钻井基础知识(技术员)课件

中原石油工程有限公司钻井四公司钻井基础知识

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION二O一三年十二月丁向京中原石油工程有限公司钻井四公司钻井基础知识

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一、钻井设计内容

二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点

地质概况

井身结构

轨道设计

钻具组合

油气层压力控制

钻井液

固井设计

施工重点技术要求和复杂提示

一、钻井设计内容

二、钻井设计要点

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一、钻井设计内容

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点1地质概况 2设计依据 3质量要求

4井身结构 5轨道设计 6钻井设备 7钻具组合与强度校核 8钻头选型与钻井参数 9取心设计 10钻井液 11油气层保护要求 12油气井压力控制 13固井设计 14钻井施工重点技术要求15中途测试要求16完井井口装置

17弃井要求

18职业健康、安全、环保要求19钻井资料要求

20钻井进度计划

21投资预算

依据SY/T5333-2012《钻井工程设计格式》

一、钻井设计内容

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一、钻井设计内容

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点掌握设计重点内容。

全面了解全部设计内容。熟悉设计主要内容，包括井型、井别、钻探目的、井身结构、质量要求、钻井液体系、井控要求。重点关注审批人员提示、地层倾角倾向、质量要求、造斜点、油气水层位置、地层压力系数、注水井动态、各层套管所封层位及目的、邻井复杂提示、特殊地层等。

一、钻井设计内容

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一、钻井设计内容

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点重视设计的严肃性。

具有法律性质，不能随意更改。更改将追究当事人责任。

学会重视设计，尊重设计要求。邻井资料调研。

落实同区块完成井井下复杂、钻头使用、轨迹控制规律、钻井液体系及钻井液性能。

根据调研资料，认清重点和难点，减少施工盲目性。

一、钻井设计内容

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二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（一）地质概况靶心要求解读两靶垂深差位移差

穿靶井斜、中靶最小井斜、中靶最大井斜靶心半径地质分层解读。

β<45°时，钻头上倾β>60°时，钻头下倾β=45°~60°时，不确定

二、钻井设计要点

6不同尺寸钻铤弯曲临界钻压，供参考。钻铤名义直径（英寸）直径mm重量kg/m第一次弯曲临界钻压t第二次弯曲临界钻压t外径内径82031001927．214．375219．38．015．8197901896．913．67177．8801565．210．375164．35．510．97016611．0061/4158．857．2135．14．18．253/4146．0575972．95．870111．23．26．443/4120．750．869．51．83．741/410838631．53．033/49532491．12．1031/288．944．539．60．831．65不同尺寸钻铤弯曲临界钻压，供参考。钻铤名义直径直径重量第一次7井号卫77-×井别开发井设计井深（垂深）2950（米）建议井口构造位置卫城区块卫77块靶心要求靶心靶心坐标垂深（米）靶心半径（米）IＸ：3970645Ｙ：20352380259020ⅡＸ：3970940Ｙ：20352320295020ⅢX：Y：发标日期2007年×月×日发标单位采油三厂钻探目的落实并开发卫77块沙四段－中生界油藏分层数据层位深度（m）断距（m）地层倾向地层倾角备注明化镇组1200馆陶组1400东营组1670沙一段中下1920120°±5°±沙二段上2210120°±5°±下沙三段上中2320140°±15°±下2570140°±15°±沙四段2670100°±30°±中生界2950100°±30°±完钻原则落实并开发卫77块沙四段－中生界油藏取资料要求按开发井要求录取资料井号卫77-×井别开发井设计井深（垂深）2950（米）建议井8方位线确定方法：N坐标＝XⅡ-XⅠE坐标＝YⅡ-YⅠtg￠=△E坐标/△N坐标E坐标――东西坐标两靶差值N坐标――南北坐标两靶差值￠―――双靶方位线也可以使用画坐标图的方法，直观又简单。钻井基础知识—钻井设计要点定井位：方位一致—穿靶井斜—确定轨迹—最佳靶前位移—最小靶前位移靶点由来？方位线确定方法：钻井基础知识—钻井设计要点定井位：靶点由来？9

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION穿靶井斜、最大井斜、最小井斜先确定两靶垂深差和位移差，即△H和△S。然后用公式：tgаmax＝△S/△H求出аmax例如上例中的卫77-×井：H=2950-2590=360(m)S=[295²+(-60)²]½=301.04(m)则：tgаmax＝△S/△H=301.04/360=0.836可得最大井斜：аmax=39.9°钻井基础知识—钻井设计要点最大井斜、最小井斜示意图△H△S水平井设计靶前位移300m，则该井若按单增剖面设计，靶前位移300m即为该剖面曲率半径，根据公式可计算出理论每米增斜率为57.3/300=0.191（°）。其它剖面增斜率均大于单增剖面，因此工具造斜率不应低于19.1°/100m。地质分层根据地层规律判断方位漂移。岩性介绍，注意钻头、复杂、钻井液应对措施。

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二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（二）井身结构了解本井难度。钻机提升能力明确施工井套管层次目的。不出现喷漏同存，封住易塌、易漏等上下矛盾的层位

必封点的确定。套管下深应以达到封固目的为准则，不能单纯根据井深确定。

套管尺寸与井眼尺寸。套管与井眼间隙最小9.5～12.7mm范围，最好为19mm。间隙较小时，注意套管接箍、钻井液密度、注水泥及井眼曲率等问题。目前国内常用的套管、钻头系列为：（26"）20"—（171/2"）133/8"—（121/4"）95/8"—（81/2"）7"—（57/8"）41/2"。

二、钻井设计要点

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二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（三）轨道设计宏观控制轨迹

待钻剖面优化

根据定向难度提前做好准备

考虑轨迹改变导致的施工风险直井段位移影响：正向、反向、侧向以优快、轨迹圆滑为准则设计待钻剖面。

二、钻井设计要点

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二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（四）钻具组合熟悉常用钻具组合

以井身质量和井下安全为原则

钻铤尺寸直井：钟摆、满眼、塔式定向井：增斜、降斜、稳斜钻铤尺寸决定井眼有效直径允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径钻铤柱中最下一段钻铤（不少于一柱）外径应不小于允许最小外径，才能保证套管顺利下入。组合中采用稳定器，可以采用稍小外径钻铤。钻铤中选用的最大外径钻铤应保证在打捞作业中能够套铣，相邻两段钻铤外径差值不超过25.4mm。

二、钻井设计要点

13常规组合：钻井基础知识—钻井设计要点常规组合：钻井基础知识—钻井设计要点14

二、钻井设计要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（五）油气层压力控制执行相关标准（六）钻井液要求：保障井下安全

提高机械钻速

保护油气层（七）固井设计井眼准备，固井配合。（八）重点提示复杂地层提示

注水井影响

二、钻井设计要点

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一、岗位职责

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理1、贯彻执行技术指令。根据技术部门的施工方案下达具体的技术指令。2、全面负责钻井质量。有技术决定权，对违反设计的现象有权制止。3、负责钻头、钻具及指重表、测斜仪的检查与管理，对特殊下井工具做到认真检查丈量，并绘图备查。4、对井下安全负责。井下异常时有临时处置权。5、负责井队技术培训和新技术、新工艺的试验推广工作。6、对送达现场的各种钻具、工具、套具负责验收，不合格的有权拒收，有权提出更换。负责现场计量器具的校准和周检，确保准确可靠。7、资料收集、整理和分析。填写工程井史和有关报表审查工程报表，填写井史，收集整理各项工程技术资料报表，做好月度技术经济指标分析和完井技术总结，并按时上交。8、时时掌握钻井动态，每日向上级生产和技术部门汇报当日生产技术工作，特殊情况按规定汇报。9、负责日常井控管理，包括设备维护保养、井控岗位落实、加重物资储备等。

一、岗位职责

16“一高一低”“八个关键环节”“一高一低”“八个关键环节”17

二、工作程序

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理1、按巡回检查路线及要点进行检查。掌握井下情况，针对出现的问题，提出预防、处理措施，并组织实施，有困难及时向上级汇报。检查注水井情况。2、按规定时间汇报，开电台会，制定下步生产计划。3、布置班组作业计划，确定钻井参数，提出安全措施。交接班应了解钻具使用情况。4、换记录卡片，检查指重表、传感器。5、中途检查技术措施、安全措施执行情况。钻进过程中注意观察震动筛岩屑，与地质录井沟通，了解井下情况、在岗情况、钻具管理、钻井液性能变化、钻井液量及坐岗情况，对关键点检查和记录，工具到井验收（型号、数量、厂家、尺寸、时间、钢级、丈量等）。6、起钻前5柱下钻后5柱，井下复杂或特殊情况，技术员上钻台。起下钻过程中检查座岗情况，是否灌满泥浆，有无拨活塞现象。起钻前、起钻完、下钻完核对钻具。下钻完开泵循环时观察震动筛返出情况。7、检查井控工作关键点。8、整理班报表，一天工作总结分析，写工作日记。9、巡回检查路线、内容，见表。

二、工作程序

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三、工序要点

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一开

联顶节长度=一开联入+0.4～0.5m。

根据套管长度确定一开井深。

一开井深=表层套管总长(留一根短的备用)+确定的联入+口袋深度。

口袋深度尽量少留，0.3～0.5m为宜。

一开重点措施：

软地层利用水马力钻进前几个单根，确保井眼开直，前40～50m钻进参数为一档、单泵钻进，后用双泵二档钻进；硬地层钻压小于所下钻铤一次弯曲值；注意观测井口防垮塌。

钻完一开井深，循环时要不停上下活动钻具，防大肚子井眼。

起钻防“拔活塞”。

下表层套管时引鞋及前2～3根套管上扣后采取加固措施；套管下完井口居中

固井时技术员要在水泥车上记录替浆量，预替水泥浆液面深度=套管下深-20m，根据套管的每米环容和预替水泥浆液面深度计算替浆量，原则是宁少勿多，防止替空。

三、工序要点

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三、工序要点

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理项

点点数检

查

内

容值班房3(1)工程班报表(2)钻具记录(3)设备运转记录泥浆房1钻井液性能地质房4(1)钻时(2)地层(3)岩性(4)油气显示循环系统

3(1)震动筛、除砂器、除泥器、马达搅拌器的运转情况(2)泥浆量及液面(3)座岗观察及记录钻

台8指重表转盘负荷

井下情况：悬重、摩阻

、

井口井下工具井

场3（1）入井钻具准备（2）液控房及压力、操作台（3）液压泵运转、油量

三、工序要点

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三、工序要点

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二开

出表层套管钻铤出套管鞋前采用一档吊打，之后可用更高档位钻进，逐步加至设计钻压。

开泵注意事项

下钻中途开泵。原因一是下钻遇阻需要中途开泵冲或划眼；二是防堵水眼中途顶通；三是井深后为降低井底开泵泵压中途顶水眼破坏钻井液结构力。开泵先小排量顶通，防止开泵过猛造成井下复杂，开泵顶通时时间不宜过长。

下钻到底开泵。一是小排量开泵后根据泵压等具体情况逐渐提高排量，沉砂较多时要保证小排量循环时间，防大排量造成沉砂突然堵塞环空憋漏地层；二是旋转转盘破坏泥浆结构力后不要定点转转盘，而要上下大幅度活动钻具；三是循环、划眼期间或钻杆内外存在较大压差时接单根、修泵要防止钻具内泥浆长时间倒返，防井垮与堵水眼。

三、工序要点

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四、质量控制

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理井身质量、钻井液质量、套管质量、固井质量和井口质量。1、井身质量。含井身轨迹和井径扩大率两项，井身轨迹考核全角变化率、最大井斜、造斜点位置、位移或靶心距，目的层井径扩大率一般要求小于等于15%。技术员需重点把握入井钻具结构、钻井参数、钻井操作、轨迹监测等关键。2、钻井液质量。钻井液质量考核钻井液体系、滤失量、低固相含量、密度、搬含及油层保护。施工中因井下复杂需调整性能时必须经甲方同意。3、油层套管质量。油层套管质量考核套管强度与下深、套管检查与验收、套管试压、套管通径四项。油层套管试压时环空要敞开。4、固井质量。达到甲方评定要求，中原油田新钻井固井质量标准---，油、气、水、干层间各自封固。5、井口质量。井口质量包括套管头和井口两处。套管头必须按设计使用安装，安装完后试压合格；应装有高压丝堵、闸阀并开关灵活；油层套管与套管头不得焊接。井口应平整、牢固、不破裂、不下沉；井口不漏油、气、水；井口帽连接牢靠并标注井号。

四、质量控制

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五、井身质量检测与控制

SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理吊测投测六不准井下不正常不测斜钻井液未循环好，泵压不正常不测斜设备不正常不测斜测斜仪器及工具未准备好不测斜人员不到位不测斜操作人员不懂测斜不准测斜，包括司钻不懂怎样活动钻具等。

五、井身质量检测与控制

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SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理直井（直井段）发现井斜角偏大。

质量风险较小时，可采用降低钻压吊打的降斜措施；质量风险较大时，应立即起钻换钟摆钻具轻压吊打，形成降斜趋势；方位一致，正常钻进已无法满足井身质量要求的，采用井下动力钻具纠斜，注意控制全角变化率，防止键槽。定向井、水平井井身质量控制按设计要求的具体技术措施执行。

施工中使用软件计算和画图跟踪，增、降斜率不能满足要求和方位偏移时，必须滑动纠偏或更换钻具组合。丛式井做防碰扫描图，采取防碰措施。

五、井身质量检测与控制

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SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井常用仪器仪表指重表注油与校零

手压泵内油平面高度不低于油杯高度的一半。

排净空气后继续摇动手压泵充油

传压器的间隙在8-14mm之间，上紧排气螺钉。“对零”操作：①空游车下放至转盘面，卸下指重表框盖。②用起针器取下两支指针。③将指重针对零安到轴上，按紧，然后用手拨动指针几次观察是否回零以及与表盘有无摩擦。④用同样方法上紧灵敏针，并检查与指重表针有无摩擦。⑤上好指重表框盖，校零完毕。压力表多参数钻井参数仪

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SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井常用仪器仪表1-指重表盘；2-灵敏表盘；3-灵敏针；4-指重针；5-放气阀；6-指重减震阀；7-传压管线；8-灵敏表盘旋钮；9-弹簧管；10-表盖螺钉；11-压盖玻璃

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