平
井
1.穿透油层段最长
2.使用标准的钻具及套管
3.“狗腿严重度”最小
4.使用常规钻井设备
5.可使用多种完井方法
6.可采用多种举升采油工艺
7.测井及取芯方便
8.井眼及工具尺寸不受限制
1.井眼轨道控制段最长
2.全井斜深增加最多
3.钻井费用增加
4.各种下部钻具组合较长
5.不适合薄油层和浅油层
6.转盘扭矩较大
序号
井 号
类型
井深
(m)
垂深
(m)
最大井斜(°)
开窗或侧钻井深
位移
(m)
最大造斜率
（°/m）
水平段长(m)
完成年份
施工地点
1
TK318CH-1
短半径侧钻水平井
5705.08
5451.84
97.0
5396
273
1.4
213
2004
塔河油田
2
TK318CH-2
短半径侧钻水平井
5793.86
5444.98
井斜控制理论
斜井段二维分析
三维数据分析，由静态发展到动态
发展了多种分析计算方法并编制了计算机程序
定向造斜工艺
涡轮加弯接头
斜向器配合转盘钻
涡轮、螺杆动力田具向低速大扭矩发展。各种专用井下工具系列化
发展了复合式动力钻具，导向钻井系统，长寿命PDC钻
头等
测量方式
氢氟酸玻璃法和地面定向法
有线随钻测斜仪投入工业性使用，无线随钻测斜仪研制成功
5）磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称磁方位角。
图1．1井斜角示意图图1．2井斜方位角示意图
6）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。进行磁偏角校正时按以下公式计算：
我国定向钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井：玉门油田的C2—15井和四川磨三井，其中磨三井总井深168米，垂直井深350米，水平位移444．2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大试验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国定向钻井软件到硬件都有了一个大的发展。
发展了曲率半径法，最小曲率半径法精确的轨迹计算和设计方法，编制了预测和防碰扫描的计算机软件包。
引入了人工智能和专家系统
井斜控制理论
进行了钻具的二维静态分析主要使用有限元法
发展了多种新的分析计算方法，例如：平衡梁法、加权余量法等，并编制了计算机分析程序
理论分析模型由静态发展到动态，由二维发展到三维
定向造斜工艺
1、水平井钻井技术发展概况
1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；
1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计出了测斜仪器；
1929年，美国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；
30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平分支井眼；
95.2
5399.99
337.81
1.4
276.7
2004
塔河油田
3
丰收3-平1
8 1/2″井眼常规水平井
2448.28
2120.7
96.2
1690
669.1
0.38
333.48
2004
江苏油田
4
周9-5-3CH
5 1/2″套管开窗侧钻水平井
2685
2400
88.2
2320.59
300
0.40
150
发展了无线随钻测斜系统引进了带地质参数的MWD系统
定向井钻井水平
简单的单口定向井、水平井位移小，精度低
钻成了大量高难度定向井、大组丛式井、多目标井、套管定向开窗井、水平井也从大半径水平井发展到了中半径水平井
在水平井方面取得大型突破，钻成了长、中、短半径水平井
第二节水平井钻井技术简介
所谓水平井，是指一种井斜角大于或等于86°，并保持这种角度钻完一定长度水平段的定向井。
11
文92-平1
8 1/2″井眼常规水平井
3680
3177.7
94.9
2844
606.2
0.44
376.5
2003
中原油田
12
云2-平1
8 1/2″井眼常规水平井
3200
2234.12
94
1890.87
1099.66
0.41
757.61
2003
中原油田
13
胡5-平1
8 1/2″井眼常规水平井
2610
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻井让救援井和失控井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压住失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10654米；
水平位移最大的定问井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rych Farn油田钻成的M11井，水平位移高达10114米。
使用地面定向法（钻杆打钢印）。数据测量石油电测井数据。
使用精度高的磁性单多点测斜仪进行定向和轨迹数据测量，发展了有线随钻测斜仪定向。
发展了导向钻井系统，初步研制出径向水平井造斜工艺
测量方式
氢氟酸测斜仪，机械式罗盘的电测井方法。
多种引进的有线随钻测斜仪系统投入工业使用和发展了电子测量系统及陀螺测量系统
7.全井斜深最小
8.不受地表条件的影响
1．非常规的井下工具
2．非常规的完井方法
3．穿透油层段短（120—180米）
4．井眼尺寸受到限制
5．起下钻次数多
6．要求使用顶部驱动系或动力水龙头
7．井眼方位控制受到限制
8．目前还不能进行电测
第三节定向井、水平井基本术语
1）井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。国外称为测量深度（Measure Depth）。
1954年苏联钻成第一口水平井；
1964年一1965年我国钻成两口水平井，磨-3井、巴-24井；
自从80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。
我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井近400口，水乎井钻井水平和速度不断提高。中原油田中原油田在1991年施工了一口长半径水平井卫2—25井，当时钻井施工非常成功，各项技术指标属国内领先水平，但是由于后续技术手段不足，造成该井未获得预期的开采效果（到2001年，该井才获得较好的工业投产）。经过10年的反复论证，2001年中原油田部署了云2-平1井、胡5-平1井、文92-平1井，钻井过程中由于油层与地质设计的偏差，出现了井眼轨迹上翘下扣的现象，对施工安全造成了很大隐患。2004年，油田部署了第一口天然气水平井和第一批中短半径小井眼开窗侧钻水平井，水平井技术迈入国内先进水平行列。具体见下表(近期完成的部分水平井技术服务)
10.井眼尺寸不受限制
11.可以测井及取芯
12.从一口直井可以钻多口水平分枝井
13.可实现有选择的完井方案
1.要求使用MWD测量系统
2.要求使用加重钻杆或抗压缩钻杆
短
半
径
水
平
井
l.井眼曲线段最短
2.侧钻容易
3.能够准确击中油层目标
4.从一口直井可以钻多口水平分枝井
5.直井段与油层距离最小
6.可用于浅油层
92.1
3280
721.42
0.42
461.73
2004
中原油田
8
濮1-侧平239
5 1/2″套管开窗侧钻水平井
2662
2430.68
93.7
2156
254.22
0.55
61
2004
中原油田
9
濮6-侧平65
5 1/2″套管开窗侧钻水平井
2856.67
2751.16
76
2503
196.68
0.46
80
钻杆
常规钻杆
＞15°／100米使用抗压钻杆
铰接驱动钻杆
测量工具
无限制
有线随钻测斜仪，MWD，但井眼＜61／8″时不能使用
转盘钻井时使用多点测斜仪
马达钻井时使用有线随钻测斜仪
地面设备
常规钻机
常规钻机
需要配备顶部驱动系统或动力水龙头
完井方式
无限制
无限制
裸眼或割缝管
②不同曲率水平井的优缺点
优点
缺点
长
半
径
水
第一章定向井（水平井）钻井技术概述
第一节定向井、水平井基本概念
1、定向井、丛式井、水平井发展介绍
定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对直井而言它具有一定的井斜角和方位角，而直井是井斜角为零的井，虽然实钻井眼都存在一定井斜度，但它仍然是直井。
定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚油田钻成的。
按定向钻井的用途分类可分为以下几种类型：
普通定向井