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《物理定向井》PPT课件

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第5节 定向钻井.ppt

第5节 定向钻井.ppt

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• 结构：
– 下部偏置部分：在旋转过程中始终给钻头一个侧向力；
– 中部控制部分：始终控制侧向力的方向；
– 上部MWD部分：测量信息及传输；
• 关键是控制总成内的不转动的部分，具有一个称作“惯性平台”的部分，实 际上是由井下计算机控制的“电子液压伺服系统”，可以保证控制轴不受整 个钻柱转动的影响。控制轴可以给定偏置部分一个轨迹控制所需要的导向方 位角。
1 定向井的作用与定义 •
③ 定向井的类型
分支井（multilateral wells ）：同一井口设计有 两个或两个以上井底的井。
1 定向井的作用与定义
③ 定向井的类型
大位移井（extended reach
•
水平井（horizontal well）：井眼进 • 入目的层时井斜角接近、等于或大 于90并在目的层中延伸一定长度的 定向井 。
第五节 定向钻井
1 定向井的作用与定义 2 定向造斜与轨迹控制
1 定向井的作用与定义
① 定向井的概念
A 井口
•
定向井(directional well)：设计的目标 点与井口不在同一
轨道 轨迹
铅垂线上的井。
目标点
② 定向井的作用
地面环境条件的限制： 当地面上是高山，湖泊，沼泽， 河流，沟壑，海洋，农田或 重要的建筑物等，难以安装 钻机，进行钻井作业时，或 者安装钻机和钻井作业费用
1 定向井的作用与定义
③ 定向井的类型
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
除了根据井的形状来对定向井进行 分类外，有时也根据钻定向井的目 的和特殊要求对定向井进行分类：
– 救援井（relief well）：为抢救 井喷失控、着火油气井，在其 一定安全距离位置设计、施工 与事故井连通，达到控制井喷 目的的井。

定向井钻井技术ppt课件

定向井钻井技术ppt课件

直井段
s
水平位移
二、定向钻井
3、设计书内容还包括： ａ、丛式井应提供井组排序方案及井组图；
ｂ、提出定向井分段施工技术，并附造斜点至井底 间距为30米的设计井身轨道二维剖面数据和 设计井身投影图；
ｄ、提出各设计井段的钻具组合及施工参数要求， 以及使用井下工具的规格、型号及数量；
ｅ、提出井身轨迹测量方案； ｇ、提出井身质量要求；
ｈ、对于需要绕障的井，应提出绕障施工原则及方 案；
ｉ、列出定向井钻井安全技术措施；
二、定向钻井
4、若是丛式井组，应首先做出井组整体设计； ａ、井组安排应考虑道路的优化井眼轨迹的需要，
多靶井应考虑靶前位置对施工的要求。在此前 提下，按井组钻井进尺最少和地形的可能来确 定井组地理位置； ｂ、应尽量避免井组中各井眼轨迹在空间交叉； ｃ、井组中各井的水平位移应综合考虑，长短结合， 以便于错开造斜点； ｄ、井口可根据地形条件及钻机的移动性能等情况 布置成直线型、矩形，急于投产的油井，可布 置成L形； ｅ、井组中各井的表层套管下深应错开20米以上；
二、定向钻井
㈢定向井工艺 1、井眼轨迹的控制 1）直井段钻进过程中按设计要求认真作好测斜 工作，监测井眼轨迹，严格作好防碰工作，并 控制直井段最大井斜符合设计要求。特别要作 好1：100的防碰图，做好随钻分析，异常情况分 析记录判断，搞好全员防碰工作。 2）、造斜段：造斜点的选择应考虑以下因素： ａ、设计造斜点，ｂ、直井段以发生的轨迹偏移 ｃ、有利于防碰，ｄ、下步计划实施的增斜方式
一、专业名词
7、井底水平位移：它是指井口与井底两点在水 平面上投影的连线长度，又称闭合距，单位为m。 8、视平移：水平位移在设计方位线上的投影长 度。
N
Ap

《定向井的基础知识》课件

《定向井的基础知识》课件

定向井的钻井液
定向井钻井液是定向井钻井过程中的循环介质，它能够起到冷却、润滑、携带岩 屑等作用，同时对钻头和井壁起到保护作用。
定向井钻井液通常由水、油、化学添加剂等组成，具有较低的摩擦系数、良好的 携岩能力和防塌性能等特点。
定向井的钻井工具
定向井钻井工具包括弯接头、无磁钻铤、稳定器等，它们能 够协助定向井钻头实现钻进过程中的定向控制。
安全性原则
轨道设计应确保钻井施工的安 全，避免因设计不当导致的井 眼坍塌、卡钻等事故。
环保原则
轨道设计应尽量减少对环境的 破坏，合理利用资源，保护生
态环境。
定向井轨道设计的参数
01
02
03
04
井口坐标
井口位置的经度、纬度、高程 等参数。
井底坐标
井底位置的经度、纬度、深度 等参数。
井眼轨迹
包括井眼的起点、终点、方向 、倾斜角、弯曲度等参数。
பைடு நூலகம் THANKS
感谢观看
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，定向井技术 将不断向智能化、高效化和环保化方向发展。
01
03
定向井技术将更加注重环保和可持续发展，采用更加 环保的钻井技术和材料，减少对环境的负面影响，为
油气产业的可持续发展做出贡献。
04
定向井技术将与人工智能、大数据等先进技术相结合 ，实现更加智能化和自动化的钻井过程，提高钻井效 率和安全性。
ABCD
测斜施工
在钻孔施工过程中，定期进行测斜施工，了解钻 孔的角度变化情况。
纠偏施工
在进行纠偏措施后，进行纠偏施工，对钻孔进行 修正，使其符合设计要求。
定向井的完井施工
完井施工准备
完成钻孔施工后，进行完井施工准备， 包括设备撤离、场地清理等工作。

《物理定向井》PPT课件

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三、定向井的井眼轨迹控制
2、定向井造斜段井斜控制
造斜井段一般采用采用单弯螺杆钻具组合：
Φ215.9mmBIT+Φ172mmL+Φ177.8mmNDC+165mmM WD短节+Φ165mmNDC+Φ127mmHDP +Φ127mmDP
钻进参数：钻压2—5T，排量28—32L/S ，泵压 10-14MPa
E O B
一、定向井的基本概念
定向井的其他井身参数
N A 视 平 移———测点水平位 设计/投影方位 移在设计方位线上的投影， 米 B VS O E 水平投影长度：测点与井口之 间的井眼长度在水平面的投影 长度 井眼的曲率K：井眼切线的 方向相对于井深的变化率二、定向Leabharlann 井身剖面二、定向井井身剖面
三、定向井的井眼轨迹控制
3、定向井稳斜段井斜控制
1）螺杆钻具组合 2）如果钻进过程中托压严重也可以采用常规钻具组合： φ 215mmBIT+φ １５９mmDC+φ 198mmSST＋ φ 159mmNDC*2+φ 198mmSST＋φ １５９mmDC＋ φ 198mmSST＋φ １５９mmDC+φ １２７mmDP 钻 进 参 数 ： 钻 压 12—14T ， 排 量 28—32L/S 100r/min
井身剖面：
所钻井眼达到目标点 的井眼路径或轨迹。 井身剖面是由各种不 同类型的单一形状空间 直线或曲线组成的。
二、定向井井身剖面
名词解释
直井段: 井斜角为0度 造斜点：开始定向造斜的位置 增斜段：井斜角随井深增加的井段 定向造斜段：造斜点以下的增斜段
B C D O A
稳斜段：井斜不变的井段
降斜段：井斜角随井深增加而减小

定向井概念PPT课件

定向井概念PPT课件
定向井培训材料—邢忠玺
第20页/共28页
井眼曲率及其计算
• 第一套计算公式：
• 根据空间微分几何原理推导，可得：
K
K2
K2
sin 2
K
K2 H
K2 A
sin 4
K
L
K L
•
对 于 一 个 测 段 来 说 ， 以 c
代入 ，
1
2
2
和
•
K 2 2
并以测段平均L井斜角 L
sin 2 c
定向井培训材料—邢忠玺
第10页/共28页
井斜变化率和井斜方位变化率
• 井斜角和井斜方位角是在随着井深而不
断变化的。既然在变化，就有变化快慢
之分。变化率就是变化的快慢。
da
K • 井斜变化率：是指井斜角随井深变化的
程 化
度 率
， 是
以 井
Ｋ 斜
α角表α示对。井严深格Ｌ地的讲一，阶井导斜数变，
dL
可写为：
• 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。 二测点之间的井段称为测段。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。
定向井培训材料—邢忠玺
第2页/共28页
井眼轨迹的基本参数
• 井斜角：
• 过井眼轴线上某测点作井眼 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。 显然，井眼方向线与重力线 都是有向线段。井斜角表示 了井眼轨迹在该测点处倾斜 的大小。
井眼轨迹的基本参数 • 磁偏角
• 磁篇角地图：
定向井培训材料—邢忠玺

定向井的轨迹控制 教学PPT课件

定向井的轨迹控制 教学PPT课件
二.跟踪控制需遵循的几条原则： 3.尽可能利用地层的自然规律。
–种种地层因素导致钻头的不对称切削，或引起井斜 变化，或引起方位漂移：
• 地层可钻性的各向异性：平行层面方向与垂直层面方向， 地层可钻性不同。
• 沿垂直地层层面方向，可钻性发生变化； • 沿平行地层层面方向，可钻性发生变化；
–在轨道设计和轨迹控制过程中，尽可能利用这些自 然规律，减少利用工具进行控制的时间。
– 2. 钻进速度的影响：
K
DW DT l2
2Vc l Vt
• K与侧向钻速VC 成正比；
• K与机械钻速Vt 成反比；
• K与动力钻具直径和井径
之差(DW-DT) 成正比；
• 动力钻具长度影响很大，
采用短动力钻具可显著
增大造斜率；
造斜工具简介
转盘钻造斜工具
射流钻头：
– 工作三部曲：
• 定向喷射，大水眼冲出 “斜窝”；适当加压使钻 头进入“窝”内，继续喷 射；
L1越长则降斜能力越强， 但不得与井壁有新的接 触点。
L2
-------
18.0～27.0
造斜工具的定向
定向就是把造斜工具的工具面摆在预定的定向方位线上。
定向是定向井的关键技术。定向方法可分为两大类：地面定向法和 井下定向法。 地面定向法：
– 在地面井口将造斜工具的工具面摆到预定的方位线上； – 通过定向下钻，始终保持工具面预定方位不变，或者始终知道工具面
定向井轨迹控制基本概念
1. 要求：在实钻过程中，设法使实钻的井眼轨迹尽可 能符合设计的井眼轨道。
2. 实质：井眼轨迹控制，的实质，就是不断地控制井 眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位 角来表示的。
3. 井眼方向控制内容：

定向井水平井课件


多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定
向井。
中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 Petrochina changqing oilfield company
二、定向井分类
直 井
定 向 井
水 平 井
分 支 井
中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 Petrochina changqing oilfield company
4) 在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简单的剖面类型，力 求使设计的斜井深最短，以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作 量，有利于安全、快速钻井、降低钻井成本。
中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 Petrochina changqing oilfield company
四、定向井轨迹设计
中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 Petrochina changqing oilfield company
四、定向井轨迹设计
（四）井眼轨道设计中有关因素的选择
最大井斜角：直井在规定井斜角内；常规定向井和水平井井斜角小于15° 时，方位不稳定，因此，最大井斜角应大于15°，一般15°－45°。
三、定向井井眼轨迹基本概念
（一）、定向井的基本要素
测深 ：井口至测点处的井眼实际长 ，单位是米；Measured depth（MD) 井斜角 ：测点处井眼方向线（切线

N
，指前）与重力 线间的夹角，度。
Inclination（Inc ）.
O O
方位角：测点处正北方向至井眼方
向线在水平面投影线间夹角，度 azimuth
底与失控井相交，然后向井内泵入重浆压住失控井，这是世界上第一口定向 救援井。

一井定向PPT课件


5、连接三角形法的内业：
(1)α,β,α’,β’ (2)检核:α+β+γ=180 。， α’+β’+γ’=180 。
C丈与C计相差不大于2mm， C丈’ 与C计’相差 不大于4mm
改正数Va=Vc=- (C丈- C计)/3，Vb =(C丈- C计)/3
Va’=Vc’=- (C丈’- C计’)/3，Vb’ =(C丈’- C计’)/3
(2)直径小、抗拉强度高的钢丝
(3)垂球浸入液体中
(4)防水措施
(5)加大钢丝间距
.
3
4、钢丝自由悬挂的检查：
方法一：信号圈法 方法二：比距法 互差不大于2mm 方法三：钟摆法
.
4
三、连接
地面连接测量：地面上测定钢丝的 坐标及其连线的方位角
1、连接测量
井下连接测量：在定向水平确定井下 导线起始点的坐标与起始边的方位角
(3)导线计算：井下起始边方位角αD’E’
起始点坐. 标（xD’,yD’）
8
一井定向
由地面向定向水平投点（简称投点）
一、一井定向的原理
在地面和定向水平上与垂球进行连 接测量（简称连接）
.
1
二、投点
1、投点的定义 2、投点的方法
(1)稳定投点:水桶内，静止不动， 井深小，摆幅小 (2)摆动投点:井深，风大，摆幅 大，自由摆动
.
2
3、减小投点误差的措施：
(1)暂时关闭风机.52源自连接测量的方法：连接三角形法.
6
3、连接三角形应满足的条件：
(1)C、D以及C’、D’要彼此通视， CD、C’D’边长要大于20m
(2)γ,γ’要小于2。
(3)a/c,a’/c’要尽量小，一般要小于
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定向井井身剖面
剖面类型
另一种是“悬链 式”剖面，如右图所 示。此类剖面造斜率 由小到大，自然递增 ，能够有效地减少摩 阻，适用于大位移井
三、定向井的井眼轨迹控制
三、定向井的井眼轨迹控制 1、定向井直井段井斜控制
定向井直井段的井造斜点时，如果直井段不直，不仅
会影响造斜的顺利完成，还会因为上部井段的井 斜造成位移影响下一步的井身轨迹控制。
四、定向仪器
四、定向仪器



磁偏角 单点测斜仪 多点测斜仪 有线随钻 MWD 陀螺测斜仪
磁偏角
定义：磁北方位线 与正北方向线之间 的夹角 真方位=磁方位+东 磁偏角 真方位=磁方位-西 磁偏角 高尚堡地区：-6.65 柳瓒地区：-6.35 老爷庙地区：-6.37
定向钻井基础知识
概述
一、定向井的基本概念
二、定向井井身剖面 三、定向井的井斜和方位控制 四、定向仪器 五、井身质量要求 六、定向井监督工作的主要内容
概述
一、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。 定向井最早是在 1895 年的 美国钻成的。我国的定向井 钻井技术 50 年代开始起步的 ， 80 年代有了较大发展，特 别是最近几年无论是从理论 研究上还是现场实际应用上 ，我国已接近发达国家的技 术水平。
三、定向井的井眼轨迹控制
2、定向井造斜段井斜控制
造斜井段一般采用采用单弯螺杆钻具组合：
Φ215.9mmBIT+Φ172mmL+Φ177.8mmNDC+165mmM WD短节+Φ165mmNDC+Φ127mmHDP +Φ127mmDP
钻进参数：钻压2—5T，排量28—32L/S ，泵压 10-14MPa
的井段
E
二、定向井井身剖面
名词解释
目标点：设计规定必须钻达的地下空
间位置。 靶 区：实钻轨迹允许偏离的区域。 有多种形状。 靶区半径：允许实钻轨迹偏离设计目 标点的水平距离。 靶心距：实钻井眼轨迹与靶区平面的 交点与靶点间的距离。
E
O A B C D
二、定向井井身剖面
名词解释
工具造斜率：造斜工具在单位长度内
井斜变化率 —井斜角对井 深的变化率，度/30米

N
O O
方位变化率 —方位角对井 深的变化率，度/30米

一、定向井的基本概念
定向井的其他井身参数
N A A 垂深 ——测点的垂直深度，米(TVD) 水平位移—测点至井口所在的铅垂线 的距离，米 闭 合 距—井底的水平位移，米 闭合方位角—在水平投影图上测点处 正北方向与闭合方位线间的夹 角，度
定向井井身剖面
剖面类型
另一种是“直——增 ——稳——降——稳”剖 面，称为“五段式剖面” ，也称为“S”型剖面，如 右图所示。此类剖面位移 可大可小，同时可以钻达 很深的地层，多用于钻丛 式井和深井。
定向井井身剖面
剖面类型
另一种是“双增”剖 面，如右图所示。此类剖 面是适用于水平井，由“ 直——增——稳——增— —稳”组成，第一个稳斜 段用来调整垂深、位移， 第二个稳斜段用来探油层 。
概述
二、定向井的应用范围
1、地面限制 油田所处地面不利于或不充 许设置井场钻井或搬家安装 受到极大障碍。 如：我油田南堡油田因为处在 海边几乎全部是定向井。
概述
2、地下地质条件要求: 增产 由于地质构造特点，定向井能更有 利于发现油藏、增加开发速度。
概述
3、海上生产集输需要
概述
4、钻井技术的需要 需用定向井来处理井下复杂 情况或易斜地层的钻井。 如： 填眼侧钻井。 事故救援井。
电子单多点
SPERRY-SUN ESS RSS
海蓝 YSS
普利门 博创……
有线随钻测量仪器
侧入接头（有线随钻用)
无线随钻测量仪器
MWD仪器的工作原理
传感器采集到测量仪器的数据按一定格式对数据编码， 然后通过泥浆介质编码后的数据以泥浆压力脉冲形式传 送至地面，地面检波系统自动检测来自井下的数据并将 数据传送到地面数据处理系统，地面数据处理系统对地 面检波系统传送来的信号解码、处理、计算后，得到井 下仪器的测量数据，并将数据实时向钻台上的数据显示 系统发送，实现随钻施工。
概述
三、定向井与直井的区别
1、定向井要预先设计井眼轨迹（直井不用）。 2、定向井井斜角、水平位移、井眼曲率大（直井小） 3、工艺技术区别大： 定向井有定向作业； 经常测井斜、方位（直井一只钻头一次井斜）； 钻压失真、扭矩大； 起下钻频繁； 对泥浆性能要求严（携屑、润滑、井壁稳定）。 4、定向井钻具事故多（粘附、键槽、疲劳）。
完钻后：
1)督促定向井施工人员测井前投测多点。 2)整理和上交资料。
谢谢！
六、定向井监督管理
4、二开前的管理
1）一开前通知项目经理组织人员、设备和仪器到 井。 2）要求定向井施工队伍二开前制施工方案和应急 预案，经项目部审核后交现场监督和井队各一份。 3）参加安全和技术交底会，提出定向施工技术措 施和防碰措施。
六、定向井监督管理
5、现场施工管理
1）施工人员必须独立进行防碰扫描和计算，并做 出书面防碰图，并制定防碰措施，与钻井队共同执行 ，杜绝井眼相碰事故发生。 2）要求定向井现场施工人员每趟钻制定书面技术 指令。 3）检查测斜情况，井斜、方位、井眼曲率是否超 标。 4）协调好定向井施工队伍与各方关系。
E O B
一、定向井的基本概念
定向井的其他井身参数
N A 视 平 移———测点水平位 设计/投影方位 移在设计方位线上的投影， 米 B VS O E 水平投影长度：测点与井口之 间的井眼长度在水平面的投影 长度 井眼的曲率K：井眼切线的 方向相对于井深的变化率
二、定向井井身剖面
二、定向井井身剖面
超过±20°
六、定向井监督管理
专业监督的管理内容
1、安全环保管理
2、现场“三标”管理
3、人员设备管理
4、二开前的管理 5、现场施工管理 6、数据资料管理
六、定向井监督管理
1、安全环保管理
1）定向井主要施工人员应持有井控操作合格证， 人员持证情况定期到钻井监督科备案； 2）定向井专业队伍必须建立完善HSE管理体系； 建立单井HSE“两书一表”（HSE作业指导书、HSE作 业计划书、HSE检查表），并按要求填写。 3）遵守井场环保要求，维护好井场卫生.
一、定向井的基本概念
一、定向井的基本概念
定向井的基本要素
测深 —井口至测点处的井眼
实长，米。（MD)

井斜角 —测点处井眼方向线
N （切线，指前）与重力线间的 夹角，度。（Inc）
O O

方位角 —测点处正北方向线
与井眼方向线在水平面投影的 夹角，度（Azi）
一、定向井的基本概念
定向井的基本要素

我国磁偏角分布示意图
无磁钻铤长度及传感器安放位置
无磁钻铤长度的选择
对于方位角在90o（或270o ）附近或距离邻井套 管较近的井眼轨迹一般选择两根无磁钻铤，其他方位 的井一根钻铤就够了。
传感器安放位置
1）BHA中没用扶正器或螺杆 18m钻铤，传感器位于NDC中点 9m钻铤，传感器离NDC底部3.3m 2）BHA中用扶正器或螺杆 27m钻铤，传感器位于NDC中点 18m钻铤，传感器位于NDC底面以上6米 9m钻铤，传感器位于NDC中点
六、定向井监督管理
2、现场“三标”管理
1）定向井现场仪器房、绞车房，螺杆、无磁、 MWD/LWD等工具排放整齐。 2）距井口30米以内的仪器房和绞车房要达到防爆 要求，不能在仪器房住人. 3） 进入施工现场，必须穿戴齐全安全帽、工服 、工鞋等劳保用品； 4）井场范围内不允许抽烟。
六、定向井监督管理
3、人员设备管理
1）定向井专业队伍组织机构、人员设备清单每半 年上交钻井监督科一份；仪器、设备合格证和检验报 告每半年上交钻井监督科，并按要求做好设备仪器标 定工作； 2）经常检查螺杆钻具、无磁钻铤（钻杆）、 MWD、LWD等工具仪器，保证正常使用，减少钻具事 故发生； 3）电子单多点、MWD/LWD仪器在测量和检查中 发现问题，应及时检验、标定。
驻井监督工作内容
钻进过程中：
1）清楚设计及现场情况，主要是目前的井斜、方位、防 碰井以及中靶情况。 2）定向井施工人员是否下达指令单。 3）井眼轨迹出现问题汇报是否及时。 4）能否清楚、准确地记录螺杆及MWD使用情况。 5）是否按时测斜。 6）定向井施工人员是否遵守劳动纪律。 7）按巡井监督下达的整改通知单监督定向井人员整改。 8）协调好定向井与钻井队、录井队及其他各方关系。
三、定向井的井眼轨迹控制
定向井直井段井身轨迹控制 ①选择好钻具组合及钻进参数 钻具组合：Φ215.9mmBIT+ Φ 177.8mmDC+ Φ 177.8mmNM+
Φ 214mmSST+ Φ 158mmDC+ Φ 127mmHDP+ Φ 127mmDP
钻 进 参 数 ： 钻 压 3—5T ， 排 量 28—32L/S ， 转 速 120r/min ②及时进行井斜角的监测 直井段钻进过程中一般每100—200M测一次单点， 也可以根据实际情况加密测斜。 ③改变钻进参数或钻具组合 如果发现井斜、方位偏离较大可以通过减小钻压、 降低转速等方式调整井斜，或者直接下如螺杆钻具进行 纠斜作业。
井下 泥浆脉冲 地面 检波 系统
仪器
地面数 据处理 系统理 系统
数据显 实时数据
示系统
MWD脉冲发生器
惯性导航陀螺
五、井身质量要求
1、上直段井斜＜2° 2、最大全角变化率＜4°／25米 3、全角变化率连续三点不大于3°/25m
4、实际井斜角与设计井斜角一般不超过±3°、最大不