地?zé)峋?、溫泉井、回灌井、專業(yè)施工廠家，從500-2500米各種地?zé)峋@探

根據(jù)不同的地質(zhì)配備不同的鉆機(jī)施工。為您省時(shí)、省錢、省力。。。

歡迎客戶直接來電，歡迎同行合作共贏?。?！

簡介

東營專業(yè)地?zé)峄毓嗑@探，地?zé)崮苁侵傅拇鎯υ诘叵聨r石及流體中的熱能.我們所知道的這個(gè)地球內(nèi)部處于高溫灼熱狀態(tài),從地表淺層的幾十度直到內(nèi)部的上千度高溫狀態(tài),表明地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能.

地?zé)峁┡?/span>

在我國黃河以北地區(qū),冬季供暖一般是4個(gè)月到6個(gè)月.當(dāng)前普遍采用的供暖方式是燒煤或者燃油,天然氣及電的方式獲得熱量,主要以水為循環(huán)方式進(jìn)行.而就在我們的腳下的許多地方儲存著溫度叢幾十?dāng)z氏度到幾百攝氏度的地?zé)崴?通過地?zé)崴c供暖媒質(zhì)水的低溫狀態(tài)進(jìn)行熱交換,可以使得媒質(zhì)水的初始溫度大大提高.科技造就的生活的無限延展,提升著人們的幸福感,但同時(shí)也呈現(xiàn)出更大的制約性因素——能源.科技越*,科技產(chǎn)品越豐富,人們對科技力的需求越高,能源的制約就越明顯.

打井機(jī)的工作原理

東營專業(yè)地?zé)峄毓嗑@探，在大氣壓力的作用下,循環(huán)液由沉淀池經(jīng)回水溝沿著井孔的環(huán)狀間隙流到井底,此時(shí)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鉆桿,帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)行鉆進(jìn),由泥漿泵抽吸建立的負(fù)壓把碎屑泥漿吸入鉆桿內(nèi)腔,隨后上升至水,經(jīng)泥漿泵排入沉淀池,沉淀后的循環(huán)液繼續(xù)流入井孔,如此周而復(fù)始,形成了反循環(huán)的鉆進(jìn)工作.

定向井的基本概念

，定向井技術(shù)是當(dāng)今世界石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的鉆井技術(shù)之一，它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術(shù)有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達(dá)地下預(yù)定目標(biāo)的鉆井工藝技術(shù)。采用定向井技術(shù)可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經(jīng)濟(jì)、有效的開發(fā)，能夠大幅度提高油氣產(chǎn)量和降低鉆井成本，有利于保護(hù)自然環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。定向井就是使井身沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜和方位鉆達(dá)目的層的鉆井方法。

其剖面主要有三類：

一般定向井圖示

(1)兩段型：垂直段+造斜段；

(2)三段型：垂直段+造斜段+穩(wěn)斜段；

(3)五段型：上部垂直段+造斜段+穩(wěn)斜段+降斜段+下部垂直段。

水平井是定向井的一種，一般的油井是垂直或傾斜貫穿油層，通過油層的井段比較短。而水平井是在垂直或傾斜地鉆達(dá)油層后，井筒轉(zhuǎn)達(dá)接近于水平，以與油層保持平行，得以長井段的在油層中鉆進(jìn)直到完井。這樣的油井穿過油層井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油層中流體流入井中的流動阻力減xiao，生產(chǎn)能力比普通直井、斜井生產(chǎn)能力提高幾倍。

勝利油田定向井技術(shù)聞名全國，勝利油田鉆井院和勝利油田鉆井工程技術(shù)公司已形成了普通定向井、多目標(biāo)定向井、救援定向井、叢式定向井、水平井、分支井等幾十種類型的定向井施工工藝。勝利油田黃河鉆井總公司和渤海鉆井總公司的定向井施工能力享譽(yù)國內(nèi)外。[1]

定向井的基本應(yīng)用

定向鉆井目前已成為陸地和海上油田開發(fā)的主要手段。定向井在石油勘探與開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。在地面上難以建立井場和安裝鉆井設(shè)備進(jìn)行鉆井的地區(qū)，要勘探開發(fā)地下的油氣資源，*的辦法就是從該地區(qū)附近打定向井。在海洋或湖泊等水域上勘探開發(fā)石油，是建立固定平臺，或采用移動式鉆井平臺，或從岸邊打定向井、叢式定向井。當(dāng)在鉆達(dá)油氣層所經(jīng)過的地層中有難以穿過的復(fù)雜地層時(shí)，用定向井可以繞過這些復(fù)雜地層，稱為繞障定向井。在發(fā)生斷鉆具、卡鉆以及井噴著火等惡性事故的情況下，采用側(cè)鉆井、救援井是處理此類事故的有效方法。近年來，各類水平井、大位移井、多分支井和二維及三維多目標(biāo)井的出現(xiàn)和發(fā)展，更是把定向井的應(yīng)用推進(jìn)到了優(yōu)化油藏開發(fā)方案，增加產(chǎn)量，提高釆收率的范圍。另外，在非石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，例如煤層氣、鹵水、地?zé)帷⑻烊粴馑衔?、固體礦產(chǎn)等的勘探和開采，以及地下核試驗(yàn)的采樣等，定向鉆井技術(shù)也有著非常廣泛的應(yīng)用。[2]

地面限制

油田埋藏在高山、城鎮(zhèn)、森林、沼澤海洋、湖泊、河流等地貌復(fù)雜的地下，或井場設(shè)置和搬家安裝碰到障礙時(shí)，通常在他們附近鉆定向井。

地下地質(zhì)條件要求

用直井難以穿過的復(fù)雜層、鹽丘和斷層等，常采用定向井。

如：安718段塊的井漏、二連地區(qū)巴音區(qū)塊的井，自然方位120-150度。

鉆井技術(shù)需要

遇到井下事故無法處理或不易處理時(shí)，常采用定向井技術(shù)。如：掉鉆頭、斷鉆具、卡鉆等。

經(jīng)濟(jì)有效的勘探開發(fā)油氣藏的需要

Ⅰ原井鉆探落空，或鉆通油水邊界和氣頂時(shí)，可在原井眼內(nèi)側(cè)鉆定向井。

Ⅱ遇多層系或斷層斷開的油氣藏，可用一口定向井鉆穿多組油氣層。

Ⅲ對于裂縫性油氣藏可鉆水平井穿遇更多裂縫、低滲透性地層、薄油層都可鉆水平井，提高單井產(chǎn)量和采收率。

Ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地區(qū)，可用叢式井開采油氣。

定向井基本分類

隨著定向鉆井技術(shù)的發(fā)展，定向井的種類越來越多。[3]

按設(shè)計(jì)井眼軸線形狀分

Ⅰ兩維定向井：井眼軸線在某個(gè)鉛垂平面上變化的定向井，井斜變化，方位不變化。

Ⅱ三維定向井：井眼軸線在三維空間變化的定向井，井斜變化，方位變化?？煞譃椋喝S糾偏井和三維繞障井。

按設(shè)計(jì)zui大井斜角分

Ⅰ低斜度定向井：井斜xiao于15度，鉆井時(shí)井斜、方位不易控制，鉆井難度大。

Ⅱ中斜度定向井：井斜在15-45度之間，鉆井時(shí)井斜、方位易控制，鉆井難度相對較xiao，是使用zui多的一種。

Ⅲ大斜度定向井：井斜在46-85度之間，其斜度大，水平位移大，增加了鉆井難度和成本。

Ⅳ水平井：井斜在86-120度之間，其鉆井相對較難，需要特殊設(shè)備、鉆具、工具、儀器。

按鉆井的目的分

救援井、多目標(biāo)井、繞障井、多底井等。

按一個(gè)井場或平臺的鉆井?dāng)?shù)分

Ⅰ單一定向井

Ⅱ雙筒井：一臺鉆機(jī)，鉆出井口相距很近的兩口定向井。

Ⅲ叢式井（組）：在一個(gè)井場或平臺上，鉆出幾口或幾十口定向井和一口直井。

發(fā)展前景和發(fā)展趨勢

（1）油氣資源供應(yīng)的緊缺形勢和目前油氣生產(chǎn)遇到的問題，為定向鉆井技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展空間。

目前油氣開發(fā)遇到的主要問題可概括為3個(gè)方面：一是新老油田如何提髙采收率，新油田如何優(yōu)化布井方案，老油田如何開釆出更多的剩余油，二是海上油田如何開發(fā)更能降低成本，提髙產(chǎn)量；三是一大批低滲油藏、稠油油藏、裂縫油藏、薄油藏、邊際油藏等特殊油藏如何開發(fā)更為有效。定向鉆井技術(shù)在解決這些問題中都是大有可為的。

（2）中靶精度和軌跡符合率將大大提髙。軌道設(shè)計(jì)曲線、軌跡控制模式和軌跡計(jì)箅方法，將趨向于三者高度統(tǒng)一。

造斜工具和隨鉆測量、隨鉆定向技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)大大提高了中耙精度和軌跡符合率。在未來的發(fā)展中，軌跡符合率必將列為定向井軌跡質(zhì)量的重要評定項(xiàng)目。軌跡符合率高，意味著軌跡優(yōu)化，有利于采油作業(yè)。目前軌道設(shè)計(jì)曲線可以有4種，但是軌跡控制模式卻只有一種“恒裝置角模式”，理論上只能鉆出恒裝置角曲線，無法準(zhǔn)確鉆出其他3種曲線設(shè)計(jì)的軌道。軌跡符合率的進(jìn)一步提髙，必然要求軌跡控制模式與軌道設(shè)計(jì)曲線的高度統(tǒng)一。

（3）未來定向鉆井工作的重心將由靶前井段向靶區(qū)井段轉(zhuǎn)移。工作重心的轉(zhuǎn)移，有可能引出新的定向井類型。

目前的定向鉆井工作主要集中在靶前井段，重點(diǎn)是既要打得快、打得好，還要準(zhǔn)確中靶。除了水平井以外，靶區(qū)井段都比較短，沒有多少工作量和難度。但是從發(fā)展趨勢看，水平井、多分支井和三維多目標(biāo)井等出現(xiàn)后，意味著進(jìn)人耙區(qū)以后，軌跡在靶區(qū)的延伸、發(fā)展和布置越來越受到重視。特別是三維多目標(biāo)井，國內(nèi)根據(jù)其軌跡特點(diǎn)翻譯為“三維多目標(biāo)井”并不*恰當(dāng)。所體現(xiàn)的重要設(shè)計(jì)思想沒有被翻譯出來。實(shí)際表明靶區(qū)井段在油藏開發(fā)中的重要性，設(shè)計(jì)者將更多地考慮軌跡在靶區(qū)內(nèi)的延伸、變化和發(fā)展，從而優(yōu)化開發(fā)方案，提高產(chǎn)量和采收率。一個(gè)新油藏的開發(fā)，利用多種軌跡類型的定向井優(yōu)化開發(fā)方案，這種發(fā)展趨勢在論文中已初現(xiàn)端倪。順著這個(gè)趨勢，未來很有可能出現(xiàn)一種*適應(yīng)于設(shè)計(jì)者意愿的新型定向井。

（4）隨鉆技術(shù)和導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展，zui終將被引導(dǎo)到提高采收率的方向，可能會出現(xiàn)剩余油導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

目前正在發(fā)展的各種隨鉆技術(shù)（隨鉆測憊、隨鉆測井、隨鉆地層評價(jià)、隨鉆地震等）和各種導(dǎo)向（軌跡導(dǎo)向、地質(zhì)導(dǎo)向等）鉆井技術(shù)，一方面*地提髙了軌跡控制能力，另一方面使得井下信息的實(shí)時(shí)獲得量大大增加，*地提髙了地下的透明度?？紤]到老油田剩余油的開采有著巨大的潛力和吸引力，隨鉆技術(shù)和導(dǎo)向鉆井技術(shù)必然會向著開發(fā)剩余油的方向努力，利用某種原理，引導(dǎo)鉆頭向著剩余油富集的位置和方向鉆進(jìn)。[4] 1、目的意義  定向井和水平井是在給定造斜井深的條件下，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方位和井斜鉆達(dá)目的層的鉆井方法。到達(dá)目的層的井段如為斜直段或降斜段則為定向井；如為水平段則為水平井。 

鉆定向的目的是： 

1、地面條件限制；如高山、大河、湖泊、海洋、城市、建筑等；

2、地下條件限制；如地下斷層、鹽丘、穹窿等復(fù)雜地層；

3、鉆井工藝要求；如側(cè)鉆井、救援井、叢式井、分支井等；

4、開發(fā)油氣藏的需要。

鉆水平井的目的是： 

1、開發(fā)低滲透、低孔隙度油氣藏；

2、叢式鉆井和海洋鉆井的需要。

主要內(nèi)容有： 

1、定向井和水平井剖面設(shè)計(jì)； 

2、定向井和水平井井眼軌跡測量和計(jì)算；

3、定向井和水平井井眼軌控制原理和技術(shù)。

定向井水平井剖面設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)原則： 

A、實(shí)現(xiàn)定向井鉆井目的；

B、充分利用地層的造斜規(guī)律；

C、有利于鉆井、采油和開發(fā)的要求；

D、有利于安全、快速、低成本鉆井。

2、應(yīng)考慮的問題： 

A、力求使設(shè)計(jì)軌跡zuixiao；

B、應(yīng)使斜直段zui長； 

C、造斜點(diǎn)和造斜段應(yīng)選在穩(wěn)定地層

D、應(yīng)考慮方位漂移引起的方位變化；

E、避免嚴(yán)重狗腿度出現(xiàn)。

3、剖面類型及選擇 

常用的剖面類型有： 

A直——增——穩(wěn)剖面。由垂直段，造斜段及穩(wěn)斜段組成（三段制剖面）；

B直——增——穩(wěn)——降剖面。由垂直段，造斜段，穩(wěn)斜段及降斜段組成（S型剖面）；

C直——增——穩(wěn)——降——斜剖面。由垂直段，造斜段，穩(wěn)斜段，降斜段及斜直段組成（修正S型剖面）。

實(shí)際井眼軌跡的測量計(jì)算    

實(shí)際井眼軌跡不可能與設(shè)計(jì)*一樣，這就要求我們隨時(shí)測量井斜和方位的變化情況。從而使井眼按設(shè)計(jì)鉆進(jìn)。目前定向井測量工具有單點(diǎn)及多點(diǎn)測量儀、隨鉆測量儀、陀螺測斜儀等。通過這些儀器可測量任意一點(diǎn)的井斜和方位。根據(jù)測量的參數(shù)可以計(jì)算井眼任意點(diǎn)的坐標(biāo)井眼軌跡的測量  為了知道實(shí)鉆井眼是否與設(shè)計(jì)井眼相*，為了判斷是否能鉆達(dá)設(shè)計(jì)目標(biāo)，必須測定地下井眼位置。而實(shí)際地下井眼的位置和實(shí)鉆井眼軌跡是通過測量不同井深處的井斜角和方位角并利用它們進(jìn)行計(jì)算出來的。另外，為了給造斜工具，如射流鉆頭、偏心穩(wěn)定器、彎接頭、彎外殼等造斜工具在井下確定方向，簡稱為定向，也需要進(jìn)行測量。扭方位時(shí)確定造斜工具的裝置角，又叫工具面角也需要進(jìn)行測量。因此，實(shí)鉆井眼軌跡的測量需要使用能夠在井下測量不同深度的井斜角和方位角、裝置角的測量儀器。井眼相對于地面的位置可以根據(jù)累計(jì)測量的結(jié)果計(jì)算出來。

井眼軌跡測量的目的是：

（1）隨鉆監(jiān)測實(shí)鉆井眼軌跡以保證鉆達(dá)設(shè)計(jì)目標(biāo)； 

（2）當(dāng)需要用造斜工具定向時(shí)，將造斜工具按要求的方向定向；

（3）確保正在鉆進(jìn)的井眼與已鉆井眼沒有相碰的危險(xiǎn)； 

（4）確定所鉆井鉆過地層的真垂深，以準(zhǔn)確地繪制出地質(zhì)剖面圖；

（5）為了監(jiān)測油層特性及鉆救援井需要確定準(zhǔn)確的井底位置；

（6）沿井身計(jì)算井眼曲率，以評價(jià)井身質(zhì)量；

（7）為固井、完井和采油提供井眼軌跡數(shù)據(jù)。 

zui早的測斜儀是氟氫酸測斜儀。其測斜原理是：儀器的內(nèi)容器是玻璃筒，內(nèi)裝氫氟酸。如果儀器在傾斜位置停留一段時(shí)間，則酸將與玻璃起反應(yīng)并在圓筒面上留下指示水平位置的刻痕，據(jù)此痕跡可計(jì)算井斜角。隨著定向井不斷發(fā)展，對測量儀器提出了更高更多的要求，大量和同時(shí)多點(diǎn)測量，氟氫酸測斜儀已不能滿足要求。后來出現(xiàn)了井下機(jī)械照相和電子照相。到60年代已具備了很好的測斜儀器和測斜方法。大量和頻繁的測量工作使測量儀器不得不進(jìn)一步發(fā)展，于是又研制出來單和多點(diǎn)測斜儀，陀螺測斜儀等，更進(jìn)一步的發(fā)展是有線和無線隨鉆測斜儀，可以進(jìn)行連續(xù)測量井眼軌跡。

井斜和方位的測量     

實(shí)鉆井眼軌跡的測量主要是井斜角和方位角的測量。根據(jù)不同的測量原理有多種井斜和方位測量儀。在實(shí)際測過程中，井斜和方位測量儀是整套裝在一個(gè)殼體里面，由電池或井下發(fā)電機(jī)或地面供電。測量工具用鋼絲繩下入井內(nèi)或在下鉆時(shí)裝在鉆鋌里面下入，也可由地面投入。某些陀螺測量工具裝在電纜上入井，這樣可以在地面記錄測量結(jié)果。 

（1）羅盤重垂式井斜方位測量這種儀器測量井斜角的基本原理是利用地球重力場、表面水平和懸垂原理。測量方位角是采用測量大地磁場水平分力方向的羅盤測量原理。

（2）加速度計(jì)磁力計(jì)井斜方位測量  利用安裝在測量儀器內(nèi)的加速度計(jì)和磁通門計(jì)可測出X、Y、Z方向的地球重力加速度分量，測量出X、Y、Z方向的地磁分量，并可由這些測量值計(jì)算出井斜角、方位角和工具面角。

（3）磁偏角與無磁鉆鋌     

以地磁場為基礎(chǔ)的測量井眼方位的測量儀器要對真北極和磁北極之間的差進(jìn)行修正。磁偏角是磁北極和真北極之間的夾角，該角隨時(shí)間而變化，并取決于地理位置和地球表面的特征。除了對真北極進(jìn)行修正外，使用磁測量工具時(shí)必須特別注意磁干擾的影響。這種干擾可能是由于緊靠鋼鉆鋌引起的，也可能是由于鄰近的套管和具有磁性的地層所致。利用無磁鉆鋌可以把羅盤和羅盤上下的磁鋼和磁場分開，并可防止對地磁場的干擾。所需要的無磁鉆鋌數(shù)量取決于幾個(gè)因素，包括井斜角和方位角，和按照其緯度測出的井的地理位置。在高北緯地區(qū)分磁強(qiáng)度很xiao，羅盤讀數(shù)易受附近其他磁流的影響。因此應(yīng)下入較多的無磁鉆鋌，將其他磁源的影響減到zui低限度。

（4）陀螺方位測量 

在已下套管的井內(nèi)使用磁性羅盤時(shí)，鋼套管的影響會得出錯(cuò)誤的測量結(jié)果。在附近有下套管的井的裸眼井內(nèi)測量時(shí)也會如此。叢式井平臺上一口定向井初始造斜時(shí)，由于緊靠已下套管的各鄰井使用磁性測量儀是不可靠的。在這種情況下必須用不受磁場影響的陀螺羅盤代替磁性羅盤。 

目前使用的陀螺測斜儀中方位角的測量是用一個(gè)二自由度萬向支架自由陀螺儀。在下入陀螺儀前，必須將陀螺與已知的標(biāo)準(zhǔn)方向?qū)?zhǔn)，這個(gè)方向通常是真北方向。也可以使用望眼鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)來定向。因?yàn)橐院蟮臏y量均是以這個(gè)方向?yàn)闇?zhǔn)，所以地面任何方向的偏差都會導(dǎo)致測量結(jié)果的系統(tǒng)誤差。將陀螺方向定好再將儀器裝進(jìn)測斜儀內(nèi)，用鋼絲自鉆柱內(nèi)下入進(jìn)行測量。當(dāng)讀取結(jié)果時(shí)，方位根據(jù)真北來定而無須用磁偏角矯正。新一代的陀螺測斜儀不需要在地面上對準(zhǔn)真北。它能在每個(gè)測點(diǎn)上獨(dú)立地指向真北，因而不會受到普通陀螺儀漂移累加的影響。這種尋北的能力消除了普通陀螺測量的內(nèi)在誤差。 

單點(diǎn)及多點(diǎn)測量儀

（1）單點(diǎn)測量儀  單點(diǎn)測斜儀用于監(jiān)測一口定向井或控制井斜的鉆井過程，并幫助改變井眼軌跡時(shí)確定工具面的方向。根據(jù)采用的測斜原理和方法不同稱為磁性單點(diǎn)、電子單點(diǎn)和陀螺單點(diǎn)測斜儀。單點(diǎn)測斜儀的正常測量過程是在鉆頭離開井底接單根時(shí)進(jìn)行。使用步驟是，組裝好儀器，觸發(fā)定時(shí)器，然后用鋼絲繩將測斜儀下入鉆柱內(nèi)。在井斜角較大（60—700）的情況下需將儀器泵送下入。在儀器下入過程中應(yīng)上下活動鉆柱，以防止卡鉆。當(dāng)儀器接近測斜位置時(shí)應(yīng)減緩下鉆速度，在測量過程中不要活動鉆柱，除應(yīng)用運(yùn)動定時(shí)器外。定時(shí)器被觸發(fā)時(shí)，要使地面的秒表開始走動，它將告訴你儀器何時(shí)正在測量。之后將測斜工具起出地面。進(jìn)行處理即可獲得測斜數(shù)據(jù)。

（2）多點(diǎn)測斜儀 

多點(diǎn)測斜儀工作原理與單點(diǎn)測斜儀相同，同樣有磁性多點(diǎn)、電子多點(diǎn)及陀螺多點(diǎn)測斜儀。但能夠在預(yù)定井段內(nèi)測量并存儲多組數(shù)據(jù)。在起鉆前將多點(diǎn)測斜儀投入鉆柱內(nèi)，即可在起鉆過程中測量全井井斜和方位。起一個(gè)立柱（約30米）測量一次。如果想得到更多的測點(diǎn)，可隨時(shí)停止起鉆等侯測量。當(dāng)儀表在地面組裝并開動定時(shí)器時(shí)，秒表也要同時(shí)開動。秒表與定時(shí)器同步使操作人員準(zhǔn)確知道何時(shí)測量和測量的次數(shù)。當(dāng)起出每柱鉆桿時(shí)，記錄人員必須記錄每次測量的測量深度，和單點(diǎn)測斜一樣，除陀螺測斜儀外，多點(diǎn)測斜儀也必須在無磁鉆鋌內(nèi)進(jìn)行測量。每次卸鉆柱立根后應(yīng)靜止足夠的時(shí)間而可以測量兩次。這兩次測量的結(jié)果應(yīng)是相同的。在兩次卸立根之間，鉆柱正在活動時(shí)所進(jìn)行的測量將忽略不計(jì)。多點(diǎn)測斜一般在一特定井段鉆完后，下套管前進(jìn)行。由于多點(diǎn)測斜的測點(diǎn)比單點(diǎn)更密集，所以多點(diǎn)測斜的井眼軌跡更具有代表性。 

隨鉆井眼測量儀

（1）隨鉆有線測量儀      

有線隨鉆測量儀用加速計(jì)和磁通門磁力計(jì)測量井斜和方位。井斜和方位的測量數(shù)據(jù)經(jīng)電纜傳遞到地面計(jì)算機(jī)處理后進(jìn)行記錄和顯示。多數(shù)有線隨鉆測斜儀可在鉆井過程中不斷檢測井斜、方位和工具面角。這些數(shù)據(jù)能由裝在司鉆旁的顯示器實(shí)時(shí)顯示。因此，有線隨鉆測斜儀能為定向鉆井提供更多、更及時(shí)的信息，以幫助操作人員調(diào)整工具面角、控制泥漿馬達(dá)。由于有連續(xù)穩(wěn)定的工具面角讀數(shù)，使操作人員無須再對預(yù)定的反扭矩修正工具面角。

（2）無線隨鉆測量儀 

有線隨鉆測量的zui大缺點(diǎn)是是有線傳輸，這給鉆井施工帶來*的麻煩。特別是無法采用轉(zhuǎn)盤鉆井。目前已經(jīng)研究了代替有線傳輸數(shù)據(jù)的方法。如電磁波法、聲波法、壓力脈沖法、壓力脈沖調(diào)制法和鉆桿法。而目前進(jìn)入商業(yè)系統(tǒng)的傳輸方法只有壓力沖和壓力脈沖調(diào)制法。壓力脈沖系統(tǒng)又分為正壓力脈沖和負(fù)壓力脈沖系統(tǒng)。  典型的隨鉆測量系統(tǒng)井下部分包括加速度計(jì)和磁通門磁力計(jì)傳感器部件，由傳感器轉(zhuǎn)換到信號的部件，脈沖發(fā)生器部件和動力部件。在地面由壓力傳感器接受信號并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理。把這些信息轉(zhuǎn)換成井斜角、方位角和工具面角的數(shù)據(jù)。這些信息既可傳輸?shù)浇K端打印，也可傳輸?shù)姐@臺顯示。實(shí)際井眼軌跡繪制  使用上述任何一種方法可計(jì)算出井眼軸線上各測點(diǎn)三維坐標(biāo)。根據(jù)這些坐標(biāo)值就可以繪制定向井的實(shí)鉆井眼軌跡圖。根據(jù)實(shí)鉆井眼軌跡圖可以掌握當(dāng)前井底的位置和井眼前進(jìn)的方向，隨時(shí)和設(shè)計(jì)進(jìn)行對比，以便發(fā)現(xiàn)其中的偏差和及時(shí)采取措施。工程上常用的定向井實(shí)鉆井眼軌跡圖分為水平投影圖和垂直投影圖。水平投影圖即為實(shí)鉆井眼軌跡在水平面上的投影，垂直投影圖即為實(shí)鉆井眼軌跡在垂直平上的投影。

（1）水平投影圖的繪制     

按比例作出直角坐標(biāo)圖，坐標(biāo)圖的縱坐標(biāo)是N-S（北北），橫坐標(biāo)是E-W（東西），根據(jù)計(jì)算的各個(gè)測點(diǎn)的坐標(biāo)值。即可描繪出水平投影圖。

（2）垂直投影圖繪制    

確定一個(gè)垂直平面，以垂直井深為縱坐標(biāo)，以水平位移為橫坐標(biāo)，按比例作出直角坐標(biāo)圖，然后將各個(gè)測點(diǎn)計(jì)算的坐標(biāo)值一一描在坐標(biāo)圖上，zui后將各點(diǎn)光滑地連接起來，即可得到井眼軌跡垂直平面圖。

5、井眼軌跡的控制    

井眼軌跡的控制是鉆定向井成敗的關(guān)鍵，因?yàn)橛性S多影響井眼軌跡變化的因數(shù)，無論是直井或定向井都必須控制井眼軌跡，否則都不可能按設(shè)計(jì)井眼軌跡鉆達(dá)目標(biāo)。

地層及其各向異性

（1）地層各向異性     

地層各向異性用各向異性指數(shù)表示，它是指沿垂直地層層面的可鉆性大于沿平行地層層面的可鉆性。因而造成鉆井時(shí)沿某一方向切削多，而沿另方向少，從而引起井斜；

（2）地層傾角

在大傾角陡構(gòu)造上鉆井，井斜一般都很嚴(yán)重，其井斜的規(guī)律是：  當(dāng)?shù)貙觾A角大于450時(shí)，井斜沿地層下傾方向井斜；    

當(dāng)?shù)貙觾A角xiao于450時(shí)，井斜沿地層上傾方向井斜；

（3）地層軟硬交替 

當(dāng)鉆井軟硬交錯(cuò)層時(shí)，鉆頭同時(shí)與軟硬地層接觸，在軟地層一側(cè)的力比硬地層一側(cè)的力xiao，在鉆頭上產(chǎn)生力矩，使井眼沿上傾方向井斜。   

除此之外，斷層也會造成井斜。    

地層因素對井斜的影響，實(shí)質(zhì)是地層造斜力的作用。

其實(shí)質(zhì)是施加鉆壓后，鉆柱發(fā)生彎曲變形，在鉆頭上產(chǎn)生側(cè)向力，由于側(cè)向力的作用，使鉆頭合力方向不再與井眼軸線重合，造成井斜。為了防止井斜，應(yīng)當(dāng)使鉆柱組合在施加鉆壓后，產(chǎn)生的鉆頭側(cè)向力為零，使鉆頭合力與井眼軸線重合。  鉆井過程中通過下部鉆柱給鉆頭施加鉆壓，當(dāng)鉆壓超過鉆柱彎曲的臨界鉆壓時(shí)，鉆柱就會發(fā)生彎曲，從而在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)指向井壁的側(cè)向力，這時(shí)鉆頭合理與井眼軸線發(fā)生偏離，鉆進(jìn)方向不再與井眼軸線重合使井眼發(fā)生偏斜。 

鉆頭結(jié)構(gòu)引起的各向異性 

鉆井過程中，鉆頭主要是沿其自身的軸線前進(jìn)的，鉆頭設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮鉆頭的側(cè)向切削問題。但是，一般鉆頭都有不同程度的側(cè)向切削能力，這對鉆進(jìn)軌跡有一定的影響。例如大多數(shù)三牙輪鉆頭都設(shè)計(jì)成超頂和移軸，使鉆頭產(chǎn)生側(cè)向切削。鉆頭軸向切削能力與側(cè)向切削能力的差異稱為鉆頭各向異性。由于鉆頭各向異性的影響，鉆頭即使在各向同性地層鉆進(jìn)，也不能按鉆頭合力方向鉆進(jìn)。

井眼軌跡控制     

井眼軌跡控制包括直井和定向井，方法不盡相同，但基本原理卻都一樣。

直井井斜控制      

鉆井過程中的井斜問題一直是國內(nèi)外鉆井專家、學(xué)者研究的重要課題。這是由于井斜直接影響到油氣井的鉆井成本和勘探開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。迄今為止國內(nèi)外已有大量的文獻(xiàn)研究這個(gè)問題，中國的白家治等是這個(gè)課題研究的杰出代表。由于他們的研究成果，使防斜問題取得了很大的進(jìn)步，形成了一整套井斜控制理論和原理。但是根本性的突破還未取得，也就是說還沒有建立一套有效的防斜理論和技術(shù)來控制井斜問題。這是因?yàn)橛绊懢钡囊蛩厥謴?fù)雜，建立的數(shù)學(xué)模型無法反映所有因素的影響，特別是地層因素的影響很難確定。建立的數(shù)學(xué)模型只能在一定的條件下使用，不能反映鉆井過程的客觀規(guī)律。盡管如此，目前的井斜控制理論在一定程度上也能減緩井斜，并控制井斜在一定范圍之內(nèi)。這是鉆井工程和油氣勘探開發(fā)所允許的。行之有效的防斜理論和技術(shù)有待進(jìn)一步研究。 

控制井斜實(shí)質(zhì)就是控制鉆頭造斜力，使其為降斜力。要達(dá)到這個(gè)目的，地層造斜力是不可改變的，*可控制的是下部鉆柱組合和鉆井參數(shù)，通過改變下部組合和調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)可使鉆頭側(cè)向力為降斜力，抵抗地層造斜力的作用強(qiáng)度，使井斜控制在一定范圍內(nèi)。目前使用的鐘擺鉆具、塔式鉆具、偏心鉆鋌等是以增大降斜力為目的的鉆柱。他們可以起在直井中防斜，在斜井中糾斜的作用。

剛性滿眼鉆柱、方鉆鋌、螺旋鉆鋌等是以強(qiáng)大的剛度反抗地層造斜的作用。在直井中防斜，在斜井中穩(wěn)斜，井斜了不能使用剛性滿眼鉆柱。但是通過調(diào)節(jié)扶正器安放間距和鉆井參數(shù)，剛性滿眼鉆柱也可以是增斜或降斜鉆柱。鐘擺鉆具防斜  這種鉆具是在鉆頭的上方一定距離處，一般是18—27米左右按裝一個(gè)扶正器。當(dāng)其發(fā)生井斜時(shí)，扶正起靠下井壁上，扶正器下面的鉆柱重量在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)指向下井壁的力，這個(gè)力就是鐘擺力，是降斜力，使井斜減少。鐘擺鉆具使用關(guān)鍵是扶正器的安放距離，太大在扶正器下面產(chǎn)生新切點(diǎn)，鐘擺失效；太xiao鐘擺力也xiao，效果也不好。鐘擺鉆具的特點(diǎn)是在直井中能防斜，在斜井中可糾斜。

剛性滿眼鉆具    

所謂剛性滿眼鉆具是指組成下部鉆具的剛度大，在鉆井過程中不會發(fā)生彎曲變形。要實(shí)現(xiàn)這種鉆井，一是采用大尺寸鉆鋌，二是在下部鉆柱上安放三個(gè)以上的扶正器，其中一個(gè)扶正器必須緊靠鉆頭，使鉆柱扶正器填滿井眼。

其防斜原理是： 

* 在緊靠鉆頭處安裝一個(gè)近鉆頭扶正器，在地層造斜力很大的情況下，近鉆頭扶正器支撐在井壁上，限制鉆頭橫向移動，抵抗地層造斜力的作用，減少由于下部鉆柱彎曲而產(chǎn)生的鉆頭傾斜角； 

* 使用大尺寸鉆鋌加扶正器使井眼填滿，在較大的鉆壓下鉆柱不會發(fā)生彎曲，保持鉆柱在井眼內(nèi)居中，減少鉆頭傾斜，限制了由于鉆柱彎曲產(chǎn)生的造斜力。  為了充分發(fā)揮剛性滿眼鉆具的作用，則至少要安裝三個(gè)扶正器。用有限元法和連續(xù)梁法可以計(jì)算剛性滿眼鉆具的力學(xué)特性。

塔式鉆具  

下部鉆具是由幾種不同尺寸組成，并且是緊靠鉆頭處的直徑zui大，隨后逐漸遞減，形如塔形。故叫塔式鉆具。這種鉆具組合下部鉆具重量大、重心低、鉆頭工作平穩(wěn)，并能產(chǎn)生較大的鐘擺力。塔式鉆具在井徑易擴(kuò)大地層中鉆進(jìn)防斜效果好，井斜變化率xiao。

偏心鉆鋌 

偏心鉆具是將普通鉆鋌的一側(cè)開孔或削掉一部分重量，這樣就成了偏心鉆鋌。當(dāng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)就會產(chǎn)生偏心旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生指向重邊的離心力。這個(gè)離心力在由高邊向低邊運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生加速運(yùn)動敲打并切削下井壁，從而在斜井中起糾斜作用，由于偏心旋轉(zhuǎn)鉆柱不會發(fā)生自轉(zhuǎn)，在直井中可防斜，在斜井中可糾斜。     

還有一些防斜方法，原蘇聯(lián)的雙效防斜鉆具、柔桿鉆具、水力加壓鉆具等。 

定向井井眼軌跡控制 

定向井井眼軌跡控制包括造斜、穩(wěn)斜、降斜和扭方位等作業(yè)。使用造斜器、帶彎接頭或彎外殼的螺桿鉆具、帶彎接頭或偏心扶正器的渦輪鉆具、偏心噴射鉆頭、以及調(diào)整下部鉆具組合等都能不同程度實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的控制。要使井眼軌跡按預(yù)先設(shè)計(jì)的方位和井斜鉆進(jìn)，首先必須選擇滿足設(shè)計(jì)造斜率的造斜工具沿預(yù)計(jì)的方位造斜。這需要通過造斜工具或利用地層自然造斜來完成。鉆井方式不同，使用的造斜工具也不一樣，常用的造斜方法分為轉(zhuǎn)盤造斜和井下動力鉆具造斜兩種。

下面是常用的改變井眼軌跡所使用的工具和方法。 

（1）轉(zhuǎn)盤造斜                  

 ① 槽式變向器                

zui早使用的一種造斜工具，主要參數(shù)

這種工具的使用條件是xiao尺寸鉆頭及鉆柱組合，輕壓慢轉(zhuǎn)。  

這種造斜工具的缺點(diǎn)是：施工煩瑣、效率低、可靠性差、易損害鉆具。

② 噴射式鉆頭造斜    

利用不對稱水眼或偏心水眼鉆頭，先沖出一個(gè)斜井眼。適用于較軟的地層造斜，造斜時(shí)在鉆頭上方安放扶正器。

③ 錨式鉆頭    

利用鉆頭內(nèi)外壓力差的作用，將鉆頭推向井壁的一側(cè)，使鉆頭產(chǎn)生橫向切削作用。

④ 偏心鉆頭    

由偏心刀片和和水眼組成，適用于鉆第二井眼造斜。

（2）井下動力鉆具造斜 

① 彎接頭加螺桿鉆具或彎外殼螺桿鉆具   

這種造斜工具是將螺桿鉆具接在鉆頭上，彎接頭接在螺桿鉆具上或直接將彎外殼螺桿鉆具接在鉆頭上，再上面接無磁鉆鋌和鉆柱。造斜時(shí)將彎曲方向指向設(shè)計(jì)方位，用轉(zhuǎn)盤鎖住鉆柱。開泵后螺桿鉆具心軸旋轉(zhuǎn)帶動鉆頭也旋轉(zhuǎn)，但螺鉆具的外殼及彎接頭和整個(gè)鉆柱不旋轉(zhuǎn)。這樣鉆進(jìn)方向就沿彎接頭或彎外殼的方向鉆進(jìn)。這種造斜工具是目前普遍使用造斜工具，zui大特點(diǎn)是可以連續(xù)造斜，造斜效率高，操作方便。表征造斜工具造斜能的大xiao叫造斜率。 

② 渦輪鉆具加彎接頭或彎外殼渦輪鉆具    

這種造斜工具的造斜原理和方法與螺桿鉆具相同，不同之處是蝸輪鉆具與螺桿鉆具水力特性不同，蝸輪鉆具比螺桿鉆具的特性更為復(fù)雜，操作時(shí)必須使渦輪在zui大功率的轉(zhuǎn)速和扭矩下工作。

（3）下部鉆具組合    

下部鉆柱組合是指用于給鉆頭施加鉆壓的那一部分鉆柱，這部分鉆柱主要是鉆鋌、扶正器、鉆頭等組成。由于鉆鋌的尺寸、扶正器直徑、扶正器的安放位置和數(shù)量都要影響下部鉆柱的力學(xué)特性，即影響下部鉆柱的增斜、降斜和穩(wěn)斜特性。但無論那一種鉆具組合都將在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向力，這個(gè)力可能是增斜力、降斜力或穩(wěn)斜力。給定的鉆具組合必然是其中的一種。所以通過改變下部鉆具組合可達(dá)到早斜、穩(wěn)斜和降斜的目的。下部鉆柱組合力學(xué)特性可用經(jīng)典的力學(xué)方法求解，如zuixiao能量法、縱橫彎曲連續(xù)梁法、有限元法。通過這些方法可以求借求解給定鉆柱組合產(chǎn)生的鉆頭側(cè)力是增斜、穩(wěn)斜或降斜。目前已有這種計(jì)算軟件，使用非常方便。

（4）彎接頭和彎外殼馬達(dá) 

大多數(shù)中半徑定向井和水平井鉆井系統(tǒng)使用帶彎接頭（0-20）和穩(wěn)定器的彎外殼馬達(dá)（0-2.50）。彎外殼與挽接頭相比有如下優(yōu)點(diǎn)：鉆頭傾斜時(shí)受到的側(cè)向載荷xiao，可改善鉆頭的性能；更容易進(jìn)行工具的準(zhǔn)確定向和起下鉆；下鉆時(shí)可減少鉆頭碰撞井壁臺肩；減少作用在馬達(dá)徑向軸承上的徑向載荷；可以象正常轉(zhuǎn)盤鉆那樣旋轉(zhuǎn)彎外殼馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn)；彎外殼的角度能夠產(chǎn)生很好的預(yù)測角度變化；彎外殼使彎曲部位更靠近鉆頭，可產(chǎn)生更高的造斜率或井眼曲率，zui高可達(dá)300/30米。在大斜度井中廣泛使用。

（5）可變彎接頭    

法國石油研究院和法國SMF公司聯(lián)合研究出了一種鉆定向井時(shí)可在地面遙控井眼軌跡的可變彎接頭。這種可變彎接頭內(nèi)裝一個(gè)自由活塞，每當(dāng)排量超過預(yù)定的臨界值時(shí)，自由活塞就要向下運(yùn)動?；钊谙蛳逻\(yùn)動過程中轉(zhuǎn)動與上短節(jié)傾斜一定的角度的下短節(jié)，從而改變彎曲角度。活塞向下運(yùn)動后又向上運(yùn)動，并借助機(jī)械部件將下短節(jié)鎖緊在新的位置上。這種彎接頭所能產(chǎn)生的zui大彎曲角為2-30，具體情況由外徑而定。    這種可變彎接頭與有線隨鉆測量儀和井下馬達(dá)一起使用時(shí)，將其調(diào)后再下井，這樣鉆頭就不會碰到井壁臺肩。鉆頭下到井底后井下馬達(dá)一旦啟動，其反扭矩便轉(zhuǎn)動可變彎接頭的下短節(jié)，使可變彎接頭的彎曲角度變到預(yù)定值。彎曲角度可在0-40范圍變化。    茹塞爾1987年發(fā)明了一種可由地面啟動的可變彎接頭，這種可變彎接頭利用泥漿壓力來啟動圓柱心軸并改變彎曲角度。   

司可也非爾發(fā)明了一種通過投球來啟動的彎接頭。當(dāng)球在這種可變彎接頭內(nèi)坐放好后，作用在活塞上的壓力將心軸向下推，使傳動軸偏斜。用鋼絲取出這個(gè)球即可恢復(fù)穩(wěn)斜鉆進(jìn)。