【正文】 ，則使增斜率降低。 2．每鉆進 25～ 50 米測量一次，隨時作圖，掌握井斜、方位的變化趨勢。圖中 UG 是指尺寸不足的扶正器）。 （ 7）井下馬達出井時，按規(guī)定程序進行清洗、保養(yǎng)。 （ 5）造斜鉆進或起下鉆，用旋扣鉗或動力水龍頭上卸扣，不得用轉盤上卸扣； （ 6）起鉆前方位角必須在 20～ 30 米井段內保持穩(wěn)定，且保證預定的提前角。 5．定向造斜中的注意事項： （ 1）如果定向作業(yè)前的裸眼段較長，應短起下鉆一趟，保證井眼暢通。儀器在井下所測的井眼參數通過鉆井液脈沖傳至地面，信息經地面處理后，可迅速傳到鉆臺。定向造斜時，可從地面儀表直接讀出實鉆井眼的井斜、方位和工具面，司鉆和定向井工程師要始終跟蹤預定的工具面方向，保持井眼軌跡按預定方向鉆進。 3．有線隨鉆測斜儀（ SST）定向 造斜鉆具下到井底后，開泵循環(huán)半小時左右，然后接旁通頭或循環(huán)接頭。 2．地面記錄陀螺（ SRO）定向 在有磁干擾環(huán)境的條件下（如套管開窗側鉆井）的定向造斜，需采用 SRO 定向。在單點定向作業(yè)中要注意： ①在確定了反扭角和鉆 壓后，要嚴格控制鉆壓的變化范圍，通常在預定鉆壓 177。鎖住轉盤、開泵鉆進； （ 5）定向鉆進。施工過程如下： （ l）下入定向造斜鉆具至造斜點位置（注意：井下馬達必須按廠家要求進行地面試驗）。 根據測斜儀器的種類不同，分為四種定向方式： 1．單點定向 此方法只適用造斜點較淺的情況，通常井深小于 1000 米。 造斜鉆具組合、鉆井參數和鉆 頭水眼應根據廠家推薦的鉆井參數設計。 造斜鉆具組合使用的井下動力鉆具型號應根據造斜井段或扭方位井段的井深選擇?，F場常用彎接頭的彎角為 ～ 度，一般不大于 度。彎接頭的彎角越大，動力鉆具長度越短，造斜率也越高。 這種造斜鉆具組合是利用彎接頭使下部鉆具產生一個彈性力矩，迫使井下動力鉆具驅動鉆頭側向切削，使鉆出的新井眼偏離原井眼軸線，達到定向造斜或扭方位的目的。 一．定向選斜井段 初始造斜方法有五類，即井下馬達和彎接頭定向、噴射法、造斜器法、彎曲導管定向、傾斜鉆機定向。 軌跡控制貫穿鉆井作業(yè)的全過程，它是使實鉆井眼沿著設計軌道鉆達靶區(qū)的綜合性技術，也是定向井施工中的關鍵技術之一。 三維定向井的軌跡設計和測斜計算很復雜，通常使用計算機軟件完成這些工作。 第三種情況在地面井位確定的情況下，要鉆多目標井。 第二種情況 在地面井位和目標點確定的情況下，在這兩點的鉛垂平面內，存在著不允許通過或難以穿過的障礙物，不能在鉛垂平面上設計軌道，需要繞過障礙，設計繞障三維定向井。 第一種情況 原設計為兩維定向井，在實鉆中偏離了目標方位，如果偏得不多，只要調整鉆具組合或扭一次方位就可以了。 把已知條件代入上式得： α max=176。根據造斜率計算造斜井段的曲率半徑 R。 （ 5）選擇造斜率 K 為 7176。在考慮上述因素后，造斜點的位置應在高壓水層以上不少于 400 米處，也就是造斜點與井口之間的井眼長度不應大于 600 米。 又因 1000 米至 1050 米是高壓水層，為了下部井段能順利鉆進，也應考慮下入一層中間套管封住高壓水層。造斜點 應選在套管鞋以下不少于 50 米的地方為宜。如選在 1050 米以下，會使井斜角太大，是不合理的。 （ 4）選擇造斜點。 （ 3）剖面類型選用“直一增一穩(wěn)”三段制井身剖面。 （ 1）根據提供的地質資料，在進行剖面設計時，應設法使動力鉆具造斜 的井段和增斜的井段避開流砂層和高壓水層。 4． 設計方法舉例 例 某定向井設計全井垂深 H=2000 米（靶點），上部地層 300 米至 350 米是流砂層，1000 米至 1050 米有一高壓水層，作出井身剖面設計。 井身剖面設計計算結果應整理列表，并校核井身長度和各井段井身參數是否符合設計要求，還應該校核井上曲率，井身剖面最大曲率應小于動力鉆具和下井套管抗彎曲強度允許的最大曲率。 （ 1）求最大井斜角 α max。在使用計算機的條件下，還可同時給出設計井身的垂直投影圖和水平投影圖。 （ 3）測斜儀器類型和該地區(qū)的磁偏角，以及測斜計算方法； （ 4）設備和工具計劃。剖面設計完成以后，應向作業(yè)者提供下列資料： （ 1）總體定向鉆井方案和技術措施。 井身剖面的設計方法有試算法、作圖法、查圖法和解析法四種。目前，我國海上定向井的井身剖面通常由作業(yè)者決定，往往選擇“ J”型剖面。 9．井身剖面類型 在滿足設計和工藝要求的前提下，盡可能縮短井段長度，因為井段短則鉆井時間短。 （ 2）但是對導角也有一個限制，在井眼密集的 井網中，要求定向井軌跡保持在安全圓柱內，以避免與鄰井相碰。 時，鉆具的摩阻力將大大增加。 ，如果井斜太小，則井眼的井斜和方位都較難控制。 ／ 100 米，如果降斜后仍然要鉆較長的井段，則必須采用較小的降斜率平緩降斜，以避免鍵槽卡鉆，同時，可降低鉆進時的摩阻力。因此，淺層造斜通常選擇較低的造斜率，而深層造斜（ 1000 米～ 2020 米）可選擇較高的造斜率。 ／ 100 米。 6．造斜率和降斜率選擇 常規(guī)定向井的造斜率為 7～ 14176。 通常，靶區(qū)形狀為圓形（嚴格地講，應 該是球形）。 5．靶區(qū)形狀和范圍 靶區(qū)形狀與范圍通常由地質構造、產層位置決定，并考慮油田油井的分布情況，靶區(qū)大小是由作業(yè)者確定的。 另外，造斜點通常選在前一層套管鞋以下 30～ 50 米處，以免損壞套管鞋，同時減少水泥掉塊產生卡鉆的可能性。同時，由于地層很軟，造斜完成后下入穩(wěn)斜鉆具時，要特別小心，以免出現新井眼，尤其是在穩(wěn)斜鉆具剛度大或造斜率較高時。 （ 6）如果有異常高壓井段要求鉆井液密度達到 克／厘米 3 或更高，那么應考慮在鉆開該高壓地層前下一層保護套管，以封固所有正常壓力井段。 3．鉆井 液設計： （ 1）定向井鉆井液設計十分重要，鉆井液應有足夠的攜砂能力和潤滑性，以減少卡鉆的機會； （ 2）鉆井液性能控制對減少定向井鉆柱拉伸與扭矩也很重要； （ 3）鉆井液中應加潤滑劑，鉆井液密度與粘度必須隨時控制。當然，在斜井段，應在套管上加扶正器以支撐套管，避免在下套管過程中發(fā)生壓差卡鉆，同時提高固井質量。 在常規(guī)的井眼尺寸中，大多數定向井可采用直井的套管程序。 2．井眼尺寸 目前常規(guī)的定向井工具能滿足 152～ 445 毫米（ 6～ 171/2 英寸）井眼的定向鉆井要求，一般 地說，大尺寸井眼比較容易控制軌跡，但由于鉆鋌的尺寸也較大，形成彎曲所需的鉆壓較大，小井眼要使用更小、更柔的鉆具，而且地層因素對軌跡的影響也較大。 為了保證起下鉆順利和套管安全，必須對設計剖面的井眼曲率進行校核，以限制最大井眼曲率的數值。 ／ 100 米。 ／ 100 米。 ／ 100 米。／ 100 米。 ／ 100 米。 ／ 100米。因此，在定向井中應控制井眼曲率的最大值，我國海上定向井一般取 7～ 16176。 三．剖面設計中應考慮的問題 1．選擇合適的井眼曲率 井眼曲率不宜過小，這是因為井眼曲率限制太小會增加動力鉆具造斜井段、扭方位井段和增（降）斜井段的井眼長度，從而增大了井眼軌跡控制的工作量，影響鉆井速度。 3．根據油田的構造特征，有利于提高油氣產量，提高投資效益。在地 層傾角小、巖性 穩(wěn)定時， PDC 鉆頭具有方位左漂的趨勢，這主要是由于 PDC 鉆頭的切削方式造成的。 Δ ?角稱為提前角，提前角的大小，要根據地區(qū)的實鉆資料，統(tǒng)計出方位漂移率來確定，我國海上開發(fā)井一般取 2～ 7 度。如圖 9－ 9 所示，靶點為 T，設計方位角為 ?′ 。四是井身結構、井控措施等應滿足要求。因此，救險井的設計應充分體現其目的：一是靶點的層位選擇合理。設計人員應根據不同的鉆探目的對設計井的井身剖面類型、井身結構、鉆井液類型、完井方法等進行合理設計，以利于安全、優(yōu)質、快速鉆井。 4．了解鉆井 承包商的情況，如泥漿泵性能，井下鉆具組合各組件的基本情況等。了解有關地層壓力、地溫梯度、地層傾角、走向、巖性、斷層，可能遇到的復雜情況，以及油藏工程師的特殊要求等。通過作業(yè)區(qū)域，通?？梢哉业皆摰貐^(qū)已完井的鉆井作業(yè)資料（野貓井除外），并對地層情況、方位漂移有一定的了解，根據地理位置，可以計算或查得到地磁偏角。 一．設計資料 要進行一口定向井的軌道設計工作，作業(yè)者至少應提供靶點的垂深、水平位移和方位角，或提供井口與 靶點的座標位置，通過座標換算，計算出方位角和水平位移。影響井眼軌跡的因素很多，其中一些因素很難進行估算（如在某些地層中的方位漂移情況等）。要作出井身垂直剖面圖，需要求出 Δ S，而最小曲率法卻求不出Δ S，這是最小曲率法的缺點。 Δ S′ 是切線 1M 和 M2 在水平面上的投影之和，即 Δ S′＝ 1′ M′＋ M′ 2′ 。 測段計算公式如下： 令 fM＝（ 2/γ ） tg（ γ /2），fM是個大于 1 但很接近 1 的值。 4．最小曲率法 最小曲率法假設兩測點間的井段是一段平面的圓弧，圓弧在兩端 點處與上下二測點處的井眼方向線相切。 （ 1）第一種表達形式 （ 9－ 13） ～ （ 9－ 16）式中： 這四個公式是最常用的計算公式： （ 3）第三種表達形式 （ 4）曲率半徑法的特殊情況處理 ③第三種特殊情況， α 1≠α 2，且其中之一等于零。 如圖 9－ 6，計算式為： 3． 曲率半徑法（圓柱螺線法） 此法假設兩測點 間的測段是條等變螺旋角的圓柱螺線，螺線在兩端點處與上、下二測點處的井眼方向相切。 1．平均角法（角平均法） 此法認為兩測點間的測段為一條直線，該直線的方向為上下兩測點處井眼方向的矢量和方向。從計算精度來講，最高的是曲率半徑法和最小曲率法，其次是平均角法。計算方法多種多樣，測段形狀不可確定。 四．測斜計算的主要方法 測斜計算的方法可分為兩大類二十多種。 3．第三套公式 γ —— 兩測點間的狗腿角。 1． 第一套公式 2． 第二套公式 cosγ＝ cos?1cos?2＋ sin?1sin?2 cosΔ ????????????????（ 9－ 3） 本式是由魯賓斯基推導出來的，使用非常普遍。 三．狗腿嚴重度 狗腿嚴重是用來測量井眼彎曲程度或變化快慢的參數（以度／ 100 英尺表示）。 7．井斜變化率和方位變化率：井斜變化率是指單位長度內的井斜角度變化情況，方位變 化率是指單位長度內的方位角變化情況，均以度／ 100 米來表示（也可使用度／ 30 米或度／ 100 英尺等）。 6．閉合距和閉合方位 （ l）閉合距：指水平投影面上測點到井口的距離，通常指靶點或井底的位移，而其他測點的閉合距離可稱為水平位移。 4．造斜點：從垂直井段開始傾斜的起點。 W。 方位角也有以象限表示的，以南（ S）北（ N）方向向東（ E）西（ W）方向的偏斜表示，如 N10176。 目前，廣泛使用的各種磁力測斜儀測得的方位值是以地球磁北方位線為準的，稱為磁方位角。 3． 方位角：以正北方向線為始邊，順時針旋轉至方位線所轉過的角度，該方向線是指在水平面上，方位角可在 0— 360176。 1．測量井深：指井口至測點間的井眼實際長度。兩個測點之間的距離稱為測段長度。 （有水平延伸段） 二．定向井井身參數 實際鉆井的定向井井眼軸線是一條空間曲線。 大斜度井井斜角 55～ 85176。 定向井的剖面類型共有十多種，但是，大多數常規(guī)定向井的剖面是三種基本剖面類型，見圖 9－ 2，稱為“ J”型、“ S”型和連續(xù)增斜型。第九章 定向井和水平井鉆井技術 第一節(jié) 定向井井身參數和測斜計算 ................................................................................ 3 一．定向井的剖面類型及其應用 ................................................................................ 3 二．定向井井身參數 ................................................................................................. 4 三．狗腿嚴重度 ........................................................................................................ 5 四．測斜計算的主要方法 .....................................................................................