Q/SY
中国石油天然气股份有限公司企业标准
Q/SY TZ 0471—2020 代替 Q/SY TZ 0471—2016
钻井井身质量控制规范
Specification for wellbore quality in tarim oilfield
2021 01 - 25 发布
2021－02－ 25 实施
中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司 发布 Q/SY TZ 0471—2020
目 次
前言
范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4井身质量控制项目 5井身质量项目的计算方法 6探井井身质量的控制要求，常规开发井井身质量的控制要求
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5
7
9
8 数据测量与测读要求附录 A （规范性附录） 特殊情况全角变化率计算方法附录 B (规范性附录) 最小曲率法计算公式. 附录 C （规范性附录） 井身轨迹符合率公式附录 D (资料性附录) 纵横弯曲连续梁法附录E （资料性附录) 微分方程计算公式.
11 13 15 16 17 21 Q/SY TZ 0471—2020
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
本文件代替Q/SY TZ 0471-2016《钻井井身质量控制规范》。 本文件与Q/SY TZ 0471-2016相比，主要变化如下：
一将“井口水平度”改为“井口倾斜角”（见3.4,5.7，6.1.6,6.2.6,7.4.4）; 一修改了各井段井身质量控制要求，增加了不同井深条件下的井斜控制要求（见6.1，6.2）；
修改了井底水平位移的控制要求（见6.1.3）；修改了数据采集间隔要求（见6.1.1）。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由塔里木油田公司QHSE委员会提出。 本文件由工程技术处负责解释。 本文件归口单位：质量安全环保处。 本文件起草单位：油气工程研究院、勘探事业部、油气田产能建设事业部。 本文件主要起草人：杨成新、周波、王孝亮、张绪亮、秦宏德、刘会良、迟军、申彪。 本文件历次版本发布情况为：
-Q/SY TZ 0471-2016。
II Q/SY TZ 0471—2020
目标点水平位移，单位为米（m）； d) 全角变化率，单位为度每三十米『（°）／30ml; e） 井口倾斜角，单位为度（°）； f） 平均井径扩大率，用百分数表示； g） 最大井径扩大率，用百分数表示。 注1：在钻井设计中，分井段作具体的说明。 注2：钻井设计中，对“目标点”的含义作具体说明，如“井底”、“目的层顶面处”等。
c)
4. 2 定向井
定向井身质量控制项目应包括： a） 数据采集间隔，单位为米（m）； b) 靶区半径，单位为米（m）； c) 全角变化率，单位为度每三十米『（°）／30m];
井口倾斜角，单位为度（°）； e) 井眼轨迹符合率，用百分数表示; f) 中靶精度，用百分数表示; g) 目的层平均井径扩大率，用百分数表示； h) 最大井径扩大率，用百分数表示。 注1：在钻井设计中，分井段作具体的说明。 注2：对于一般定向井，只需规定靶心水平距，如有需要也可同时规定靶心垂直距，对于特殊定向井（如救险井），
d)
只需规定靶区半径。
4.3 水平井
水平井井身质量控制项目应包括： a） 数据采集间隔，单位为米（m）； b） 全角变化率，单位为度每三十米『（°）／30m]; c) 着陆点水平靶靶区，单位为米（m）；
水平段纵横偏移，单位为米（m）； e) 井口倾斜角，单位为度（°）；
d)
井身质量项目的计算方法
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5.1全角变化率 5.1.1计算法 5. 1. 1. 1 全角变化率按式（1）计算：
Gab ALab 30
2αα
(1)
(α-α)sin
式中: Gab—— -测量点a和b间井段的全角变化率，单位为度每三十米『（°）／30m]; Lab一一测量点a和b间的井段长度，单位为米（m）；
2 Q/SY TZ 0471—2020
测量点a处的井斜角，单位为度（°）；测量点b处的井斜角，单位为度（°）
α a αb △ Φab 测量点a和b间的方位角变化量（a和b两测量点方位角Φ。和Φ,终边的夹角），单位为度
(°）。 5. 1.1.2 上条中如果lΦab「>180°，当Φa>Φb时，则Φa=Φa-360°；当Φa<Φb时，则Φb=Φ -360°。设计时要考虑两种特殊情况,钻杆疲劳破坏的全角变化率限定值和套管柱抗弯曲强度的全角变化率限定值，其计算方法参照附录 A。 5.1.2查表法
为了减少计算工作量，可以采用根据上述公式制作的全角变化率查表计算。 5.2 井斜变化率 5.2.1井斜变化率是井眼轨迹上每点的井斜角对井深的一阶导数，反映井斜角随井深变化的程度，其计算方法见式（2）：
(2)
K=d/dL
式中: Kα- -井斜变化率;
一井斜角，弧度;
A
L一一井深，单位为米（m）。 5.2.2　圆弧井段上任意点的井斜角按式(3)计算：
(3)
cosα = a, cosα, a cosα
式中: aisin （ε-)/sin ε; azsin /sin ε; αi一一上端点井斜角，弧度;
一下端点井斜角，弧度 =K(L-Li)，前点的弯曲角; ε/L，圆弧井段的曲率，其中ε为井段弯曲角，其计算公式如下：
α2
(4)
cos= cosα,cosα, sin α,sin α,p
式中: d
方位角，弧度。
5.2.3圆弧井段的井斜变化率，可由式（3）经过求导计算，得到井段上任意点的井斜变化率公式：
b, cosα, -b, cosα2
(5)
K
sin α
式中: bi=cos (ε-Φ)/sin ε; b2=cos θ/sin ε;
-上端点井斜角，弧度；
α 1
3 Q/SY TZ 0471—2020
α2一一下端点井斜角，弧度; α - -井斜角，弧度; K=ε／△L是圆弧井段的曲率。
5.3水平位移 5.3.1直井任何一点的水平位移应根据该点的坐标值和井口坐标值进行计算。 5.3.2根据井斜测量数据计算任何一点的坐标值时，可采用平均角法、校正平均角法、圆柱螺旋线法、 最小曲率法计算，计算公式参照附录 B、附录 C、附录 D。 5.4井径扩大率 5.4.1平均井径扩大率按式(6)计算:
D ph - D × 100 %
(6)
Cp
Db
式中: C，一一某井段平均井径扩大率，用百分数表示; Dph — 一某井段的平均井径，取该井段各实测井径的加权平均值，单位为毫米（mm); Db - 一钻头直径，单位为毫米（mm)。
一
5.4.2某井段的平均井径按式（7）计算：
(D ;× L)
(7)
D ph :
Z L;
式中: Di一一该井段内各实测点的井径，i =0，2，3，…，n，单位为毫米（mm); Li一一该井段内若干实测点的两点间的长度，单位为米（m)。
5.5定向井靶心距 5.5.1靶心水平距 5.5.1.1定向井靶心水平距应根据井眼轴线与靶区平面交点（中靶点）和设计靶心的坐标值计算。根据井斜测量数据计算此交点和靶心坐标值时，可采用平均角法、校正平均角法、圆柱螺旋线法、最小曲率法计算，计算公式参照附录 B、附录 C、附录 D。 5.5.1.2对于只要求水平靶心距的定向井，中靶点定在实际井眼轴线与设计靶心水平面的交点，该点靶心水平距等于井眼轴线与设计靶心水平面交点与设计靶心之间的距离。 5.5.2靶心垂直距 5.5.2.1定向井靶心的垂直距等于实际井眼轴线与靶区平面交点（中靶点）的垂直井深和设计靶心垂直井深之差值。实际中靶点的垂直井深可采用平均角法、校正平均角法、圆柱螺旋线法、最小曲率法计算，计算公式参照附录 B、附录 C、附录 D。 5.5.2.2对于只要求水平靶心距的定向井，中靶点定在实际井眼轴线与设计靶心水平面交点，靶心垂直距为零。对于要求控制靶心垂直距的井，应在设计书中注明。 5.5.3靶心空间距 4