钻井工程绪论

1、钻井工程理论与技术钻井工程理论与技术绪论绪论第一章第一章 钻井的工程地质条件钻井的工程地质条件第二章第二章 钻进工具钻进工具第三章第三章 钻井液钻井液第四章第四章 钻进参数优选钻进参数优选第五章第五章 井眼轨道设计及轨迹控制井眼轨道设计及轨迹控制第六章第六章 油气井压力控制油气井压力控制第七章第七章 固井与完井固井与完井第八章第八章 其他钻井技术及作业其他钻井技术及作业1.钻井工艺原理钻井工艺原理（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣教授主编。教授主编。 2.钻井工艺技术基础钻井工艺技术基础石油大学出版社，王瑞和教授编著。石油大学出版社，王瑞和教授编著。3

2、. 钻井工程钻井工程 郝瑞主编（中等专业用书）。郝瑞主编（中等专业用书）。4. 实用钻井工程实用钻井工程中国石油天然气总公司情报研究所，徐云英中国石油天然气总公司情报研究所，徐云英主编。主编。5. 喷射钻井理论与计算喷射钻井理论与计算石油工业出版社，张绍槐编著。石油工业出版社，张绍槐编著。6. 最优化钻井理论基础与计算最优化钻井理论基础与计算石油工业出版社，郭学增编著。石油工业出版社，郭学增编著。主要参考书主要参考书绪绪 论论主要内容：主要内容：一、石油钻井概述一、石油钻井概述 1石油钻井的概念石油钻井的概念 2石油钻井的种类石油钻井的种类二、钻井技术的发展二、钻井技术的发展 1钻井技术的发展

3、阶段钻井技术的发展阶段 2旋转钻井技术的发展旋转钻井技术的发展三、钻井的基本工艺过程三、钻井的基本工艺过程1石油钻井的概念石油钻井的概念 所谓石油钻井是指为了勘探和开发地下石油和天然气而所谓石油钻井是指为了勘探和开发地下石油和天然气而在地表钻凿一个通往地下油气层直径很小的井眼的工作。在地表钻凿一个通往地下油气层直径很小的井眼的工作。2石油钻井的种类石油钻井的种类A A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一、石油钻井概述一、石油钻井概述n区域普查井区域普查井 ：基准井、剖面井、：基准井、剖面井、 参数井、构造井参数井、构造井n探井：预探井、详探井、边探井探井：预探井、详探井、边探

4、井n开发井：生产井（油井、气井）、注入井（注水井、注气井）开发井：生产井（油井、气井）、注入井（注水井、注气井）n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。n基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和含油气情况、验证物探成果而钻的井。和含油气情况、验证物探成果而钻的井。n剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油 气构造而钻的井。气构造而钻的井。n参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而

5、钻的井。n构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编 制地下某一标准层的构造图。制地下某一标准层的构造图。n探井：为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置（预探探井：为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置（预探 井），对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需井），对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量 （边探井）。（边探井）。n生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的井。井。n注入井：开发后期为了提高采收

6、率及开发速度，而对油田注入井：开发后期为了提高采收率及开发速度，而对油田进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。n检查井：油田开发到某一含水阶段，为了搞清各油层的压检查井：油田开发到某一含水阶段，为了搞清各油层的压力和油、气、水分布状况，剩余油饱和度的分布和变化情力和油、气、水分布状况，剩余油饱和度的分布和变化情况。况。n观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井n调整井：油田开发中后期，为进一步提高开发效果和调整井：油田开发中后期，为进一步提高开发效果和 最终采收率，而调整原有开发井网所钻井

7、。最终采收率，而调整原有开发井网所钻井。n救援井：为了救援而钻的井。救援井：为了救援而钻的井。B B把钻井按井斜角不同分类：把钻井按井斜角不同分类： 直井、定向井、水平井直井、定向井、水平井 直井：井口与井底在同一条铅垂线上直井：井口与井底在同一条铅垂线上 定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井口定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井口 与井与井底不在同一条铅垂线上。底不在同一条铅垂线上。 水平井：沿着预先设计的井眼轨迹以井斜角水平井：沿着预先设计的井眼轨迹以井斜角 85的角度进的角度进入目的层。入目的层。C C把钻井按井深不同分类：把钻井按井深不同分类：n浅井浅井 H2500m2

8、500m；n中深井中深井 2500H45002500H4500；n深井深井 4500H60004500H6000mH6000m。1钻井技术的发展阶段钻井技术的发展阶段（1）人工掘井：）人工掘井：1521年之前年之前（2）人力冲击钻：）人力冲击钻： 15211835年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。游梁等来完成的。 实际上是利用了杠杆原理及自由落体的下落冲击作用来钻实际上是利用了杠杆原理及自由落体的下落冲击作用来钻井的。井的。二、钻井技术的发展二、钻井技术的发展n特点是：特点是： a.破岩与清岩相间进行。破岩与清岩相间进行。 b.冲击力小

9、，破碎效率低。冲击力小，破碎效率低。 c.设备简单，起下钻方便。设备简单，起下钻方便。（3）机械顿钻（冲击钻）：）机械顿钻（冲击钻）：18591901年年支架游梁悬绳井壁钻头井底（4）旋转钻：是自）旋转钻：是自1901年发展起来的。年发展起来的。n旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石旋转钻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法。进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。n旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。钻井。n特点是：特点是： a.破岩与

10、清岩同时进行。破岩与清岩同时进行。 b.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。 c.设备复杂，起下钻繁琐。设备复杂，起下钻繁琐。2旋转钻井技术的发展旋转钻井技术的发展（1）概念时期（）概念时期（19011920年）年） 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。和注水泥固套管技术。（2）发展时期（）发展时期（19201948年）年） 这个时期牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步发展，同这个时期牙轮钻头、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。时出现了大功率钻井设

11、备。（3）科学化钻井时期（）科学化钻井时期（19481968年）年） 这个时期钻井技术有了迅速发展。采用了喷射钻井，镶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、无固相不分散体系钻井液齿、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速的有关因素，采用及固相控制技术，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技术。了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井技术。（4）自动化钻井时期（）自动化钻井时期（1968现在）现在） 发展了钻井参数自动检测、综合录井、随钻测量技术等计发展了钻井参数自动检测、综

12、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、井眼轨迹遥控及自动闭环控制技术自动化工具、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。等新技术、新工艺及新设备。 一口井的建井过程按其顺序可分为三个阶段，即钻前准备、一口井的建井过程按其顺序可分为三个阶段，即钻前准备、钻进、固井和完井。钻进、固井和完井。 1钻前准备钻前准备 2钻进钻进 3固井和完井固井和完井三、钻井的基本工艺过程三、钻井的基本工艺过程n改变钻头尺寸（井眼尺寸）开始新的井段的工艺叫开钻。改变钻头尺寸（井眼尺寸）开始新的井段的工艺叫