广西壮族自治区房屋建筑和市政基础设施工程安全生产动态管理办法

定向井设计中海油田服务有限公司--邢忠玺定向井培训材料—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定向井培训材料—邢忠玺设计依据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定向井培训材料—邢忠玺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，反之定向井培训材料—邢忠玺2.2.1平台位置定向井培训材料—邢忠玺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定向井培训材料—邢忠玺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，以免键槽卡钻定向井培训材料—邢忠玺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、完井困难定向井培训材料—邢忠玺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，以免井眼碰撞定向井培训材料—邢忠玺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：cosDog-leg=(cos(inc1)*cos(inc2)+sin(inc1)*sin(inc2)*cos(directionchange))3、狗腿严重度大，易产生键槽卡钻、钻具易产生疲劳破坏定向井培训材料—邢忠玺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、泥浆马达定向井培训材料—邢忠玺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kop定向井培训材料—邢忠玺2.2.3轨迹设计与计算井身剖面的设计：有三种：作图法、查图法、解析法1、解析法：由于计算机的迅速普及且精度高，解析法为广泛应用。R1=1/k1;R1=1/k2;Amax=2arctg((Ho-(Ho^2+Ao^2-2Ro*Ao)^.5)/(2Ro-Ao);Ho=Ht-Hv+R2*sinA;Ao=At+R1-R2*cosARo=R1+R2五段式轨道定向井培训材料—邢忠玺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：定向井培训材料—邢忠玺(6)测各段的参数2.2.3轨迹设计与计算OABCD2.作图法原理（对垂直投影）(1)定造斜点。作平行线，按井斜半径画园，作造斜段。(2)定井底。定进油层段，定最下一个稳斜点。(3)按减斜半径画园，作减斜段。(4)画两园的切线，作稳斜段。(5)测最大造斜角定向井培训材料—邢忠玺2.2解析法关键点：①f点的建立②S0=R2+hO2第二节定向井井身剖面设计OabcdfmmKjO2SoHvH0L22210mmtgRtgRHSKjfjtgom定向井培训材料—邢忠玺第二节定向井井身剖面设计)cos1(sin2222020210002000200eetevemRSSSRHHHRRRSRSSRHHarctgOabcdfmmKjO2So定向井培训材料—邢忠玺作方位图第二节定向井井身剖面设计NE定向井培训材料—邢忠玺第二节定向井井身剖面设计•基本概念•井身剖面设计原则造斜点井眼曲率最大井斜角•剖面类型•设计方法小结：定向井培训材料—邢忠玺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，最小曲率半径法定向井培训材料—邢忠玺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)/2Qv=Q1+Q2)/2△H=△LcosAv△S=△LsinAv△N=△LsinAv*cosQv△E=△LsinAv*sinQv定向井培训材料—邢忠玺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)定向井培训材料—邢忠玺三、主要计算方法（脚标1表示上测点、角标2表示下测点）1、平均角法此法认为：两测点间的测段为一直线，该直线的方向为上、下二测点处井眼方向的“平均方向”。已知：1、1、2、2、L第三节实际井眼轴线的计算和绘制2221211212定向井培训材料—邢忠玺第三节实际井眼轴线的计算和绘制222121EEESENNNSNSHSLSHHHLH12121212sincossincos测段计算：测点计算：1212HS12NE定向井培训材料—邢忠玺2、平衡正切法不准确，目前少采用第三节实际井眼轴线的计算和绘制定向井培训材料—邢忠玺3、园柱螺线法（曲率半径法）假设：两测点间的井段是一条等变螺旋角（d/dL=常数）的园柱螺线，螺线在两端点处与上、下二测点处的井眼方向相切。园柱螺线的水平投影图是园弧。园柱螺线的垂直剖面图是园弧。第三节实际井眼轴线的计算和绘制定向井培训材料—邢忠玺将柱面展开为平面：第三节实际井眼轴线的计算和绘制NESHdhds定向井培训材料—邢忠玺3、园柱螺线法（曲率半径法）第三节实际井眼轴线的计算和绘制12121221122112)cos(cos)sin(sin180)cos(cossinsin180LLLrErNSrRSRHLR定向井培训材料—邢忠玺4、最小曲率法该法假设：两测点间的井段是空间某一平面上的园弧，园弧在两端点处与上、下二测点处的井眼方向线相切。第三节实际井眼轴线的计算和绘制12M定向井培训材料—邢忠玺①计算测段的狗腿角和曲率半径R（用矢量法公式算）②据、R求出弧线的切线长度1M和M2第三节实际井眼轴线的计算和绘制221tgLMM定向井培训材料—邢忠玺第三节实际井眼轴线的计算和绘制③由二切线与重力线的夹角，计算测段的垂增H和二切线的水平投影长)(2)(121SMSM22112121sin2sin2)cos(cos2cos2cos121tgLStgLStgLMMMMH定向井培训材料—邢忠玺④据S1与S2的长及与正北方的夹角，求测段的N增N和E增E第三节实际井眼轴线的计算和绘制)sinsinsin(sin2sinsin)cossincos(sin2coscos2211221122112211tgLSSEtgLSSN定向井培训材料—邢忠玺④据S1与S2的长及与正北方的夹角，求测段的N增N和E增E第三节实际井眼轴线的计算和绘制)sinsinsin(sin2sinsin)cossincos(sin2coscos2211221122112211tgLSSEtgLSSN