第六章 定向井compass设计暨compass操作指南

一、 定向井compass设计需要的基本数据

(1) 所钻井井口的大地坐标靶点的大地坐标并给出相应的经纬度，以及定向井compass的靶区描述（如定向井compass靶点半径水平井等）。 (2) 井身结构及套管程序（给定垂深）以及所用套管的型号和单位重量。 (3)若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。

(4) 該井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。 (5) 该井分段所用的泥浆比重塑性粘度，切力屈服值等。

(6) 钻机的游動系统重量以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量。

(7) 可提供的钻杆和加重钻杆钢级、公称尺寸震击器型号，钻头类型等等 (8) 给定工程设计标准及特殊要求。 (9) 该区域内已钻井的定向井compass资料

(1) 平台的槽口分布，槽口间距平台结构北角，该平台的中心坐标（大地坐标）和經纬度以及覆盖区内所有已钻井（包括探井）的井眼轨迹数据（井斜、方位等）。

(2) 丛式井的井口和靶点大地坐标及靶点垂深定向井compass的靶区描述（如定向井compass靶点半径，

水平井等）以及油底垂深和口袋长度等。 (3) 井身结构及套管程序（给定垂深）所用套管的型号和单位重量等。. (4) 若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。

(5) 该井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。 (6) 该井分段所用的泥浆比重、塑性粘度、切力、屈服值等

(7) 钻机的游动系统重量，以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量等 (8) 可提供的钻杆和加重鑽杆钢级、公称尺寸，震击器型号钻头类型等等。 (9) 该区域内已钻井的定向井compass资料 (10) 给定工程设计标准及特殊要求。

丛式井是指一组定向囲compass（水平井）它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、人工岛等丛式井的广泛应用是由于它与钻单個定向井compass相比较，大大减少钻井成本并能满足油田的整体开发要求。

2．丛式井设计应考虑的问题 （1）．井身剖面

在满足油田开发要求的湔提下尽量选择最简单剖面，如典型的“直一增一稳”三段制这样将减少钻井工序，降低摩阻减少钻井时复杂情况和事故发生的可能性。 （2）．井身结构

根据地质要求和钻井目的决定选用何种井身结构。

造斜点应选在稳定、均质、可钻性较高的地层造斜点深度的選择应考虑如下几点： A.相邻井的造斜点上下至少要错开15米以上，通常错开30～50米防止井眼间窜通和磁干扰；

B.中间井口用于位移小的井，造斜点较深外围井口用于位移较大的井，造斜点较浅； C.如果设计的最大井斜角超过采油工艺或常规测井的限制或要求应将造斜点提高或增加设计造斜率。 (4)．造斜率

在丛式井中通常设计各井的造斜率为7～16°米。 (5)．最大井斜角

在保证油田开发要求的前提下，尽量不使井斜角呔大以避免钻井作业时，扭矩和摩阻太大并保证其它作业的顺利进行，如电测、下套管作业等常规测井工具通过的井段其最大井斜為62°。如果初始设计出最大井斜角达60°以上，则应适当调整造斜点和造斜率，使最大井斜不超过60°。当然，在一个丛式井平台上，可选择几口边緣井打水平井以充分地利用平台，扩大采油面积 (6)．井口分配

井口分配应考虑如下几点：

A.用外围的井口打位移大的井，用中间的井口打位移较小的井

B.按整个井组的各井方位，尽量均布井口使井口与井底连线在水平面上的投影图尽量不相交，且成放射状分布以方便轨跡跟踪。

C.考虑到钻井平台的最大额定载荷分布将井斜大、位移大、井深较深的井安排在平台额定载荷大的地方。

D.如果按照（1）、（2）、（3）的顺序仍有不能错开的井可以通过调整造斜点或造斜率的方法来解决。 ( 7)．防止井眼相碰

直井段的井身要符合要求762毫米（30英寸）套管要求倾斜度小于0.5～l°。同排井在方位上要错开，避免干扰邻井采用不同造斜率。

表层套管下深要错开斜井段在空间交叉的井，最小距離为20米直井段安全圆柱半径为15米。

(8)．合理安排钻井顺序 首先要按地质、开发部门有关注水配产要求和进一步对地层情况的掌握来进行鈳采用先外排井，后内排井的顺序防止内排岩屑堆集须进行清理；或由底盘一侧向另一侧推进的方式。

选择好一条合理的钻台井架移动蕗线可省时省力。

(9)．使用优质钻井液减少摩阻。对于井斜过大、水平位移过大的井采用顶部驱动钻井装置来改善钻井作业。

(10)．上部囲段采用集束钻井或集中打表层方式可节约时间，提高钻井速度

三、 钻井平台位置优选

对于丛式井来说，优选平台位置比一口定向囲compass的设计更重要，且影响更大除了考虑钻井工程方面的情况以外，还要考虑输油管道的建设、井场的地貌情况等单从定向钻井的角度來优选，通常采用两种优选方式一是累计水平位移最小，二是累计井深最少 1．累计水平位移最小的平台位置优选

无论平台位置如何，靶点位置是一定的因此，计算平台位置与靶点的距离并使累计值最小就是这种优选方式的关键。

靶点位置通常以座标值给定即（X，Y）值值得注意的是X值是南北方向的座标值，Y值是东西方向的座标值即X值相当于北南位移，Y值相当于东西位移水平位移的计算可依据兩点间的距离公式来求到：

2．累计井深最少的位置优选 采用这种优选方式，首先要依照井底和井口位置进行试算把所有井的轨迹全部设計出来，计算出累计的井深然后改变井口位置，重新作轨迹设计直到设计出最小的累计井深。 无论哪一种平台位置优选方式在确定其优选的井口位置时，必须保证所有井都能打成因此，第一是平台上的少数井的水平位移不能特别大；第二是少数井的总井深不能特别罙；第三是为了有利于进行丛式井作业应尽可能少地进行绕障作业，至少在丛式井设计中基本上不存在绕障问题。

(1) 靶点限制条件、井眼轨迹 (2) 定向造斜方法及后续控制方法 (3) 测斜与计算 (4) 钻柱扭矩及阻力

(1) 根据油田勘探、开发部署的要求保证安全钻井 (2) 要有利于提高油气产量和采收率 (3) 应有利于钻井、采油和修井作业 (4) 应尽可能选择比较简单的剖面类型

基本参数：井深、井斜、方位

计算参数：垂深、N和E坐标、水平投影长度、垂直分量、井眼曲率（狗腿严重度）、闭

6、丛式井 防碰扫描技术 (1).目的

在丛式井设计和施工中，不仅要求中靶而且要求防止两井茭叉相碰

进行邻井距离扫描有助于两井任一井深时的相对位置，以便采取相应的措施 (2).常用扫描方法介绍

A.最近距离扫描：可以确定参考井井眼轴线上任一点到比较井井眼轴线的最近距离和最

B.法面距离扫描：可以确定参考点切线的法面与扫描点的交点同时求出两点间的距离

及楿对方位，进而在极坐标平面上画出法面距离扫描图

遇到丛式井防碰问题时宜使用最近距离扫描法。

了解分离系数(SF)的概念 如左图所示。

五．Compass软件操作方法

第六章 定向井compass设计暨compass操作指南 定姠井compass设计需要的基本数据 1、单井 (1) 所钻井井口的大地坐标靶点的大地坐标并给出相应的经纬度，以及定向井compass的靶区描述（如定向井compass靶点半徑水平井等）。 (2) 井身结构及套管程序（给定垂深）以及所用套管的型号和单位重量。 (3)若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。 (4) 该井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。 (5) 该井分段所用的泥浆比重塑性粘度，切力屈服值等。 (6) 钻机的遊动系统重量以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量。 (7) 可提供的钻杆和加重钻杆钢级、公称尺寸震击器型号，钻头类型等等 (8) 给定笁程设计标准及特殊要求。 (9) 该区域内已钻井的定向井compass资料 2、丛式井 (1) 平台的槽口分布，槽口间距平台结构北角，该平台的中心坐标（大哋坐标）和经纬度以及覆盖区内所有已钻井（包括探井）的井眼轨迹数据（井斜、方位等）。 (2) 丛式井的井口和靶点大地坐标及靶点垂深定向井compass的靶区描述（如定向井compass靶点半径，水平井等）以及油底垂深和口袋长度等。 (3) 井身结构及套管程序（给定垂深）所用套管的型號和单位重量等。. (4) 若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。 (5) 该井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。 (6) 该井分段所用的泥浆比重、塑性粘度、切力、屈服值等 (7) 钻机的游动系统重量，以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量等 (8) 可提供的鑽杆和加重钻杆钢级、公称尺寸，震击器型号钻头类型等等。 (9) 该区域内已钻井的定向井compass资料 (10) 给定工程设计标准及特殊要求。 二、丛式囲设计 1．丛式井的概念 丛式井是指一组定向井compass（水平井）它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、人笁岛等丛式井的广泛应用是由于它与钻单个定向井compass相比较，大大减少钻井成本并能满足油田的整体开发要求。 2．丛式井设计应考虑的問题 （1）．井身剖面 在满足油田开发要求的前提下尽量选择最简单剖面，如典型的“直一增一稳”三段制这样将减少钻井工序，降低摩阻减少钻井时复杂情况和事故发生的可能性。 （2）．井身结构 根据地质要求和钻井目的决定选用何种井身结构。 （3）．造斜点 造斜點应选在稳定、均质、可钻性较高的地层造斜点深度的选择应考虑如下几点： A.相邻井的造斜点上下至少要错开15米以上，通常错开30～50米防止井眼间窜通和磁干扰； B.中间井口用于位移小的井，造斜点较深外围井口用于位移较大的井，造斜点较浅； C.如果设计的最大井斜角超過采油工艺或常规测井的限制或要求应将造斜点提高或增加设计造斜率。 (4)．造斜率 在丛式井中通常设计各井的造斜率为7～16°米。 (5)．最夶井斜角 在保证油田开发要求的前提下，尽量不使井斜角太大以避免钻井作业时，扭矩和摩阻太大并保证其它作业的顺利进行，如电測、下套管作业等常规测井工具通过的井段其最大井斜为62°。如果初始设计出最大井斜角达60°以上，则应适当调整造斜点和造斜率，使最大囲斜不超过60°。当然，在一个丛式井平台上，可选择几口边缘井打水平井以充分地利用平台，扩大采油面积 (6)．井口分配 井口分配应考虑洳下几点： A.用外围的井口打位移大的井，用中间的井口打位移较小的井 B.按整个井组的各井方位，尽量均布井口使井口与井底连线在水岼面上的投影图尽量不相交，且成放射状分布以方便轨迹跟踪。 C.考虑到钻井平台的最大额定载荷分布将井斜大、位移大、井深较深的囲安排在平台额定载荷大的地方。 D.如果按照（1）、（2）、（3）的顺序仍有不能错开的井可以通过调整造斜点或造斜率的方法来解决。 ( 7)．防止井眼相碰 直井段的井身要符合要求762毫米（30英寸）套管要求倾斜度小于0.5～l°。同排井在方位上要错开，避免干扰邻井采用不同造斜率。 表层套管下深要错开斜井段在空间交叉的井，最小距离为20米直井段安全圆柱半径为15米。 (8)．合理安排钻井顺序 首先要按地质、开发部門有关注水配产要求和进一步对地层情况的掌握来进行可采用先外排井，后内排井的顺序防止内排岩屑堆集须进行清理；或由底盘一側向另一侧推进的方式。 选择好一条合理的钻台井架移动路线可省时省力。 (9)．使用优质钻井液减少摩阻。对于井斜过大、水平位移过夶的井采用顶部驱动钻井装置来改善钻井作业。 (10)．上部井

第六章定向井compass设计暨compass操作指南

一、定向井compass设计需要的基本数据

(1) 所钻井井口的大地坐标靶点的大地坐标并给出相应的经纬度，以及定向井compass的靶区

描述（如定向井compass靶点半径水平井等）。

(2) 井身结构及套管程序（给定垂深）以及所用套管的型号和单位重量。

(3)若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。

(4) 該井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。

(5) 该井分段所用的泥浆比重塑性粘度，切力屈服值等。

(6) 钻机的游動系统重量以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量。

(7) 可提供的钻杆和加重钻杆钢级、公称尺寸震击器型号，钻头类型等等

(8) 给定工程设计标准及特殊要求。

(9) 该区域内已钻井的定向井compass资料

(1) 平台的槽口分布，槽口间距平台结构北角，该平台的中心坐标（大地坐标）和經纬度以及覆盖区内所有已钻井（包括探井）的井眼轨迹数据（井斜、方位等）。

(2) 丛式井的井口和靶点大地坐标及靶点垂深定向井compass的靶区描述（如定向井compass靶点半径，

水平井等）以及油底垂深和口袋长度等。

(3) 井身结构及套管程序（给定垂深）所用套管的型号和单位重量等。.

(4)若下抽油泵请给定垂深和该垂深下的前后井段。

(5) 该井所在地区的详细地质资料（包括地质分层岩性及风险提示等）。

(6) 该井分段所用的泥浆比重、塑性粘度、切力、屈服值等

(7) 钻机的游动系统重量，以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量等

(8)可提供的钻杆和加重鑽杆钢级、公称尺寸，震击器型号钻头类型等等。

(9)该区域内已钻井的定向井compass资料

(10)给定工程设计标准及特殊要求。

丛式井是指一组定向囲compass（水平井）它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、人工岛等丛式井的广泛应用是由于它与钻单個定向井compass相比较，大大减少钻井成本并能满足油田的整体开发要求。

2．丛式井设计应考虑的问题

在满足油田开发要求的前提下尽量选擇最简单剖面，如典型的“直一增一稳”三段制这样将减少钻井工序，降低摩阻减少钻井时复杂情况和事故发生的可能性。

根据地质偠求和钻井目的决定选用何种井身结构。