钻井测量数据来定位，会严重影响到数据分析的精度。煤层气钻井连通过程中，探管通常下
入目标井中预定的深度保持不变。

 

　　

2.2 连通技术 

　　两井连通的方法是，首先在直井中下入探管，在水平井的钻头处连接一个永磁短节。连
通前首先将两个井井底所测的陀螺数据输入到

RivCross 配套采集软件中，初始化坐标系。

当钻头进入到探头的测量范围后，接收仪器就可以不断地收到当前磁场的强度值（

Hx、Hy

和

Hz），定向井工程师根据采集的测点数据判断当前的井眼位置，实时计算当前测点的闭

合方位并预测钻头处方位的变化，然后通过调整工具面及时地将井眼方向纠正至洞穴中心
的位置。接近洞穴时，根据防碰原理，利用专用的轨迹计算软件进行柱面法扫描，判断水平
井与洞穴中心的距离，从

3D 视图上分析轨迹每接近洞穴一步的变化趋势，以达到连通的

目的。

 

　　

3 定向井与水平井连通技术 

　　针对设计、工具、人员、设备等造成系统误差关键因素，提出一体化技术，包括一体化设
计技术，一体化施工技术。

 

　　

3.1 连通方式概念模型 

　　在空间范围内，直井的轨迹变化量较小，一口较为理想的垂直井，其轨迹主要是垂直
井深的变化。而定向井则不同，既有垂直井深的变化，又有

N/S 值、E/W 值的变化，其空间

轨迹变化量远远大于直井。结合定向井轨迹控制难度大、水平位移大、轨迹数据误差大等难点，
建立了可能出现的点对面、点对线、点对点三种连通方式概念模型（图

5）。 

　　

a 模型中，如果定向井与水平井在二维空间内，连通范围为整个煤层，连通方式为点

对线（面）的连通；如果定向井与水平井在三维空间内，连通范围至少为洞穴，连通范围
至少为洞穴，连通方式为点对面的连通。

b 模型，定向井与水平井在二维空间内，连通范围

为整个煤层，连通方式为点对线连通。

c 模型，定向井与水平井在三维空间内，连通范围仅

为一点，连通方式为点对点连通。

 

　　

3.1.1 点对面的连通方式 

　　定向井和水平井间井口距离近了，井底距离还应保持相当的距离，才能保证连通的成
功，这就导致定向井具有较大的井斜和方位。虽然定向井与直井井眼轨迹有很大的差异，导
致连通点差异很大，但如果像直井一样在连通点造穴，在一定程度上也会降低连通的难度
（图

6）。 　　由图 6 可以看出，要实现点对面的连通方式，必须在煤层段中造穴。而定向

井煤层段连通点井斜大（

50-60°），若像直井一样在煤层段造出直径 0.5～1m 的洞穴，理

论上能大大降低了连通的难度。然而，在煤层造穴，一方面，煤层易形成大肚子使井壁不稳
定，很容易引起井壁坍塌，导致连通施工中断甚至定向井眼报废，不仅耽误大量的建井周
期，还会导致大量的人力、物力、财力的浪费。另一方面，昂贵的磁导向仪器下入定向井进行
导向时，磁导向仪器下入连通点无法放置，甚至落入洞穴而无法取出，导致仪器损毁，造
成不必要的财产损失。鉴于定向井中煤层造穴，有着巨大的潜在的安全风险，因此，为防止
因井壁不稳而带来潜在的井下复杂，定向井不能人为造穴，点对面的连通方式难度虽然最
低，但在水平井与定向井连通中不能实现，也使连通难度变大。

 

　　

3.1.2 点对线的连通方式 

　　点对线连通与点对面连通相比，连通难度变大。然而其连通范围为整个煤层，某种程度
上讲，该种方式连通难度适中。从连通范围为整个煤层的角度来看，点对线连通是最易成功
的连通方式，但其关键是控制水平井和定向井轨迹在二维空间内（图

7）。 

　　从施工的难度上来看，在连通前仅需要控制好水平井的方位即可。然而，要实现点对线
的连通方式，必须保证井眼轨迹设计合理，设计轨迹在二维空间内；且轨迹控制精准，严
格按照轨迹设计进行施工；轨迹数据准确，误差最小化，保证轨迹在二维空间。从目前的技