[转] 钻井技术员成长之路6(定向井基础) 2012-3-12 19:10阅读(14)转
载自羽龙
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序言：
在上一集里，我们介绍了钻具组合和喷嘴的安装及造成的压力降，也拿出了一些技术员的经验。如果同一口井，一个深度，同样的泵在钻头(14*15*16)+螺杆+一根钻铤+上部钻具组合的情况下，开泵循环有16Mpa的压力，而后钻头卸去喷嘴，甩掉螺杆和钻铤就接上部钻具在同一个井深，同一个泵，同种泥浆性能下开泵循环却只有13Mpa，请问那3个Mpa从哪来的？那么螺杆造成了压降会使钻头的压降忽略不计吗？请同学，朋友们思考一下！
今天这一集，我们主要介绍定向方面的一些知识，很浅显，仅用于现场的操作。正文
一．井口操作
我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。
那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。参看资料1中对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。
井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。在定向组合钻具入井时，我们经常看见定向工程师在井口量角差。这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。
上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。
上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。
上图的上面的钻具为螺杆，下图将定向接头的定向键和高边方向线平移到同一个平面来计算角差。从高边顺时针旋转到顶直接头键的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周长，则可以算出角差是多少度，在司钻显示器和轨迹控制软件上所显示的出的工具面是已经把角差带入后计算好的。
上图是司钻读出器，读出当前的井段数据。图中象雷达一样的就是工具面，详细作用可以参考资料2，书中有详细的叙述。那么这个雷达一样的工具面有什么作用呢？把它用360度来划分，那么当红线指零度时是增斜，指180度时是降斜，90度时是增方位，270度是降方位。在特殊井轨道设计这个软件中，这四个度指起着非常重要的作用，我们在下面一节的内容里会介绍它是如何重要的。
某时刻，我们测的工具面如上图所示的位置，我们这时候需要全力增井斜，应该怎么办？所给的钻进参数是120KN，根据经验10KN=10度，当我们加了120KN钻压时，红线是否能摆到0度的位置上呢？不一定，我们要考虑反扭角。
动力钻具在工作中，液流作用于转子并产生扭矩，传给钻头去破碎岩石。液体同时也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩将有使钻柱旋转的趋势，但由于钻柱在井口处是被锁住的，所以只能扭转一定的角度，此角称为反扭角。
现场中，我们在转盘做一道记号，调整工具面，在加压使红线到0度位置。另外一种方法是，接完单根，定向工程师不做要求，让司钻加压到120KN直接打，看工具面前后的变化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面稳定的状况下，这几分钟的忙打不会有多少进尺，也不会影响到定向作业)。然后准确的调整工具面。
二．软件操作
先来介绍下，一般下井的定向仪器的结构与功能。
仪器是将传感器测得的井下参数按照一定的方式进行编码，产生脉冲信号，该脉冲信号控制伺服阀阀头的运动，利用循环的泥浆使主阀阀头产生同步的运动，这样就控制了主阀阀头与下面的限流环之间的泥浆流通面积。在主阀阀头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在主阀阀头压下状态时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。定向探管产生的脉冲信号控制着主阀阀头提起或压下状态的时间，从而控制了脉冲的宽度和间隔。主阀阀头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择主阀阀头的外径和限流环的内径尺寸来控制信号强弱，使之适用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作环境。实际上，整个过程涉及到如何在井下获得参数以及如何将这些数据输送到地面，这两个功能分别由探管和泥浆脉冲发生器完成。
定向探管
这种测斜仪是利用当地已知的重力场和地磁场做为基准定义方向参数的，并利用定向探管坐标系与基准的相互关系计算出方向参数，因此需要建立探管测量头坐标
系是很自然的。
X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头轴向。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通门Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力场的重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁场在三个方向上的分量。当这些传感器感受输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（VT）。这7个输出电压和一个基准电压（VR）及电源电压（VD）共9个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（PS）在电压时间变换器内部通过与门形成P0，并输入到CPU处理单元，CPU把这一脉冲串的各脉冲间隔变成数字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等参数的值。CPU进一步将这些参数进行编码，形成脉冲串，驱动后续电路工作。
伽马探管
伽马探管是综合测量地壳岩层自然放射性强度的仪器。由于地壳岩层中存在自然放射性核素（主要是铀（U238）、钍（TH232）、钾（K40）），在自然衰变时放射出γ射线，测井时用γ射线探测器沿井眼实时进行地壳岩层的测量，得到地层剖面的自然伽马记录。
根据地球化学和地球物理学知识可知，地壳岩层的岩性（如：岩层的种类、生成方式、沉积环境、形成年代等）与其自然放射性γ射线强度有着一定的联系，结合其它测井方法的测量结果即可有效的推测生油岩层，这也是自然伽马测井应用的主要目的。
无线伽马与有线伽马测井相比，除有效的完成自然伽马测井记录外，还具有众多突出优点，首先，无线伽马测井记录具有更高的可信度，因为在地层被钻开很短的时间内即进行测量，地层暴露时间较短，受泥浆冲洗较少，记录更真实可靠；其次是测量数据对钻井施工具有较好的指导作用，可以优选钻井参数，提高钻井功效，降低钻井成本；再有，可以有效回避风险，降低钻井事故的发生率；还有，在水平钻井作业中，可以根据测量数据有效的调整钻井方位，使井眼有效的穿越储集层，提高矿藏的采收率和经济效率；另外，还可以有效的在钻井事故发生时获得第一手有效的测井数据，避免宝贵数据的丢失。
泥浆发生器
泥浆脉冲随钻测斜仪是通过电磁机构控制阀门头与限流环之间的流通面积，进而引起在钻杆内流动的泥浆压力产生变化，达到传输信号的目的。由电磁机构直接带动阀门头需要相当大的功率，在井下实现是不现实的，在设计中，采用了利用流动的泥浆由伺服阀阀头带动主阀阀头的方式。如下图所示，没有信号时，伺服阀阀头处于压下状态，在无磁钻铤内高速流动的泥浆在限流环处产生反向的压力，使主阀阀头提起，弹簧被压缩，主阀阀头与限流环之间的流通面积较大，泥浆可以快速通过，钻杆内泥浆的压力较小。当有信号时，如图4所示，伺服阀阀头被提起，泥浆可以从伺服阀阀头处流入，仪器内外的压力平衡，原来被压紧的弹簧将释放，主阀阀头与限流环之间的流通面积减小，钻杆内泥浆的压力将升高，信号被传输出去。
远程数据处理操作
远程数据处理器（司显）具有显示随钻测量数据、脉冲波形、简短文字消息和为立管压力传感器提供电气接口的功能。通过该设备，操作者可以将立管压力信号传送到井台下的专用数据处理仪，并实时获取地面解码数据。对于屏幕上显示的内容，用户既可以通过键盘在井台上调整，也可以通过通信联系在计算机软件上做远程调整。
1．度盘/消息区
该区域用于显示定向度盘或来自于计算机的短消息（用1键切换）。作为度盘显示时，用户可以指定其显示的内容（即从井斜、方位、工具面中选择一个作为度盘指针所指示的数据）。度盘上显示的指针共有五段，从内圈到外圈依次代表从最新到最旧五个不同时间的解码数据；每一段的指针是等腰三角形（空心三角形指针代表重力工具面，否则为磁性工具面），其顶角所指即是其代表的角度。作为短消息显示时，该区域的左上方显示消息的序号（最多16条，用↑，↓键可翻阅），其余部分显示消息内容；若文字较长，会自动折行显示；若在新消息到来之前已经设置了自动显示消息（用3键切换），则新消息在收到后会自动出现在屏幕上，否则需要用户手动显示消息（即通过切换度盘/消息或前后翻阅来显示新收到的消息）。
2．数据区
该区域位于屏幕的右上方，主要用于显示各种数据的数值。在该区域最上方显示当前工作状况：工作/空闲（当远程数据处理仪连接到系统中，并且计算机一侧正在处于解码工作状态时，显示为工作，否则为空闲），以及当前的日期/时间（该时间在计算机与远程数据处理仪建立通信联系时自动校准，也可由用户在计算机软件中的“司显设置”窗口中校准，校准用的时间基准取自计算机时钟）。接下来的部分用较大字体显示主要的测量数据（井斜、方位、工具面、立管压力等），用较小的字体显示相对次要的测量数据（定向传感器采样值、电压、温度等）。
数据显示格式为数据名称+数据值。数据值均来自于计算机的解码输出，并且与计算机同时更新。在井斜、方位、工具面三个数据前，由一个“”状的标志来指出当前度盘指针所指示的数据内容（即度盘指示的是井斜、方位，还是工具面）；
在度盘显示方式下，通过“↑，↓”键可以移动该标志的位置，从而选择度盘显示内容。最新解码的数据其数据名称会高亮（即反白）显示；磁性工具面的数据值会高亮（即反白）显示。
3．波形区
波形区位于屏幕的下方，用于描绘当前立管压力的波形。波形显示的横坐标轴为时间，纵坐标轴为压力（以千帕为单位），随计算机一侧同步调节。
4．状态区
该区域位于屏幕的最下方，用于显示一些提示信息。是否自动显示消息的状态即显示在该区域的最右侧，反复按3键，即可看到该状态显示在变化。
浅层测试
仪器装入套管后，即可开泵进行浅层测试。观察脉冲信号的波形，并可继续测出一组数据，以判断仪器是否工作正常。若出现异常需要取出仪器进行检查、采取相应措施，必要时也可以更换有关部件。
软件的主窗口被分成了多个区域，用于显示不同种类的数据，它们分别是：立管压力值显示区、度盘显示区、数据显示区及波形显示区，下面分别加以介绍。
立管压力值显示区
以柱状图和数值方式显示立管压力值，单位为MPa。柱状图上又分成了三个区：蓝色的欠压区，绿色的正常区和红色的过压区。当压力值处于某个区域之内时，用于表示压力值的柱状图会以该区的颜色显示。这些区的分界点是随压力传感器标定数据一同保存的，可以在压力传感器标定窗口中修改。
波形图显示区
以波形的形式显示立管压力的变化。另外用一条绿色虚线显示当前设定的脉冲检测门限值。
度盘显示区
度盘中显示的内容包括：当前井斜、方位、工具面的数值和图示，度盘的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，内部的五圈表示的是工具面，从内到外分别显示着五段不同时刻的工具面值，最内圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同颜色区分，重力工具面以纯灰色显示，磁性工具面以蓝灰色显示。随度盘一同用大字体显示的数值都是最新的值，除数据本身外还显示该数据的到达时刻，供现场人员判断数据的新旧程度和有效性。
数据显示区
该区域位于窗口最右侧。仪器数据列表中以数值方式显示来自探管的测量数据，包括采样测试时以有线方式读出的和下井工作时通过脉冲解码得到的数据。解码得到的数据显示方式与有线方式读出的数据略有不同，除了基本的数据名称和解码值以外，还会同时从左到右依次显示传输精度（由编码信息量限制造成的最大误差），不确定性（以百分比表示，此值越小越好，达到或超过50%意味着数据可能是无效的），校验结果（对或错，只有在选用了校验的数据后面才有显示）和脉冲错误（多脉冲或丢脉冲）。在显示过程中，软件还会判断数据的有效性，如果发现可疑数据，会以红色显示，以提示操作人员，此数据可能是无效的。
表中的数据依新旧次序自下向上排列，最多可以容纳22 个数据。数据量超过22 个之后，旧的数据向上滚动，新数据追加在最下面一行。工具面的性质（磁／重）以文字形式标注于数据之后，如上图所示。
数据校正
对于工具面测量，由于安装上的原因，会出现“IMO－探管内部安装偏差”和“DAO－钻具组合偏差”两个角度偏差。软件中使用如下方式对这两项偏差进行补偿：
补偿工具面= 测量工具面－（IMO + DAO）
对于方位测量，由于仪器测量的是磁方位，而磁北与地理北之间存在磁偏角，因此需要用户给出当地当年的磁偏角才能换算到地理北。软件中使用的是东磁偏角(即以东为正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以东5°，则东磁偏角为+5°；若磁北在地理北以西5°，则东磁偏角为-5°)，换算公式如下：地理方位＝磁方位（由仪器测得）+ 东磁偏角
在讲常用的定向设计软件前，先讲几个概念吧。
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。
4）井斜方位角：是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。5）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－西偏磁偏角
6）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度。
7）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。
8）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。
《特殊工艺井轨道设计》这个软件，是本油田常用的软件，也是定向工程师(不是指仪器工程师)常用的软件。虽然它不够全面，但已经满足油田定向井施工要求。这款软件自带有使用说明《特殊井轨迹设计说明.doc》，里面有最基本的操作，如数据的录入，读入，读出，打印等。
新建，删除，更新操作是定向工程师在一口井开始定向时，进行分析轨迹而使用的。其产生的操作地方在AB两个区中。数据设计完了，需要点旁边计算器一样的图标进行计算。一般第一行在B区的方位栏填入本口井的自然地层倾角方位。然后生成，后面根据造斜率和造斜的段长来逐步设计轨迹。
一般我们看某段是否在定向钻井还是复合钻井，及定向钻具的造斜率都可以参看全角率,K井斜，K方位。这三栏是钻具在实际地层的真实值很有指导意义。比如某种钻具组合稳斜钻进增斜会是多少或者，复合钻能有多少的增斜等。一般小数点后面第二位有值，且值很小被认为是复合钻进，而第一位就有值被认为定向钻进。
三．LWD介绍
CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统是我国具有独立知识产权的钻井装备，由中国石油集团钻井工程技术研究院、北京石油机械厂和中国石油集团测井有限公司测井仪器厂共同研发完成。地质导向钻井技术是国际钻井界公认的21世纪钻井高新技术，它集钻井技术、测井技术及油藏工程技术为一体，用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置，根据随钻监测到的地层特性信息实时调整和控制井眼轨道，使钻头闻着“油味”走，具有随钻识别油气层、导向功能强等特点。
下面介绍下，近钻头地质导向的结构组成。CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统由测传马达（CAIMS）、无线接收系统（WLRS）、正脉冲无线随钻测量系统（CGMWD）和地面信息处理与导向决策软件系统（CFDS）组成。
CAIMS测传马达结构见图2，自上而下由旁通阀、螺杆马达(i=5/6)、万向轴总成、近钻头测传短节、地面可调弯壳体总成(α=0～2°)和带近钻头稳定器的传动轴总成组成。近钻头测传短节由电阻率传感器、自然伽马传感器、井斜传感器、电磁波发射天线和减振装置、控制电路、电池组组成。该短节可测量钻头电阻率、方位电阻率、方位自然伽马、井斜、温度等参数。用无线短传方式把各近钻头测量参数传至位于旁通阀上方的无线短传接收系统。
WLRS无线接收系统主要由上数据连接总成、稳定器、电池与控制电路舱体、短传接收线圈和下接头组成，如图3所示。上与CGMWD连接，下与马达连接。接收由马达下方无线短传发射线圈发射的电磁波信号，由上数据连接总成将短传数据融入CGMWD 系统。
CGMWD正脉冲无线随钻测量系统包括CGMWD－MD井下仪器(图4)和CGMWD －MS地面装备(图5)。二者通过钻柱内泥浆通道中的压力脉冲信号进行通信，并协调工作，实现钻井过程中井下工具的状态、井下工况及有关测量参数（包括井斜、方位、工具面等定向参数，伽马、电阻率等地质参数，及钻压等其他工程参数）的实时监测。地面装备部分由地面传感器(压力传感器、深度传感器、泵冲传感器等)、仪器房、前端接收机及地面信号处理装置、主机及外围设备与相关软件组成，具有较强的信号处理和识别能力，可传深度4500m以上。地下仪器部分由无磁钻铤和装在无磁钻铤中的正脉冲发生器、驱动器短节、电池筒短节、定向仪短节、下数据连接总成组成。上接普通(或无磁)钻铤，下接无线短传接收系统。由于采用开放式总线设计，该仪器可兼容其它型号的脉冲发生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统作为信息传输通道外，还可用于其他钻井作业。
CFDS地面应用软件子系统主要由数据处理分析、钻井轨道设计与导向决策等软件组成，另外还有效果评价、数据管理和图表输出等模块。应用该软件系统可对钻井过程中实时上传的近钻头电阻率、自然伽马等地质参数进行处理和分析，从而对新钻地层性质作出解释和判断，并对待钻地层(钻头下方某一深度内)进行前导模拟；再根据实时上传的工程参数，对井眼轨道作出必要的调整设计，进行决策和随钻控制。由此可提高探井、开发井对油层的钻遇率和成功率，大幅度提高进入油层的准确性和在油层内的进尺。
CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统具有测量、传输和导向三大功能：
1) 测量在近钻头测传短节中装有电阻率传感器、自然伽马传感器和井斜传感器，在无线短传接收短节中装有接收线圈。近钻头测传短节可测量钻头电阻率、方位电阻率、自然伽马和近钻头井斜角、工具面角，这些参数由无线短传发射线圈以电磁波方式，越过导向螺杆马达，分时传送至无线接收短节中的接收线圈。
2) 传输无线接收线圈接收到马达下方的信息后，由数据连接系统融入位于其上方的CGMWD正脉冲随钻测量系统，CGMWD通过正脉冲发生器在钻柱内泥浆通道中产生的压力脉冲信号，把所测的近钻头信息(部分)传至地面处理系统，同时还上传CGMWD自身测量信息，包括井斜、方位、工具面和井下温度等参数。
3) 导向地面处理系统接收和采集井下仪器上传的泥浆压力脉冲信号后，进行滤波降噪、检测识别、解码及显示和存储等处理，将解码后的数据送向司钻显示器供定向工程师阅读；同时由CFDS导向决策软件系统进行判断、决策，以井下导向马达(或转盘钻具组合)作为导向执行工具，指挥导向工具准确钻入油气目的层或在油气储层中继续钻进
地质导向在本井中的使用情况。由于本井的标志层不明显，所以在特定的垂深处使用地质导向。使用LWD获得大量地质参数，如地层电阻率，自然伽马值等，总结这些参数在砂岩和泥岩，水层和油气层中的变化特征，并在实践中结合录井各类参数及岩样检测资料综合评价和应用。
在水平井的着陆阶段，钻头是以一定的角度由泥岩接近储集层，由于储集层电阻率很高，进一步钻进，电阻率曲线会明显升高
上图为在无磁钻铤中的仪器
由于地层物性影响电测曲线及钻时曲线的过程比较缓慢，在录井过程中，当发现钻时开始下降而随钻测井电阻率有抬升的趋势，就应当注意是否已经钻入储集层，并结合地质设计和邻井资料综合判断岩性界面，及时调整井眼轨迹，使钻头保持在油层中穿行。
识别地层界面的方法，可以使用极化角，它的产生是由于仪器的原因引起的，当随钻测井仪器在井眼轨迹与地层界面夹角小于30度进入另一个地层，并且地层界面两侧电阻率由差别时，在目的层就会产生一个电流激增来干扰仪器发出的传播波，仪器接收到被干扰的电流后引起电阻率测量值的激增，然后迅速回到正常值。界面两侧电阻率差别越大，这种激增就越大：并且一般浅电阻率比深电阻率更容易产生这种现象
使用方位伽马同样可以判断地层界面：方位伽马探测器在旋转状态下，可以测量不同方位的地层伽马值，根据接近界面的先后顺序而依次探测到新地层的出现。泥岩层的伽马值为高值，由于伽马对泥岩敏感，依据方位伽马预测泥岩的存在会有很高的准确性。
水平井要求井眼轨迹保持在储集层中上部距盖层一定距离处，这时由于探测范围的不同，深电阻率比浅电阻率曲线要低；进入水层深电阻率将会降低，若井眼轨迹向下部水层靠近的话，深电阻率将脱离上部泥岩的影响，并受下部水层的影响；考虑到井眼轨迹距离泥岩及水层的距离，电阻率曲线有可能会先升高再降低。在现场录井过程中必须结合工程参数，岩屑变化等综合考虑分析。
附加内容
常有朋友和同学说自己无法用肉眼去分辨配合接头的型号及大小，其实作为工程人员的我们有专门用的尺子。当然也由朋友会用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。
如上图，我用下面的直尺量出的扣型大小并不准确，不信你可以去试试。而用上面专用的接头尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的准确。大家可以放大图中的红圈的地方仔细读数，此为5寸钻杆的母扣，时410的扣型。
总结：
本集中简单的介绍了下定向工作者的日常工作，使读者能了解其意义。同学，朋友们可以参看其他详细介绍定向方面的文章书籍来提高自己的定向水平。在这里感谢下定向的岳师傅，他在本口井的施工设计中给了我很多指导和帮助。
参考资料：
1．Q/SH10350058-2004《钻井井身质量要求》
2．陈庭根，管志川《钻井工程理论与技术》
3．定向服务中心绝密《定向基础知识培训》
4．梁定火《地质导向技术在水平井中的使用》
5．《CGDS-1近钻头地质导向钻井系统—产品简介》
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
招标投标企业报告 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
本报告于 2019年9月19日 生成 您所看到的报告内容为截至该时间点该公司的数据快照 目录 1. 基本信息：工商信息 2. 招投标情况：中标/投标数量、中标/投标情况、中标/投标行业分布、参与投标 的甲方排名、合作甲方排名 3. 股东及出资信息 4. 风险信息：经营异常、股权出资、动产抵押、税务信息、行政处罚 5. 企业信息：工程人员、企业资质 * 敬启者：本报告内容是中国比地招标网接收您的委托，查询公开信息所得结果。中国比地招标网不对该查询结果的全面、准确、真实性负责。本报告应仅为您的决策提供参考。
一、基本信息 1. 工商信息 企业名称：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 统一社会信用代码：9112011667941871XN 工商注册号：120191000034532组织机构代码：67941871X 法定代表人：吴立新成立日期：2008-09-01企业类型：有限责任公司分公司经营状态：存续 注册资本：/ 注册地址：天津经济技术开发区第二大街83号1930室 营业期限：2008-09-01 至 / 营业范围：定向井技术服务；定向井专用工具、仪器制造、销售、修理、校验、租赁；钻井测斜服务。（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动） 联系电话：*********** 二、招投标分析 2.1 中标/投标数量 企业中标/投标数： 个 （数据统计时间：2017年至报告生成时间）
2.2 中标/投标情况（近一年） 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 2.3 中标/投标行业分布（近一年） 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 2.4 参与投标的甲方前五名（近一年） 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 2.5 合作甲方前五名（近一年） 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 三、股东及出资信息 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 四、风险信息 4.1 经营异常() 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 4.2 股权出资() 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 4.3 动产抵押() 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。 4.4 税务信息() 截止2019年9月19日，根据国内相关网站检索以及中国比地招标网数据库分析，未查询到相关信息。不排除因信息公开来源尚未公开、公开形式存在差异等情况导致的信息与客观事实不完全一致的情形。仅供客户参考。
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
定向井的知识总结 时光荏苒如白驹过隙，转眼间告别校园生活已近一年，慢慢地已经适应了井队的生活。井队虽然没有朗朗的读书声，没有老师在黑板上指点迷津，但是用心体会，井队仍然是我获得知识的大课堂。在实习的这一年中，我从事了三口定向井的钻探工作，通过日常的学习，对定向井有了一定的认知，下面将其总结如下： 要想搞明白定向井，有几个概念我们要先弄清：工具面、工具面角、高边。它们可以称作定向井的灵魂，那么什么是工具面呢？在现场定向时，我们经常会用到具有一定弯度的螺杆，我们可以将其简化为两条相交的直线，根据几何原理两条相交直线构成一个平面，我们称此平面为工具面。那什么又是工具面角呢（专业术语中常称作装置角）？在解决这个问题之前我们又要弄明白高边。在定向时，我们设想一平面将井眼轨迹垂直截断，截面形状为圆形，由于井眼的倾斜，此圆也会是倾斜的，在这个圆上最高点与圆心的连线即为高边。之前讲到的工具面与截面也会存在一条交线，这条线就是工具面的方向线，以高边为始边顺时针转到该方向线，所转过的角度成为工具面角（准确的讲应该成为重力高边模式下的工具面角）还有一种是磁北模式下的工具面角。讲到这里有些人可能会有些晕，但是重点的地方也到了，因为这两种模式就是在现场中经常用到的，换言之，上面两种模式下的工具面角又可分别成为重力工具面角和磁性工具面角。看到这，相信不少人会有了似曾相识的感觉，其实这两种模式下的工具面角原理很简单，区别就在于起始边的不同，如果以高边为始边，就是重力工具面角；如果以地磁北极为始边，那就是磁性工具面角。 同是工具面角，使用的时候有区别么？答案是肯定的，简单点说，磁性工具面角是用于钻井前期造斜时定方位的；重力工具面用于后期纠正井眼轨迹的。定向井在打到造斜点时，下一步的任务就是要找准方位，开始造斜，也就是要将螺杆的工具面扭到指定的方位，那么我们该以哪为参照点开始扭呢？此时由于还是直井段，无井斜，自然不存在高边，因此不能用重力工具面，故而用磁性工具面去定位，当井斜增加到一定范围时，我们开始使用重力工具面并通过工具面在不同象限功能的不同来完成定向任务。 以上便是我在定向过程中所收获的，希望对大家能够有所帮助。井队是一个大课堂，这里很多看似简单的东西都值得我们去推敲，经过反复地琢磨之后，我们才能挖掘出更多的知识，提高自身的业务水平。
定向井基本知识
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。
定向井工作总结 定向井工作总结 20xx年转瞬即逝，回首过去这一年有辛酸、有成绩、有很多很多美好的回忆。在川庆整合的第二个年头随着我们大家相互信任、互相融合、和谐发展，在土库曼工作的这一年里面我学到了很多很多，在不断提升自我业务水平的同时还学到了很多关于土库曼斯坦的人文风情，进一步了解了土库曼这个民族。全年我队两开两完总进尺5928米，全年无一例事故，井身质量全优。现将全年的工作总结如下： 一、工作简介 20xx年12月29日开钻在ccdc-16队担任钻井工程师以x x1天建井周期完成完成了土库曼斯坦阿姆河右岸项目历史上第一口水平井s am35-1h井井深3333米最大井斜92.04°水平位移1210.60米填补了土库曼斯坦没有水平井的空白;接着调至ccdc-15队担任平台副经理兼钻井工程师完成了土库曼斯坦第一口大斜度井sam36-1d井该井吸取了s a m35-1h井施工过程中的经验和不足完善了技术措施以106天安全快速优质的完成了该井3028米的井尺最大井斜83.16°水平位移926.52米; 然后借调到ccdc-12队参了土库曼斯坦第二口水平井sam3-1h井三开增斜段寻找b点的复杂施工，该井三开施工
中井下出现脱压憋泵增斜率不够等复杂情况我迅速结合井下情况组织开会重新修改制定应对和处理复杂的技术措施并上报，在第一时间消除了井下复杂情况重新修复了井眼满足了水平井钻井的要求，该井水平位移长达1412.39米是一口难度很大的水平井。 水平井施工结束后我回到ccdc-15队开始承钻met23井，该井是直井设计2760米，我回到队上后做了分段的技术措施并且多次召开技术会议，认真的落实技术措施。最终met23井以42天18小时的好成绩完成了2900米的井尺，该井最大井斜1.4°井身质量100%固井质量100%安全快速优质的完成了该井的全井施工作业，刷新了土库曼斯坦最短钻完一口3000米左右天然气井的新纪录，为土库曼项目下一步提速施工奠定了基础。 二、安全管理 安全是保证生产的前提条件，我们从事的石油钻井又是高风险的户外行业。危险和隐患随时都有可能出现发生，为了降低安全风险、提高安全意识，我们必须从细节入手，通过设备的整改，环境的改变，属地化的推行，我们改变员工的工作环境，使每位员工都能在安全的工作环境里面安全的工作;通过职工培训，九项文件的学习，杜邦公司九项体系化推进，我们的员工从思想上改变了自己以前很多不安全行为和习惯性违章，使操作正规化，安全化，大大降低了隐患的
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 ）
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。
定向井基本分类 发布时间：2009-01-16 08:36:12 随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越来越多。 ①按设计井眼轴线形状分 ⅰ两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上变化的定向井，井斜变化，方位不变化。 ⅱ三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三维纠偏井和三维绕障井。 ②按设计最大井斜角分 ⅰ低斜度定向井：井斜小于15度，钻井时井斜、方位不易控制，钻井难度大。 ⅱ中斜度定向井：井斜在15-45度之间，钻井时井斜、方位易控制，钻井难度相对较小，是使用最多的一种。 ⅲ大斜度定向井：井斜在46-85度之间，其斜度大，水平位移大，增加了钻井难度和成本。 ⅳ水平井：井斜在86-120度之间，其钻井相对较难，需要特殊设备、钻具、工具、仪器。 ③按钻井的目的分 救援井、多目标井、绕障井、多底井等。 ④按一个井场或平台的钻井数分 ⅰ单一定向井 ⅱ双筒井：一台钻机，钻出井口相距很近的两口定向井。 ⅲ丛式井（组）：在一个井场或平台上，钻出几口或几十口定向井和一口直井。 定向井的基本概念 定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。 定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技
术。采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。 其剖面主要有三类： (1)两段型：垂直段+造斜段； (2)三段型：垂直段+造斜段+稳斜段； (3)五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。水平井是定向井的一种，一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层，通过油层的井段比较短。而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后，井筒转达接近于水平，以与油层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到完井。这样的油井穿过油层井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油层中流体流入井中的流动阻力减小，生产能力比普通直井、斜井生产能力提高几倍。胜利油田定向井技术闻名全国，胜利油田钻井院和胜利油田钻井工程技术公司已形成了普通定向井、多目标定向井、救援定向井、丛式定向井、水平井、分支井等几十种类型的定向井施工工艺。胜利油田黄河钻井总公司和渤海钻井总公司的定向井施工能力享誉国内外。目前，由胜利油田设计及施工的定向井占全国的一半以上。 定向井的基本应用 ①地面限制 油田埋藏在高山、城镇、森林、沼泽海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置和搬家安装碰到障碍时，通常在他们附近钻定向井。 ②地下地质条件要求 用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等，常采用定向井。 如：安718段块的井漏、二连地区巴音区块的井，自然方位120-150度。 ③钻井技术需要 遇到井下事故无法处理或不易处理时，常采用定向井技术。如：掉钻头、断钻具、卡钻等。 ④经济有效的勘探开发油气藏的需要 ⅰ原井钻探落空，或钻通油水边界和气顶时，可在原井眼内侧钻定向井。 ⅱ遇多层系或断层断开的油气藏，可用一口定向井钻穿多组油气层。 ⅲ对于裂缝性油气藏可钻水平井穿遇更多裂缝、低渗透性地层、薄油层都可钻水平井，提高单井产量和采收率。 ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地区，可用丛式井开采油气。
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：测点处的井眼切线与铅垂线之间的夹角。 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
沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定的距离，钻达目标的井。 作者：中国石化新闻网文章来源：中国石化新闻网更新时间：2006-11-10【字体：大中小】 定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。其剖面主要有三类：(1)两段型：垂直段+造斜段；(2)三段型：垂直段+造斜段+稳斜段；(3)五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。水平井是定向井的一种，一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层，通过油层的井段比较短。而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后，井筒转达接近于水平，以与油层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到完井。这样的油井穿过油层井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油层中流体流入井中的流动阻力减小，生产能力比普通直井、斜井生产能力提高几倍。 胜利油田定向井技术闻名全国，胜利油田钻井院和胜利油田钻井工程技术公司已形成了普通定向井、多目标定向井、救援定向井、丛式定向井、水平井、分支井等几十种类型的定向井施工工艺。胜利油田黄河钻井总公司和渤海钻井总公司的定向井施工能力享誉国内外。目前，由胜利油田设计及施工的定向井占全国的一 半以上。 一般定向井图示
复杂结构定向井钻井配套技术 点击次数：1614 责任编辑：张德旺 上一条：辽河油田拓展SAGD开发空间 下一条：组合测井技术进行油水井套管找漏 相关内容 ?定向井的基本概念(2006/12/08) ?大斜度大位移定向井中岩屑运移规律类型(2006/11/26) ?大斜度大位移定向井中岩屑在环空中的运移状态和规律(2006/11/26)?用井下动力钻具钻定向井的井斜方位控制(2006/08/26) ?中国第一口海上定向井(2006/06/09) 定向井的基本概念 作者：沃博论坛文章来源：沃博论坛更新时间：2006-12-08【字体：大中小】
定向井工艺技术管理指导 1 目的 为了规范定向井工艺技术管理，能够在关键井施工过程中,每一个环节达到可能安全、可控状态，有足够的调节空间，根据以往出现的问题，特制定本工艺指导。 2 本指导规定了定向井工艺技术管理的职责、内容和要求，适用于定向井、水平井工艺技术的管理，本工艺指导并不全面，只是对于定向容易疏忽的步骤做出警示。 3 工艺技术管理指导内容 一钻前准备与技术交底 A施工前准备： 施工设计（在接到钻井设计与地质设计的情况下还应该考虑的问题） 基本数据录取： 1一开井，井口坐标及修正后的井口坐标，老井眼侧钻井井口坐标及陀螺数据测量；海拔高度及复测海拔；靶点海拔跟进修正；靶点数据，补心高度的加入。 2根据钻井设计，录取的修正后的基本数据，重新对设计井身轨迹做剖面设计，校正井深、井斜、方位、垂深、南北、东西、位移、狗腿度、造斜率等与设计的差值，做到正确无误。 3做好新的施工设计预案，直井段测斜完，根据位移重新做轨迹设计，位移较大，方位偏差大的井，钻进中，及时调整方位到设计方位，控制好造斜率；修正好的设计轨迹要上报，认证。 4 做好临井防碰设计，实钻预案；中途设计更改，要有书面认证，签字。 B技术交底 1)常规井由项目部安排施工组工程负责人和仪器负责人按照“井施工方案”进行现场技术交底； 2)重点井由工程部联合项目部会同监督与施工组工程负责人和仪器负责人按照“井施工方案”进行现场技术交底；
3)特殊工艺井由技术总监组织按照“井施工方案”进行现场技术交底； 4)技术交底的内容应包括： a)定向井设计内容，复杂情况描述，应急措施。b)根据同地区邻井资料提出井眼轨迹控制的可能出现的复杂情况；c)明确钻井队配合施工须提供的地面条件、井下环境和参数要求。d）对钻井液、钻具、设备、基本条件的标准要求。 二钻具检查与准备 A钻头选型、尺寸、新旧程度，钻铤尺寸、内外径、数量，加重钻杆尺寸，数量，螺旋扶正器备用情况，根据钻进井段，进尺情况，地层结构，岩性以及轨迹选择适合的钻头。 B螺杆钻具、生产厂家，弯壳体记号，新旧程度、弯曲度数标记、连接扣型，外径尺寸，扶正器外径，（注意，钻头尺寸与扶正器的外径尺寸，关系到造斜率的大小） C无磁钻铤或无磁承压钻杆，外径，内径，扣型，有无损坏，弯曲，端面密封，包括含磁测试。 D仪器及附件，1单流阀扣型，安全程度、数量，端面密封，2悬挂短节扣型及变扣、数量，端面密封。 E钻具使用要求: 1定向井专用钻具上、下钻台施工人员必须在现场指导井队工人操作，避免钻具损坏；2钻具连接，定向井专用钻具间的丝扣连接、定向井专用钻具与钻井钻具间的丝扣连接,施工人员必须在现场按推荐的扭矩参数上紧； 三仪器下井准备、测试 A仪器安装 1地面安装：扶正器尺寸与无磁内径相吻合，无破损；O型密封圈检查磨损情况，抗压外筒、couplin 壁厚、丝扣端磨损检测，尾椎端检测。所有扣端必须打紧，并逐一检查。脉冲器工作正常，测试。 2连接仪器角差丈量，两个人同时丈量并记录，做好正转反转笔记或图示。3仪器下井安装，上钻
[转] 钻井技术员成长之路6(定向井基础) 2012-3-12 19:10阅读(14)转 载自羽龙 下一篇：这么经典的话，你... | 返回日志列表?转载(1321) ?分享 ?评论 ?复制地址 ?更多 序言： 在上一集里，我们介绍了钻具组合和喷嘴的安装及造成的压力降，也拿出了一些技术员的经验。如果同一口井，一个深度，同样的泵在钻头(14*15*16)+螺杆+一根钻铤+上部钻具组合的情况下，开泵循环有16Mpa的压力，而后钻头卸去喷嘴，甩掉螺杆和钻铤就接上部钻具在同一个井深，同一个泵，同种泥浆性能下开泵循环却只有13Mpa，请问那3个Mpa从哪来的？那么螺杆造成了压降会使钻头的压降忽略不计吗？请同学，朋友们思考一下！ 今天这一集，我们主要介绍定向方面的一些知识，很浅显，仅用于现场的操作。正文 一．井口操作 我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。
那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。参看资料1中对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。 井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。在定向组合钻具入井时，我们经常看见定向工程师在井口量角差。这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。 上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。 上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。
第四节定向井测量仪器 为了满足在不同情况下进行井眼轨迹控制的要求，近年来，用于井眼轨迹测量的仪器有了很大的进步，出现了多种使用方便、测量精确、性能可靠的井眼测量仪器。按照仪器的结构、性能、工作方式，可归纳为磁性测斜仪和陀螺测斜仪两大类，达十种之多。 一、磁性单点照像测斜仪 1．常温单点测斜仪 1）结构组成 （1）外筒总成 ①定向用外筒总成有绳帽、活动联轴节、扶正接头、加长杆、密封接头、仪器筒、下连接器、定向杆、定向鞋。 ②投测用外筒总成有打捞头、活动联轴节、扶正接头、上连接器、仪器筒、下连接器、加长杆、减震引鞋。 （2）测角机构总成 测角机构总成包括：罗盘、照像机、定时器（机械钟或电子定时器）或传感器（非磁传感器或运动传感器）、电池筒。 （3）打捞杆总成（用于仪器回收） 打捞杆总成包括：绳帽、加重打捞杆、卡瓦式打捞矛。 2）辅助设备、工具 包括胶片盒、显影罐、阅读器、铅模、测斜绞车、管钳、秒表。 3）性能、规范 ①测量参数。井斜角、磁方位角、造斜器工具面角。 ②测量范围。为井斜角0°～120°，方位角0°～360°，工具面角0°～360° ③测量精度。为井斜角±0.5°，方位角±l°。 ④工作温度不超过100℃。 ⑤电源4.5V，2号碱性电池3节。 ⑥仪器杆外径为44.45mm（13／4″） 4）用途。 用于井下定向造斜、测量井斜角、方位角、扭方位。 5）操作注意事项 ①进行投测时，测角机构的罗盘向上，不得倒置。 ②定向用仪器外筒总成不得投测。 ③定向杆的定向鞋缺口必须与仪器悬挂装置上的刻线在同一条直线上，下井前须检查、校准。
2．高温单点测斜仪 高温单点测斜仪与常温单点测斜仪的工作原理和基本结构相同。其耐高温性能好，是因为将仪器的测量系统装在一个特制的隔热套筒内，可用于260℃高温的深井测斜，连续工作可达4h。 二、磁性多点照像测斜仪 1．常温磁性多点测斜仪 1）结构组成 ①仪器杆外筒总成包括打捞头、联轴节、扶正短节、加长杆、上连接器、仪器筒、下连接器、加长杆和减震引鞋。 ②测角机构总成包括罗盘、照像机总成、胶片盒、马达、定时器和电池筒。 ③打捞杆总成包括绳帽、加重打捞杆和卡瓦式打捞锚。 2）辅助设施 包括阅读器、显影罐、暗袋、多点胶片、秒表、管钳等。 3）性能、规范 ①仪器筒外径为l3／4″（44.45mm）。 ②仪器外径为11／4″（31.75mm）。 ③胶卷尺寸为10mm×2400mm；拍片量在350张以上；拍照时间间隔为1．2．4．8min 四个档次。 ④电源15 V，5号电池10节。 ⑤测量参数及范围为井斜角0°～120°，方位角0°～360° ⑥工作温度不超过100℃ 4）用途 用于没有磁干扰的大段井眼进行多点测量。测取井眼轨迹计算所需的基础参数。拍照时间间隔的长短，应根据实际需要在下井前设定。 2．高温磁性多点照相测斜仪 1）性能、规范 ①仪器杆外径为l3／8″（34.78mm）。 ②仪器外径为11／16″（27mm）。 ③胶片规格是8mm×1800mm，拍片量在485张以上。 2）多点测斜仪使用注意事项 ①多点测斜仪照像机暗盒的胶卷长度应根据需要测量的点数决定，并留有余量。 ②井下计时器应和地面秒表同步启动，并作好记录。 ③仪器下井前应进行地面试验，外筒连接丝扣用管钳紧扣，防止松扣、损坏仪器。 三、随钻测量仪器 随着定向钻井技术的迅速发展，用于井眼轨迹控制的随钻测量仪器也有很大发展。根据测量仪器的结构特点和测量参数的传输方式可分为有线随钻测斜仪和无线随钻测斜仪（MWD）两大类。 1．有线随钻测斜仪(SST) 1）系统描述 有线随钻测斜仪主要由井下测量系统，地面信号接收、转换、显示系统，信号传输电缆及其密封装备三部分组成。 （1）井下测量系统 a．探管总成 探管是测量井眼各种参数的心脏。它主要由磁通门（磁力计）、重力加速度计等测量原
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一、定向井水平井国内外发展现状定向井技术起源于20世纪初，是美国Eastman公司开展起来的，到20世纪中期，随着国际钻井三大技术(MWD随钻测量技术、高效PDC钻头、长寿命导向螺杆钻具)的应用，飞速发展了水平井，1995年，世界上共钻成水平井12590口，我国是继美国和前苏联之后，第三个钻水平井的国家，1965年在四川钻成了两口水平井，90年水平井被列入国家“八五”重大科技攻关项目。 四年时间在10个油田钻成了50余口水平井，目前全国各油田已经普遍推广应用。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 一、定向井水平井国内外发展现状江汉油田定向井技术起步较晚，但发展较快。 1984年打成了江汉第一口江油陆采的定向井—黄36井（红旗码头），1999年打成了第一口水平井—王平1井，现在江汉本土完成了16口, 鄂西渝东13口，清河采油厂23口，吉国3口水平井。 累计55口。 5/ 42
钻井技术员成长之路6(定向井基础) 序言： 在上一集里，我们介绍了钻具组合和喷嘴的安装及造成的压力降，也拿出了一些技术员的经验。如果同一口井，一个深度，同样的泵在钻头(14*15*16)+螺杆+一根钻铤+上部钻具组合的情况下，开泵循环有16Mpa的压力，而后钻头卸去喷嘴，甩掉螺杆和钻铤就接上部钻具在同一个井深，同一个泵，同种泥浆性能下开泵循环却只有13Mpa，请问那3个Mpa从哪来的？那么螺杆造成了压降会使钻头的压降忽略不计吗？请同学，朋友们思考一下！ 今天这一集，我们主要介绍定向方面的一些知识，很浅显，仅用于现场的操作。 正文 一．井口操作 我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。 那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。参看资料1中 对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。 井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。在定向组合钻具入井时，我们经常看
见定向工程师在井口量角差。这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。 上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。 上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。