定向井知识培训教材钻井工程技术研究院二〇〇六年五月第二节定向井钻井技术学习目标：了解负压钻井技术，熟悉平衡钻井及近平衡钻井技术，掌握定向钻井技术，能够进行定向操作。准备工作：（1）井眼畅通，钻井泵及固控设备运转正常。（2）根据井底井斜角、方位角及地层岩性，选择相应的定向接头和弯接头。（3）检查动力钻具是否符合要求。（4）检查是否无磁钻铤内的磁铁块嵌装是否牢固；（5）装好测斜仪，检查测斜绞车固定是否牢固、刹车是否可靠，钢丝是否完好不打扭。一、定向井的基本概念定向井是按照一定的目的和要求，沿预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对直井而言它具有一定的井斜角和方位角，而直井是井斜角为零的井，虽然实钻井眼都存在一定井斜度，但它仍然是直井。1．定向井的发展史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，在设计和实际钻井让救援井和失控井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压住失控井。目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10654米；水平位移最大的定问井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的RychFarn油田钻成的M11井，水平位移高达10114米。我国定向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井和四川磨三井，其中磨三井总井深168米，垂直井深350米，水平位移444．2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大试验，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，使得我国定向钻井软件到硬件都有了一个大的发展。2．定向钻井的分类按定向钻井的用途分类可分为以下几种类型：普通定向井多目标定向井丛式井定向井救援定向井水平井空间三维多目标水平井分枝井、多底井3．定向井基本术语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（AngleUnit）的中点所在井深为准。3）井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图1．1）。井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。4）井斜方位角：是指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（见图1．2）。井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。实际应用过程中常常简称为方位角。5）磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称磁方位角。图1．1井斜角示意图图1．2井斜方位角示意图6）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。进行磁偏角校正时按以下公式计算：真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角真方位角＝磁方位角一西偏磁偏角图1．3磁偏角示意图7）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Ka表示，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。井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度△L变化的快慢及为全角变化率。10）垂深（垂直井深）：即某测点的垂直深度，以H表示。是指井身任意一点至转盘面所在平面的距离。11）...
