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2. 以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。
本文选择以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计。
煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。
爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。
因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。
近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。
定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。
定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。
但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。
定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。
在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。
而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。
美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。
在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。
由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。
资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。
据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。
根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。
1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条，其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要，因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层，特别是韩城地区，构造复杂，经过大范围地层沉降，上覆地层压力较大，只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔，才有可能采用近平衡压力钻进储层。
轨道——设计的井眼轴线轨迹——实钻的井眼轴线一．轨迹的基本参数（测斜参数）井深、井斜角、井斜方位角----三个基本参数。
（1）井深（或称为斜深、测深）井口(通常以转盘面为基准)至轨迹上某点（测点）的井眼长度。
井深以字母 D m 表示，单位为米(m)。
井深增量（井段长度）以ΔD m 表示。
（2）井斜角轨迹上某点的切线（称井眼方向线）与重力线（铅垂线）的夹角。
井斜角以字母α表示，单位为度（°）。
井斜角增量用Δα表示。
（3）方位角从标准方向的北端起,顺时针方向到直线的水平角称为该直线的方位角。
方位角的取值范围为0~360度。
轨迹上某点的切线在水平面上的投影（称为井斜方位线）与正北方向线的夹角。
以正北方线为始边，顺时针旋转为正，逆时针为负。
方位角以字母φ表示，单位为度（°）。
方位角增量用Δφ表示。
（4）高边（工具面角）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高边方向；从正北方向线顺时针转至高边方向在水平面上的投影所转过的角度称为高边方位角。
工具面角（βt）：造斜工具下到井底以后，工具面所在的角度。
它有两种表示方法：高边工具面角和磁工具面角。
高边工具面角是以高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所转过的角度；磁工具面角为以正北方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的投影线所转过的角度。
二．轨迹的计算参数垂直深度、水平长度、水平位移、平移方位角、Ｎ坐标和Ｅ坐标、视平移、井眼曲率等。
（1）垂直深度（垂深）轨迹上某点至井口所在水平面的距离（D）。
垂深增量称为垂增（ΔＤ）（2）水平投影长度（水平长度、平长）轨迹上某点至井口的长度（井深）在水平面上的投影（L P)，水平长度的增量称为平增（ΔL P）。
（3）水平位移（平移，闭合距）轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离（S）。
或轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。
伊朗雅达油田首口水平井 S15钻井技术庞元平;李蕾;李楠【摘要】S15井位于伊朗阿瓦兹市东南部，是中国石化在伊朗雅达项目的第一口水平井，属于侧钻水平井。
由于裸眼段比较长、侧钻点深、水平段长、水平位移大等，该井施工困难大。
为保证施工的顺利进行，针对钻遇地层的特点，通过制定有效的轨迹控制方案，选取合适的螺杆及钻具组合，采取合理的钻井参数及技术措施，同时优化钻具结构，顺利的完成钻井任务。
总结出适合伊朗雅达地区水平井的配套钻井技术，为以后水平井的施工提供借鉴。
%S15 well is located in the southeast of Ahawaz in Iran, which was a sidetracking horizontal well and the first hori-zontal well by Sinopec in Yada project in Iran.Because of the long open hole section, deep sidetrack points, long horizontal section and large horizontal displacement, the construction was very difficult.In orderto ensure the smooth progress of the construction, aimed at the characteristics of drilled formation, through making up the effective trajectory control scheme, selecting the appropriate screw and BHA, taking reasonable drilling parameters and technical measures and meanwhileopti-mizing the drilling tool structure, the drilling tasks were successfully completed.The matching horizontal well drilling tech-nologies suitable to Yada of Iran were summed up as the reference for the late horizontal wells drilling construction.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P27-30)【关键词】S15井;轨迹控制;侧钻水平井;螺杆;伊朗雅达油田【作者】庞元平;李蕾;李楠【作者单位】中国石化胜利钻井工程技术公司，山东东营257064;中国石化胜利钻井工程技术公司，山东东营257064;中国石油勘探开发研究院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE243伊朗雅达地区含有丰富的石油资源，其特点是物性好、埋藏深度高、地质储层厚等［1，2］，布置水平井可以贯穿油层段长，提高原油产量。
定向井井身参数和测斜计算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。
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。
第1章钻井工程方案1.1钻井工程地质概况1.1.1 区块地质概况1.1.1.1区块构造及地理环境特征本设计方案研究目标区块为页岩I区块，该区块总体为我国南方丘陵山地，受到来自北西方向挤压应力作用，以正向构造为主，各背斜带之间以宽缓向斜带为界。
海拔最高675m,最低250m,多在400〜600m之间。
该地区交通较为便利，区内各场镇间均有公路相通。
该地区属亚热带季风性湿润气候，常年平均气温15~17C。
其总的特点是：四季分明，热量充足，降水丰沛，年降水量超过1000mm，水系发育，季风影响突出。
四季特点为：春早，常有倒春寒”和局部的风雹灾害；夏长，炎热，旱涝交错；秋短，凉爽而多绵雨；冬迟，无严寒，雨雪少，常有冬干。
在降水多的季节，需预防山洪暴发所引起的泥石流、塌方、滑坡，河道涨水所引发的洪水等自然地质灾害。
1.1.1.2区块地层分布页岩I区块古生界奥陶系一中生界三叠系自下而上主要发育：十字铺组、宝塔组、涧草沟组、五峰组、龙马溪组、小河坝组、韩家店组、黄龙组、梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组。
根据目前勘探开发情况，将下志留统龙马溪组下部一上奥陶统五峰组约86m层段含气泥页岩段作为本区主要的目的层。
按照从老到新的顺序，由五峰组至嘉陵江组具体地层岩性及地层厚度见表3.1。
1.1.1.3储层分布该地区五峰组一龙马溪组总体上分布稳定，尤其是目的含气层段在地震剖面和连井对比剖面上都有很好的响应。
气层总厚度在83〜90m，纵向上连续，中间无隔层。
据现有钻井测井、录井以及岩芯特征，该地区目的含气页岩段从下到上可划分出三段、五个亚段，其中第1段（分11亚段和12亚段）为碳质硅质泥页岩，厚度分别约为33m和18m；第2段为含炭质粉砂质泥岩，厚度约17m；31亚段为含炭质灰云质泥页岩，厚度约13m；32亚段为含炭质粉砂质泥页岩，厚度约6m,通过现有资料发现，各亚段在全区分布基本稳定。
第3章钻井工程方案1.1.1.4区块地应力及储层岩石力学特征通过对目的层岩石力学参数测试，得出杨氏模量23〜37GPa,泊松比0.11〜0.29,体积模量为14〜18GPa,剪切模量10〜14GPa,实测最大主应力为61.50MPa, 最小主应力为52.39MPa,根据应力剖面图可以得到上下隔层应力差约8MPa。
井斜方位△Dm△D△L P△N△E N E闭合方位00000########0000#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 000###############DIV/0!#####DIV/0!#### 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