石油钻井工程基础知识

石油钻井工程基础知识

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1、第一章钻井地质基础知识第一章、钻井地质基础知识一、岩石的机械性质1、岩石的机械性质⑴岩石的强度:岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。⑵硬度:岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强⑶岩石的塑性:在外力作用下,岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。⑷岩石的研磨性:钻头破碎岩石的同时,其本身也受到岩石磨损,这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。⑸岩石的可钻性:是指在一定条件下,钻进岩石的难易程度。也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。2、岩石性质对钻井的影响其影响主要表现在:影响钻进速度与钻头进尺:使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况:钻井液受到污染,性能变坏,井径不规则,进而影响到测

2、井、固井等。⑴粘土岩层。泥岩和页岩一般较软,钻速快,但容易产生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀,导致井径缩小。随着浸泡时间的延长,井壁会产生垮塌现象,井径扩大。⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层,在井壁上易形成较厚的滤饼,易引起泥饼粘附卡钻。另外滤饼对测井也有影响,所以必须使用优质钻井液。⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和井壁垮塌。⑷在当地层软硬交错时,易发生井斜,地层倾角较大者也易发生井斜。⑸当岩层中含有可溶性盐类,即钻到石膏层、盐岩层时,要注意对钻井液性能的影响。二、钻井中地质录井工作1、钻时录井概念:是通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来

3、的过程,一般用“分/米”表示。⑴井深计算井深=钻具总长+方入钻具总长=钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度⑵方入的计算到底方入=井深-钻具总长整米方入=新钻杆到底方入+前一根单根打完时的井深与其紧邻的整米井深之差值⑶记录方法就是将钻时、接单根、停钻、停泵、变泵等一些情况详细记录在钻时记录表上。钻时的变化能反映地层的坚硬或松散程度。根据钻时的大小可以粗略地判断岩性和进行地层对比。根据钻时记录绘制钻时曲线,并结和有关地质资料,对地层、岩性、含油气等情况进行综合分析。2、岩屑录井概念:在井深不断加深过程中,按照一定的取样间距和迟到时间,将岩屑连续收集起来,进行观察、分析,并综合运用各种录井资

4、料进行岩屑归位,以恢复地下原始剖面的过程。3、岩心录井概念:利用取心工具,将井下一定深度地层的岩石以柱状形式取上来,并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。4、荧光录井l概念:石油中的油质、沥青等在紫外光的照射下,能发出一种特殊光亮,就是荧光。根据荧光显示的亮度及颜色的差别,测定出石油的含量和组成成分,对油气层进行定性和定量解释,就是荧光录井。l荧光录井的方法⑴岩屑干照法。⑵点滴分析法。5、气测录井l概念:用气测仪器通过直接测定钻井液中气体含量,从而判断油气层的过程叫做气测录井。三、地球物理测井1、电法测井是通过研究井下岩层及所含流体的电学性质,进而研究岩层的岩性、储油物性和含油性的方

5、法。2、声波测井就是利用岩石等介质的声学特性来研究钻井地质剖面,判断固井质量等问题的一种测井方法。其又分为声波时差测井和声波幅度测井。3、放射性测井是根据岩石和井内介质的核物理性质研究钻井剖面,寻找有用矿藏及研究油井工程质量的地球物理测井方法。其可分为探测伽马射线和探测中子的方法。4、其它测井方法⑴井温测井⑵地层倾角测井第二章钻井液基础知识第二章、钻井液基础知识钻井液在钻井中的作用。1、清洗井底,携带岩屑,保持井底清洁,保证钻头不断地破碎地层,使钻进不中断。2、平衡地层中的流体(油、气、水)压力,防止井喷、井漏等井下复杂情况,保护油气层。3、平衡岩石侧压力,并在井壁形成泥饼,保持井壁稳定

6、,防止地层坍塌。4、发挥水力效能,传递动力,冲击井底,帮助钻头破碎井底岩石,提高钻井速度。5、悬浮岩屑和加重剂,降低岩屑沉降速度,避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的部分重力。6、润滑并冷却钻头,钻具。7、防止地层中盐水、盐岩、石膏、芒硝等对钻井液的化学污染,防止硫化氢污染和损害。8、利用钻井液,准确获得井下资料。一、钻井液性能与钻井工作的关系一)、钻井液密度与钻井的关系密度过大有以下害处:1、损害油气层;2、降低钻井速度;3、过大压差造成压差卡钻;4、易憋漏地层;5、易引起过高的粘切;6、多消耗钻井液材料及动力;7、抗污染能力下降。密度过低则容易发生井喷、井塌(尤其是负压钻井)、缩径(对

7、塑性地层,如较纯的粘土、盐岩层等)及携屑能力下降等。二)、钻井液粘度、切力与钻井的关系1、粘度、切力过大有以下害处。⑴流动阻力大,能量消耗多,功率低,钻速慢;⑵净化不良(固控设备不易充分发挥效力),易引起井下复杂情况;⑶易泥包钻头,压力波动大,易引起卡、喷、漏和井塌等事故;⑷脱气较难,影响气测并易造成气侵。2、粘度和切力过低也不利于钻井,如:⑴洗井不良,井眼净化效果差;⑵冲刷井壁加剧,引起井塌等井下事故;⑶岩屑过细影响录井。三)、滤

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