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定向井工程知识定向井的基本概念1、井深：井眼轨迹上某点的井深，是指井口（通常是指以转盘面为基准）至该点间的井眼长度，称为该点的测深，也称为该点的测量井深。
2、井斜角：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的处的井斜角。
井眼方向线和重力线都是有向的直线。
3、井斜方位角：井斜方位角是指以正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
4、井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值称为井斜变化率，通常以两测点间的井斜角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。
5、井斜方位变化率：单位井段内井斜方位角的绝对变化值称为井斜方位变化率，通常以两测点间的井斜方位角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。
6、垂深：垂深即测点的垂直深度，是指井身上任一点至井口所在平面的距离。
7、水平位移（闭合距）：井眼轴线上某一点在水平面上的投影至井口的距离，又称闭合距。
8、闭合方位或总方位：是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
9、N（北）坐标E（东）坐标：是指测点以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
10、视平移：是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移，这个“水平位移”不是真实的水平位移。
所以称之为视平移。
（视平移是水平位移在设计线上的投影的长度。
）11、最大井斜角：无论设计剖面还是实钻剖面，全井井斜角的最大值，称为最大井斜角。
12、磁偏角：在某一地区内，其磁北极方向线与地理北极方位线之间的夹角，称为该地区的磁偏角。
以地理北极方位线为起点，顺时为正值，逆时为负，正值为东磁偏角，负值为西磁偏角。
13、全角变化率：“全角变化率”、“狗腿严重度”、“井眼曲率”，都是相同的意义。
指的是在单位井段内三维空间的角度变化。
它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。
14、水平井的一些述语①长半径水平井造斜率小于6度/30m的水平井。
○2中半径水平井造斜率介于6度/30m-20度/30m之间的水平井。
定向井知识培训概念随着石油、天然气等矿产资源开采的不断深入发掘，定向井技术也成为了石油勘探、开采过程中不可或缺的一项重要技术。
因此，为了在工作岗位上胜任相关工作，需要通过定向井知识培训提高自己的专业水平，学习掌握定向井技术的基本原理和操作技巧。
一、定向井概念及应用定向井是指通过特殊的技术手段，使钻井孔在地下钻到一定深度后开始向任意方向偏离垂直方向，在目标区域内自由设定旋转方向及偏角大小，达到在较小的地面钻井面上触及远离钻井孔位置的目标地层的目的。
定向井技术广泛应用于油田勘探、开采等领域。
二、定向井知识培训意义1. 提高工作技能，增强竞争力通过定向井知识培训，可以提高个人的工作技能，学习掌握相关的专业知识和技术，从而更好地胜任定向井工作。
比如，了解如何选择合适的钻头、如何评估钻井质量、如何计算井轨等方面的知识将帮助工作者更好地完成任务，并赢得更好的职位和收入。
2. 减少工作风险，提高工作安全在定向井工作中，由于需要涉及到地下地层、钻井工具等方面的复杂元素，因此需要具备必要的知识来应对各种不可预见风险。
通过定向井知识培训，可以学习到相关的安全知识，提高工作安全意识，从而更好地保护自己的生命安全与身体健康，减少可能的工作风险。
3. 掌握领域前沿技术，促进研究创新随着科技的发展，定向井技术也在不断推进和完善，相关的前沿技术也不断涌现。
通过定向井知识培训，能够了解相关的行业动态和前沿技术，为后续的技术研究提供有用的思路和技术支撑，从而促进相关产业的创新发展。
三、定向井知识培训内容及方法1. 定向井基本原理定向井的基本原理包括：控制方向、控制偏角和确定井轨。
需要培训学员掌握相关的物理学知识、地质学知识、钻井工程知识等，了解定向井的基本概念、流程和设备。
2. 定向井操作技巧操作定向井需要掌握相应的技巧，如钻井方向、钻头选择、测井设备选取、井位确定等方面的技巧。
需要培训学员通过实践训练掌握这些技巧，能够熟练应对不同的工作场景。
定向井基本概念1.定向钻井是使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。
2.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。
3.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。
4.井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角5.某测点处的井眼方向线投影到水平面上，称为井眼方位线，或井斜方位线。
以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度，即井眼方位角。
6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。
7井斜变化率：是指井斜角随井深变化的程度，8垂直深度：简称垂深，是指轨迹上某点至井口所在水平面的距离。
垂深的增量称为垂增。
9.水平投影长度：简称水平长度或平长，是指井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。
10水平位移：简称平移，指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离，或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。
此投影线称为平移方位线。
11.井眼曲率也称为全角变化率，又称狗腿严重度(简称为狗腿度)，都是同一个概念，是指单位长度井段内狗腿角的大小。
12.从一点到另一点，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），既反映了井斜角的变化，又反映了井斜方位角的变化。
人们将此角度称为全角变化值，或称为狗腿角，定向井常用工具一、马达（PDM）旁通阀总成（by-pass valve assembly）马达总成（motor assembly）万向轴总成（cardan shaft）传动轴总成(drive shaft assembly)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。
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。
（一）定向井、丛式井钻井技术1.1、定向井、丛式井的基本概念定向井的基本概念定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻井的井；沿着预先设计的井眼轴线钻达目的层位的钻井方法，称为定向钻井。
定向井井身的基本参数，也称为定向井井身的基本要素。
了解实钻定向井的井身轴线在三维空间的位置和形状，目前唯一的办法就是沿井身进行测斜。
在每个测点上所取得的测斜有三项数据，即该点处的测深、井斜角、井斜方位角，我们称这三项测斜数据为井身的基本要素。
测深（Measure depth）:井身轴线上任一点到井口的井身长度，称为该点的测深，也称为该点的测量斜深。
其测量单位为米。
井斜角(Hole inclination or Hole angle):井测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点处的井斜角。
井眼方向线和重力线都是有向直线。
其测量单位为度。
井斜方位角（Hole direction）：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。
凡所讲到的方位线，都是在水平面上。
正北方位线和井斜方位线都是有向直线。
正北方位线是沿着该测点处的地理子午线向正北方向延伸的直线。
井斜方位线是指该测点处的井眼方向线在水平面上的投影线。
其测量单位为度。
有了井身的基本要素后，我们还不能进行准确的计算，还有两个概念必须清楚。
磁偏角（Deinclinnation）的校正：我们在定义井斜方位角时，是以地球正北方位线为准，而使用磁力测斜仪测得的井斜方位角则是以地球磁北方位线为准，称为磁方位角。
由于磁北极偏离地球北极，使绝大多数区域磁北方位线与正北方位线并不重合，二者间的夹角即为磁偏角。
磁偏角有偏东、偏西之分，若磁北方位线在正北方位线以东称偏东磁偏角，若磁北方位线在正北方位线以西称偏西磁偏角。
进行井斜方位角校正时，可使用如下简单公式：井斜方位角＝磁方位角－西磁偏角井斜方位角＝磁方位角＋东磁偏角大地坐标的的确定：大地坐标是以英国的格林威治天文台为坐标原点而构建的全球通用的大地坐标体系，地球上的任一点都可以通过卫星定位在该坐标系中找到自己的唯一位置。
当定向井的井口位置测定后，该井井身的任一点的大地坐标都可以确定。
有了以上定向井的基本参数和相应的结构参数，经过相应的计算，我们就可以非常清楚地确定实钻定向井的井身轴线在三维空间的位置和形状。
对井身轴线在三维空间的位置和形状的描述除了测深、井斜角、井斜方位角及大地坐标之外，还有其它井身参数参与描述，下面介绍其中几个参数。
垂深（Vertical depth or True vertical depth）:垂深即测点的垂直深度，是指井身上任一点至井口所在水平面的距离。
其测量单位为米。
水平位移（Displacement or Closure distance）：即井眼轴线某点在水平面上的投影至井口的距离，也称闭合距。
其测量单位为米。
闭合方位角或总方位（closure azimuth）:是指以正北方位线为起点，顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
其测量单位为度。
N（北）坐标和E坐标：是指测点在以井口为原点的水平坐标系里的坐标值。
其测量单位为米。
视平移（Vertical section）：是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移，这个“水平位移”不是真实的水平位移，所以我们称之为视平移。
显然，垂直投影面的在的位置不同，视平移也就不同。
实际工作中，对于正在钻进的井作垂直投影图时，都是将垂直投影面选在设计方位线上。
其测量单位为米。
造斜点(Kick off point):在定向井中，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，其测量单位为米。
造斜率：造斜率表示了造斜工具的造斜能力，其值等于用该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。
增（降）斜率：指的是增（降）斜井段的井斜变化率。
其井斜变化为正值时为增斜率，负值为降斜率。
全角变化率（Dogleg severity）：“全角变化率”、“狗腿严重度”、“井眼曲率”，都是相同的意义，指的是在单位井段内三维空间的角度变化。
它既包含了井斜角的变化，又包含着方位角的变化。
其常用单位为：度30/M。
增斜段：井斜角随井深增加的井段，称为增斜段。
稳斜段：井斜角保持不变的井段称为稳斜段。
降斜段：井斜角随着井深的增加而逐渐减小的井段称为降斜段。
目标点（Target）：设计规定的，必须钻达的地层位置，称为目标点。
通常是以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。
靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离，称为靶区半径。
靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离，称为靶心距。
上述井身参数基本能够描述一口定向井井身轴线的形状和和空间位置，但在施工过程中还必须引入以下施工参数：工具面（Tool face）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，称为工具面。
反扭角：使用井下马达进行定向造斜或扭方位时，因动力钻具反扭矩的作用，启动前的工具面与启动后的工具面之间的夹角，称为反扭角。
反扭角总是使工具面逆时针转动。
高边（Hight side）：有斜度的井段其井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面，若干个这样的圆平面上最高点的连线称为高边。
工具面角(Tool face angle)：工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在位置的参数。
工具面角有两种表示方法。
一种是以高边的基准（Hight side mode）,一般情况下当井斜角大于6度可用高边工具面；一种是以磁北为基准（Magnetic mode），在井斜角较小时使用。
高边基准工具面角简称高边工具面角，它是指高边方向线与工具面方向线在所处井眼断面上投影所形成的夹角。
定向角：定向角是定向工具面角的简称。
在定向造斜或扭方位钻进时工具厕所处的位置，用工具面角表示。
工具厕所处位置有工作位置与非工作位置之分。
当造斜钻具下到预定位置时，因动力钻具在开泵后将产生反扭角，并影响到工具面的位置，工具面的非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角，而工具面的工作位置是马达启动后正常钻进的工具面角。
安置角(Tool face setting)：安置角是安置工具面角的简称，在定制造斜和扭方位作业时，根据井身控制的有关计算，将工具面安放的位置。
丛式井的基本概念凡在一个井场或平台上，有计划的钻几口可几十口定向井和一口直井，这些井统称为丛式井（组）。
丛式井要涉及到合理的井距及布井的先后顺序及防碰跟踪等问题。
1.2定向井井身剖面设计定向井井身剖面设计是定向井最关键的问题。
组成定向井井身的所有井段形状不外乎有四种，即铅垂井段、增斜井段、稳斜井段和隐斜井段，由这四种井段可以组成多种剖面。
常规两维定向井井身剖面设计两维定向井是指设计的井眼轴线只是在某一个给定的负重铅垂面内变化，即设计的井眼轴线只有井斜角的变化，没有方位角的变化。
井身剖面的设计原则：1、应能实现钻定向井的目的；2、应尽可能利用地层的自然造斜规律；3、应有利于采油工艺的要求；4、应有利于安全、快速、优质钻井。
这就需要考虑以下几个问题：1、选择合适的井眼曲率；2、选择易钻的井眼形状；3、选择恰当的造斜点；4、设计井身剖面形状应与井身结构同时考虑井身剖面设计的条件、内容和步骤设计条件：一般情况下，给定的设计条件有：地面井位坐标、地下目标点坐标、目的层垂直深度和井底位置。
根据这些基本数据，通过坐标换算，可计算出设计方位和设计水平位移。
井身剖面设计的内容和步骤：1、选择剖面类型；2、确定增斜率和降斜率，选择造斜点；3、求得剖面上的未知参数，一般情况下这个未知参数是全井最大井斜角；4、进行井身计算，包括各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角（三维剖面）及井深；5、作垂直剖面图和水平投影图，必要时绘出控制安全圆柱。
常规两维定向井井身剖面设计：常规两维定向井的剖面形状主要有两种，一种是“直－增－稳”剖面，在我国现场上称为“三段制剖面”。
此种剖面又可分为低造斜点和高造斜点两类，稳斜段的长度也可长可短，甚至没有稳斜段，这都要根据设计的条件和要求而定。
另一种是“直－增－稳－降－稳”剖面，现场上称之为“S形井眼”或“五段制剖面”虽然实际所用的剖面类型很多，但它们都只是这两种剖面演变而来的，我们也可以说“三段制”剖面是“S”型剖面的一种特殊情况。
这样，能够设计出来“S 型剖面”，其它常规剖面都可以迎刃而解。
S形剖面的设计方法目前主要有三种：作图法、查图法和解析法。
1.3定向井的现场施工为了实现定向井的设计意图，做到安全、优质，快速钻成一口定向井，需要定向施工技术人员正确有效地组织现场施工。
因此要求施工人员加强责任心，认真搜集邻井的资料，仔细理解消化设计内容，严格执行作业规程，重视施工的每个环节，密切与各工种的配合协作，同时，对施工应进行及时分析和总结，以不断积累经验，提高施工水平。
随着科学技术水平的迅速发展，各种先进的仪器如有线随钻测斜仪、MWD无线随钻测斜仪在现场中的使用已越来越广泛，大大提高了井身轨迹控制精度与质量。
然而采用磁性单点照像测斜仪的井下定向施工方法仍在其很大的优势，同时也是每个定向井现场技术人员的基本功，因此了解和掌握其方法是十分重要的。
定向前的准备工作设计分析地质设计分析：1、掌握了解该井的地理位置和构造位置、井号及施工井队。
2、掌握井深、方位和位移，并用坐标校对位移及方位，掌握进入油层的位置和质量要求。
3、了解地层的分层和岩性，对地层岩性在施工中的影响做到心中有数，防患于未然。
4、查看构造图了解地层的倾角、走向、断层情况。
工种设计分析：1、掌握设计中的基本数据，包括设计剖面类型；全井井深、垂深、水平位移；目标点井深、垂深、水平位移；设计方位、造斜点、最大井斜角、靶区半径、是否校正磁偏角及特殊工艺技术要求。
2、计算方位角的允许偏差。
3、掌握增（降）斜钻具的增（降）斜率；增（降）斜井段的起点和终点井深、垂深和水平位移。
4、掌握各井段各种井眼的钻具组合和钻井参数配合及各井段深度。
5、掌握全井的井身结构，下入套管的深度和尺寸；并了解其目的和要求。
6、对于防碰井，注意防碰位置的基本数据，认真分析施工井和防碰井的相对位置，并在垂直剖面图和水平投影图上标明。
7、对于绕障井，掌握绕障井段前后的井深、垂深、水平位移、方位角和井斜角，并掌握安全圆柱半径。
查邻井资料：1、了解邻井的构造图，各层位的分层和岩性。
2、了解邻井的各种钻具组合和钻井参数配合；各井段钻进情况；钻头选型和水眼装配；出现的各种复杂情况和处理各种复杂情况的经验。
3、了解邻井的基本数据，井斜角和方位角的变化情况，及其采取的相对措施。
4、了解邻井的定向造斜情况；造斜深度，动力钻具的类型及反扭角的大小，弯接头的造斜能力，使用的钻头情况，及定向时间和钻速。
5、了解与邻井的防碰情况经过以上三个方面对设计的分析后，我们就应该做出施工井的水平投影图和垂直剖面图，然后制定出施工井的施工方案。
