钻井与完井工程考试复习资料

钻井与完井工程考试复习资料一、钻井工程概述1.钻井的定义与目的钻井是利用深部钻探的机械工程技术，以开采地底或者海底自然资源，或者采取地层的剖面实况，撷取实体样本，以提供实验以取得相关数据资料等。其目的主要包括勘探石油、天然气等地下资源，获取地质资料等。2.钻井工程系统组成主要由钻机设备、钻井工具、钻井液循环系统、动力设备等组成。钻机设备是核心，包括井架、绞车、转盘等；钻井工具如钻头等直接作用于地层；钻井液循环系统负责携带岩屑、冷却钻头等；动力设备为整个钻井作业提供动力。

二、钻井设备1.井架类型：有塔形井架、A型井架等。塔形井架结构简单，承载能力大；A型井架空间利用率高，便于设备摆放。作用：支撑天车、游车等设备，为起下钻具、下套管等作业提供高空作业平台。2.绞车功能：起下钻具、控制钻压、实现转盘驱动等。组成：主要由滚筒、刹车系统、传动系统等组成。滚筒用于缠绕钻具，刹车系统控制滚筒的转动和停止，传动系统将动力传递给滚筒。3.转盘作用：带动钻具旋转，破碎岩石。结构：由转台、主轴承、补心等组成。转台在动力驱动下旋转，主轴承支撑转台并承受钻压等载荷，补心用于安装方钻杆。

三、钻井工具1.钻头分类：按破岩方式可分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等。刮刀钻头主要靠切削破碎岩石；牙轮钻头通过牙轮的滚动和冲击破碎岩石；金刚石钻头则利用金刚石的高硬度切削岩石。选型依据：根据地层岩石特性、钻井深度、钻进速度要求等选择合适的钻头。例如，在软地层可选用刮刀钻头，硬地层选用牙轮钻头或金刚石钻头。2.钻铤作用：给钻头施加钻压，保证钻具在井眼中的稳定性。特点：具有较大的重量和刚度，一般壁厚较厚，材质强度高。3.扶正器功能：防止钻具在井眼中发生弯曲，保证井眼的垂直度。类型：有刚性扶正器和弹性扶正器等。刚性扶正器主要通过增大与井壁的接触面积来扶正钻具，弹性扶正器则利用其弹性变形来适应井眼的不规则。

四、钻井液1.钻井液的功能携带和悬浮岩屑：将井底破碎的岩屑携带到地面，保持井底清洁，防止岩屑重复破碎。冷却和润滑钻头：降低钻头与岩石摩擦产生的热量，延长钻头使用寿命。平衡地层压力：防止井喷或井漏，保持井壁稳定。2.钻井液的类型水基钻井液：以水为连续相，包括淡水钻井液、盐水钻井液等。具有成本低、配制简单等优点，广泛应用于各类地层。油基钻井液：以油为连续相，常用于高温、高压、易塌等复杂地层。其润滑性好、防塌能力强，但成本较高。3.钻井液性能参数密度：影响平衡地层压力的能力，根据地层压力情况进行调整。粘度：反映钻井液的流动性和携带岩屑的能力，通过加入增稠剂等进行调节。滤失量：指钻井液在一定压力下通过滤纸的失水量，滤失量过大易造成井壁垮塌等问题。

五、钻进工艺1.钻进方式旋转钻进：最常用的钻进方式，通过转盘或井下动力钻具带动钻头旋转破碎岩石。冲击钻进：利用钻具的冲击作用破碎岩石，适用于硬地层。2.钻进参数钻压：直接作用于钻头破碎岩石的压力，根据地层特性和钻头类型合理调整。转速：钻头的旋转速度，影响钻进效率和钻头磨损。排量：钻井液的循环排量，与携带岩屑能力等有关。3.钻进过程中的监测与控制监测参数：包括钻压、转速、排量、扭矩、泵压等，通过传感器实时测量。控制方法：根据监测数据及时调整钻进参数，保证钻进过程的顺利进行。例如，当泵压升高可能意味着钻头磨损或井眼堵塞，需及时处理。

六、固井工程1.固井的目的封隔地层：防止不同地层间的流体相互窜流，保护油气层。支撑套管：保证套管在井眼中的稳定，为后续作业提供基础。保护井壁：防止井壁坍塌，延长井的使用寿命。2.固井作业流程下套管：将套管下入井眼预定位置，套管之间通过接箍连接。注水泥：通过套管向井壁与套管之间的环形空间注入水泥浆，水泥浆凝固后形成水泥环。候凝：等待水泥浆凝固，使其达到设计强度。3.固井质量检测声幅测井：通过测量套管接箍和水泥环的声幅来判断水泥胶结质量。变密度测井：直观显示水泥环的胶结情况和套管周围的地层信息。

七、完井工程1.完井方式裸眼完井：不安装套管，直接将井底生产层段裸露的完井方式。适用于坚硬、致密、不易坍塌的地层。射孔完井：下入套管固井后，通过射孔枪射穿套管和水泥环及地层，形成油气流入井筒的通道。应用广泛。砾石充填完井：在套管与地层之间充填砾石，防止地层砂进入井筒，常用于出砂地层。2.完井管柱组成：一般包括套管、油管、封隔器、井下安全阀等。作用：套管提供井壁支撑和封隔地层；油管用于采油或采气；封隔器封隔不同地层或层段；井下安全阀可防止井喷等事故。3.完井测试产能测试：评估油井或气井的生产能力，确定合理的采油或采气制度。压力测试：测量地层压力、井底压力等，了解地层压力系统。

八、钻井与完井工程中的复杂情况与处理1.井喷原因：地层压力大于井筒液柱压力，或者钻井液密度过低等。预防措施：准确预测地层压力，合理调整钻井液密度，加强井口装置的密封等。处理方法：采用关井、压井等措施控制井口压力，防止事故扩大。2.井漏原因：地层存在裂缝、孔隙等，钻井液密度过高或环空压力过大等。预防措施：优化钻井液性能，控制钻进速度和环空压力。处理方法：根据漏失情况采用堵漏材料堵漏，调整钻井液密度等。3.井壁坍塌原因：地层岩石稳定性差，钻井液护壁性能不佳等。预防措施：选择合适的钻井液类型，提高钻井液的防塌性能。处理方法：调整钻井液性能，下入扶正器等保证井眼规则，必要时下入套管。

九、例题分析1.钻头选型例题某油田在钻进某地层时，地层岩石硬度较高，研磨性较强，试选择合适的钻头类型。分析：对于硬度较高、研磨性较强的地层，牙轮钻头具有较好的适应性。牙轮钻头通过牙轮的滚动和冲击作用能有效破碎此类岩石。答案：应选择牙轮钻头。2.固井质量检测例题某井固井后进行声幅测井，发现某段套管接箍处声幅异常高，说明该段固井质量如何？分析：声幅测井中，套管接箍处声幅异常高，说明水泥与套管之间胶结不好，存在水泥胶结不致密的情况。答案：该段固井质量差，水泥与套管胶结不紧密。

十、复习建议1.系统学习：按照教材章节顺序，全面系统地学习钻井与完井工程的各个知识点，