或滞后),定向到135°比较合适.这个定向的Ф预 =135°. 再如,某井井斜25°,需要稳斜降方位,则 Ф预=L90°,注意:井斜<6°,用磁 工具面定向,工具面直接摆到预定方位. 井斜>6°,用重力工具面,尽量使用扭方位施工,按照井斜和方位情况确定 工具面的左右偏角度. 全力增斜0 °
丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用
关键词 ：密集型丛式井组 ；防碰 ；排列规律 ；钻井顺序 ；老 １ ８ 台 ６平
中图分类号 ： Ｅ １ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｅ ｈｎｉ ｅ ｆｃ ｕｓｅ ｅｌ ｎｅ ｅ ｃ ｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｃ ｑｕ ｓｏ ｌ ｔ ｒｗ ｌ ｇｅ ｒ ｌａ ｔ－ ｏ ｌ ｉ ｎ ａ ｉｌ ｉ ｎｇ ｓ ｑｕ ｎ ｅｏ ｉ ｚ ｔｏ ＬＵＸ ａｙｎ Ｓ ａａ ， Ｉ ｅｌ Ｉ ｉ ａ，ＨＩ ｎｎ Ｌ ｉ ０ Ｙ Ｐ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｄｕ ｏ ｔ ｅ ｓ ｌ ｗｅ ｌ ｐ ｃｎ ， ａ ｇ ｍｏ ｎ ｆ ｒｌ ｄ ｗｅ ｌ ａ ｄ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌ ｆ ｎ ｅ ｗｅ ｌ ｎ ｉ ｏ ｌ ｉ ｎ ｄ ｉｌ ｇ ｓ — ｅｔ ｈ ｍａｌ ｌ ｓ ａ ｉ ｇ ｌｒ ｅ ａ ｕ ｔ ｉ ｅ ｌ， ｎ ｒ ａ ｆ ｕ ｔ ｏ ｔ ｒ ｌ ａ ｔ ｃ ｌ ｓｏ ｒｌ ｎ ｅ ｏ ｄ ｌ ｄ ｆ ｉ ｙ ｉ — ｉ ｉ ｑ ｅ ｃ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｂ ｅｍｅｈ ｄｏ ｍａ ｓｏ ｓ ｒ ａｉ ｎ ａ ｄｓ ｓｅ ｔ ｔ ｙ ｔ ｅｄ ａ ｉｅ ｔ ｎ ｏ ｗｈ ｌ ｌｔｏ ｍ ｎ ｒ ｌ ｇ ｒ ｓ ｔ ｅ ｕ ｎ ｅｏ ｔ ｍｉａ ｉ ， ｙ ｔ ｔ ｏ ｆ ｓ ｂ ｅ ｖ ｔ ｎ ｙ ｔｍａ ｉ ｓ ｏ ｈ ｏ ｃ ｕｄ ，ｈ ｒ ｇ ｄ ｒ ｃｉ ｆ ｏ ｅｐ ａ ｆ ｒ ａ ｄ ｄ ｉ ｉ ｉ ，ｈ ｏ ｌｎ ｇ
丛 式 井 组 总 体 防 碰 与 钻 井 顺 序 优 化 技 术 及 应 用
刘晓艳 施亚楠 李培丽
（ 胜利石油管理局钻 井工 艺研 究院， 山东东营 ２７ １） ５ ０ ７
引用格式 ：刘晓艳， 亚楠 ， 丽 ． 施 李培 丛式井组 总体防碰与钻井顺序优化技 术及应用 ［ ］． 油钻采工艺，０２３ （） － ，６ Ｊ 石 ２ １，４ ２：９１ １． ２
冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术
冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术边瑞超;周洪林;曹华庆【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2017(045)005【摘要】冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术.通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰.综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障.【总页数】4页(P19-22)【作者】边瑞超;周洪林;曹华庆【作者单位】中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司,天津300280;中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司,天津300280;中石化华东石油工程公司六普钻井公司,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TE28【相关文献】1.丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用 [J], 刘晓艳;施亚楠;李培丽2.渤海人工岛大型丛式井组加密防碰优化设计技术 [J], 许军富;徐文浩;耿应春3.埕海-区人工岛丛式井钻井液技术 [J], 王鲁坤;黄达全;王伟忠;陶瑞东;明洪涛;谢新荣;穆剑雷;陈彩凤4.丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用研究 [J], 曹刚5.渤海油田丛式井网整体加密钻井防碰技术 [J], 赵少伟; 徐东升; 王菲菲; 罗曼; 李振坤; 刘杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
防碰绕障钻井技术的概述与应用
防碰绕障钻井技术的概述与应用目前有一种情况是30多年的开发以后，在一些老油田的基础上又进行二次开发。
地形条件和周围的邻井会较大的限制水平井的开发与施工。
与此同时，在施工的过程中也会经常出现碰撞的问题。
在部分情况下，如果发生碰撞问题，那么将会被施工的进度以及安全性产生极大的挑战。
本文主要对防碰绕障钻井技术进行一个大概的描述，并且對其应用方面进行介绍。
在过去对老油田进行开发的时候，选址大部分位于山区。
历史上遗留下来的井网比较密集，在一定程度上限制了水平井的施工。
在施工过程中的碰撞问题也时常发生，这在一定程度上增加了平井施工的难度。
水平井的施工开采的主要目的是为了开采老油田剩余的未开发的油量。
实现资源的最大化利用。
水平井的施工绕障困难，但是如果可以进行下去，那么回报是相当可观的。
所以要着力于缩短施工周期，提高施工质量。
一、目前部分井的的施工概况本文将通过举例马岭油田南区的南平1井来进行说明，设计的方位是235.58°，靶前距是263.21米，入窗垂深1243.35米，靶区上下偏差1.5米，左右偏差10米。
设计水平段4个靶点187米，实际数据：靶前距236.21米。
入窗上偏差1.29米，左右偏差4.56米，在设计轨迹周围有六口邻井。
二、施工难点（一）南平一井所受的制约条件主要是由其地理环境造成的。
因为其所处位置是山区，而且周围邻井比较多，且在原来开采过的老油田之上继续施工。
其在施工过程中要在原来的老井往之间继续穿行，并且要同时注意直井段和定向增斜段的防碰，大大的增加了施工的难度，和防碰的重要性。
（二）南平1井下面的老油田是在上世纪的70年代施工完成的。
受当时科技水平和研发能力的限制，当时收集油田个井道数据的方式非常有限。
在钻井过程中使用虹吸测斜仪，防碰数据的完成也只能使用完井电测技术。
因此，在过去遗留下的一些数据里面，有着较大的误差，不能够直接使用。
防碰绕障技术还是不能够很好的实施，因此在施工过程中易发生碰撞事件。
定向井基本知识及防碰知识
9) 靶心距（ｓｔ）:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目 标点之间的距离 。
井眼轨道水平投影
1) 工具弯角（θ ｂ）:在造 斜钻具组合中,拐弯处上下 两段的轴线间的夹角。
2) 工具面:在造斜钻具 组合中,由弯曲工具的两个
3) 反扭角（β ｒ）:在使 用井下动力钻具进行定向造 斜或扭方位时,动力钻具启 动前的工具面与启动后且加 压钻进时的工具面之间的夹 角。反扭角总是使工具面逆
方位角ψ ：正北顺时针转至轴 线上某点切线在水平面的投影 的夹角。
垂深Ｄ：井 眼轴线上某 测点至井口 转盘所在平 面的垂直距 离。
井眼曲率Rh：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度。
井斜变化率Rn：单位长度井段井斜角变化值。 方位变化率Ri：单位长度井段方位角变化值。
测深Ｄm：某测点到转盘补 心的井眼轴线实际长度。
注意：井斜<6 °，用磁工具面定向，工具面直接摆到预定方位。
井斜>6 °,用重力工具面，尽量使用扭方位施工，按照井斜和方位情
况确定工具面的左右偏角度。
0°Leabharlann 全力增斜L90 ° 稳斜降方位
180 ° 全力降斜
R90 ° 稳斜增方位
定向（扭方位）的计算公式
工具面：经测量或校正后的实际螺杆弯曲位置， 记作φ工
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。
井底闭合方位角Ψ h ：从正北方向 顺时针转至井口与井底的水平投影 连线的夹角。
井底水平位移Sh：井口与井底两点 在水平投影面上的直线距离。
直井段 具所钻出的井段的井眼曲率。
井眼轨道水平投影
1) 工具弯角（θ ｂ）:在造 斜钻具组合中,拐弯处上下 两段的轴线间的夹角。
2) 工具面:在造斜钻具 组合中,由弯曲工具的两个
3) 反扭角（β ｒ）:在使 用井下动力钻具进行定向造 斜或扭方位时,动力钻具启 动前的工具面与启动后且加 压钻进时的工具面之间的夹 角。反扭角总是使工具面逆
方位角ψ ：正北顺时针转至轴 线上某点切线在水平面的投影 的夹角。
垂深Ｄ：井 眼轴线上某 测点至井口 转盘所在平 面的垂直距 离。
井眼曲率Rh：单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度。
井斜变化率Rn：单位长度井段井斜角变化值。 方位变化率Ri：单位长度井段方位角变化值。
测深Ｄm：某测点到转盘补 心的井眼轴线实际长度。
注意：井斜<6 °，用磁工具面定向，工具面直接摆到预定方位。
井斜>6 °,用重力工具面，尽量使用扭方位施工，按照井斜和方位情
况确定工具面的左右偏角度。
0°Leabharlann 全力增斜L90 ° 稳斜降方位
180 ° 全力降斜
R90 ° 稳斜增方位
定向（扭方位）的计算公式
工具面：经测量或校正后的实际螺杆弯曲位置， 记作φ工
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。
井底闭合方位角Ψ h ：从正北方向 顺时针转至井口与井底的水平投影 连线的夹角。
井底水平位移Sh：井口与井底两点 在水平投影面上的直线距离。
直井段 具所钻出的井段的井眼曲率。
定向井基本知识及防碰知识1
如图中，弯差角应为-90°，如某次测得工具面为 240 °，则实际工具面=240 ° -（-90 ° ）=330 °。 如果测得工具面为L 40 °，则实际工具面=L 40 ° （-90 ° ）=R 50 ° 。
定向（扭方位）注意事项
井口印迹要清晰，测量夹角要注意判明 方向。 要根据当前井斜方位和施工工具面，准 确估计井底的井斜方位，保证造斜（扭 方位）达到预期效果。
定向井几个基本概念
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。
定 向 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
定向施工举例
方钻杆刻度线
Ø转１ Ø方
转盘刻度线 钻杆（铤）刻度线
假设设计方位为120度，预 计取方位超前角15度。 则目标=设计方位+超前角 =120+15=135度
丈量Ø转１、 Ø方均以下刻度 为基准，顺时针为正，逆时针 为负。图例Ø转１为正，假设为 30度； Ø方为负值，假设为-75 度。实测工具面假设为60度 （磁工具面） 则定= 目标 – 工+ 转１=13５60+30=10５度 转= 定＋方+反扭=10５+（-75 ）+２０=５０度 （反扭角假设取20度） （钻杆钢印注意问题
根据已钻井确定合适的超前角。 井斜小时工具面保证到位，避免井斜大 时方位相差较多而扭方位，增加定向工 作量。 根据井的深浅反扭角推荐取10-40度。
定向（扭方位）注意事项
井口印迹要清晰，测量夹角要注意判明 方向。 要根据当前井斜方位和施工工具面，准 确估计井底的井斜方位，保证造斜（扭 方位）达到预期效果。
定向井几个基本概念
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。
定 向 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
定向施工举例
方钻杆刻度线
Ø转１ Ø方
转盘刻度线 钻杆（铤）刻度线
假设设计方位为120度，预 计取方位超前角15度。 则目标=设计方位+超前角 =120+15=135度
丈量Ø转１、 Ø方均以下刻度 为基准，顺时针为正，逆时针 为负。图例Ø转１为正，假设为 30度； Ø方为负值，假设为-75 度。实测工具面假设为60度 （磁工具面） 则定= 目标 – 工+ 转１=13５60+30=10５度 转= 定＋方+反扭=10５+（-75 ）+２０=５０度 （反扭角假设取20度） （钻杆钢印注意问题
根据已钻井确定合适的超前角。 井斜小时工具面保证到位，避免井斜大 时方位相差较多而扭方位，增加定向工 作量。 根据井的深浅反扭角推荐取10-40度。
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丛式井防碰简介
第一部分 丛式井简介 第二部分 井组扫描 第三部分 防碰原则 第四部分 碰撞征兆及技术要求 第五部分 防碰监测
防碰征兆及技术要求
井眼碰撞的征兆 （1）MWD 测出磁场强度值超出正常值。 （2）返出钻屑中水泥含量逐渐增加。 （3）钻速减慢，钻压突增。 （4）钻具振动，扭矩异常变化。 （5）邻井套管有敲击声。
丛式井简介
槽口分配及井序优选
（1）用外围的井槽钻位移大的井，用 中间的井槽钻位移较小的井。 （2）按整个井组的各井方位，尽量均 布井口，避免井眼轨迹在水平面上的 投影曲线相交，且呈放射状分布。 （3）根据钻井平台的最大额定载荷分 布，将井斜大、位移大、较深的井安 排在平台额定载荷大的槽口。 （4）如果按照（1）、（2）的顺序仍 有不能错开的井，可以通过调整造斜 点、预斜或调整造斜率的方法来解决。 （5）钻井顺序按先外排井后内排井、 造斜点先浅后深的顺序。
防碰原则
（1）一般斜井段设计空间最小距离要求： 垂深2000m 以内，不少于30m；垂深大 于2000m 的井不小于40m。 （2）两井轨迹水平投影叠加图交叉点垂 深差大于15m。 （3）利用分离系数（SF）判断井眼相碰 风险。 ① SF>1.5，井眼不存在碰撞风险。 ② SF ≤ 1.5，应控制钻速，加强监测并 采取相应的措施。 ③ SF=1，立即停钻并严格执行防碰程序
防碰征兆及技术要求
防碰应急措施 （1）在钻压、钻速、钻屑中水泥及铁屑的含量出现异常时，应立即停止钻 进，将钻具提离井底5m以上活动、循环钻井液。 （2）进一步分析磁场强度是否正常、重新测量井眼轨迹数据，如磁场强度 异常，应使用陀螺仪测井眼轨迹，确认是否与邻井套管相撞。 （3）在复核轨迹数据后确认未发生碰撞但存在碰撞风险的情况下，应使用 牙轮钻头以低钻压控制钻速钻进，直至确认进入安全区域。 （4）当确认碰上邻井套管时，应起钻，注水泥塞封固井底以上30 ～ 50m 井段后绕障侧钻
井组扫描
Landmark 的 EDT ，SLB的 Drilling Office ，Paradigm 的 Sysdrill 是国际上常用的三大钻井软件 Navigator 是国际上广泛认可的国产定向井软件
井组扫描
误差椭圆 所有测斜仪均有一定的测量误差，因此计 算出来的井眼轨迹同样存在误差。由于测 量误差导致测点处在空间上可能存在的区 域称为轨迹误差椭圆，而误差的累加造成 椭圆随井深的增加而增大，井眼轨迹可能 位于椭圆内任意位置。
丛式井简介
海洋油气开发：高风险、高科技、高投入
➢ 地质认识难度大。探井/评价井数量少，录取资料少。陆上油田探井/评 价井密度一般为海上油田的3-5倍
➢ 钻井技术难度大。全部为定向井或水平井、水平分枝井，井轨迹复杂。 一个30余口井的平台的控制范围大于整个北京三环面积
➢ 钻井成本高。10000-12000元/米，是陆上6-10倍。钻井船日租金1520万美元/天
难点：①信号失真严重。振动信号井下传播方式复杂，地面设备噪音干扰较大；②碰撞风险井多，对系
统监测精度要求高；③国际首创，无相关经验借鉴。
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防碰监测
单平台设计方案
多平台设计方案
谢谢大家！ 请各位同事批评指正
分离系数 分离系数指计算设计或正钻井和邻井之间 的中心距离除以两个井眼误差椭圆的半径 之和，反映井眼理论相交的可能性。
当分离系数大于1 时，没有相交的可能性； 分离系数等于1，误差椭圆相切；当分离 系数小于1，存在碰撞的可能性。 分离系数=L/（R1+R2）
丛式井防碰简介
第一部分 丛式井简介 第二部分 井组扫描 第三部分 防碰原则 第四部分 碰撞征兆及技术要求 第五部分 防碰监测
防碰征兆及技术要求
在满足油藏需要的前提下，应调整和优化钻井顺序，尽量减少绕障作业。 若进行绕障作业，应采取以下措施： （1）使用牙轮钻头尽快绕障，待井眼无碰撞危险后，方可换PDC 钻头。 （2）使用陀螺仪定向，配合常规测量方法。 （3）应以稳定的钻压和排量造斜，密切注意指重表变化。 （4）钻井液应有较强的稳定井壁和携砂能力，必要时应打稠泥浆塞。 （5）观察钻屑中水泥及铁屑的含量。出现异常应立即采取相应措施。 （6）其他相关措施： ①严密监视钻压、钻速、排量、泵压、扭矩等参数。 ②钻井液出口处应有专人监视返出钻屑情况并捞砂取样，观察岩屑，判 断井下情况变化。 ③指定专人观察可能与其发生碰撞的邻井井口，监听套管是否有敲击声。
➢ 工程投资巨大。海上平台造价15-25 万元/米2，大型浮吊租金15-20 万 美元/天，需要特殊油气生产设施（FPSO、水下设施）、特殊油气运输 设施（油轮、海底管线）以及宠大的工程和后勤船队（起重铺管船等）
开发一个海上中型油田需40-80亿元的投资！
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丛式井简介
丛式井是井口集中在一个有限范围内的一组定向井，是海上油田开发钻 完井关键技术。由于井口间距小，表层钻进中井眼碰撞风险高，除应用 常规定向井技术外，防碰绕障作业是其主要技术特点。
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防碰监测
在原井网中新增一套井网，防碰难度大
原理：以钻井作业中钻头破岩时产生的振动为信号源，通过安装在套管顶端的加速度传感器采集钻头运
动诱发的振动信号，利用计算机软件显示、分析在钻井与风险邻井套管振动信号，通过曲线特征对比， 判断正钻井钻头对风险邻井套管的趋近或碰撞状态。
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井组扫描
井组扫描主要方法有三维最小距离扫 描法、水平面法和法面法。最精确和 常用的是最小距离扫描法，该方法通 过扫描设计井和邻井间的最小距离， 确定井眼碰撞和趋近风险。具体的扫 描计算通常采用专用软件完成。 井组扫描需要设计井和邻井的轨迹数 据及测量仪器精度值，通常情况下， 邻井就是已完钻或已设计的井，具有 完整的测斜报告或轨迹设计数据。Fra bibliotek丛式井防碰简介
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丛式井防碰简介
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参考文献
新海洋钻井手册 第七章 第五节 丛式井技术 天津分HSE管理体系 HSE/WB-14 丛式井作业 QSY 1296-2010 密集丛式井上部井段防碰设计与施工技术规范 SYT 6396-1999 丛式井井眼防碰技术要求 QHS2016-2010丛式井防碰与碰后处理要求