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1、定向基础知识及防碰定向基础知识及防碰 2007年1月10日-16日 训材料人生箴言 学一技之长 受益终生不尽！成为一个合格的技术员应该具备 的基本条件n懂工艺流程；n懂定向井、取芯井工艺；n懂事故预防及事故处理；n懂现场技术管理。n懂计算机。成为一个技术员所经历的时间n一年可基本学会；n两年基本合格；n三年基本熟练。n所以，对于本期的学习，希望能够给大家首先指引一个学习的方向，灌输一个技术的局势。为日后的深入学习打下基础。本期培训内容n对先进定向井技术的基本认识；n对防碰的认识；n成功做法学习；n资源共享。定向井施工要求定向井施工要求n要与录井公司及技术办公室校对坐标、要与录井公司及技术办公室
2、校对坐标、设计方位、设计位移。做到三对口。设计方位、设计位移。做到三对口。n相邻两井造斜点错开相邻两井造斜点错开100米。米。n井口间距不小于井口间距不小于6米。米。定向井施工要求定向井施工要求n造斜点与设计相差造斜点与设计相差50米以上的要向项目米以上的要向项目组申请更改造斜点。组申请更改造斜点。n控制直井段井斜，出现超标要打控制直井段井斜，出现超标要打绕障绕障申请申请报告。报告。定向井施工要求定向井施工要求n定向和扭方位施工必须做记录。第一个定向和扭方位施工必须做记录。第一个单根必须划出草图。单根必须划出草图。n出现自己解决不了的较紧急情况时，要出现自己解决不了的较紧急情况时，要及时与技术
3、办取得联系。及时与技术办取得联系。n提前预计并联系随钻施工。提前预计并联系随钻施工。n每口井要小结，每阶段要总结。每口井要小结，每阶段要总结。普通定向井：普通定向井：最大井斜角小于最大井斜角小于60的定向井。的定向井。斜直井：斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段的定向井。段的定向井。大斜度井：大斜度井：最大井斜角在最大井斜角在60 80范围内的定向井范围内的定向井水平井：水平井：最大井斜角大于或等于最大井斜角大于或等于86，并保持这种井斜角钻完一定长度段，并保持这种井斜角钻完一定长度段的井。的井。长曲率半径：
4、长曲率半径：6/30m 中曲率半径：中曲率半径：6 20/30m水平井水平井:中短曲率半径：中短曲率半径：1 20/30m 短曲率半径：短曲率半径：1 10/m m 径向水平井：径向水平井：k=丛式定向井：丛式定向井：在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含中可含1口直井。口直井。多底井（分支井）多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。定定向向井井定向的几个基本概念：定向的几个基本概念：1 1 1 1、工具面、工具面、工具面、工具面(磁工具面磁工具面磁工具面磁工
5、具面)造斜工具下到井底以后，工具面所在的绝对角度。造斜工具下到井底以后，工具面所在的绝对角度。2 2 2 2、高边工具面、高边工具面、高边工具面、高边工具面工具面相对于高边在井底圆平面上的相对角度。工具面相对于高边在井底圆平面上的相对角度。3 3 3 3、定、定、定、定 定预计施工工具面工具面反扭定预计施工工具面工具面反扭所谓所谓所谓所谓“定定定定”实际上就是井底工具面需要转动的角度。实际上就是井底工具面需要转动的角度。实际上就是井底工具面需要转动的角度。实际上就是井底工具面需要转动的角度。4 4 4 4、转、转、转、转 转即方转，就是方钻杆需要转到的角度（相对于转转即方转，就是方钻杆需要转到
6、的角度（相对于转盘盘 00标记）标记）工具面角（工具面角（）：）：造斜工造斜工具下到井底以后，工具面具下到井底以后，工具面所在的角度。所在的角度。高边工具面角高边工具面角是以高边方是以高边方向线为始边，顺时针转到工向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所具面与井底圆平面的交线所转过的角度；转过的角度；磁工具面角磁工具面角为以正北方向线为为以正北方向线为始边，顺时针转到工具面与井底始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的投影圆平面的交线在水平面上的投影线所转过的角度。线所转过的角度。一般井斜一般井斜6 6 就要读取高边工就要读取高边工具面具面,为便于现场区分，高边工具为便于现
7、场区分，高边工具面记作：面记作：L xxL xx或或R xxR xx重力工具面和磁工具面的区别重力工具面和磁工具面的区别 测斜前，打钻测斜前，打钻杆接箍印记，要杆接箍印记，要与转盘与转盘0对齐。对齐。下面用油漆做标下面用油漆做标记，以免与旧印记，以免与旧印记混淆记混淆 转盘0标记+90-90 用吊线的办法把方用吊线的办法把方钻杆标记棱延长至保钻杆标记棱延长至保护接头公扣段做标记，护接头公扣段做标记，每次换接头都要重新每次换接头都要重新标记。标记。接单根后，量取该标记与钻杆印记间的夹角，俗称“方”角。为便于找到方钻杆标为便于找到方钻杆标记棱，在滚子方补心记棱，在滚子方补心对应的位置用油漆作对应的
8、位置用油漆作标记标记谨记：谨记：谨记：谨记：以下量上以下量上以下量上以下量上顺正逆负顺正逆负顺正逆负顺正逆负 方钻杆方钻杆需要转动的需要转动的相对角度俗相对角度俗称称“定定”角。角。0+90-90180转转角角 方钻杆标记棱转到的绝对角度（转盘刻度），俗称“转”角。定定定定+方方方方=转转转转 使用单弯螺杆定向（扭方位）时，应注意入井前必须量取螺杆弯曲使用单弯螺杆定向（扭方位）时，应注意入井前必须量取螺杆弯曲方向与定向直接头间的夹角，称为方向与定向直接头间的夹角，称为“弯差角弯差角”。弯差角的量取原则同样是弯差角的量取原则同样是“以下量上，顺正逆负以下量上，顺正逆负”。计算实际。计算实际工具面
9、面的公式为：工具面面的公式为：实际工具面实际工具面实际工具面实际工具面=所测工具面所测工具面所测工具面所测工具面-弯差角弯差角弯差角弯差角 如图中，弯差角应为如图中，弯差角应为50如某次测得工具面为如某次测得工具面为240，则，则实际工具面实际工具面=240(50)=290 如果测得工具面为如果测得工具面为L 40，则，则:实际工具面实际工具面=L 40 (50)=R 10 简易定向方法简易定向方法（转盘上取值方法）（转盘上取值方法）注意：下放过程中注意：下放过程中注意：下放过程中注意：下放过程中 方钻杆不能转动方钻杆不能转动方钻杆不能转动方钻杆不能转动定向过程定向过程是使工具是使工具面转动到
10、面转动到预定位置预定位置 简易定向方法简易定向方法 （接单根）（接单根）（转盘取值法）（转盘取值法）注意：下放过程中注意：下放过程中注意：下放过程中注意：下放过程中 方钻杆不能转动方钻杆不能转动方钻杆不能转动方钻杆不能转动定向就是定向就是使井底工使井底工具面转动具面转动到预定位到预定位置的过程置的过程定向（扭方位）注意事项n定向取超前角为定向取超前角为25。n测量夹角要注意判明正负。测量夹角要注意判明正负。n钻杆标记必须用钢锯锯明显，然后用油钻杆标记必须用钢锯锯明显，然后用油漆划上。漆划上。(测斜单根做标记要对准转盘测斜单根做标记要对准转盘0标记标记)n方钻杆标记棱必须清晰，油漆不得在方钻杆标
11、记棱必须清晰，油漆不得在2条条棱上同时标记。棱上同时标记。n井斜井斜1.5时，第一单根考虑时，第一单根考虑方位的反方位的反方向方向取取4060反扭。反扭。n定向反扭角取定向反扭角取10-20度，一般扭方位取度，一般扭方位取2060。n保证工具面到位，避免井斜大时扭方位保证工具面到位，避免井斜大时扭方位困难，增大定向工作量。困难，增大定向工作量。n第一个单根施工必须控制钻压第一个单根施工必须控制钻压(1，24吨吨)。n要根据当前井斜方位和施工工具面，估要根据当前井斜方位和施工工具面，估计好井底的井斜方位，保证造斜（扭方计好井底的井斜方位，保证造斜（扭方位）达到预期效果。位）达到预期效果。定向（扭
12、方位）注意事项特别注意：特别注意：n1、摆工具面过程要开泵；、摆工具面过程要开泵；n2、如果在施工中，发现、如果在施工中，发现需要转动方钻杆的需要转动方钻杆的角度角度比比定定相差了相差了30以上时，以上时，必须重必须重新计算、检查分析新计算、检查分析。A:计算错误；计算错误；B:测量错测量错误；误；C：钻具转动或定向键活动。：钻具转动或定向键活动。一般情况下，需要转动的角度为一般情况下，需要转动的角度为1020。n3、方位相差较多时，一定要附加反方向较大、方位相差较多时，一定要附加反方向较大角度的反扭，以便尽快扭方位到位。角度的反扭，以便尽快扭方位到位。定向（扭方位）注意事项n 预定（目标）工
13、具面：预定（目标）工具面：定向扭方位前，一定要通过轨迹预算，首先得定向扭方位前，一定要通过轨迹预算，首先得出一个预定要把螺杆摆到的工具面，称之为目标工具面，记作出一个预定要把螺杆摆到的工具面，称之为目标工具面，记作预预。根据直井段的井斜方位形成的位移影响，结合本区块本队所钻井情况根据直井段的井斜方位形成的位移影响，结合本区块本队所钻井情况的地层规律和控制经验，考虑定向后的超前量。就是定向的的地层规律和控制经验，考虑定向后的超前量。就是定向的预。预。根据预算扭方位情况，确定工具面。如稳斜降方位，则根据预算扭方位情况，确定工具面。如稳斜降方位，则预预=左左90 注意：井斜注意：井斜6,用重力工具面
14、，尽量使用扭方位施工，按照井斜和方位情用重力工具面，尽量使用扭方位施工，按照井斜和方位情况确定工具面的角度。况确定工具面的角度。定向（扭方位）的计算公式定向（扭方位）的计算公式 L90 L90 稳斜降方位稳斜降方位 R90 R90 稳斜增方位稳斜增方位 0 0 全力增斜全力增斜 180 180 全全力降斜力降斜n工具面：经测量或校正后的实际螺杆弯曲位置，工具面：经测量或校正后的实际螺杆弯曲位置，记作记作工工n反扭角：按照井深、井斜等因素，估计的螺杆反反扭角：按照井深、井斜等因素，估计的螺杆反扭角，实际就是螺杆测量位置和实际工作位置的扭角，实际就是螺杆测量位置和实际工作位置的差值。反扭角要根据后
15、续的实际测量结果修正。差值。反扭角要根据后续的实际测量结果修正。n n定定=预预工工 反扭反扭（钻具要相对扭转的角度）（钻具要相对扭转的角度）（钻具要相对扭转的角度）（钻具要相对扭转的角度）n n转转=定定+方方（方钻杆标记棱要扭到的相对刻度）（方钻杆标记棱要扭到的相对刻度）（方钻杆标记棱要扭到的相对刻度）（方钻杆标记棱要扭到的相对刻度）定向（扭方位）的计算公式定向（扭方位）的计算公式举 例n例如：某定向井深例如：某定向井深800m，井斜，井斜，方，方位位100，预定施工到，预定施工到200，测得工具面，测得工具面240，弯差角，弯差角90，估计反扭角，估计反扭角20，则：，则：定定=预预工工
16、 反扭反扭 =200=20033033020=20=110110或或250 250 注意：拉转转盘应正转（顺时针），倒转只能采注意：拉转转盘应正转（顺时针），倒转只能采取开泵加压自然倒转的办法。取开泵加压自然倒转的办法。举 例n例如：某次扭方位井深例如：某次扭方位井深1200m，井斜，井斜8，方位，方位100，需要增斜降方位，需要增斜降方位，预定工具面预定工具面 L 60，测得工具面，测得工具面 L 40，弯差角，弯差角90，估计反扭角，估计反扭角35，则：则：定定=预预工工 反扭反扭 =L60=L60R50R5035=35=75 75反查工具面n如果第二根测得的工具面，与预定工如果第二根测得
17、的工具面，与预定工具面相差甚远，首先复查胶片是否读具面相差甚远，首先复查胶片是否读反，检查计算过程。反，检查计算过程。n然后上提钻具，上一根钻杆印记对应然后上提钻具，上一根钻杆印记对应的转盘刻度应该恰好等于上次的转盘刻度应该恰好等于上次定定角，角，否则就是方角量反，或者钻具发生转否则就是方角量反，或者钻具发生转动。动。扭方位施工举例扭方位施工举例 某井井深1200米，井斜为18度，方位为120度，工具面左偏60(300)。需要稳斜、全力增方位。预算需要施工后井斜1820，方位135。（假定反扭角为度）则定定=目标目标 工具面工具面+反扭反扭 =80-（-60）60=200丈量方为-50转=定+
18、方=200+（-50）=5度扭方位时注意事项n根据根据“四合一四合一”钻具特性，必须随时微钻具特性，必须随时微调。要求调整不超过调。要求调整不超过15方位、不超过方位、不超过5井斜，且出洛河前必须调整到位。井斜，且出洛河前必须调整到位。n为保证工具面到位，必须开泵摆工具面；为保证工具面到位，必须开泵摆工具面；第一根施工钻压要足够小，后面可以逐第一根施工钻压要足够小，后面可以逐渐加压。以泵压增加渐加压。以泵压增加12Mpa为宜。为宜。扭方位时注意事项n通过后续测斜情况要反算反扭角通过后续测斜情况要反算反扭角是否取值准确。是否取值准确。1：测斜工具面是否在预计值左右；：测斜工具面是否在预计值左右；
19、2：施工效果是否正确。达不到效果必须根：施工效果是否正确。达不到效果必须根据效果先确定工具面。据效果先确定工具面。并认定并认定所测工具所测工具面现在确定的工具面。面现在确定的工具面。n出现连续施工达不到效果必须停出现连续施工达不到效果必须停钻分析。钻分析。n摆好工具面后要通过上下活动钻具摆好工具面后要通过上下活动钻具来保证工具面到位。来保证工具面到位。n井深扭方位工作量大时要起钻换牙井深扭方位工作量大时要起钻换牙轮钻头，甩掉扶正器。轮钻头，甩掉扶正器。n必须留够足够井段，保证随钻施工必须留够足够井段，保证随钻施工可以进行。可以进行。扭方位时注意事项小位移井施工注意要领小位移井施工注意要领n小位
20、移井一般指设计位移小于小位移井一般指设计位移小于250米的定向井。米的定向井。n小位移井施工造斜点较深，小位移井施工造斜点较深，可以采取逐可以采取逐渐渐定向定向的方法的方法。n直增稳剖面。短钻铤长度以直增稳剖面。短钻铤长度以3 3米为宜。米为宜。n要着力解放直井段的机械钻速。要着力解放直井段的机械钻速。n可以考虑到可以考虑到1800180020002000米上随钻定向。米上随钻定向。n着力于完成一趟钻工程。着力于完成一趟钻工程。中位移井施工注意要领中位移井施工注意要领n中位移井一般指设计位移介于中位移井一般指设计位移介于250500米的定米的定向井。向井。短钻铤长度以短钻铤长度以3.53.55
21、 5米为宜。米为宜。n大部分井都属于这种类型。大部分井都属于这种类型。n在具体施工中，一定要把握好微调控制思路，在具体施工中，一定要把握好微调控制思路，及时调整，以便尽量压低上随钻扭方位施工的及时调整，以便尽量压低上随钻扭方位施工的井深。井深。n控制随钻施工在离靶点控制随钻施工在离靶点300米以内，保证两趟米以内，保证两趟钻完钻。钻完钻。大位移井施工注意要领大位移井施工注意要领n初始井斜打够设计井斜，控制最大井斜初始井斜打够设计井斜，控制最大井斜在在3030度以内。度以内。n完钻起钻前要充分循环，并提示风险及完钻起钻前要充分循环，并提示风险及干部跟班。干部跟班。n控制好井身剖面，避免出现井斜失
22、控。控制好井身剖面，避免出现井斜失控。n出现增斜率与预算相差甚远的情况时，出现增斜率与预算相差甚远的情况时，不要坚持不起钻。不要坚持不起钻。n防碰工作是丛式定向井生产的重中防碰工作是丛式定向井生产的重中之重。安全距离必须大于之重。安全距离必须大于4 4米。米。n严格执行防碰技术措施。严格执行防碰技术措施。n遵守测斜间距规定，必要时加密测遵守测斜间距规定，必要时加密测斜。斜。n控制好直井段井斜。控制好直井段井斜。防碰技术措施防碰技术措施n二开前要分析该井防碰情况，要在测点二开前要分析该井防碰情况，要在测点离开表层离开表层1010米后提前朝有利方向施工，米后提前朝有利方向施工，以方位改变至预定方位
23、为准以方位改变至预定方位为准。复合复合2 2根后复测井底方位，出现方位不根后复测井底方位，出现方位不到位情况按到位情况按强力扭方位、微降斜施工强力扭方位、微降斜施工。n“杜绝绕障施工杜绝绕障施工”。n出现绕障施工出现绕障施工,要按最安全角度出发。要按最安全角度出发。n两个技术员井间交接时数据要交清，特两个技术员井间交接时数据要交清，特别是要说明防碰情况和总结本井控制优别是要说明防碰情况和总结本井控制优特点。特点。n二开后要及时监控井眼轨迹发展，只要二开后要及时监控井眼轨迹发展，只要有防碰可能必须尽早消除，滑动改变轨有防碰可能必须尽早消除，滑动改变轨迹趋势。迹趋势。防碰技术措施n每次测斜后要及时计算、绘图，并向下做每次测斜后要及时计算、绘图，并向下做200200米预算。特别是要分析米预算。特别是要分析井眼轨迹发展井眼轨迹发展趋势趋势。n测斜数据必须每天及时汇报，防碰距离小测斜数据必须每天及时汇报，防碰距离小于于1515米每天必须汇报防碰距离。米每天必须汇报防碰距离。防碰距离防碰距离小于小于3 3米必须停钻汇报技术办公室。米必须停钻汇报技术办公室。n任何人不得有防碰侥幸思想。任何人不得有防碰侥幸思想。防碰技术措施 新技术探讨n四合一钻具的研究四合一钻具的研究n实现一趟钻的研究与应用实现一趟钻的研究与应用n四合一钻具在现场的实施nPDC钻头在新钻具的应用