定向井钻井轨迹设计与控制技术研究
定向井水平井钻井技术-简介
1. 地面定向法(定向下钻法) Nhomakorabea十字打印法：
1) 事先在每根要使用的钻杆公母接头上， 扁錾打上“十”字钢印；要注意两个钢 印必须处在同一条母线上； 2) 下钻过程中测量每两个单根连接处的钢 印偏差角度，上相对于下顺时针为正， 逆时针为负，进行详细记录；
3) 下完钻后，将所有偏差值相加即得到最 上面钢印与造斜工具面的偏差角度，若 为正说明钢印在工具面的顺时针方向某 角度处，若为负说明钢印在工具面的逆 时针方向某角度处， 。
• (2) 计算水平距离的加权平均值JJ：
n 1
1 1 1 J i ( Li 1 Li 1 ) J1 ( L2 L1 ) J n ( Ln Ln 1 ) 2 2 2 JJ i 2 Ln L1
• (3) 轨迹符合率的计算：
实钻井眼轨迹
靶区
水 平 位 移
N
北
β-方位角 实际轨迹 靶点
β
设计轨道
E东
• 测点的井眼方向和测段的段长
L L2 L1
et cos1 eH sin 1 cos1 eN sin 1 sin 1 eE
• 井眼轨迹的其他参数：
– – – – 垂深(H)、N坐标(N)、E坐标(E) 水平长度(S)和水平位移(A) 平移方位角(β)和视平移(V) 井眼曲率(K)
（4）邻井距离扫描图的绘制
原理：
1) 寻找最近测点
• • 两口井都要有测斜资料。 从基准井出发，寻找基准井上每一个测 点与被扫描井距离最近的测点。
•
由于每个测点在空间的坐标位置是已知
的，所以可以计算基准井上某一点（M） 到被扫描井上每一点的距离，然后进行 比较，找出最近测点。
定向井轨迹控制办法
定向井轨迹控制实施办法一、定向井技术规程1．定向井施工钻机，应按如下公式选择钻机类型，钻机原有能力=井深（斜深）×（1+井斜角/100），以确保安全运行。
2．定向井施工前，必须作出详细的剖面设计，定向段造斜率按3.6°/30米，复合钻近增斜段按4°/100米，最大井斜与原设计最大井斜相符。
7．井斜超过40度，或位移超过500米的井段，钻具在井下静止时间不得超过2分钟。
8．井下钻具的摩阻，应控制在钻机允许范围之内，对大斜度、大位移井特须注意观测，必要时采取各种措施降低摩阻，如加减阻剂等。
9．当定向井位于井位密集的油区或在井的设计方向有一至数口已钻井时，为避免新老井眼相碰，必须参考老井有关资料，作出合理的井深设计；施工中运用防碰技术，严密监视及控制井眼发展趋势，两井轨迹的最小距离不得小于5米。
10．要求定向井各项技术资料及施工记录齐全、准确、及时、并充分利用已有资料进行分析，以提高定向中靶率和降低综合成本。
二、定向井安全施工规定（一）井身轨迹控制1．严格按设计施工。
井身轨迹尽可能接近设计的井身轴线，保持井身轨迹圆滑。
造斜点、最大井斜角均不得随意更改。
定向前直井段之井斜角控制在1°/1000米以内。
2．严格控制全角变化率12°～13°/100米。
一般情况下使用1°单弯螺杆定向。
（二）泥浆1．固控设备必须全功能运转，使用率不低于95%。
泥浆密度1.20以下固含10%，1.60固含25%，含砂量小于0.3%。
2．泥浆要有良好的润滑性，对其润滑性要定深化验。
定向前化验一次，定向后200米或每天化验一次。
泥浆摩阻系数符合设计要求。
3．为了保持良好的润滑性，泥浆中必须加入足量的润滑剂或混入原油。
加润滑剂和混原油可交替使用。
（三、）钻具管理1．入井钻具应有记录，并打钢印号、丈量内外径及长度，计算准确，确保井深无误，为施工提供数据。
2．为保证井下安全，钻具结构要简化。
定向井钻井井眼轨迹的设计与控制
定向井钻井井眼轨迹的设计与控制作者：刘峰来源：《智富时代》2018年第04期【摘要】随着油田钻井技术的不断发展进步，定向井已成为油田开发勘探的重要措施。
本文介绍了定向井井眼轨迹的设计技术，对井眼轨迹的控制措施进行了阐述。
只有全面掌握这些关键施工环节，才能施工定向井游刃有余，保障定向井施工顺利进行。
【关键词】定向井；施工；井眼轨迹；轨迹控制一、定向井剖面设计定向井的剖面设计工作，作业人员必须提供靶点水平位移和提供井口方位角与靶点的坐标位置，计算出方位角和水平位移。
还要通过资料查找地理位置和井身结构等情况。
设计人员应根据定向井不同的钻探情况对设计井的井身剖面类型、钻井液类型、完井方法等进行合理设计，以利于整洁、优质、快速钻井。
要根据不同的钻探目的对设计井的井身结构、剖面类型、完井方法等进行合理设计。
对靶点的层位要选择合理：井身结构、井控措施等应满足要求，尽可能选择简单的剖面类型，以减少井眼轨迹控制和施工难度，加快钻井速度，靶区半径要合乎操作要求。
二、定向井井眼轨迹的设计（一）定向井井眼轨迹设计的原则井眼轨迹就是指井眼轴线，是井身在地层中分布的一条具体空间曲线，井深、井斜角以及井斜方位角是井眼轨迹设计中最为重要的三个设计参数，也是钻井过程中对井眼轨迹进行有效控制的具体标准。
井眼轨迹的设计与计算主要应满足一下三个原则：一、可满足实际工程需要，二，能实现安全快速钻进，三、要有利于采油工艺措施。
（二）选择造斜点（1）地层比较稳定，要避免在破碎带、漏失层、流沙层、易坍塌等复杂地层造斜（2）可钻性比较均匀的地层，避免在硬夹层造斜。
垂深大位移小的定向井，应下压造斜点，以发挥直井段钻井优势；垂深小位移大的定向井，应提高造斜点，可减少定向施工的工作量。
（三）定向井井眼轨迹设计注意事项（1）地质施工条件的考虑。
地质施工条件是设计人员进行井眼轨迹设计的主要依据，地质资料即包括了地质部门经勘查后给出的施工区块的整体地形、地貌以及地层情况，还包括了钻井施工单位对定向井造斜点、井眼曲率等方面的具体施工要求。
井眼轨迹设计与控制方法
水平位移增量Δ Sh (m):
f Δ Shab =R1(1-cos α 水平位移Sh(m):
m
)=206.03
R2
αe
h
αm o2
αe
Sho Sh
Shb = Δ Shab = 206.03 g e
t She 段长Δ l(m): Δ lab= R1α
m
/57.3=607.65
井深Dw(m) :
Dwb = Dwa + Δ lab =1007.65
o Dkop a R1 αm o1
井段：b—c 最大井斜角:40.51 ° 方位角: 30° 垂直井深增量Δ D(m): Δ Dbc=De - Dkop - Δ Dab - Δ Dcd =1156.76 垂直井深D(m): c Dc = Db+ Δ Dbc =2115.07 水平位移增量Δ Sh (m): f R2 αe Δ Shbc = Δ Dbc tgα m=988.32 水平位移Sh(m): Shc = Shb + Δ Shbc = 1194.35
第三章 井眼轨道设计与控制
井眼轨道
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
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。
k
De
D Do j i
b αm
h
αm o2
αe
Sho Sh
g
e
t She
段长Δ l(m): Δ lbc= Δ Shbc /sin α
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。
定向井轨道设计及其轨迹控制技术
定向井轨道设计及其轨迹控制技术作者：王安广来源：《石油研究》2019年第09期摘要：定向井是根据预先设计的对目标层的倾斜度和方向进行钻井的方法。
通常用于油田埋藏在山区、古森林、城镇、海洋、河流、湖泊、沼泽等地貌复杂的地方。
或者当井场设置搬家安装困难时，以及提高泄油面积和单井产量，通常在井场周围钻定向井。
关键词：定向井；轨道设计；轨迹控制；正是定向井适用地形地貌复杂多变的特征决定了定向井的轨道设计和轨迹控制精确性的要求，并且具有非常重要的意义。
很多专家学者以及油气田现场施工人员都对此进行了大量的研究，得出了很多具有参考价值的理论和成果。
但现有的研究大多倾向于一种具体的计算方法或者特定的油田，缺乏对于定向井井眼轨道设计及井眼轨迹控制的整体性描述和认识。
一、定向井轨道设计概述常规定向井是指水平位移在1km以内、垂深不超过3km的定向井。
它是最常见的定向井类型，并且轨道的设计种类较多。
一般造斜点应选在地层比较稳定的区域，尽量避免选择流砂层、漏失地层、岩石破碎带等比较复杂的或者容易坍塌的地层。
另外，还要设置合理的井斜角，如果井斜角过大，测井和完井作业施工的难度和起下钻的载荷都会随着增加，致使转盘扭矩大，扭方位困难产生井壁坍塌等钻井事故。
反之，容易发生方位漂移。
实践经验表明：常规五段制定向井稳斜井段井斜角应为15°-25°、常规三段制定向井井斜角应为15°-35°。
大位移井轨道设计时应选用悬链曲线轨道。
（悬链曲线是指圆在直线上滚动时，圆周上任意一点所形成的运动轨迹）。
高稳斜角以及较低的造斜率是大位移井轨道设计的最佳选择。
水平井大致分为两种轨道类型：（1）双增轨道：由“直一增一稳一增一平”五段组成，两次增斜段都是呈圆弧形，多在地质不确定性较高的情况下使用；（2）单增轨道：由“直一增一平”三段组成，增斜段分为变曲率的悬链线以及恒曲率圆弧形两种形状，多在目造斜率和标层二、定向井经验轨迹优化设计技术对于定向井井眼轨迹剖面优化的设计而言，需本着相应的原则给予执行。
02 定向井井眼轨迹设计
j
m
m 2arctg H0
H
2 0
2 R0 S 0
S02
2R0 S0
R0 R1 R2
L H0 He Hv R2 sine
f S0 St Se R2 (1 cose )
d h O2
e
So
Se
三、定向井井身剖面设计
讨论：
当
H
2 0
S02
2S0 R0
①多增降率剖面
②缓降稳剖面
解决大段稳斜稳不住而提出
③双增稳剖面
为了减少摩阻和解决大段稳
斜稳不住而提出
④ 悬线剖面
⑤ 抛物线剖面
三、定向井井身剖面设计
（3）三维定向井剖面
O 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。
水平位移、段长； （6）校核曲率,并作图(标注控制圆柱--误差范围)。
关键步骤为2与3、4步。
设计方法有：查图法、作图法、解析法。国内目前均用解 析法。
三、定向井井身剖面设计
2、五段制（S型）剖面设计推O 导
已知：
造斜点井深
总垂深、总水平位移 增斜率、降斜率
AA BB
降斜后稳斜段井斜角、水平位移增量和垂深增量。
K A S
ΔS
KA
K
sin
二、井眼曲率及其计算方法
L dN
dE
2. 空间曲线法求井眼曲率
依据： 根据微分几何原理，一条空间曲 dH 线的曲率K有公式
钻井工程：第五章 井眼轨道设计与轨迹控制
第五章井眼轨道设计与轨迹控制1．井眼轨迹的基本参数有哪些？为什么将它们称为基本参数？08答：井眼轨迹基本参数包括:井深、井斜角、井斜方位角。
这三个参数足够表明井眼中一个测点的具体位置，所以将他们称为基本参数。
2．方位与方向的区别何在?请举例说明。
井斜方位角有哪两种表示方法？二者之间如何换算？答：方位都在某个水平面上，而方向则是在三维空间内(当然也可能在水平面上）。
方位角表示方法：真方位角、象限角。
3．水平投影长度与水平位移有何区别?视平移与水平位移有何区别?答：水平投影长度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。
水平位移是指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离,或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影.在实钻井眼轨迹上，二者有明显区别，水平长度一般为曲线段，而水平位移为直线段。
视平移是水平位移在设计方位上的投影长度.4．狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同？答：狗腿角是指测段上、下二测点处的井眼方向线之间的夹角（注意是在空间的夹角）.狗腿严重度是指井眼曲率，是井眼轨迹曲线的曲率。
5．垂直投影图与垂直剖面图有何区别？答:垂直投影图相当于机械制造图中的侧视图,即将井眼轨迹投影到铅垂平面上；垂直剖面图是经过井眼轨迹上的每一点做铅垂线所组成的曲面，将此曲面展开就是垂直剖面图.6．为什么要规定一个测段内方位角变化的绝对值不得超过180 ？实际资料中如果超过了怎么办？答：7．测斜计算,对一个测段来说，要计算那些参数？对一个测点来说，需要计算哪些参数？测段计算与测点计算有什么关系？答：测斜时，对一个测段来说,需要计算的参数有五个：垂增、平增、N坐标增量、E坐标增量和井眼曲率;对一个测点来说,需要计算的参数有七个:五个直角坐标值（垂深、水平长度、N坐标、E坐标、视平移）和两个极坐标（水平位移、平移方位角）.轨迹计算时，必须首先算出每个测段的坐标增量,然后才能求得测点的坐标值。
浅析定向井钻井轨迹控制技术
浅析定向井钻井轨迹控制技术作者：徐兆超来源：《中国科技博览》2015年第08期[摘要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术，本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上，对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。
[关键词]定向井；井眼轨迹；关键技术中图分类号：TG998 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0056-01随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大，对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视，而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发，从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。
但是，定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大，需要对井眼轨迹进行优化设计，并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制，才能有效保证定向井的井眼轨迹，而对这些技术措施进行探究，成为提高定向井钻井水平的关键。
一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计1、定向井井眼轨迹的优化设计技术井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础，只有不断优化完善井眼轨迹设计，保证井眼轨迹设计的科学性、合理性，才能确保定向井钻井实现预期目标。
在定向井井眼轨迹剖面优化设计中，要坚持一定的原则：要以实现定向井钻井地质目标为原则，定向井钻井的地质目标很多，包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等，同时，因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井，可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的，存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的，为了节约钻井成本，还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积；要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的，在进行定向井井眼轨迹剖面设计时，结合所处区域的地质特征进行设计，选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜，造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行，要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间，因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故，而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性，增加调整次数，还有就是在造斜率的选择上，要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力，在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度，实现快速钻井的目的；要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求，在满足定向井钻井要求的前提下，尽量减小井眼的曲率，方便后期抽油杆和油层套管下井，同时减小二者之间的偏磨，方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。
定向井眼轨迹
马达弯角调为1.50，充分保证马达的造斜能力。
井眼轨迹控制技术
井眼轨迹现场控制技术
---有效的定向工艺措施
l 槽口的布置和钻井顺序的制定 严格按照定向井的原则进行槽口的布置和钻井顺序的制定，最大 限度的降低稳斜井段的井斜角，以降低作业难度。
井眼轨迹控制技术
基本公式计算
公式法预测井斜、方位变化：
沙泥金作图法：
例:沙泥金作图法(图解法)扭方位是一种 近似计算工具面的方法，使用简单，求 解迅速，是现场常用的方法。造斜工具 的工具面方向决定使用这种造斜工具钻 出的新井眼是增斜、降斜还是稳斜，是 增方位还是减方位。工具面大小也决定 着造斜工具的造斜能力用于井斜和方位 上的分配比例。工具面对井斜和方位的 影响，如图9－16所示。
井眼轨迹控制技术
井眼轨迹控制技术
由上图可知： 0°＜TF＜90°时，装置角位于第一象限，增斜，增方位。 90° ＜TF＜180°时，装置角位于第二象限，减斜，增方位。 180° ＜TF＜270°（－90°）时，装置角位于第三象限，减斜，
减方位。 270°＜TF＜360°时，装置角位于第四象限，增斜，减方位。 图9－16是一个扭方位的示意图。图中，OM所示为原井眼方位
井眼轨迹控制技术
基本概念
闭合方位：闭合距的方位角就叫闭合方位角。 井斜（方位）变化率：指单位长度内井斜角（方位角）
的变化值。 狗腿度：是描述井眼弯曲的情况，一般规定以每钻30米
井眼的角度变化（度/30米）。 高边：过井眼轴线的铅垂面与横截面交线的上倾方向。 装置角：造斜工具弯曲方向的平面与原井斜方向所在平
（六）有效的定向工艺措施
对于70O左右的大斜度井，9 7/8”井眼的造斜没有问题，但是 12 1/4”井眼所遇到的困难却是我们始料未及的，如F16井， 具 体 情 况 如 下 ： 直 井 段 钻 至 267m ， MWD 测 斜 ， BTOTAOL VALUE：56 此时，基本无磁干扰，MWD直接定向，造斜至596 米时，最低钻时几乎降为零，但旋转钻进时，有较高的机械钻速 （70-100m/h），直至造斜结束（其间，钻压加至15吨，几乎无进 尺，旋转2－3米，具有较好的机械钻速时再滑动，如此反复多 次）。其间进行防碰计算防碰结果表明，无防碰危险；检查马达， 正常；估计地层异常或泥浆携砂不好。 造斜时，根据实测数据随时模拟优化设计轨迹，于711米，造斜结 束。造斜井段平均造斜率为4.640/30m。
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定向井钻井轨迹设计与控制技术研究
摘要：在定向井钻井过程中，井眼轨迹的设计和控制至关重要，它可以决定
定向井施工的成败。
因此，有必要进一步探索定向井井眼轨迹的设计和控制技术，以实现安全、优质、高效的定向井施工。
定向井轨迹的选择对钻井施工的安全、
高效、低成本起着重要作用。
关键词：定向井；钻井轨迹；设计；轨迹控制
前言
近年来，随着钻井工程技术和钻井设备的不断改进，钻井技术得到了快速发展。
定向钻井作为一种非常重要和实用的钻井方法，受到了人们的极大关注。
井
眼轨迹设计技术是一整套钻井技术中的第一个关键环节。
定向井是指根据预先设
计的井斜方向和井筒轴线形状钻探的井。
换句话说，任何设计目标偏离井口所在
垂直线的井都属于定向井。
定向井是相对于垂直井而言的，根据设计的井筒轴线
分为二维定向井和三维定向井。
由于油气资源短缺以及当前油气生产中遇到的问题，为定向井轨迹设计提供
了广阔的发展前景和空间。
定向井轨迹的设计方法和实际钻井偏移测量理论将是
研究的重要趋势。
现在，进入计算机快速发展时期，将现有和更成熟的工程模型
计算机化，以提高现场施工人员的工作效率；另一方面，准确及时地将现场数据
输入计算机，为未来的数据统计和科研分析提供第一手现场真实数据。
因此，利
用定向井轨迹设计的软件实现和强大的计算机编程功能，实现了定向井轨迹优化
设计软件的研究。
通过不断的实验和改进，设计的轨迹不仅满足了施工现场条件
的限制，而且是满足各种设计条件的理想轨迹。
1.定向井轨迹概念
井眼轨迹可分为两类：设计轨迹和实际钻井轨迹。
其中，设计轨迹可分为钻
孔前设计的轨迹和钻孔过程中钻孔时修改或调整的轨迹。
设计轨迹通常由一些分
段的特殊曲线组成，具有很强的规律性。
设计轨迹和实际钻井轨迹都是连续光滑
的空间曲线，只有一条线，在三维空间中随机变化，没有任何规则可循。
为了表
达这样的曲线，可以使用图形来显示井轨迹的形状，或者使用几何参数来描述井
轨迹的形式。
这两种方法相互补充，并且通常以一种既考虑到图形方法的视觉和
直观特性，又考虑到精确和灵活的分析参数的优势的方式应用。
一口井的井眼轨迹可分为设计井眼轨迹和实际钻井轨迹。
设计井轨迹是一条
人工的规则曲线，可以很容易地用作井轨迹的分类标准；实际钻井轨迹是随机的
空间曲线，不能用作钻井轨迹的分类标准。
垂直井是指设计轨迹为垂直线的井。
直井仍然被称为直井，无论其在空间中的轨迹如何变化。
定向井是指设计井眼轨
迹不是垂直线的井。
根据设计井轨迹的不同，定向井可分为两类：二维定向井和
三维定向井。
所谓二维定向井，是指设计在垂直平面上变化的井轨迹，也就是说，设计的井轨迹只改变井倾角，而不改变井倾角方位角。
在三维定向井中，既有井
斜角度的变化，也有井斜方位角的变化。
井眼轨迹设计是钻井的首要步骤。
设计应基于储层的结构特征和油气产状，
以提高油气产量和采收率为目标。
在满足钻井目的要求的前提下，尽可能选择形
状简单、施工方便的井眼轨迹，降低井眼轨迹控制的难度和工作量，实现安全、
优质、快速、低能耗的钻井。
根据上述井轨迹设计原理，在没有特殊要求的情况下，井轨迹通常被设计为二维的，即设计轨迹位于给定方向的垂直平面中。
二维
定向井的井眼轨迹主要为圆弧型，即井眼轨迹由多个井段平滑连接而成，其中井
段可以是稳定的偏移段（垂直井段和水平井段可以视为特殊情况），也可以是增
大或减小的偏移段；倾斜增加（减少）部分为圆弧，因此统称为圆弧井部分。
二
维圆弧型井轨迹广泛应用于各种定向井设计中。
2定向井轨迹设计步骤
根据井轨迹设计原理，在没有特殊要求的情况下，将井轨迹设计为二维剖面。
常规定向井主要有三段“直增稳定”剖面和五段“直升稳定-递减稳定”剖面。
这两种类型的轮廓都是通过连接直线模型和圆弧模型而形成的。
稳定斜坡段为直
线模型，上升或下降斜坡段为圆弧模型。
在井的地质设计中，将提供井口和目标
点的高斯平面坐标和垂直坐标（如海拔、目标点的垂直深度等），从中可以获得
二维井剖面的设计方向Φ以及目标相对于井口的垂直深度和水平位移。
井筒轨
迹设计的主要步骤包括：
（1）选择井身剖面的类型；
（2）确定造斜点(侧钻点、分支点)位置；
（3）确定增斜率和降斜率；
（4）求解井身剖面的待定参数；
（5）井斜角、井身曲率等参数的校核；
（6）井身轨迹节点和分点参数计算；
（7）设计结果制表及绘图。
3定向井井眼轨迹设计及控制技术
3.1定向井轨迹设计
根据定向井钻井目的和目的的不同，定向井可分为延伸井和定向井等多种类型，需要根据实际钻井情况进行设计。
常规定向井的水平位移不大于1000米，
垂直深度不大于3000米。
丛式井的使用可以有效地减少井场的占地面积。
大排
量定向井的轨迹大多采用悬链线曲线设计，具有较高的稳定倾角和较低的建造率。
在国内定向井中，通常使用垂直、增量和稳定三段来确定剖面。
垂直、增量、稳定、下降和垂直钻井段的轨迹设计需要基于地下水库的地质特征。
每种类型的井
眼轨迹都有其自身的优点和缺点。
采用三段井眼轨迹设计，偏斜段相对较短。
设
计和钻井操作相对方便。
如果甲方没有提出特殊要求，可以使用三段系统设计钻
孔轨迹剖面。
地下储层垂直时，采用五区钻井系统的井轨迹剖面设计，可以保证
油泵顺利进入油井，为后续油气生产提供便利。
3.2定向井轨迹控制
为了确保定向钻井作业的顺利完成，有必要优化井眼轨迹设计，确保井眼轨
迹的合理性，并采取技术手段确保井眼轨道符合设计要求，从而达到目标要求。
井眼轨迹控制是一种开环控制方法，通过控制钻头来调整井筒的倾角和方向，并结合地下储层的特点来控制钻压、位移等。
定向井钻井过程中，存在地下储层的赋存、岩石的非均质性等因素，井眼轨迹控制困难，是一个复杂而动态的控制过程。
控制策略应根据实际钻井情况确定。
有必要决定是否仍使用原始钻井作业工具，是否调整了钻井工艺参数，以及应使用哪些钻井导向工具。
定向井作业无法使用数学模型进行判断，需要工程和技术人员进行现场决策。
（1）确保命中目标，提高钻孔速度
在定向钻井作业中，要准确确定井筒轨迹的延伸方向，使用科学合理的钻井工具，将轨迹偏差控制在合理范围内，避免漏靶的发生。
如果形成的井眼轨迹与设计轨迹之间的误差较小，则需要频繁测斜和频繁更换偏转钻具，这将降低钻井效率并增加钻井施工成本。
确定合理的更换钻具的机会来控制井眼轨迹是井眼轨迹控制的重要组成部分。
（2）使用旋转钻机和近钻头工具的组合来控制井筒轨迹
转盘钻机的运行速度高于动力钻机。
在完成偏转段的钻井作业后，通常用于增加和稳定偏差。
只有当出现以下问题时，才能使用电动钻具：转盘钻机扶正器的组合不能满足增加和减少偏差的要求。
转盘钻机扶正器无法有效控制方位，导致钻孔方位偏差较大，存在除肥的可能。
（3）使用导向钻具和随钻随钻测量
使用导向钻具和随钻随钻测量可以实现对井筒方向的精确预测，并且可以在不更换钻具的情况下控制井筒轨迹。
滑动钻井用于不同的偏转段，如偏转、增加和降低。
在边坡稳定作业中可以使用复合钻井方法，可以有效地减少钻井间隔的数量，防止井下条件因起下钻而变得复杂，并有效地降低钻井作业成本。
4结束语
定向井技术可以更好地提高油气采收率，但钻井过程相对复杂，需要进行井眼轨迹设计和控制工作才能成功实现目标，提高钻井施工质量。
参考文献：
[1]邢开宇.定向井钻井轨迹设计与控制需要注意问题探析[J].西部探矿工程,2021.56-57
[2]吴桐.定向井钻井轨迹设计与控制技术研究[J].西部探矿工
程,2020.64+68。