钻井基本知识

钻井基本知识第1页，共27页，2023年，2月20日，星期日钻井工程课件主要内容第一章钻头：刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头第二章钻柱：作用与组成、工作状态与受力分析、设计第三章钻进技术：直井防斜技术、井斜的控制方法、钻进过程中各参数间的基本关系、钻进参数优选、水力参数优化设计第四章取心：概述、取心工具组成及类型、常规取心工艺、密闭取心、保压密闭取心、定向取心第五章固井：井身结构、套管柱、油井水泥第六章完井技术：钻开储集层、完井方法、完井井口装置第七章：钻井事故处理

于久远电话：0317-----2765275(H)0317-----2765543（O）

第2页，共27页，2023年，2月20日，星期日钻井工程课件作者简介：于久远男49岁渤海石油职业学院石油工程系钻井教研室教师。85年7月毕业于华北石油职工大学石油工程专业。85年7月～87年3月钻井四公司32715钻井队任实习技术员。87年3月～96年7月在华北石油技工学校从事钻井工程理论与钻井实习教学。88年3月～2004年9月从事钻井井控技术培训工作。2004年10月取得教师任职资格证并从事钻井井控技术培训工作。2005年9月渤海石油职业学院从事钻井工程理论与钻井实习教学。第3页，共27页，2023年，2月20日，星期日钻井工程课件

主要参考书：1.《钻井工艺原理》（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣教授主编。2.《钻井工程理论与技术》石油大学出版社，陈庭根与管志川教授编著。3.《钻井工程》郝瑞主编（中等专业用书）。4.《喷射钻井理论与计算》石油工业出版社，张绍槐编著。5.《钻井工程》石油工业出版社，何庆庞编著。第4页，共27页，2023年，2月20日，星期日石油钻井概述钻井技术的发展钻井施工工序目前钻井技术的现状本章需要4学时绪论钻井工程课件第5页，共27页，2023年，2月20日，星期日一、石油钻井概述1．石油钻井的概念

所谓石油钻井是指利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油气层的工作。绪论石油钻井概述第6页，共27页，2023年，2月20日，星期日2．石油钻井的种类（1）把钻井按钻井的目的进行分类：区域普查井：基准井、剖面井、参数井、构造井探井：预探井、详探井、边探井开发井：生产井（油井、气井）、注入井（注水井、注气井）特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。一、石油钻井概述绪论石油钻井概述第7页，共27页，2023年，2月20日，星期日基准井：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。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。参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。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。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的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量（边探井）。一、石油钻井概述绪论石油钻井概述第8页，共27页，2023年，2月20日，星期日生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的井。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。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况，观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井调整井：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的井。救援井：为了救援而钻的井。一、石油钻井概述绪论石油钻井概述第9页，共27页，2023年，2月20日，星期日（2）把钻井按井斜角不同分类：直井、定向井、水平井直井：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，井口与井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>85°的角度进入目的层。（3）把钻井按井深不同分类：浅井H<2500m，中深井2500m<H<4500m，深井4500m<H<6000m，超深井H>6000m<H<9000m。特超深井H>9000m一、石油钻井概述绪论石油钻井概述第10页，共27页，2023年，2月20日，星期日1、钻井的发展史2100多年前，中国就开始了钻井，应用的是顿钻钻井方法，这是在四川自贡，目的是为了获得地下的盐。1521年钻盐井偶得石油，这是我国的第一口油井。1835年在四川钻成了一口天然气井——兴海井，井深达1200m，是当时世界上最深的井到1820年，及鸦片战争前夕，钻井深度突破1000米，中国第一口油井在陕西延长油矿。目前日产量还有200公斤美国1859年8月在宾夕法尼亚洲泰特斯维尔小镇才打了一口20m深的油井，也就是所谓的世界上的第一口油井；前苏联在1863年才打出20m深的井。二、钻井技术的发展绪论钻井技术的发展第11页，共27页，2023年，2月20日，星期日2．钻井方法的发展（1）人工掘井：1521年之前（2）人力冲击钻：1521～1835年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、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井的。支架游梁悬绳井壁钻头井底二、钻井技术的发展绪论钻井技术的发展特点是：1）破岩与清岩相间进行。2）冲击力小，破碎效率低。3）设备简单，起下钻方便。第12页，共27页，2023年，2月20日，星期日（3）机械顿钻（冲钻）：1859～1901年优点：设备简单；起下钻方便。缺点：靠冲击作用破岩，钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；破岩和清岩相间进行。支架游梁悬绳井壁钻头井底二、钻井技术的发展绪论钻井技术的发展第13页，共27页，2023年，2月20日，星期日（4）旋转钻：1901年发展起来的。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。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。特点是：

1）破岩与清岩相接进行。

2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。

3）设备复杂，起下钻繁琐。二、钻井技术的发展绪论钻井技术的发展第14页，共27页，2023年，2月20日，星期日3．旋转钻井技术的发展（1）概念时期（1901～1920年）：这个时期内开始将钻井和洗井结合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。（2）发展时期（1920～1948年）：这个时期牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。（3）科学化钻井时期（1948～1968年）：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及固相控制技术，总结出了影响二、钻井技术的发展绪论钻井技术的发展第15页，共27页，2023年，2月20日，星期日二、钻井技术的发展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。（4）自动化钻井时期（1968～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等新技术、新工艺及新设备。绪论钻井技术的发展第16页，共27页，2023年，2月20日，星期日三、钻井施工工序定井位道路勘察基础施工安装井架（塔型井架）搬家安装设备7.一次开钻二次开钻钻进起钻换钻头下钻13.完井电测14.下套管固井钻前施工钻井施工完井施工绪论钻井的基本工艺过程第17页，共27页，2023年，2月20日，星期日封井器绪论钻井的基本工艺过程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第18页，共27页，2023年，2月20日，星期日绪论钻井的基本工艺过程二开钻进施工三开钻进施工井身结构第19页，共27页，2023年，2月20日，星期日钻井范围：井眼直径：100mm～500mm井的垂直深度；12262米（前苏联科拉半岛上的SC3井），我国在江苏省东海县毛北镇正在打一口预计井深5000米的科探井。井的水平位移：一万米以上（正在准备12000米、14000米水平位移的井）四、目前钻井技术现状绪论目前钻井技术现状第20页，共27页，2023年，2月20日，星期日目前较新的钻井技术：定向井、水平井、大位移井技术分枝井技术深井（4500～6000m）、超深井(6000m～9000m）特超深井（9000m以上）深海钻井欠平衡钻井技术小井眼钻井技术地质导向钻井技术挠性连续管钻井技术四、目前钻井技术现状综合技术专项技术绪论目前钻井技术现状第21页，共27页，2023年，2月20日，星期日绪论目前钻井技术现状水平井第22页，共27页，2023年，2月20日，星期日定向井、水平