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定向井和水平井钻井技术

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，钻达地共 35 页

测斜计算的方法可分为两大类二十多种。一类是把井眼轴线视为由许多直线段组成，另一类那么视其为不同曲率半径的圆弧组成。计算方法多种多样，测段形态不行确定。主要的计算方法有正切法、平衡正切法、平均角法、曲率半径法、最小曲率法、弦步法和麦库立法。从计算精度来讲，最高的是曲率半径法和最小曲率法，其次是平均角法。以下各图和计算公式中下角符号1、2分别代表上测和下测点。 1．平均角法〔角平均法〕
此法认为两测点间的测段为一条直线，该直线的方向为上下两测

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点处井眼方向的矢量和方向。测段计算公式： 2．平衡正切法
此法假定二测点间的井段为两段各等于测段长度一半的直线构成的折线，它们的方向分别与上、下两测点处的井眼方向相同。 3．曲率半径法〔圆柱螺线法〕
此法假设两测点间的测段是条等变螺旋角的圆柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。 4．最小曲率法
最小曲率法假设两测点间的井段是一段平面的圆弧，圆弧在两端点处与上下二测点处的井眼方向线相切。

测段计算公式如下：
令fM＝〔2/γ〕×tg〔γ/2〕，fM是个大于1但很接近1的值。在狗腿角γ足够小的状况下，可近似认为fM＝1，这时上述四个计算公式就完全变成平衡正切法的公式了，它是对平衡正切法公式的校正。
ΔS′是切线1M和M2在水平面上的投影之和，即ΔS′＝1′M′＋ M′2′。ΔS′并不是测段的水平投影长度ΔS。要作出井身垂直剖面图，须要求出ΔS，而最小曲率法却求不出ΔS，这是最小曲率法的缺点。为了作出垂直剖面图，
其次节定向井剖面设计
在开钻前谨慎进展设计，可以大大节约定向钻井的本钱。影响井

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眼轨迹的因素许多，其中一些因素很难进展估算〔如在某些地层中的方位漂移状况等〕。因此，在同一地区得到的钻井经历很重要，这些经历可以在其他井设计过程中起重要的参考作用。一．设计资料
要进展一口定向井的轨道设计工作，作业者至少应供应靶点的垂深、水平位移和方位角，或供应井口与靶点的座标位臵，通过座标换算，计算出方位角和水平位移。此外，定向井工程师还要收集以下资料：

1．作业区域和地理位臵。通过作业区域，通常可以找到该地区已完井的钻井作业资料〔野猫井除外〕，并对地层状况、方位漂移有必须的了解，依据地理位臵，可以计算或查得到地磁偏角。
2．地质设计书和井身构造。了解有关地层压力、地温梯度、地层倾角、走向、岩性、断层，可能遇到的困难状况，以及油藏工程师的特别要求等。
3．作业者对造斜点、造斜率、增〔降〕斜率的要求，以及平安圆柱、最大井斜等井身质量的要求。
4．了解钻井承包商的状况，如泥浆泵性能，井下钻具组合各组件的根本状况等。二．设计原那么
1．能实现钻定向井的目的
定向井设计首先要保证明现钻井目的，这是定向井设计的根本原那么。设计人员应依据不同的钻探目的对设计井的井身剖面类型、井身

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构造、钻井液类型、完井方法等进展合理设计，以利于平安、优质、快速钻井。
如救险井的钻井目的是制服井喷和灭火，爱护油、气资源。因此，救险井的设计应充分表达其目的：一是靶点的层位选择合理。二是靶区半径小〔小于10米〕，中靶要求高；三是尽可能选择简洁的剖面类型，以减小井眼轨迹限制和施工难度，加快钻井速度。四是井身构造、井控措施等应满意要求。

第