钻井基础知识

1、钻井工程基本知识钻井工程基本知识莫里青常规井钻井技术的应用莫里青常规井钻井技术的应用20132013年年2 2月月利雅得能源公司利雅得能源公司邹千波邹千波 提提 纲纲三三.钻井流程钻井流程二二.现代钻井系统组成现代钻井系统组成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技术完井技术一、钻井基本概念一、钻井基本概念 钻井钻井:利用钻机设备（顿钻钻机或利用钻机设备（顿钻钻机或旋转钻机）和工具（钻头、钻柱旋转钻机）和工具（钻头、钻柱等），在地下钻出具有一定深度等），在地下钻出具有一定深度的圆柱形井眼的工程。以达到勘的圆柱形井眼的工程。以达到勘探和开发地下资源的目的。（世探和开发地下资源的目的。（世界最深

2、油井是界最深油井是1992年年Soviet Union钻成，钻井深度钻成，钻井深度12260m）钻井工程：是指利用专业设备和钻井工程：是指利用专业设备和技术，按技术，按设计设计要求，有控制要求，有控制的钻出合格的油气生产通道的工的钻出合格的油气生产通道的工艺过程。艺过程。 西方早期钢绳钻机西方早期钢绳钻机1. 顿钻钻井时期（顿钻钻井时期（1901年以前）年以前） 蜀中广记蜀中广记：国朝（明）：国朝（明）正德末年，嘉州开盐井，偶正德末年，嘉州开盐井，偶得油水，可以照夜，其光加得油水，可以照夜，其光加倍，沃之以水，则焰俞甚，倍，沃之以水，则焰俞甚，扑之以灰则灭扑之以灰则灭.1521年，我国在嘉定（

3、乐山）用竹绳冲击年，我国在嘉定（乐山）用竹绳冲击 钻钻出第一口油井。钻钻出第一口油井。1835年在四川自贡钻成世界上第一口超千年在四川自贡钻成世界上第一口超千 米深井（米深井（1001.42米）米） 兴海井，到兴海井，到1997， 累计开采天然气累计开采天然气1.4亿亿m3。1859年，美国年，美国 E.H.Drake 在宾夕法尼亚在宾夕法尼亚 用钢绳冲击钻钻出第一口石油井（用钢绳冲击钻钻出第一口石油井（21.64m)。1878年，福建巡抚丁日昌从美国购买一部年，福建巡抚丁日昌从美国购买一部 钻机，在台湾苗栗油矿钻成第一口油井。钻机，在台湾苗栗油矿钻成第一口油井。 钻到钻到120米，石油米，石

4、油“滚滚而出滚滚而出”，日产油，日产油1.5T。1907年，山西巡抚曹鸿引进日本钻机，在年，山西巡抚曹鸿引进日本钻机，在 陕北延长钻成延陕北延长钻成延1井，井深井，井深81米，日产油米，日产油1T。石油钻井发展简史石油钻井发展简史石油钻井发展简史石油钻井发展简史 1900年，德国发明旋转钻井（转盘钻）。年，德国发明旋转钻井（转盘钻）。 1936年，国民政府引进德国四套旋转钻机。年，国民政府引进德国四套旋转钻机。 1937年，在四川巴县开钻巴年，在四川巴县开钻巴1井井，1939年年11 月钻至月钻至1420米完钻。米完钻。 （1）概念时期（）概念时期（19011920） （2）发展时期（）发展时

5、期（19201948） （3）科学化钻井（）科学化钻井（19481969） （4）自动化钻井（）自动化钻井（1969 ） 2. 旋转钻钻井时期（旋转钻钻井时期（1901年以后）年以后）钻井发展趋势钻井发展趋势石油钻井目的及任务：石油钻井目的及任务：探明含油气构造，开发油气田探明含油气构造，开发油气田 普普 查查详详 查查区域勘探区域勘探油田勘探油田勘探油田开发油田开发了解全区区域地质概况，划分构造了解全区区域地质概况，划分构造单元，初步确定可能含油气层系。单元，初步确定可能含油气层系。详细研究确定油气聚集带，找出可详细研究确定油气聚集带，找出可供钻探的区域构造。供钻探的区域构造。研究区域的地质

6、构造及含油气远景，研究区域的地质构造及含油气远景，发现工业油气藏（发现工业油气藏（0.35t/d）。）。 探明油田边界和面积，算准储量，探明油田边界和面积，算准储量，提供油藏全部资料，开辟试验区。提供油藏全部资料，开辟试验区。油气开采、补充能量、井网调整油气开采、补充能量、井网调整 基准井基准井 参数井参数井构造井构造井预探井预探井 （野猫井）（野猫井）详探井详探井 评价井评价井 资料井资料井油油、气井气井 注水井注水井 调整井调整井石油钻井的目的与任务石油钻井的目的与任务把钻井按钻井的目的进行分类：把钻井按钻井的目的进行分类：p 区域普查井区域普查井 ：基准井：基准井, ,剖面井剖面井, ,

7、 参数井参数井, ,构造井构造井p 探井：预探井、详探井探井：预探井、详探井, ,边探井边探井p 开发井：生产井（油井、气井）开发井：生产井（油井、气井）, , 注入井（注水井注入井（注水井, ,注气井）注气井）p 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、特殊用途井：检查井、观察井、调整井、 救援井等。救援井等。石油钻井的种类石油钻井的种类石油钻井的分类石油钻井的分类 直井直井 定向井定向井 水平井水平井 大位移井大位移井 开窗侧钻井开窗侧钻井按钻井井型进行分类：按钻井井型进行分类： 提提 纲纲三三.钻井流程钻井流程一一.钻井的概念钻井的概念四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技术完井技术二、

8、现代钻井系统组成二、现代钻井系统组成柴油机柴油机(黄色黄色) 通过联动机将通过联动机将动能传递给转盘和泥浆泵动能传递给转盘和泥浆泵柴油机带动发电机发电柴油机带动发电机发电后，驱动各循环罐上的后，驱动各循环罐上的用电设备（生活区用电）用电设备（生活区用电）进行工作。进行工作。现代钻井系统组成现代钻井系统组成联动机构通过皮带传递动联动机构通过皮带传递动力，带动泥浆泵工作。力，带动泥浆泵工作。几台发动机的链条及几台发动机的链条及齿轮组装在金属盒内齿轮组装在金属盒内现代钻井系统组成现代钻井系统组成不论钻井平台是以不论钻井平台是以电能还是机械传输动电能还是机械传输动力，目的都是为了钻力，目的都是为了钻井

9、，所以提升系统必井，所以提升系统必不可少。一般提升系不可少。一般提升系统由绞车、滚筒、井统由绞车、滚筒、井架、天车、游车和钢架、天车、游车和钢丝绳组成。丝绳组成。现代钻井系统组成现代钻井系统组成 绞车由带钢丝绳的滚筒、绞车由带钢丝绳的滚筒、猫头轴、离合器、换向齿猫头轴、离合器、换向齿轮轮-链条及刹车装置组成链条及刹车装置组成 猫头分为摩擦式猫猫头分为摩擦式猫头和自动猫头头和自动猫头现代钻井系统组成现代钻井系统组成游车下部的大钩正游车下部的大钩正在锁住水龙头提环在锁住水龙头提环司钻控制转盘进行旋转司钻控制转盘进行旋转钻进钻进现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井

10、系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成牙轮钻头牙轮钻头现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成p钻井液的性能主要有：钻井液的性能主要有：(1)密度；密度；(2)粘度；粘度；(3)屈服屈服值；值；(4)静切力；静切力；(5)失水量；失水量；(6)泥饼厚度；泥饼厚度；(7)含砂量；含砂量；(8)酸碱度；酸碱度；(9)固相、油水含量。固相、油水含量。现代钻井系统组成泥浆回泥浆回流管线流管线立管水龙带排出管线排出管线(至立管至立管)泥浆泵泥浆泵现代钻井系统组成现代钻井系统组成除气器除气器除泥器除泥器除沙器除沙器现代钻井系统组成现代钻井系统组成现代钻井系统组成现

11、代钻井系统组成 提提 纲纲一一.钻井的概念钻井的概念二二.现代钻井系统组成现代钻井系统组成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技术完井技术第一次第一次开钻验收开钻验收第二次第二次开钻验收开钻验收固井施固井施工检查工检查打开油打开油气层前验气层前验收收套管及套管及附件检查附件检查核实核实钻井工钻井工程验收认程验收认证证钻井工钻井工程资料验程资料验收收油水井油水井交接交接钻井工钻井工程完井验程完井验收记录收记录监督工作流程图监督工作流程图设设 计计钻前准备钻前准备一开一开二开二开三开三开油井完成油井完成地质设计、工程设计地质设计、工程设计修路、平井场、打基础、修路、平井场、打基础、设备搬运及安

12、装、准备井口设备搬运及安装、准备井口钻进、（测斜）、（测井）、钻进、（测斜）、（测井）、下表套固井、安装井口下表套固井、安装井口钻进、（取心）、（测斜）、钻进、（取心）、（测斜）、（测井）、下技套固井、安装井口（测井）、下技套固井、安装井口钻进、（取心）、（测斜）、（测井）、钻进、（取心）、（测斜）、（测井）、（中途测试）、下油套固井、安装试油井口（中途测试）、下油套固井、安装试油井口一开二开三开 钻钻 进进 三、钻进流程三、钻进流程防喷器防喷器防喷器防喷器至钻井液净化系统一开钻进下表层套管注水泥施工安装井口防喷器井口防溢管钻井液出口三、钻进流程三、钻进流程二开钻进下中间套管防喷器防喷器防喷器

13、防喷器二开固井三开钻进下生产套管完井固井三、钻进流程三、钻进流程钻进基本过程包括：钻进基本过程包括： 钻进、接单根、起钻、换钻头、下钻等钻钻 进：钻头破碎岩石使井眼不断加深进：钻头破碎岩石使井眼不断加深接单根：通过接单根使钻具不断加长接单根：通过接单根使钻具不断加长起下钻：将井内钻具起出或将井内起出的钻具重新下到井内起下钻：将井内钻具起出或将井内起出的钻具重新下到井内换钻头：起出钻具卸掉旧钻头换上新钻头重新下入井中换钻头：起出钻具卸掉旧钻头换上新钻头重新下入井中循环钻井液：钻头提离井底并保持钻井液的循环循环钻井液：钻头提离井底并保持钻井液的循环三、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程三

14、、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程三、钻进流程 起出的起出的钻头磨损钻头磨损应更换新应更换新钻头入井钻头入井三、钻进流程三、钻进流程 提提 纲纲三三.钻井流程钻井流程一一.钻井的概念钻井的概念二二.现代钻井系统组成现代钻井系统组成五五.完井技术完井技术四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程 提提 纲纲三三.钻井流程钻井流程一一.钻井的概念钻井的概念二二.现代钻井系统组成现代钻井系统组成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技术完井技术 提提 纲纲三三.钻井流程钻井流程一一.钻井的概念钻井的概念二二.现代钻井系统组成现代钻井系统组成四四.固井施工流程固井施工流程 完井：完井：从钻开生产层、下油层套管、注水泥固井、射孔从钻开生产层、下油层套管、注水泥固井、射孔 到试采到试采 等一系列生产过程的总称。等一系列生产过程的总称。 五、完井技术五、完井技术目目的的是为了改善井底径向流动，使地下油气流是为了改善井底径向流动，使地下油气流能够有效地从井筒流向地面。目前油井完能够有效地从井筒流向地面。目前油井完井基本上可分为：固井射孔完井、筛管完井基本上可分为：固井射孔完井、筛管完井、裸眼完井等。井、裸眼完井等