1、精选ppt1第第2 2章章 油气钻井方法及工艺油气钻井方法及工艺第一节第一节 钻井概述钻井概述第二节第二节 钻井方法钻井方法第三节第三节 基本钻井工艺工程基本钻井工艺工程 精选ppt2第一节第一节 钻井概述钻井概述n 钻井的概念钻井的概念n 钻井的种类钻井的种类精选ppt3一、一、什么是钻井？什么是钻井？利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼（井眼）的过程。孔眼（井眼）的过程。井眼直径：井眼直径：6 6 26精选ppt4 按按钻井目的钻井目的、几何形状几何形状、井深、温度压力井深、温度压力的高低的高低等进行分类。等进行分类。二、钻井的种类二、钻井的
2、种类1.1.按钻井目的分类：按钻井目的分类：主要分为主要分为探井和开发井探井和开发井两大类。两大类。探井：探井：为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相应性质等应性质等方面资料方面资料而钻的井。而钻的井。开发井：开发井：以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。的井。精选ppt5(1)(1)区域探井区域探井 为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储盖组合，并
3、为物探解释提供参数而钻的探井。盖组合，并为物探解释提供参数而钻的探井。(2)(2)预探井预探井 在确定含油气在确定含油气有利构造有利构造的基础上，以的基础上，以发现油气藏发现油气藏为目的为目的而钻的探井。而钻的探井。(3)(3)详探井详探井 在已发现油气构造上，为探明在已发现油气构造上，为探明含油气的面积和储含油气的面积和储量量，了解，了解油气层产能油气层产能为目的而钻的探井。为目的而钻的探井。二、钻井的种类二、钻井的种类探井探井精选ppt6(1)(1)生产井生产井 为完成产能任务和生产油、气所钻的井。为完成产能任务和生产油、气所钻的井。(2)(2)注入井注入井为提高油、气井生产能力所钻的井。
4、为提高油、气井生产能力所钻的井。目的是改变地层油气驱动能力，提高产能，提高目的是改变地层油气驱动能力，提高产能，提高采收率。采收率。用于注水所钻的井为用于注水所钻的井为注水井注水井，用于注气所钻的井，用于注气所钻的井为为注气井注气井。二、钻井的种类二、钻井的种类开发井开发井精选ppt72.2.按几何形状不同分类：按几何形状不同分类：二、钻井的种类二、钻井的种类 直井：直井：井口与井底在同一条铅垂线上；井口与井底在同一条铅垂线上；定向井：定向井：井口与井底不在同一条铅垂线井口与井底不在同一条铅垂线上；上；精选ppt8根据井眼的几何形状不同，所钻根据井眼的几何形状不同，所钻的井可分为：的井可分为：
5、直井和定向井。直井和定向井。定向井定向井直井直井二、钻井的种类二、钻井的种类精选ppt9定向井的种类定向井的种类定向井定向井普通定向井普通定向井大斜度井大斜度井水平井水平井大位移井大位移井丛式井丛式井多底井（分支井）多底井（分支井）精选ppt10A A点井斜角点井斜角点点垂直垂直井深井深HA 井斜角井斜角:井身轴线的井身轴线的切切线与铅垂线线与铅垂线的夹角。的夹角。垂直井深（垂深）垂直井深（垂深）:井井口至井眼某点的口至井眼某点的垂直距垂直距离离。水平位移：水平位移：井口至井眼井口至井眼某点的某点的水平距离水平距离。测量井深（测深）：测量井深（测深）：井井口至井眼某点的口至井眼某点的轨迹长轨迹
6、长度度。点测量井深：点测量井深：点水平位移点水平位移SAA AO精选ppt11(1)(1)普通定向井：普通定向井：一个井场内仅钻一个井场内仅钻1 1口最大井斜角口最大井斜角小于小于6060的定向井。的定向井。(2)(2)大斜度井：大斜度井：最大井斜角在最大井斜角在60608080范围内的定向井。范围内的定向井。(3)(3)水平井：水平井：最大井斜角最大井斜角大于或等于大于或等于8686，并保持这种井斜角钻完，并保持这种井斜角钻完一定长度井段一定长度井段的井。的井。根据从根据从垂直井段向水平井段垂直井段向水平井段转弯时的转弯时的曲率半径大小曲率半径大小进行分类。进行分类。分为分为普通定向井、大斜
7、度井、水平井、大位移井、丛式井、普通定向井、大斜度井、水平井、大位移井、丛式井、多底井（分支井）多底井（分支井）等。等。精选ppt12各类水平井的剖面对比各类水平井的剖面对比a a一超短曲率半径水平井；一超短曲率半径水平井；bb短曲率半径水平井；短曲率半径水平井；c c一中曲率半一中曲率半径水平井；径水平井；d d一长曲率半径水平井。一长曲率半径水平井。类别类别曲率半径曲率半径/m水平长度水平长度/m长曲率半径长曲率半径1806003001700中曲率半径中曲率半径90150150450短曲率半径短曲率半径61215210超短曲率半径超短曲率半径0.230.33060精选ppt13精选ppt1
8、4(4)(4)大位移井：大位移井：定义一：定义一：水平位移水平位移/垂深垂深=2=2的定向井或水平井；的定向井或水平井；定义二：定义二：测深测深/垂深垂深=2=2的定向井或水平井。的定向井或水平井。精选ppt15(5)(5)丛式井：丛式井：在在一个井场（海洋平台）一个井场（海洋平台）上上有计划地钻出有计划地钻出两口或两口以上两口或两口以上的定向井组的定向井组，其中可含，其中可含1 1口直井。口直井。(井架底座移动，最多有井架底座移动，最多有4040多多口口)精选ppt16流花流花11-111-1油田生产平台上的丛式井油田生产平台上的丛式井精选ppt17(6)(6)多底井（分支井）：多底井（分支
9、井）：一个井口下面一个井口下面有有两个或两个以上井底两个或两个以上井底的定向井。的定向井。分支井及形式分支井及形式精选ppt18主井眼和分支井主井眼和分支井都是裸眼都是裸眼主井筒注水泥主井筒注水泥 分支井为裸眼分支井为裸眼主井筒注水泥主井筒注水泥分支井下套管分支井下套管主井筒和分支井主井筒和分支井都注水泥都注水泥水泥封固主井筒水泥封固主井筒和分支井和分支井,各层压力分隔各层压力分隔井下分叉装置井下分叉装置分支井分级分支井分级精选ppt19202020大位移井在南海大位移井在南海西部海域的应用西部海域的应用由于由于24-1油田边际，采用任何常规方案开发都没油田边际，采用任何常规方案开发都没有经济
10、价值，该油田被搁置了有经济价值，该油田被搁置了10多年。多年。精选ppt21西江西江24-3油田油田西江西江24-1油田油田8063米2850米水深100米大位移井大位移井水垂比：水垂比：2.832.83利用邻近已有的生产平台及设备，通过钻大位移利用邻近已有的生产平台及设备，通过钻大位移井使井使XJ24-1XJ24-1油田得以成功的开发。油田得以成功的开发。精选ppt22 西江西江24-3-A1424-3-A14（水深（水深100100米，米，测深测深94509450米米）创造了全井创造了全井水平位移水平位移8062.78062.7米米，裸眼井段裸眼井段50325032米米，MWD/LWDMW
11、D/LWD实时实时传输接收讯号深度传输接收讯号深度91069106米米三项世界记录三项世界记录(1997(1997年年)。标志着我国标志着我国大位移井钻井技术大位移井钻井技术已经进入已经进入世界世界先进行列先进行列。（与。（与PhlipsPhlips公司合作）公司合作）中国第一口世界记录大位移井中国第一口世界记录大位移井232323流花流花11-111-1油田位置示意图油田位置示意图Arco GaslineChinaTaiwanPhilippinesLaosThailandCambodiaVietnamMyanmarGulfofThailandChinaSeaSouth075 kmLF/A95
12、0414TCBeibu GulfSouth China SeaCHINAHAINANISLANDHONG KONG1800200010800110001120011400Lufeng 22-1(Statoil)Yacheng 13-1(Arco)Liuhua 11-1(Amoco)Huizhou 26-1&21-1(ACT)Xijiang 24-3&30-2(Phillips)Huizhou 32-2&32-3(ACT)Lufeng 13-1(JHN)PSCA 17/22ZhanjiangWeizhou 10-3(CONHW)SanyaShekou*250 km SE of Hong Kong
13、*Water Depth-329 m*位于香港东南位于香港东南130130海浬海浬*所在海域水深约所在海域水深约300300米米242424流花流花11-111-1油田设施示意图油田设施示意图油田于油田于1987年发现，是中国南海东部海域地质储量最大的油田。年发现，是中国南海东部海域地质储量最大的油田。1996年年3月月29日油田建成投产。日油田建成投产。油田是油田是CNOOC和和BP-AMOCO联合开发。联合开发。2003年年7月，由月，由CNOOC接管油田全部权益，成为中海油深圳分接管油田全部权益，成为中海油深圳分公司第一个自主管理的自营油田。公司第一个自主管理的自营油田。该油田共有该油田
14、共有25口生产，目前产量约口生产，目前产量约22000桶。桶。FPS-FPSO距离距离=1.5 miles252525大位移井开发方案背景回顾大位移井开发方案背景回顾流花流花11-111-1主开发区主开发区（现生产设施）（现生产设施）流花流花11-1-311-1-3井区井区位于主开发区东翼位于主开发区东翼4.54.5公里公里3井区单独开发井区单独开发不具备经济效益不具备经济效益26262601000200030004000500060000100020003000400050006000-2000-10000-2000-10000B3ERW4 SurveyC2ST1B4-ST01CA4 ERW
15、3 SurveyA2ERW1 Final SurveysC07ST1 SurveysD5 ERW2 STLiuhua ERW Spider Plot272727大位移井在南海东部海域应用情况大位移井在南海东部海域应用情况4精选ppt28水深水深大于大于300m300m，采用，采用水下井口水下井口,在在浮式钻浮式钻井平台上井平台上钻成。钻成。精选ppt29精选ppt30精选ppt31 国外分支井国外分支井加拿大稠油油藏开发加拿大稠油油藏开发 精选ppt32(美国美国CDX公司公司)多分支水平井投影图多分支水平井投影图精选ppt33 煤层气俗称煤层气俗称煤矿瓦斯煤矿瓦斯，是一种以吸附状态为主是一种
16、以吸附状态为主，生成并储，生成并储存在煤系地层中的非常规天然气。存在煤系地层中的非常规天然气。其成分与常规天然气基本相其成分与常规天然气基本相同。同。煤层气是近煤层气是近2020年来崛起的年来崛起的新型洁净能源新型洁净能源，它在发电、工业，它在发电、工业和民用燃料及化工原料等方面有广泛的应用，对煤层气的合理和民用燃料及化工原料等方面有广泛的应用，对煤层气的合理利用利用可以缓解当前能源短缺的状况，提高煤矿生产的安全性并可以缓解当前能源短缺的状况，提高煤矿生产的安全性并带动相关产业的发展带动相关产业的发展。我国地质条件复杂，煤储层具有我国地质条件复杂，煤储层具有“三低一高三低一高”的特点，即：的特
17、点，即：低压、低渗、低饱和、高含气量的特征低压、低渗、低饱和、高含气量的特征，需要进一步完善基础，需要进一步完善基础理论，指导煤层气勘探开发工作。理论，指导煤层气勘探开发工作。煤层气储量世界第二位；年产量煤层气储量世界第二位；年产量3030亿方，美国亿方，美国500500亿方；亿方；煤层气简介煤层气简介精选ppt34DNP02井实钻井身剖面结构图井实钻井身剖面结构图精选ppt358 1/2”钻头950m7”套管948m12 1/4”钻头86m9 5/8”套管85m8 1/2”钻头950m7”套管948m6”钻头2000m(裸眼)8 1/2”钻头988m7”套管986m武M1-1井设计井身结构武
18、M1-1井身结构水平投影图洞穴Leg1Leg2Leg3Leg5Leg7Leg9Leg4Leg6Leg8Leg10main武M1-1井设计与实钻井身结构对比设计轨迹实钻轨迹垂直井的目的：垂直井的目的：排水、向分支排水、向分支井环空注蒸汽井环空注蒸汽形成欠平衡钻形成欠平衡钻井。井。精选ppt36 “可燃冰可燃冰”是是天然气水合物天然气水合物的俗称，是由水和气体分子在低的俗称，是由水和气体分子在低温、高压环境下形成的、含天然气体分子温、高压环境下形成的、含天然气体分子(以甲烷为主以甲烷为主)的的冰状物冰状物，是近是近2020年来在海洋和冻土带发现的年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源新型洁净能源。“
19、可燃可燃冰冰”99%99%的储量都在海底。的储量都在海底。中国近年已在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等中国近年已在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等3 3处地方处地方发现发现“可燃冰可燃冰”存在的证据，在存在的证据，在南海东沙群岛西南部南海东沙群岛西南部海域新发现海域新发现了潜在的了潜在的“可燃冰可燃冰”发育区，有可能会成为中国未来发育区，有可能会成为中国未来“可燃冰可燃冰”开采的首选区。开采的首选区。根据估算，世界上根据估算，世界上“可燃冰可燃冰”所含有机碳的总资源量相当于全所含有机碳的总资源量相当于全球已知球已知煤、石油和天然气的煤、石油和天然气的2 2倍倍，可满足，可满足人类千年的能源
20、需求人类千年的能源需求。精选ppt37 尽管储量丰富，但尽管储量丰富，但“可燃冰可燃冰”的商业应用尚面临诸多难题。目的商业应用尚面临诸多难题。目前美国和日本也在进行前美国和日本也在进行“可燃冰可燃冰”的勘探研究，但目前的的勘探研究，但目前的成本高成本高达达200200美元美元/立方米立方米。只有将。只有将勘探成本降低勘探成本降低，“可燃冰可燃冰”才能真正才能真正得到大规模应用。得到大规模应用。国内国内“可燃冰可燃冰”预计可在预计可在2010201020152015年年进行试开采，而实现进行试开采，而实现商业开发目前还有待技术上的突破。商业开发目前还有待技术上的突破。精选ppt383.3.按井深
21、不同分类：按井深不同分类：n浅井浅井H2500mH2500m(H H为完钻垂直井深为完钻垂直井深)n中深井中深井 2500H4500m2500H4500mn深井深井 4500H6000m4500H6000mH6000m二、钻井的种类二、钻井的种类n 深水钻井深水钻井：超过超过500m500m水深的海洋钻井。大于水深的海洋钻井。大于1500m1500m水深称为超深水。水深称为超深水。n 荔湾荔湾21-1-121-1-1井，水深井，水深24612461米，正在设计论证。米，正在设计论证。n 目前深水钻井的世界记录为目前深水钻井的世界记录为水深水深30523052米米，是，是20032003年年 1
22、111月，月，TransoccanTransoccan公司在公司在墨西哥湾墨西哥湾钻井时创造的。钻井时创造的。精选ppt39l世界上最深的直井世界上最深的直井 1226012260米，原苏联在科拉半岛的井。米，原苏联在科拉半岛的井。中国垂深最深的井：塔深中国垂深最深的井：塔深1 1井，井，8408m8408m，中石化，中石化钻井队：中国石化集团华北石油局西部工程公司钻井队：中国石化集团华北石油局西部工程公司90152HB90152HB钻井队。钻井队。钻机：钻机：E-3000E-3000型型9000m9000m钻机钻机开钻时间：开钻时间：20052005年年4 4月月1818日日完钻时间：完钻时
23、间：20062006年年7 7月月1212日凌晨日凌晨2:302:30时时三大难题：钻遇中上奥陶系碳酸盐岩缝洞发育区放空漏失；目的层高温高压对三大难题：钻遇中上奥陶系碳酸盐岩缝洞发育区放空漏失；目的层高温高压对钻井液和水泥浆提出的高要求；国内首次将钻井液和水泥浆提出的高要求；国内首次将 273.1mm273.1mm无接箍套管下深达无接箍套管下深达5481m5481m。精选ppt40深水钻井技术发展较快深水钻井技术发展较快 目前，钻井水深已超过目前，钻井水深已超过3000m3000m，基本上形成了一套完整的，基本上形成了一套完整的深水钻井技术。深水钻井技术。精选ppt414.4.按温度、压力的高
24、低分类：按温度、压力的高低分类：二、钻井的种类二、钻井的种类 高温高压井：高温高压井：按国际通用概念，地温超过按国际通用概念，地温超过150150度度称为高温，地层压力当称为高温，地层压力当量密度超过量密度超过1.8g/cm1.8g/cm3 3或用超过或用超过70MPa70MPa井口装置时称高压，井口装置时称高压，两者同时具备的井称为高温高压井。两者同时具备的井称为高温高压井。超高温高压井：超高温高压井：井底温度超过井底温度超过220220度，井底压力超过度，井底压力超过105MPa105MPa的井。的井。精选ppt42 异常高温超压天然气可谓异常高温超压天然气可谓“气老虎气老虎”，对开发工程
25、造成极大，对开发工程造成极大威胁。这类气藏开发难、风险高、周期长、费用高。威胁。这类气藏开发难、风险高、周期长、费用高。南海崖城南海崖城21-121-1构造：构造：1990-19911990-1991年相继报废崖城年相继报废崖城21-1-121-1-1井和崖城井和崖城21-1-221-1-2井井（设计深度（设计深度45804580），造成），造成1.61.6亿元的直接损失；两年后又钻崖城亿元的直接损失；两年后又钻崖城21-1-321-1-3井，钻至井深井，钻至井深46804680完钻（钻井液密度完钻（钻井液密度2.33g/cm2.33g/cm3 3,井底温度井底温度206206），但），但钻井
26、时间长达钻井时间长达268268天，钻井费用天，钻井费用1.31.3亿元（不包括完井测试费）。亿元（不包括完井测试费）。柯深柯深1 1井：井：实钻井深实钻井深64816481米，钻井周期米，钻井周期10021002天，花费超亿元，但在测试时天，花费超亿元，但在测试时又因又因HTHPHTHP效应使管柱失效而报废效应使管柱失效而报废(1996(1996上半年上半年)。塔里木迪那塔里木迪那2 2井：井：20012001年年4 4月月3030日钻至日钻至48004800米遭遇高压（压力系数米遭遇高压（压力系数2.132.13）而失控而失控,发生严重的井喷着火事故发生严重的井喷着火事故,造成造成1 1人
27、死人死,3,3人伤人伤,钻井设备化为灰烬钻井设备化为灰烬,损失惨重损失惨重,处理事故处理事故2 2个月。个月。精选ppt43(1)“(1)“钻井钻井”的概念的概念(2)(2)钻井的种类：钻井的种类：l 钻井目的：钻井目的：探井、开发井探井、开发井l 几何形状：几何形状：直井、定向井（直井、定向井（普通定向井、大斜度普通定向井、大斜度井、水平井、大位移井、丛式井、分支井井、水平井、大位移井、丛式井、分支井）l 井深：井深：浅井、中深井、深井、超深井浅井、中深井、深井、超深井l 温度、压力：温度、压力：高温高压井、超高温高压井高温高压井、超高温高压井精选ppt44第二节第二节 钻井方法钻井方法为了
28、在地下岩层中钻出所要求的孔眼而为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻孔方法。采用的钻孔方法。人工掘井人工掘井人力冲击钻井法人力冲击钻井法机械顿钻钻井法机械顿钻钻井法(冲击钻冲击钻)旋转钻井法旋转钻井法连续管钻井法连续管钻井法目前普遍使用目前普遍使用钻井方法钻井方法钻井方法钻井方法分类分类依据：依据：如何破碎如何破碎岩石、怎样取出岩石、怎样取出岩屑、净化井眼岩屑、净化井眼精选ppt45n人工掘井人工掘井：15211521年之前。年之前。n人力冲击钻人力冲击钻：1521152118351835年，是靠人年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。实际
29、上是利用了来完成的。实际上是利用了杠杆原理及杠杆原理及自由落体的下落冲击作用自由落体的下落冲击作用来钻井的。来钻井的。特点：特点：1 1）破岩与清岩）破岩与清岩相间相间进行。进行。2 2）冲击力小，破碎效率低。）冲击力小，破碎效率低。3 3）设备简单，起下钻方便。）设备简单，起下钻方便。支架游梁悬绳井壁钻头井底第二节第二节 钻井方法钻井方法n公元二百多年前，公元二百多年前，在我国在我国自贡自贡开始用开始用人力人力绳索式绳索式“顿钻顿钻”法法钻盐井和天然气井。钻盐井和天然气井。号号称我国的称我国的“第五大发明第五大发明”。精选ppt48机械顿钻钻井法：机械顿钻钻井法：18591901年年工工艺艺
30、过过程程钢丝绳钢丝绳提升钻头到一定高度提升钻头到一定高度冲击井底，击碎岩石冲击井底，击碎岩石岩屑、泥土混合成泥水浆岩屑、泥土混合成泥水浆提出钻头提出钻头捞出井内的泥水浆捞出井内的泥水浆暴露新井底暴露新井底下放下放下捞砂筒下捞砂筒向井内注水向井内注水积累到一定量积累到一定量设计井深设计井深精选ppt49特点特点起、下钻费时少，设备简单起、下钻费时少，设备简单(1)(1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续不连续的；的；优点：优点：缺点：缺点：(2)(2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；(3)(3)不能进行井内压力控制；不能进行井内
31、压力控制；(4)(4)只适用于钻直井。只适用于钻直井。机械顿钻钻井法：机械顿钻钻井法：18591901年年精选ppt50旋转钻井法旋转钻井法n旋转钻井：是自旋转钻井：是自19011901年发展起来的。年发展起来的。n旋转钻井旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。法。n旋转钻井又分为旋转钻井又分为转盘钻井转盘钻井、井下动力钻具钻井井下动力钻具钻井、顶部驱顶部驱动钻井动钻井。n特点是：特点是：1 1）破岩与清岩）破岩与清岩相接相接进行。进行。2 2）
32、旋转动力大，转速高，破碎效率高。）旋转动力大，转速高，破碎效率高。3 3）设备复杂，起下钻繁琐。）设备复杂，起下钻繁琐。精选ppt51（1 1）概念时期（概念时期（1901190119201920年）年）：这个时期内开始将钻井和洗井结：这个时期内开始将钻井和洗井结合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。（2 2）发展时期（发展时期（1920192019481948年）年）：这个时期牙轮钻头、固井工艺、：这个时期牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。（3 3）科学
33、化钻井时期（科学化钻井时期（1948194819681968年）年）：这个时期钻井技术有了迅：这个时期钻井技术有了迅速发展。采用了喷射钻井，镶齿、滑动密封轴承钻头，低固相、速发展。采用了喷射钻井，镶齿、滑动密封轴承钻头，低固相、无固相不分散体系钻井液及固相控制技术，总结出了影响机械钻无固相不分散体系钻井液及固相控制技术，总结出了影响机械钻速的有关因素，采用了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井速的有关因素，采用了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井技术。技术。（4 4）自动化钻井时期（自动化钻井时期（19681968现在）现在）：发展了钻井参数自动检测、：发展了钻井参数自动检测、综合录井、随钻
34、测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用；发综合录井、随钻测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用；发展了优化钻井、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹展了优化钻井、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹遥控及自动闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。遥控及自动闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。旋转钻井技术的发展旋转钻井技术的发展精选ppt52旋转钻井法旋转钻井法转盘带动方补心，方补心带动钻杆转盘带动方补心，方补心带动钻杆旋转旋转精选ppt53旋转钻井法旋转钻井法动力钻具接在钻头之上，钻铤之下；动力钻具接在钻头之上，钻铤之下；动力钻具以上的钻柱不旋转动力钻具以上的钻柱不旋转精选ppt
35、54顶部驱动钻井顶部驱动钻井精选ppt55旋转钻井法旋转钻井法1.1.转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法(1)工艺过程工艺过程钻头钻头吃入地层吃入地层破碎岩石破碎岩石清洗井底清洗井底循环洗井液循环洗井液转盘旋转转盘旋转钻柱加压钻柱加压设计井深设计井深 转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法 精选ppt56(2)特点特点目前这种方法在世界各国被广泛使用。目前这种方法在世界各国被广泛使用。钻杆取代了钻杆取代了顿钻中的钢丝绳顿钻中的钢丝绳，能够完成起下钻具、传递，能够完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务；扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，
36、提高了破岩效率；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；提高了钻井速度和效益。提高了钻井速度和效益。1.1.转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法精选ppt57钻头钻头吃入地层吃入地层破碎岩石破碎岩石清洗井底清洗井底循环洗井液循环洗井液动力钻具旋转动力钻具旋转钻柱加压钻柱加压设计井深设计井深2.2.井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法(1)工艺过程工艺过程(2)分类分类涡轮钻具涡轮钻具螺杆钻具螺杆钻具电动钻具电动钻具精选ppt58转动钻头的动力由地面移到井下，直接作用在钻头上，转动钻头的动力由地面移到井下，直接作用在钻头
37、上，减少了功率损失；减少了功率损失；钻柱不旋转，钻柱不旋转，钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩；形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩；井底动力钻具的动力是由井底动力钻具的动力是由电源或井内钻井液流体电源或井内钻井液流体提供提供的。的。(3)特点特点2.2.井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法精选ppt59减减速速涡涡轮轮钻钻具具结结构构示示意意图图涡轮钻具定转子涡轮钻具定转子行星减速机构行星减速机构精选ppt60连续管钻井法连续管钻井法(柔杆钻井法柔杆钻井法)1.1.工艺过程工艺过程钻头、井下加压
38、装置、动力机钻头、井下加压装置、动力机下放至井底下放至井底循环洗井液循环洗井液延伸井眼延伸井眼钻头旋转，破碎岩石钻头旋转，破碎岩石为动力机提供动力为动力机提供动力清洗井底清洗井底连续管连续管连续管钻井示意图连续管钻井示意图钻井液由滚筒上的导流头进入连续管钻井液由滚筒上的导流头进入连续管连续管不转，井下动力机带动钻头旋转连续管不转，井下动力机带动钻头旋转精选ppt612.特点特点(5)(5)具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。(1)(1)连续管钻井实现了起、下钻的连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化连续机械化，节省了，节省了时间和劳动量（避免了钻柱
39、上、卸扣）；时间和劳动量（避免了钻柱上、卸扣）；(2)(2)在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；(3)(3)由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能量的有效利用率；量的有效利用率；(4)(4)为全自动化控制提供了很好的条件；为全自动化控制提供了很好的条件；连续管钻井法连续管钻井法(柔杆钻井法柔杆钻井法)精选ppt62l连续油管的应用连续油管的应用(Coiled tubing Tech.)应用：应用：l钻井钻井 l完井完井 l修井修井 理论：理论：l流体力学分析流体力学分析 l疲劳寿命估计疲劳寿命估计精选ppt6
40、3精选ppt64 精选ppt65第三节 基本钻井工艺过程三个阶段：即三个阶段：即钻前淮备钻前淮备、钻进钻进以及以及固井与完井固井与完井1 1钻前准备钻前准备修公路、平井场、钻井设备的搬运修公路、平井场、钻井设备的搬运和安排、井口准备（打导管和钻鼠和安排、井口准备（打导管和钻鼠洞）、备足钻井所需要的各种工具、洞）、备足钻井所需要的各种工具、器材等。器材等。大鼠洞：放方钻杆和水龙头大鼠洞：放方钻杆和水龙头小鼠洞：接单根时存放钻杆小鼠洞：接单根时存放钻杆精选ppt66精选ppt6770D70D钻机井架整体搬迁图钻机井架整体搬迁图精选ppt68精选ppt69第三节 基本钻井工艺过程2 2钻进钻进钻进是
41、进行钻井生产取得进尺的唯一过程。钻进是进行钻井生产取得进尺的唯一过程。其基本工艺过程有：其基本工艺过程有：第一次开钻第一次开钻(一开一开)第二次开钻第二次开钻(二开二开)第三次开钻第三次开钻(三开三开)从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管。从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管。用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地层，用钻井液难以控制时，用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地层，用钻井液难以控制时，便要下技术套管便要下技术套管(中间套管中间套管)。再用小一些的钻头往下钻进，直到设计井深，下油层套管，进行固井、再用小一些的钻头往下钻进，直到设计井深，下油层套管，进行固井、完井作业。完井作业。每改
42、变一次钻头尺寸，开始每改变一次钻头尺寸，开始钻一新井段的工艺叫钻一新井段的工艺叫开钻开钻精选ppt70oil zone 技术套管技术套管（中间套管）（中间套管）表层套管表层套管油层套管油层套管（生产套管）（生产套管）17 1/2”13 3/8”12 1/4”9 5/8”8 1/2”7”精选ppt71精选ppt723 3、固井与完井固井与完井固井固井即是在已钻成的井眼内下入套管，而后在套管与井眼即是在已钻成的井眼内下入套管，而后在套管与井眼间的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的间的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的工艺过程。工艺过程。只有通过下套管、固井，才能只有通过下套
43、管、固井，才能防止井眼的坍塌防止井眼的坍塌，形成永久，形成永久的油气通道，并防止的油气通道，并防止地下各层流体的互窜地下各层流体的互窜，达到开采油气，达到开采油气的目的。的目的。第三节 基本钻井工艺过程固井的关键技术：固井的关键技术：下套管工艺下套管工艺 水泥浆的配方设计水泥浆的配方设计 注水泥工艺（浆柱结构、注水泥排量、注注水泥工艺（浆柱结构、注水泥排量、注水泥过程中的压力控制）水泥过程中的压力控制）固井质量检测固井质量检测精选ppt731 1 套管套管2 2 水泥环水泥环3 3 气层气层4 4 油层油层5 5 水层水层精选ppt743 3、固井与完井固井与完井完井完井包括用特定的方法连通油
44、、气层和井筒，使用替喷或包括用特定的方法连通油、气层和井筒，使用替喷或抽汲等方法诱导油、气流进入井筒，然后进行油气生产。抽汲等方法诱导油、气流进入井筒，然后进行油气生产。第三节 基本钻井工艺过程完井完井完井方式完井方式完井井口装置完井井口装置试油试油精选ppt75oil zoneoil zone精选ppt76oil zoneoil zone裸眼砾石充填完井裸眼砾石充填完井套管砾石充填完井套管砾石充填完井graveled packed精选ppt77oil zone割缝衬管完井割缝衬管完井(slotted Liner)精选ppt78固井、完井、其它作业固井、完井、其它作业下套管下套管注水泥注水泥完
45、井方式完井方式完井井口装置完井井口装置试油试油其它作业其它作业事故处理事故处理测井测井射孔射孔酸化压裂酸化压裂修井修井精选ppt79接单根：接单根：向钻柱上连接一根钻杆，以便继续钻进，使井深不断加深。向钻柱上连接一根钻杆，以便继续钻进，使井深不断加深。起下钻：起下钻：起钻：起钻：为了更换钻头，将井内钻柱取出换下旧钻头。为了更换钻头，将井内钻柱取出换下旧钻头。下钻：下钻：换上新钻头后，重新将钻柱下入井内。换上新钻头后，重新将钻柱下入井内。有时为了处理事故、测井斜、测井等也需进行有时为了处理事故、测井斜、测井等也需进行起下钻起下钻作业。作业。立柱：立柱：起下钻时，为了提高效率，一般将起下钻时，为了
46、提高效率，一般将三根三根钻杆连接在一起作为一个单钻杆连接在一起作为一个单元，这一单元称为立柱（立根）。元，这一单元称为立柱（立根）。顶驱钻进时，无接单根作业。（一个立柱一个立柱的打）顶驱钻进时，无接单根作业。（一个立柱一个立柱的打）精选ppt80 悬重钻柱在泥浆中的总重量（不钻进时的大钩负荷）。钻重钻进时的大钩负荷(大钩钩载)。钻压钻进时钻头上作用的压力。钻压悬重钻重几个基本概念：几个基本概念：例题：已知钻具在泥浆中的总重量为100吨，钻进时需给钻头加压20吨，问钻进时大钩负荷应该是多少吨？重力：重力：G浮力：浮力：f拉力：拉力：T支持力：支持力：NN=G-f-TN=G-f-T=悬重钻重悬重钻重钻压钻压精选ppt81精选ppt82n钻井的概念和种类。钻井的概念和种类。n水平井、大位移井、丛式井、分支井的定水平井、大位移井、丛式井、分支井的定义义n深井、超深井、高温高压井的定义深井、超深井、高温高压井的定义n什么是旋转钻井？其分类和特点？什么是旋转钻井？其分类和特点？n一口井的基本钻井工艺过程。一口井的基本钻井工艺过程。本章重点本章重点此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！
