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定向井设计 中海油田服务有限公司 --邢忠玺 定向井设计原则 根据油田勘探、开发部署的要求，保证安全钻井 要有利于提高油气产量和采收率 应有利于钻井、采油和修井作业 应尽可能选择比较简单的剖面类型 设计依据 钻井目的及采用的钻井方式 工艺装备 条件及技术水平 目的层的厚度、产状 设计井的基本设计数据 2.2 定向井设计 平台位置选择 总位移最少 总井深最少 尽量降低最大井斜角，反之 2.2.1平台位置 2.2.2 定向井设计 造斜点的选择 1、选择地层均一，可钻性好的地层 2、KOP在前一层套管鞋以下50米，套以免损坏套管鞋 3、初始造斜的准确性非常重要 4、大于25度的定向井方位易控制 2.2.2 定向井设计 造斜率选择 1、大斜度大位移定向井：2~3度/30米 2、一般丛式井3 ~5度/30米 3、造斜率要均匀 降斜率 1、对于“S”井眼，通常降斜率1~2度/30米 2、如降斜后仍然要钻长的井段，降斜率还要小，以免键槽卡钻 2.2.2 定向井设计 最大井斜角 1、一般定向井20~60度，电测、完井容易 2、大于60度电测、完井困难 2.2.2 定向井设计 导角（方位预留角） 1、定义：实际造斜时的方位与设计方位的差值 2、利用地层的自然漂移趋势来预留 3、根据钻具组合和钻头形状而留 4、自定向井成立以来最大方位预留角２８度，并成功进靶 5、但丛式井对方位预留角有限制圆柱，以免井眼碰撞 2.2.2 定向井设计 狗腿严重度 1、定义：描述井眼轨迹全角变化的尺度 2、公式：cos Dog-leg =(cos(inc1)*cos(inc2)+sin(inc1)*sin(inc2)*cos(direction change)) 3、狗腿严重度大，易产生键槽卡钻、钻具易产生疲劳破坏 2.2.2 定向井设计 仪器干扰信号 1、钻具 2、邻井套管 3、泥浆泵 4、通讯设备 5、泥浆介质 6、泥浆马达 2.2.3轨迹设计与计算 剖面类型选择 选择井剖面不是一件容易的事，必须考虑：地质条件、套管程序、目的层的位置、及钻井技术水平 1、定向井剖面类型：“J”型、 “S”型：“水平井” 2、“J”型：剖面简单、易操作 3、“S”型： 4、水平井 2.2.3 轨迹设计与计算 2、作图： 已知条件：靶点垂深位移 a.选择造斜点 b.工具造斜率 计算曲率半径 c.画弧与直井段相切 d.过靶点与弧相切 3、查图法： 2.2.3轨迹设计与计算 第二节 定向井井身剖面设计 第二节 定向井井身剖面设计 第二节 定向井井身剖面设计 第二节 定向井井身剖面设计 2.2.3轨迹设计与计算 井眼轨迹的计算方法： 1、直线法：正切法和平均角法 2、折线法：平衡正切法 3、曲线法：圆柱螺旋法（曲率半径法）、校正平均角法和弦步法 现场常使用的方法 1、钻台使用计算器时，一般用平均角法 2、交报告用计算机时，最小曲率半径法 2.2.3.1平均角法 此法认为两相邻测点之间的井眼为一直线，该直线的井斜角a和方位角q等于上下两测点相应角度的算术平均值 公式：Av=(A1+A1)/2 Qv=Q1+Q2)/2 △H= △LcosAv △S= △LsinAv △N= △LsinAv*cosQv △E= △LsinAv*sinQv 2.2.3.1曲率半径法 此法认为两相邻测点之间的井段为为一段圆弧曲线，整个井眼就是由许多段曲率半径不同的圆弧线组成。 公式：R12=(L2-L1)/ =(A2-A1) A为弧度 R12=5.73*(L2-L1)/ (A2-A1) A为度 r12=R12(cosA1-cosA2)/(Q2-Q1) r12=R12(cosA1-cosA2)/(Q2-Q1) △H=R12(sinA2-sinA1) △S=R12 (cosA1-cosA2) △N=r12(sinQ2-sinQ1) △E=r12 (cosQ1-cosQ2) 第三节