第一章定向井（水平井）钻井技术概述
第一节定向井、水平井基本概念
1、定向井、丛式井、水平井发展介绍
定向井是按照预先设计的井斜角、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。
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Rych Farn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。
我国目前最深的水平井是胜利油田完成的DH1-H1井，完钻井深达到6452．00米。水平位移最大的大位移井是海洋石油总公司南海东部公司完成的西江24-3-A14井，水平位移超过8000米。最大的丛式井组是胜利油田完成的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，共完成定向井42口。
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
水平井
空间三维多目标水平井
分枝井、多底井
国外定向钻井发展简况
我国定向钻井技术发展情况
第二节水平井钻井技术简介
所谓水平井，是指一种井斜角大于或等于86°，并保持这种角度钻完一定长度水平段的定向井。
1、水平井钻井技术发展概况
1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；
1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计出了测斜仪器；
1929年，美国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；
30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平分支井眼；
1954年苏联钻成第一口水平井；
1964年一1965年我国钻成两口水平井，磨-3井、巴-24井；
自从80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC 钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。
我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井近400口，水乎井钻井水平和速度不断提高。中原油田中原油田在1991年施工了一口长半径水平井卫2—25井，当时钻井施工非常成功，各项技术指标属国内领先水平，但是由于后续技术手段不足，造成该井未获得预期的开采效果（到2001年，该井才获得较好的工业投产）。经过10年的反复论证，2001年中原油田部署了云2-平1井、胡5-平1井、文92-平1井，钻井过程中由于油
层与地质设计的偏差，出现了井眼轨迹上翘下扣的现象，对施工安全造成了很大隐患。2004年，油田部署了第一口天然气水平井和第一批中短半径小井眼开窗侧钻水平井，水平井技术迈入国内先进水平行列。具体见下表(近期完成的部分水平井技术服务)
附表1：近期完成的部分水平井技术服务
2、水平井的类型及各种类型水平井的特点（1）水平井的类型：
根据水平井曲率半径的大小分为：
长曲率半径水平井（小曲率水平井）；
中曲率半径水平井（中曲率水平井）；
短曲率半径水平井（大曲率水平井）。（2）不同曲率水平井的基本特征及优缺点①不同曲率水平井的基本特征表
第三节定向井、水平井基本术语
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（Measure Depth）。
2）测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）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，精确的讲井斜变化率是井斜角度（α）对井深（L）的一阶导数。
dα
Kα＝
dL
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。计算公式如下：
dΦ
KΦ＝
dL
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。用公式表达如下：
γ
K＝
△L
实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法很多，有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。后四种办法皆来源于公式法。计算井眼曲率的公式有三套：
第一套公式：
对于一个测点：K＝SQR（Kα2+KΦ2sin2α）
对于一个测段：K＝SQR（（Δα/ΔL）2+（ΔΦ/ΔL）2 sin2αC）
第一套公式的图解法（参见图1．4）：
图1．4第一套公式的图解法
（1）．作水平射线OA；
（2）．作∠BOA＝αC（两测点平均角）；
（3）．以一定长度代表单位角度，量OB＝△Φ（两测点方位角差）；（4）．自B点向OA作垂线，垂足为C点；
（5）．按步骤（3）中的比例，CA＝△α
（6）．连接A、B，并量AB长度，按步骤（3）比例换算成角度，此角度及狗腿角γ。
第二套公式：（由于误差较大，现场使用略少）
第三套公式：γ＝SQR（α1+α2－2α1α2COSΔΦ）
图1.5第三套公式的图解法
第三套公式图解法（参见图1.5）：
（1）．选取一定比例，经一定长度代表单位角度，作线段OA，使其长度代表αl；
（2）．作OB线段，使∠BOA＝△Φ；
（3）．按步骤①的比例，量OB＝α2；
（4）．连接A、B，并量取AB的长度，按步骤（1）的比例换算成角度，即为γ。
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）水平投影长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。以S表示。
12）水平位移：简称平移，是指测点到井口垂线的距离。在国外又称为闭合距（Closure Distance）。
13）平移方位角：又称为闭合方位角（Closure Azimuth），常用θ表示，是指以正北方位线为始边顺针方向转至平移方位线上所转过的角度。
14）视平移：又称为投影位移，井身上的某点在垂直投影面上的水平位移。在实际定向井钻井过程中，这个投影面选在设计方位线上。所以视平移也可以定义为水平位移在设计线上的投影。
15）高边：在斜井段用一个垂直于井眼轴线的平面于井眼（这时的井眼不能理解为一条线，而是一个具有一定直径的圆）相交，由于井眼是倾斜的，故井眼在该平面上有一个最高点，最高点与井眼圆心所形成的直线即为井眼的高边。
16）工具面：工具面就是造斜工具弯曲方向的平面。
17）磁性工具面角：造斜工具弯曲的平面与正北方位所在平面的夹角。18）高边工具面角：造斜工具弯曲方向的平面与井斜方位角所在平面的夹角。
19）装置角：造斜工具弯曲方向的平面与原井斜方向所在平面的夹角，通常用ω表示。
20）反扭矩：在用井底动力钻具钻进时，都存在一个与钻头转动方向
相反的扭矩，该扭矩被称为反扭矩。
21）反扭角：使用井底动力钻具钻进时，都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩，由于该扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。
22）贮层顶部：水平井段控制油层的顶部
23）贮层底部：水平井段控制油层的底部
24）设计入口角度：进入储层顶部的井斜角度
25）着陆点：井眼轨迹中井斜角达到90°的点
26）入口窗口高度：入靶点垂直方向上下误差之和
27）入口窗口宽度：入靶点水平方向左右误差之和
28）出口窗口高度：出靶点垂直方向上下误差之和
29）出口窗口宽度：出靶点水平方向左右误差之和
30）着陆点允许水平偏差：着陆点允许水平方向前后的误差
31）单弯动力钻具：动力钻具壳体上具有一个弯曲角度的动力钻具，特点是造斜率较弯接头组合高，钻头偏移较小
第四节定向井、水平井基本施工步骤简介
1）定向井井位的确定
井位坐标要求：基本数同一般直井。丛式井坐标需一同下发，以便作出丛式井整体设计。注明各中靶点的坐标及垂直深度，提供最新井位构造图。
2）地面井口位置的选择
工程、地质设计及测量人员根据井位坐标和地面实际条件确定井口位置和井架整托方向（丛式井）。井口位置选择尽量利用地层自然造斜规律。多目标井井口位置在第一靶点和最后一个靶点联线的延长线上。井架立好后需要进行井口坐标的复测。
2003年钻井四公司施工文新99-1井时，项目组对该区块进行调研，摸清该区块的自然造斜（280°）情况，建议甲方对井口进行适当移动（原井口东移40米），利用地层自然造斜规律进行造斜，全井没用随钻测斜仪定向而顺利中靶；这样既加快了钻井速度，又保证了施工质量。
3）定向井设计
地质设计在坐标初测后提出初步设计，在坐标复测后提出正式设计。地质设计除包括一般井内容外，在工程施工中要求必须说明靶点相对与井口的位移和方位，多目标井说明靶点之间的稳斜角度。附最新井位构造图、油藏剖面图、设计轨迹水平投影图和垂直投影图。
工程设计必须符合地质设计要求。井身轨迹设计数据表，特殊工艺技术措施。井身结构及分段钻具组合和钻井参数等。
4）设备要求（钻机）
根据定向井垂直井深、水平位移、井身结构和井眼曲率选择设备类型。推荐设备标准（使用于位移／垂深＜0.4的定向井）：
垂深＜2800米、水平位移＜600米，选用3200米钻机；
垂深＜500米、水平位移＜200米，选用4500米钻机；
垂深＜4500米、水平位移＜2000米，选用6000米钻机；
垂深＜4500米、水平位移＞1500米，选用7000米钻机。
5）定向井靶区半径标准
第二章定向井、丛式井、水平井设计与计算分析
第一节定向井、水平井二维轨道设计
一口定向井的实施，首先要有一个轨道设计，才能以此设计为依据进行具体的定向井钻井施工。对于不同的勘探、开发目的和不同的设计限制条件，定向井的设计方法有多种多样。而每种设计方法，都有一定的设计原则。
定向井设计是一个非常重要的环节。“好的设计是成功的一半”。因此，合理地设计好井身轨道，是定向井成功的保证。
一、设计原则：
一口定向井的总设计原则，应该是能保证实现钻井目的，满足采油工艺及修井作业的要求，有利于安全、优质、快速钻井。在对各个设计参数的选择上，在自身合理的前提下，还要考虑相互的制约。要综合地进行考虑。
（一）选择合适的井眼形状
复杂的井眼形状，势必带来施工难度的增加，因此井眼形状的选择，力求越简单越好。
从钻具受力的角度来看：目前普遍认为，降斜井段会增加井眼的摩阻，引起更多的复杂情况。如图所示（2-1-1），增斜井段的钻具轴向拉力的径向的分力，与重力在轴向的分力方向相反，有助子减小钻具与井壁的摩擦阻力。而降斜井段的钻具轴向分力，与重力在轴向的分力方向相同，会增加钻具与井壁的摩擦阻力。因此，应尽可能不采用降斜井段的轨道设计。
图2-1-1
（二）选择合适的井眼曲率
井眼曲率的选择，要考虑工具造斜能力的限制和钻具刚性的限制，结合地层的影响，留出充分的余地，保证设计轨道能够实现。
在能满足设计和施工要求的前提下，应尽可能选择比较低的造斜率。这样，钻具、仪器和套管都容易通过。当然，此处所说的选择低造斜率，没有与增斜井段的长度联系在一起进行考虑。
另外，造斜率过低，会增加造斜段的工作量。因此，要综合考虑。
常用的造斜率范围是4°－10°／30米,中原油田造斜率要求不超过5°／30米。
（三）选择合适的造斜井段长度
造斜井段长度的选择，影响着整个工程的工期进度，也影响着动力钻具的有效使用。
若造斜井段过长，一方面由于动力钻具的机械钻速偏低，使施工周期加长，另一方面由于长井段使用动力钻具，必然造成钻井成本的上升。所以，过长的造斜井段是不可取的。
若造斜井段过短，则可能要求很高的造斜率，。了方面造斜工具
油田技术－定向井工程师序列培训讲义（T2－21） 第一部分定向井常用井下工具的分类 1、泥浆马达（PDM） 2、旋转导向工具 3、扶正器（STB） 4、非磁钻铤（NMDC） 5、悬挂短节（HOS） 6、短非磁钻铤（SNMDC） 7、浮阀（F/V） 8、定向接头（O/S） 9、挠性短节（F/J） 10、震击器（JAR） 11、加重钻杆（HWDP） 12、短钻铤 13、弯接头 14、套管开窗工具 15、其它定向井工具 第二部分定向井常用井下工具的现场检查测绘及使用 一、泥浆马达 1、泥浆马达的主要组成部分 1) 旁通阀总成2) 马达总成 3) 万向轴总成4) 驱动轴总成 2、泥浆马达的工作原理: 马达是一种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动力的一种井下动力钻具。马达工作原理：泥浆泵产生的高压泥浆流，经旁通阀进入马达时，转子在压力泥浆的驱动下，绕定子的轴线旋转，马达产生的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。 3、旁通阀结构及工作原理： 旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧面的阀口孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧面的阀口流入环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压力达到一定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。 4、马达总成的结构及工作原理： 马达总成由转子和定子两部分组成。定子与转子之间形成若干个密封腔，在泥浆动力作用下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从而推动转子在定子中旋转。马达可形成几个密封腔就称几级马达。
5、万向轴总成的工作原理： 万向轴总成位于转子下端，其作用是把马达产生的扭矩和转速传递到传动轴上。由于转子作的是偏心运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏心运动转换成传动轴的定轴转动。 6、传动轴总成(drive shaft assembly) 的工作原理： 它的作用是将马达的旋转动力（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。 7、泥浆马达操作参数及注意事项 <工作压力 <循环压力 <工作压差 <马达井口试验应注意的问题 <不同马达所允许的轴向间隙 <马达使用结束后应注意的问题 <马达到达井场后先要作什么 二、旋转导向工具（另有专题讨论） 旋转导向工具是钻柱保持旋转状态下就能实现造斜、增斜、稳斜、降斜和扭方位等定向钻井目的的井下工具。旋转导向工具的种类繁多，工作原理各异，从技术手段上分有全机械式、电子机械式、电子液压式等，从工作原理上分有静止式和调节式等。静止式是指，当钻柱旋转时，导向支撑块不转动，可沿井眼轴线方向滑动；调节式是指，当钻柱旋转时，支撑块随钻柱一起转动，但其整体工作效果具有导向作用。 到目前为止我们只用过SCHLUMBERGER公司的POWER DRIVE、BAKER HUGHES INTEQ公司的AUTO TRAK 和HALLIBURTON公司的GEO-PILOT旋转导向系统。前者为调节式，后两者为静止式 三、扶正器 1、扶正器的分类 可调扶正器 一体式扶正器 近钻头扶正器 可换套筒式扶正器 2、扶正器的作用 1)．在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，稳定器起支点作用，通过改变稳定器在下部钻具组合中的位置，可改变下部钻具组合的受力状态，达到控制井眼
定向井技术(入门基本概念)
定向井技术（部分） 编制：李光远 编制日期：2002年9月9日 注：内部资料为企业秘密，任何人不得相互传阅或外借泄露！！！
一、定向井基本术语解释 1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前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，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。 K= v a SIN l l a 2*22 ?? ? ????Φ+??? ???? 式中： 均值 相邻两点间井斜角的平际长度 相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----?--?Φ--?v a l a 方位角井斜角 2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。 3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”； 7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。 H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E 坐标值。 9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异； 10）造斜点：在定向钻井中，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； 11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点； 12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为 高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位； 13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的 那个平面； 14）工具面角：工具面角有两种表示方法： A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具
PetroChina勘探生产分公司工程技术处Landmark 钻井软件培训基本内容 Landmark北京办公室 2005．3．21
目录 一、EDM(工程数据模型) 二、定向井设计系统(COMPASS) 5 三、管柱设计系统Tubulars 四、钻井工程设计和分析系统WELLPLAN 五、钻井时效分析与成本预算系统Drillmodel 1 六、钻井数据管理解决方案OpenWells
一、EDM(工程数据模型) 工程数据模型EDM （Engineering Data Model）是Landmark公司新一代油井设计、施工报表系统、采油生产与经济评价的公共数据库平台，它通过一个完全的井架构解决方案提供钻井与井服务的无缝集成。通过一致的数据管理、导航、安全、统一单位控制、参考基准面、多应用程序并发等手段，应用COMPASS、WELLPLAN、CasingSeat 、Stresscheck和OpenWells实现工程工作流。EMD为详细施工作业和工程工作流提供一个单一的平台，实现从原形到计划及钻井与油井服务等各个阶段的管理。 1998年7月释放的DEX（数据交换）可以在应用程序之间移动数据，提供了高水平的可交互性，能实现内部机制的工作流。随着2003年5月的释放版本，EDM提供了更先进的功能，其中包括统一数据库支撑的强壮的集成平台，数据库集中存储井生命周期（设计、实施、分析）各个阶段的数据。 通过高效的、自然集成的工作流，在钻井设计过程中，EDM平台使得工程师能够评估生产收益。它集成各种应用程序，通过单一的公共数据入口点，在井设计与实施过程中，保证数据的质量。EDM为实时工程设计提供基础，根据最新的施工参数，应用工程分析工具，很容易实现当前施工分析。EDM为第三方工具提供集成平台。 1、EDM 的优点 所有数据存储在统一位置 精确的、可信的、实时更新的数据集的共享拷贝被多用户存取，免去了管理多份数据所带来的麻烦。它对提高数据质量、加强应用间数据一致性有所帮助，本系统实施跨公司公共进程和标准化来减少钻井工程中的管理费用。 数据的易组织性 层次分明的数据组织，数据层次包括公司、项目、站点、井、井筒、设计、和场地，钻井实施还包括完井、事件、报告与装备。 支持知识管理 根据任何井设计方法，你能够应用所有捕获的数据进行偏移井分析，制定技术限定分析计划，进行经验讨论。 协同工作 提供Landmark公司的钻井软件与井服务软件之间的无缝集成，将来的版本提供开发与经济评价应用的跨领域的集成。
文件编号：TP-AR-L8415 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 定向井工程师安全技术 操作规程正式样本
定向井工程师安全技术操作规程正 式样本 使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1、定向井工程施工人员须按相关要求，劳保穿 戴齐全才能进入井场施工； 2、定向井工程师应与井队队长或工程师联系， 安排电工按照安全用电标准进行绞车、操作间和野营 房的接线并测试，保证用电安全； 3、进入施工现场应及时进行我方工具设备的检 查、测试或调试，发现安全隐患及时向生产运行部或 项目部汇报； 4、现场施工人员要求持有效证件上岗； 5、定向工程师在施工过程中对发现的安全隐
患，应及时上报，对发现的违章行为应及时制止；工程施工人员在现场施工时严禁脱岗乱岗； 6、有线随钻和绞车测斜施工时，绞车房内应准备电缆切割钳或钢丝切割钳，便于井喷失控时采取紧急切断电缆或钢丝的措施； 7、施工全过程应做好防火、防触电、防滑倒、防坠落、防物体打击、防盗、防洪等与公司及自身安全密切相关的工作，安全标识应清楚； 8、井场内、操作间内禁止吸烟，应定期检查安全设施，确保灭火器、逃生门、应急灯、急救箱等安全设施能正常可用； 9、对于涉及人身安全的危险化学品、易燃易爆物品和放射源，必须按要求存放、保管与使用； 10、对于海上平台作业，由于存在高风险，施工人员必须持“五小证”上岗，相关具体安全措施执行
第章定向井、水平井专用工具 第一节定向接头 一、定向接头类别 目前国内常用的定向接头有两种：定向直接头和定向弯接头，定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进，而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点，目前使用较为普遍。 二、技术规格 定向弯接头规格表表1-1 三、基本结构 1、直接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉，如图1-1所示： 图1-1
2．定向弯接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图1-2所示： 定向弯接头结构示意图 图1-2 弯接头弯曲度数的计算公式： α=57.3(a-b)/d 式中：α——弯曲角度（o） a——长边长度（mm） b——短边长度（mm） d——外径（mm） 四、弯接头性能 不同螺杆钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表1-2
第二节无磁钻铤 一、作用 由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据，利用无磁钻铤可实施无磁环境，并且具有钻井中钻铤的特性。国外已有相当数量的无磁钻铤产品于1990年列入API标准。我国根据国外产品和产品样本制订了SY/T 5145-86《无磁钻铤》标准。 二、工作原理 无磁钻铤工作原理如图2-1所示： 无磁钻铤的作用原理示意图2-1 注：①地磁场线；②磁性测量仪；③钢钻铤；④干扰磁场线；⑤钻头接头；⑥无磁钻铤 无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响，因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境，保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。 三、无磁钻铤材料 1、蒙乃尔合金 （1）、化学成分及机械性能见表2-1 （2）、蒙乃尔合金的特点 蒙乃尔合金虽然具有不易腐蚀的优点，但是由于镍含量高而存在以下缺点： a.价格昂贵。 b.易磨损。 2、铬-镍合金 这种合金钢约含18%的铬和镍。易于塑性变形导致螺纹过早损坏，特别对需要上紧扭矩高的大钻铤更为不利。其化学成分见表2-2。
定向井三级工程师考题 A卷 一、填空题： 1.定向井的设计原则，应是①能实现定向钻井的目的；②尽可能 利用地层的自然造斜率；③满足采油工艺的要求；④安全优质快速钻井 c。 2.常用丛式井防碰分析计算方法有三种，即水平面法、最近距离 法、计算机扫描。a 3．在测井中，测中子项目的目的是测地层中的含H量. 4. 水平井的主要用途有_天然垂直裂缝_,__低渗透油层薄油层_,__不规则油层,___提高采油率____。 5. 常规MWD探管所承受的最高温度为125度。 6. 套管开窗方式一般分为锻铣开窗、下斜向器开窗两种。 7．泥浆马达由__旁通阀__、___定子和转子__、__万向轴__、__驱动接头__四个基本部分组成。所设计的旁通阀的作用是：__帮助泥浆从钻具泄出（起钻）和进入钻具的内部（下部）__。 8．单点测斜时，为了避免磁干扰，非磁钻铤的长度由__地区__、__井斜__、__方位__决定。 9. 非磁钻铤上扣扭矩为同类尺寸钻铤上扣扭矩的____80-85%___。 10.按造斜率的大小可分为三类，造斜率小于6?/30米称为__常规定向井（长曲率定向井__;造斜率6?~20?/30米称为__中曲率定向井__;造斜率5?~10?/10米称为__短曲率定向井__。
二、判断题 1．硫化氢是一种剧毒、无色、易燃、易爆气体，它比空气重，容易积蓄在不通风的低洼处。（√） 2．大斜度井中更易发生地层破裂和坍塌，井眼压力过大，发生张性破裂，井眼压力过小，发生坍塌。（√） 3．一般在小井眼中，环空压耗占全部压力损失的90%，而在常规井中环空压耗仅占10%。（√） 4．磁北极是恒定不变的。（×） 5．完井液与钻井泥浆的区别是完井液体系对产层的影响必须是能用酸化、氧化或通过完井技术及一些生产作业等补救措施消除的。（√） 6.全角变化率也就是狗腿严重度，受井斜与方位的影响大小是一样的。（×） 7.钻铤的作用是提供钻压，增加下部钻具组合的刚度，减少变形，以利于控制井斜和方位。（√） 8.钻具在重力的作用下总是倾向于回复到垂直位置，利用此原理设计的钻具叫钟摆钻具。该类钻具组合能够起到显著的防斜和纠斜作用。（√） 9.满眼钻具是由几个外径接近或等于钻头直径的稳定器和一些外径较大的钻铤所组成。其作用效果是直井段不易产生井斜，斜井段不易降斜。（√） 10.起钻过程中,有时要错扣起钻，其目的是减少卡瓦坐在同一钻杆上
定向井常规控制理论 一、川东地区定向井概况 四川石油管理局川东钻探公司是全国大型专业化钻井公司，地处四川盆地东部。公司在川东地区高陡构造上面临井深(平均4500～5000米；最深达6016米)、地层倾角大(一般30～60°，最大达80°)、断层多、地层硬及高温、高压、高含硫、地质靶区狭窄等一系列恶劣的地层条件，实施钻井勘探作业已四十载。经过多年的探索，研究，使公司形成了独具特色的深井工艺技术，能承担各类深井、复杂井、工艺井技术作业。 定向井公司是川东钻探公司所属的专门从事定向井、特殊工艺井技术开发研究及技术服务、钻井工程设计的技术服务公司，我公司拥有业务熟练、工作态度踏实、任劳任怨、纪律性强的钻井专业技术人员和先进的工具仪器装备。目前已完成定向井、中靶工艺井及套管开窗侧钻井170余口，均准确中靶，为我局的油气勘探做出了突出贡献。所钻定向井中水平位移最大达1231.1米(茨竹1井)，最大井斜角56.3°(塔中59井)，完钻井井深最深5810米(云安7-1井)，造斜点最深4539米(龙会2井)，高精度双靶定向井，实钻靶心距仅1.54 m(下25井)。近年来分别到贵州、新疆、湖北、青海、河南及新星公司等油田进行了定向井技术服务，所承包的项目技术指标均达到甲方的要求。 （一）发展历史 第一阶段（1988年以前），为培训专业技术人才和专业工具配套准备阶段。在此期间，主要采用井下定向或地面定向的方法，成功地完成了数十口难度较大的定向侧钻井，其中有大井眼硬地层的定向侧钻井，如池2、罐8井等，也有小井眼深井段逆地层自然造斜方向的定向侧钻井，如卧90、板东14等井。这些井主要是井下事故难以处理及井斜超标，难以钻达地质目标而实施的定向侧钻井。该阶段主要成果是：成功地自行设计和指导完成川东钻探公司成立以来第一口定向井——天2井。 第二阶段（1989～1999年），为公司全面开展高陡构造定向钻井研究和实践阶段，以
定向井工程师工程测 试题
定向井工程师工程测试题 1、磁方位的概念及校正方法？ 答：用磁性测斜仪测得的方位角称为磁方位角。他是以磁北方位线为基准，由于地磁场随着地理位置和时间在不断变化，所以需要以地理真北方位为基准进行校正，这种校正称为磁方位校正。其校正计算方法：磁方位角值加上该地区的磁偏角。 2、简述工具面角及表示的方法？ 答：工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在的位置参数，指弯曲工具的两个轴线的夹角。两种表示方法为：一种是以高边为基准，一种是以磁北为基准。 3、什么是高边工具面角和磁性工具面角，两者之间的关 系？ 答：高边工具面角是指以井眼高边方向线为始边，顺时针旋转到工具面与井底圆平面的交线上所转过的弯角。磁性工具面角是指以现井眼的方位轴线为始边，顺时针旋转到工具面与井底圆平面的交线上所转过的弯角。磁性工具面=高边工具面+井底方位角。 4、定向井剖面设计的类型主要有哪几种？ 答：二段制、三段制、四段制、五段制、悬链线、二次抛物线等。 5、造斜点选着的基本原则是什么？ 答：（1）造斜点应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带、漏失层、流砂层或易坍塌等复杂地层。 （2）应选在可钻性均匀、可钻性好的地层。避免在硬夹层和可钻性差的地层中定向造斜。 （3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井深、水平位移、造斜率和剖面类型决定，并要利于钻井、完井、采油等工艺的作业。 （4）造斜点的位置应尽可能使斜井段避开地层的自然漂移影响大的层位。
6、简述影响轨迹控制的主要因素？ 答：（1）地质因素。包括：岩石可钻性、不均质性、各向异性、地应力、地层的倾角和倾向等。 （2）下部钻具组合和钻井参数。（3）钻头的类型及与地层的相互作用。（4）井眼的几何参数和钻具的结构参数。 7、一套双稳定器的转盘钻钻具组合，设第一稳定器离钻头 的距离为L1，第二稳定器与第一稳定器的距离为 L2，简述L2、L2对钻具性能的影响？ 答：（1）L2不变，随着L1的增加，钻具的增斜力减弱，当增斜力变为负值时，为降斜钻具组合。 （2）L1不变，随着L2的增加，钻具的增斜力增强，钻具由稳斜变为增斜。 8、水平井依据曲率的不同分哪几类型？怎样划分的？ 答：水平井依据曲率分为：长曲率半径水平井、中曲率半径水平井、中短曲率半径水平井、短曲率半径水平 井。长曲率半径水平井曲率变化一般在8?/30m以内； 中曲率半径水平井曲率变化在8?/30m~20?/30m之间； 中短曲率半径水平井曲率变化在20?/30m~100?/30m之间；短曲率半径水平井曲率变化在4?/1m~10?/m之 间。 9、简述工具面角在坐标的不同象限时，对井眼井斜、方位 的影响？ 答；第一象限， 0?＜ω＜90?时，增斜、增方位；第二象限， 90?＜ω＜180?时，降斜、增方位 第三象限， 1800?＜ω＜270?时，降斜、减方位第四象限， 270?＜ω＜360?时，增斜、减方位 10、依据测量仪器的结构特点和测量参数的传输方式可分 为哪几种测斜仪？分述有线随钻测斜仪和MWD的主 要组成部分？
定向井和水平井钻井技术 第一节 定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用 定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l 所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J ”型、“S ”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 一、专业名词 1．定向井（Directional Well ） 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，称为定向井。 2．井深（Measure Depth ） 井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深，或斜深。单位为“m ”。 3．垂深（Vertical Depth or True Vertical Depth ） 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。通常以“m ”为单位。 4．水平位移（Displacement or Closure Distance ） 井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。也称该点的闭合距。其计量单位为“m ”。 5．视平移（Vertical section ） 水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。如图10—1所示，为设计方位 线，T O 曲线为实钻井眼轴线在水平面上的投影，其上任一点P 的水平位移为OP ，以 A P 表示。P 点的视平移为OK ，其长度以V P 表示。当OK 与OQ 同向时V P 为正值，反向时为负值。视平移是绘制垂直投影图的重要参数。单位为m 。 6．井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）
轨 道 设 计 一． 井身轨道设计方法 (一) 定向井/水平井两维剖面设计方法和设计类型选择 1．前言： 常规定向井/水平井剖面类型有十一种，每一种类型的设计方法又很多。过去大多数文献介绍的剖面类型不全面、设计方法也很单一，公式复杂，不利于编制计算机程序和实际设计工作。本章介绍了各种剖面类型和各种设计方法的统一的数学模型，具有系统性、全面性，简洁、明了，对于研究定向井/水平井的剖面设计和实际编程应用都具有积极的指导意义和实际价值。 2．剖面设计方法： 把最具有一般性的无段制剖面作为基本剖面，在此基础上，选择和改变一些参数，可变成多种剖面类型。下面就介绍各种剖面的选择和设计方法。 如图（2）在地质给定的靶点坐标和井口坐标，确定和计算如下基本剖面参数： H 1---第一靶点垂深，m V 1---第一靶点水平位移，m H 2---第二靶点垂深，m V 2---第二靶点水平位移，m H e ---降斜终点垂深，m （一般选择在第一靶点上30~50m ） L---稳斜段长度，m R 1---第一增斜段曲率半径，m R 2---第二增斜段曲率半径，m H z --造斜点垂深，m α1---第一增斜段终点井斜角，° 最终井斜角α2 ，单位° 降斜终点位移V e 规定：当H 2=H 1时，H e =H 1，V e =V 1，H e -H z =ΔH 2 122121 22)()(V V H H H H -+--=α1 21211) )((H H V V H H V V e e ----=2 1R R R +=
(1) 选择H z 、R 1、R 2，求α1、L 令： 解剖面方程得： （2）选择R 1、R 2、α1，求：H z 、L 解剖面方程得： （3）选择R 1、R 2、L ，求：H z 、α1 解剖面方程得： 令： 则： 2 21cos αR R V A e --=A R R A B B arctg --+-=2 2212α2 2sin αR H B +?=1 1cos sin ααB A L +=1 2121112211)cos (cos )cos 1() sin (sin sin αααααααtg R R V R R H H e e z -+----+-=1 12211sin )cos (cos )cos 1(αααα----=R R V L e 2 21cos αR R V C e --=2 2cos αR H D e +=
定向井工程师工程测试题 1、磁方位的概念及校正方法？ 答：用磁性测斜仪测得的方位角称为磁方位角。他是以磁北方位线为基准，由于地磁场随着地理位置和时间在不断变化，所以需要以地理真北方位为基准进行校正，这种校正称为磁方位校正。其校正计算方法：磁方位角值加上该地区的磁偏角。 2、简述工具面角及表示的方法？ 答：工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在的位置参数，指弯曲工具的两个轴线的夹角。两种表示方法为：一种是以高边为基准，一种是以磁北为基准。 3、什么是高边工具面角和磁性工具面角，两者之间的关 系？ 答：高边工具面角是指以井眼高边方向线为始边，顺时针旋转到工具面与井底圆平面的交线上所转过的弯角。磁性工具面角是指以现井眼的方位轴线为始边，顺时针旋转到工具面与井底圆平面的交线上所转过的弯角。磁性工具面=高边工具面+井底方位角。 4、定向井剖面设计的类型主要有哪几种？ 答：二段制、三段制、四段制、五段制、悬链线、二次抛物线等。 5、造斜点选着的基本原则是什么？ 答：（1）造斜点应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带、漏失层、流砂层或易坍塌等复杂地层。 （2）应选在可钻性均匀、可钻性好的地层。避免在硬夹层和可钻性差的地层中定向造斜。 （3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井深、水平位移、造斜率和剖面类型决定，并要利于钻井、完井、采油等工艺的作业。 （4）造斜点的位置应尽可能使斜井段避开地层的自然漂移影响大的层位。 6、简述影响轨迹控制的主要因素？
答：（1）地质因素。包括：岩石可钻性、不均质性、各向异性、地应力、地层的倾角和倾向等。 （2）下部钻具组合和钻井参数。（3）钻头的类型及与地层的相互作用。（4）井眼的几何参数和钻具的结构参数。 7、一套双稳定器的转盘钻钻具组合，设第一稳定器离钻头 的距离为L1，第二稳定器与第一稳定器的距离为L2， 简述L2、L2对钻具性能的影响？ 答：（1）L2不变，随着L1的增加，钻具的增斜力减弱，当增斜力变为负值时，为降斜钻具组合。 （2）L1不变，随着L2的增加，钻具的增斜力增强，钻 具由稳斜变为增斜。 8、水平井依据曲率的不同分哪几类型？怎样划分的？ 答：水平井依据曲率分为：长曲率半径水平井、中曲率半径水平井、中短曲率半径水平井、短曲率半径水平井。 长曲率半径水平井曲率变化一般在8?/30m以；中曲率 半径水平井曲率变化在8?/30m~20?/30m之间；中短曲 率半径水平井曲率变化在20?/30m~100?/30m之间；短 曲率半径水平井曲率变化在4?/1m~10?/m之间。 9、简述工具面角在坐标的不同象限时，对井眼井斜、方位 的影响？ 答；第一象限，0?＜ω＜90?时，增斜、增方位；第二象限，90?＜ω＜180?时，降斜、增方位 第三象限，1800?＜ω＜270?时，降斜、减方位第四 象限，270?＜ω＜360?时，增斜、减方位 10、依据测量仪器的结构特点和测量参数的传输方式可分为 哪几种测斜仪？分述有线随钻测斜仪和MWD的主要 组成部分？ 答：目前分为：有线随钻测斜仪、无线随钻测斜仪、陀螺测斜仪。 有线随钻测斜仪的主要组成：井下测量系统，地面信号的接受、转换、显示系统，信号传输电缆，密封装备 等。 MWD的主要组成：井下探测仪器总成，地面接受系统，
定向井基本知识 98024
第九章定向井和水平井钻井技术 第一节定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用 定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为：
常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85° 水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数 实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。 1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。
目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下：真方位＝磁方位角十东磁偏角 或真方位＝磁方位角一西磁偏角 公式可概括为“东加西减”四个字。 方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图 9－3所示。 4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。 5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。 6．闭合距和闭合方位 （l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。
定向井钻井工程师技术等级晋升标准 四级工程师 1专业理论知识 1.1了解钻井工艺的主要环节（如钻进、下套管、注水泥、电测等）及其实现方法； 1.2能看懂定向井工程设计书内容； 1.3熟知各种常规钻具和套管的技术规范和机型； 1.4了解钻井设计的基本原则、设计程序、设计内容； 1.5掌握井眼轨迹计算参数和计算方法； 1.6掌握定向井专用工具的工作原理及其技术规范； 1.7掌握单点、电子多点、地面记录陀螺的工作原理和技术规范； 1.8掌握井下动力钻具的工作原理、内部结构和技术规范； 1.9了解海洋钻井平台主要设备及其技术性能规范； 1.10了解海洋钻井平台主要仪器、仪表的用途及其技术性能； 1.11掌握海洋常用的钻井工具及其技术规范； 1.12了解钻井取芯基本原理； 1.13了解海洋钻井作业的基本安全常识。 2操作知识 2.1掌握单点、电子多点和地面记录陀螺操作技能，能独立地进行井眼轨迹参数测量和计算； 2.2会正确选用定向井专用工具，并能正确组合； 2.3会正确选用动力钻具，掌握其正确操作要领； 2.4能正确判断钻井指重表、泵压表、扭矩表、流量表，并根据以上仪表读数判断井下情况（如钻压、遇卡、遇阻等）； 2.5会正确选用配合接头及其上扣扭矩； 2.6能正确选用各种钻井工具，并掌握其操作要领； 2.7会看懂较复杂的钻井工具装配图，并能绘制简单零配件的机加工图； 2.8会记录钻井班报表、日报表以及定向井测量数据记录； 2.9能进行日常定向井专业英语交流； 2.10能识别各种型号取芯工具、取芯钻头基本类型和应用范围、性能参数，以及组装、保
养取芯工具的技能。 2.11油田常用单位（英制）和公制单位熟练换算； 2.12能用英语进行作业技术交流。
The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 定向井工程师安全技术操作规程 (2021版)
定向井工程师安全技术操作规程(2021版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 1、定向井工程施工人员须按相关要求，劳保穿戴齐全才能进入井场施工； 2、定向井工程师应与井队队长或工程师联系，安排电工按照安全用电标准进行绞车、操作间和野营房的接线并测试，保证用电安全； 3、进入施工现场应及时进行我方工具设备的检查、测试或调试，发现安全隐患及时向生产运行部或项目部汇报； 4、现场施工人员要求持有效证件上岗； 5、定向工程师在施工过程中对发现的安全隐患，应及时上报，对发现的违章行为应及时制止；工程施工人员在现场施工时严禁脱岗乱岗； 6、有线随钻和绞车测斜施工时，绞车房内应准备电缆切割钳或钢丝切割钳，便于井喷失控时采取紧急切断电缆或钢丝的措施； 7、施工全过程应做好防火、防触电、防滑倒、防坠落、防物体打击、防盗、防洪等与公司及自身安全密切相关的工作，安全标识应清
定向井钻井基础 提纲 （一）为什么要钻定向井？ （二）定向井的基本概念 （三）定向作业专业术语 （四）井眼轴线的计算方法 （五）定向井轨迹防碰 （一）、为什么要钻定向井？ 1、在海洋钻井平台上钻丛式定向井。控制较大面积的油气构造。生产设施集中在平台上，节省建造平台费用。 2、勘探和开发近海岸油气田。使钻井定向弯曲，钻达海底油气层，节约海上钻井平台的建设费用。 3、用定向井控制断层，查明油水界面或断层面的位置(c) 4、避开地表障碍物，勘探和开发障碍物下方的油气田。 5、纠正已斜的井眼或绕过井内落鱼而进行侧钻。 6、打定向井探采盐丘突起下部的油气层。含油构造有时与盐丘构造共生，部分盐丘可能直接覆盖在油藏上面，直井钻遇盐层可能导至冲蚀、钻井液漏失和腐蚀等问题。 7、井喷无法处理或油气井失火，钻定向救援井与原井衔接控制井喷或扑灭火灾。 8、钻大斜度井或水平井，防止气锥和水锥问题；增加井眼在产层中的延伸长度；增大平台的泄流面积，在裂缝性油藏
9、供水井。钻多孔底定向井多次穿过含水裂隙或沿含水裂隙钻单孔底定向井，可增加出水量。 10、开发地壳深部“干热岩”体的能量。钻两口定向井，用水力压裂法使两井连通，形成一个地下热仓和封闭回路，用—口井向下注冷水，干热岩将冷水加热，另一口井抽出高温蒸气进行发电。 11、在煤层中钻定向排放孔抽瓦斯，保证采煤时的安全。能钻遇多条裂缝，提高单井的产量。 12、对接连通开采可水溶性矿藏 过去，在钻孔采可水溶性矿盐时，一直采用单井对流水溶采卤法，这种采卤技术存在较多缺点，如矿产回采率不足20％，卤井寿命短，产量低，采出的卤水浓度低而且不稳定等。双井对接连通水溶采卤可克服上述一系列缺点。数十年来，盐业系统探索了几种使两井能连通的方法(压裂法，自然溶通法等)，但并不是很理想，采用定向钻进技术实现两井对接、三井对接甚至更多的井眼对接，极大地提高采盐卤水量。 （二）定向井的基本概念 1、定义 定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。 2、钻定向井主要有以下优点： 有利了解含油构造及含油气情况。 能加大油气层泄露面积。
内部编号：AN-QP-HT165 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 定向井工程师安全技术操作规程通用 范本
定向井工程师安全技术操作规程通用范 本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1、定向井工程施工人员须按相关要求，劳保穿戴齐全才能进入井场施工； 2、定向井工程师应与井队队长或工程师联系，安排电工按照安全用电标准进行绞车、操作间和野营房的接线并测试，保证用电安全； 3、进入施工现场应及时进行我方工具设备的检查、测试或调试，发现安全隐患及时向生产运行部或项目部汇报； 4、现场施工人员要求持有效证件上岗； 5、定向工程师在施工过程中对发现的安全隐患，应及时上报，对发现的违章行为应及时
第九章定向井和水平井钻井技术 第一节定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用 定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85° 水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数
实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。 1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。 目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下： 真方位＝磁方位角十东磁偏角 或真方位＝磁方位角一西磁偏角 公式可概括为“东加西减”四个字。 方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图9－3所示。 4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。 5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。 6．闭合距和闭合方位 （l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。 7．井斜变化率和方位变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况，方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，均以度／100米来表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。 8．方位提前角（或导角）：预计造斜时方位线与靶点方向线之间的夹角。 三．狗腿严重度 狗腿严重是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（以度／100英尺表示）。可用解析法、图解法、查表法、尺算法等来计算狗腿严重度k。 1．第一套公式
定向井二级工程师考题 C卷 一、填空题： 1.常用丛式井防碰分析计算方法有三种，即水平面法、最近距离法、计算机扫描。 2.钻杆钢级分为：__D_、__E___、_X95___、__G105__、__S135____。 3.下钻遇阻容易出现新井眼的因素有__地层太软__、___狗腿角太大___、__钻具钢性发生较大变化____。 4.A、B、C的含义分别是A:__马达转子头数__, B.__马达外径__,C:___钻头压降及轴承类型__,LZ:___螺杆钻具___。 5.就钢性钻铤而言，螺旋钻铤的重量要比圆柱钻铤的重量大约减少__4__%。 6.岩石的许多工程力学性质是取决于矿物颗粒岩石中的__结构_及___胶结______形式。 7.丛式井的井网大致有两类：一类是__辐射型___，一类是___锥散型____。 8.一般现场固控设备有：___振动筛____、___除砂器__、____除泥器___、____清洁器___、___除气器___、____离心机等___。 9.常用的压井方法有____司钻法___和____等待加重法_____。 10.目前渤海的钻机都为--米钻机。 二、判断题 1．马达的头数越多，转速越小。 2．在裸眼井段中，任何时候，都要尽可能保持钻具运动，大幅度上下活动要比转动。 3．喷射钻井时，从喷嘴中射出的射流形状成“梭”形。（√） 4．角变化率也就是狗腿严重度，受井斜与方位的影响大小是一样的。（×） 5．钻铤的作用是提供钻压，增加下部钻具组合的刚度，减少变形，以利于控制井斜和方位。（√） 6．钻铤直径自下而上的逐渐减少，形成下粗上细的“宝塔”状钻具，称为塔式钻具。其作用是防止井斜，刚性强，钻头工作平衡，在斜直井段钻进，有很大的纠斜力。（√） 7．短钻铤在定向钻井中起调整扶正器的位置的作用。（√） 8．三牙轮新钻头下到井底先要进行小钻压“跑活”钻进，其目的是磨合钻头轴承，提高钻头使用寿命。（√） 9. API：美国石油学会。IADC：国际钻井承包商协会。（√） 10.下井之前应进行外观检查，测绘打捞尺寸，以保证井下安全及事故发生后的有效处理。（√） 11.有时牙轮钻头几个水眼尺寸不一样大，除了人为原因外，主要是为了提高井眼底净化能力，有利于水力破岩。（√） 12.井内钻具的刚性若是由小变大，则容易发生卡钻。（√） 13. 硫化氢是一种剧毒、无色、易燃、易爆气体，它比空气重，容易积蓄在不通风的低洼处。（√） 14. 钻头通常倾向于垂直地层层面钻进，如果层状地层倾角大于45度，通常钻头倾向于平行地层层面钻进。（√） 15. 在量 MWD OFFSET值时以悬挂短节的高边为起始边。（√） 三、选择题 1.螺杆钻具实质上是一个能量转换装置，它是把：A.液体的能量转化为螺杆的能量； B.液体的压力能转换为机械能； C.液体的机械能转换为压力冲击能；( C ) 2.非磁钻铤上扣扭矩为同类尺寸扣型钢性钻铤上扣扭矩为： A、100％ B、80－85％ C、7％（B） 3.井斜角越大，选用的NMDC应：A、越长B、越短 C、不变（A） 4、MWD要求的泥浆最大含砂量不超过： A、0.5% B、1% C、1.5% （B） 5、为了得到MWD的最佳信号，空气包的压力和立管压力之比值为： A、31％－42％ B、51％－61％ C、40％－50％（A） 6.井下马达在正常工作时，从上面钻具过来的泥浆:A.10％经过旁通阀，10％经过径向滑动轴承，80％经过钻头水眼；B.5％经过旁通阀，12－15％经过径向滑动轴承，80-85％经过钻头水眼；C.0％ 经过旁通阀，5－7％经过径向滑动轴承，93－95％经过钻头水眼；D.100％经过钻头水眼；( C ) 7.一般地讲，在马达传动轴前使用转换接头是不可取的，迫不得已时，其长度不应超过：A.250mm； B.400mm； C.600mm ( C ) 8.最易垮塌的岩层：A.煤层； B.燧石夹层；C.石英砂岩；( A ) 9.选出下列正确的叙述：A.非磁钻铤本身无磁性,也不会被磁化，具有“屏蔽”磁力线作用；B.非磁钻铤不仅本身无磁性，而且允许大地磁场等其它磁力线穿过；C.非磁钻铤不仅本身无磁性，又能减 少上、下钻具磁性作用；( B ) 10.常用8”钢性钻铤(内径2 13/16”),上扣扭矩为________英尺.磅。A.35000； B.53000； C.45000；( B ) 11.使用油基泥浆在固井时，下列说法正确的是：A.与使用水基泥浆在固井时的隔离液相同；B.特殊隔离液；C.两者均行；( B ) 12.水眼尺寸的英制表示方法是: A.？/32; B.？/8; C.？/16; ( A ) 13. 钟摆钻具的作用: A. 防井斜; B. 增加刚性; C. 调节钻压. ( A ) 14. 在同一地区，在定向井中的泥浆比重应比直井的泥浆比重 A、稍小一些 B、稍大一些 C、相等( B ) 15. 5“I类S135钻杆的最大上提拉力为： A、208T B、257T C、317T (C) 四、定义及简答 1．欠平衡钻井： 2．各写出一套稳斜、增斜、降斜组合： 3．井身三要素：指井深、井斜和方位。 五．计算题 1、已知钻头的三个水眼是：B1.和B2为16mm，B3为15mm，将其换算成英制单位。 解：因英制水眼为 A /32，以公制换算成英制为： A /32 × 25.4 = B（公制） 则英制：A1 2= ( 16×32 ) / 25.4 = 20 A3= (15×32 )/ 25.4 = 18 2、某井在1900米处的井斜为12?，在1920米处测得井斜为16?，方位不变，试计算每30米狗腿度是多少? 解：(16-14)/20 X 30 =6?（每30米）。