经典石油工程课件石油工程导论2

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1、第五章钻井方法及工艺钻井是勘探和开发的重要手段。是利用一定工具和技术在地层中钻出一定直径和深度井眼并加固的过程。第一节钻井方法和基本钻井工艺过程一、顿钻钻井：间歇式钻井将钻头和钻具提起，猛烈下放，利用冲击力，使钻头破碎岩石，形成井眼。形成的破碎岩石称为岩屑，用捞砂筒从井底捞起。钻进是间歇进行，效率低。现在已经停止使用。冲击钻井的钻机见左图：包括有井架、提升系统、钻具和钻头等。利用钻头的提起和下放冲击破碎岩石，用捞砂筒清除井底的岩屑。这是早期的钻井方式，在石油工业和其它工业领域曾经用过。二、旋转钻井：旋转

2、钻井是连续钻井。经常使用的是转盘钻井。见左图。转盘带动钻具旋转，利用钻头的压力和旋转破碎井底岩石。形成的岩屑用钻井液的循环携带到地面。利用钻具加深井眼并可处理井下的各种情况。钻进是连续进行的。钻具一般是有一定长度的钢管。用螺纹连接下入井筒，加深井眼。钻头有一定使用寿命，要进行更换。用连续的高压软管代替普通钻具，称为柔管（连续管或柔性管）钻进。所使用的钻机为柔管钻机，见下图。不能使用转盘钻井时，要使用井下动力钻具驱动钻头旋转，进行钻进。称为井下动力钻进。井下动力钻具是用高压钻井液体驱动的水力机械。也有使用

3、电动机的。旋转钻井是现代钻井工艺。在石油工业中大量使用，也在开采地下水的过程中使用。三、旋转钻井的基本工艺过程旋转钻井是复杂的工艺过程，一般是野外流动作业。要使用大型设备，消耗大量材料和资金。1、钻前准备：修路平井场、设备安装、井口准备、材料准备。2、钻进：正常钻进、循环泥浆、接单根、起下钻换钻头、下各层套管3、固井完井：下套管、注水泥。第二节钻井类型一、石油井的特点：石油油井包括油井和气井。特点是井的深度较深，一般深度在几百米到几千米，有的油井深度达到8000米。与采煤的竖井相比，油井直径比较小一般在

4、100～400毫米，人不能进入油井井下工作。二、油井类型钻井是油气资源勘探和开发的直接手段。因此在油藏勘探开发中，将油气井分为几种类型。根据油井的目的和应用，油井可以分为探井和开发井两大类。1、探井：主要目的是勘探一个地区的地质情况和油气资源的井。可以分为：地质浅井、地层探井、预探井、详探井、资料井等。探井的目的是了解地层情况，要求在钻井过程中取得详尽的地层资料。探井在探明地下油气情况后可以转化为开采井。国外在早期有在未详细了解地下情况就钻的探井，称为野猫井。探井往往是在新区域钻井，条件差，地下情况了解

5、不多，因此是有相当大的难度和风险的。探井的数量比较少。2、开发井：主要目的是开采油气资源的井，包括有开发井、注入井、调整井、检查井等。开发井是在已经探明或开采的油藏进行的，为使油田有高的产量，往往需要钻大量的开发井。。开发井有油井，气井等。是在成熟的油藏进行钻井，往往钻井的难度和风险程度低。开发井根据生产需要有许多类型和工艺，来保证油气井有高产量。例如有定向井、水平井和集中布置的丛式井组等。第三节钻井设备钻井设备是成套设备，通常称为钻机。一般，一套钻机组成一个钻井队。在辅助部门配合下可以独立完成钻井任务

6、。钻机分为小型、中型和大型钻机，适用于不同的油井深度。也可以分为陆地钻机和海洋钻机。陆地钻机又可分为固定式及车载式。一套钻机包括许多系统，其功能就是完成旋转钻井的各个工艺，如钻进、接单根（加深井眼）、起下钻具、循环钻井液、下套管、固井，并能处理复杂情况。钻井工作要有辅助部门配合。一套钻机简图如下：一套钻机由起升系统、循环系统、旋转系统、驱动与传动系统、控制系统等组成，有时，井控系统也包括在内。钻机可以是电动机驱动（海上），更多是柴油机驱动的。为方便搬迁，钻机由撬装的大块组成。钻井现场照片见下图：一、起升

7、系统由井架、天车、游动滑车、大绳、大钩、绞车等部件组成。作用是，提起或下放钻具，用于接单根加深井眼或起出钻头进行更换。用于控制钻进中的钻头压力。用于下套管或其它作业。井架高约40米。可以承担全部钻具重量并存放钻杆的立柱。顶部有天车。天车是定滑轮组。动滑轮组是游动滑车，用钢丝绳穿在一起，组成滑轮组。钢丝绳一段固定，另一端缠绕在滚筒上。滚筒旋转，带动钢丝绳，使游动滑车上下移动，可以提起或下放钻具等。二、循环系统由泥浆泵、高压管线、水龙头、立管、水龙带、泥浆槽、钻井液净化器等组成。其作用是循环钻井液，进行钻进

8、。典型的钻井压循环系统见左图：钻进中钻井液的循环流程是：钻井液在泥浆灌（12）中被泥浆泵（4）吸入加压。高压钻井液通过高压管线（6）、立管（2）、水龙带（1）到达水龙头（3）。通过水龙头在旋转状态下进入方钻杆（5）内，并进入钻柱（7），直到钻头（14），从钻头喷嘴喷出，清洗井底。钻井液携带岩屑在环形空间（10）中上返，到达地面。通过地面的泥浆槽（9）和净化设备（11）处理干净后返回泥浆灌（12），循环使用。三、旋转系统由转盘、水龙头组成。功