在石油、矿产等地下资源开发的定向钻井工程中，小井斜段作为连接直井段与定向造斜段的关键过渡环节，其井眼姿态测量精度直接决定后续定向钻进的轨迹准确性与施工安全性。然而，传统测量工具在该井段普遍面临精度失效问题，而新兴的MEMS陀螺工具定向短节正成为破解这一难题的关键。

 什么是小井斜段？重要性何在？

小井斜段是指井眼倾斜角度处于特定低范围的井段，以井斜角为核心，通常井斜角小于 5°-8°，这是造斜的起始阶段。其主要目的是使井眼从垂直状态平滑、缓慢地偏转到预定的初始角度，为后续的造斜、稳斜或增斜段做好准备。

传统测量工具在小井斜段的局限性

井眼轨迹控制与方位角、井斜角及工具面角的测量不可分割，但在小井斜段加速度计无法精准测量工具面角，通常会采用磁力计/磁通门测量工具面角和方位角。

磁性测量工具：

磁性工具（如MWD）依靠测量地磁场工作，但它有个致命弱点：

磁场干扰：一旦靠近套管、邻井钻具或磁性地层，地磁场就会严重畸变，导致方位角测量完全失效，毫无参考价值。且小井斜段通常位于表层套管井段之后、定向造斜段之前，对磁性测量工具限制极大。

光纤陀螺与动调陀螺：

陀螺仪通过感知地球自转速率来确定方位角。然而，在小井斜段，它们计算出的方位角和工具面角误差较大，不能满足井眼轨迹控制的精度需求。

MEMS 陀螺工具定向短节的小井斜段适配性

为了克服传统工具的局限性，MEMS陀螺工具定向短节NS-Gyro-15应运而生。

采用三轴MEMS 陀螺 + 三轴加速度计的捷联惯性测量架构，通过传感器性能优化与算法创新，实现了小井斜段的高精度、稳定测量。

小井斜段精度：

1°-2° 井斜：方位角精度≤3°

2°-5° 井斜：方位角精度≤2°

5° 以上：0.5° 高精度标准

井斜角达0.1°；陀螺工具面角可达1°/secL

磁场免疫力：完全不依赖地磁场，在套管、钻杆等强磁环境中仍保持稳定输出。

MEMS陀螺工具定向短节无需依赖地磁场，且能在小井斜角下稳定工作，解决了传统工具 “小井斜段断链” 的问题：

施工中无需频繁更换测量工具，还能在30秒实现1°方位精度，90秒提升至0.5°，极大提升钻井效率。

并且能为后续定向造斜段提供精准的姿态基准，减少轨迹修正次数，降低钻井成本。