石油钻井工艺流程

第二章钻井施工工序目录第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章固井与完井第六章井口工具第七章钻头第八章下井钻具第九章钻井仪器仪表第十章井下复杂情况及事故处理第一章石油钻井概论第一章石油钻井概论钻井是利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼的过程。钻井方法是指为了在地面以下岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻孔方法。在石油钻井现场上使用的钻井方法主要有顿钻钻井法和旋转钻井法。目前普遍使用的是旋转钻井法第一章石油钻井概论旋转钻井法包括地面转盘旋转钻井法和井底动力钻具旋转钻井法。旋转钻井法的原理：第一章石油钻井概论油气井类型一、按井深划分井的类型二、按钻井目的划分井的类型1、探井：指其目的主要是通过钻井而探明地质情况，获取地下地层油气资源分布及响应性质等方面的井。他包括地质探井、地层探井、预探井、祥探井、评价井等。2、开发井：指以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。一般包括浅生产井、生产井、注水井和检查资料井。井型浅井中深井深井超深井井深（km）22~3.23.2~55目录第二章钻井施工工序第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章固井与完井第六章井口工具第七章钻头第八章下井钻具第九章钻井仪器仪表第十章井下复杂情况及事故处理第二章钻井施工工序第二章钻井施工工序钻井是一项系统工程，是多专业、多工种利用多种设备、工具、材料进行的联合作业。同时它又是多程序紧密衔接，多环节环环相扣的连续作业。施工的全过程都具有相当的复杂性。每一口井的完成包括钻前工程、钻进工程和完井作业三个阶段。每一项工程阶段又有一系列的施工工序。其主要工序一般包括：定井位、道路勘测、基础施工、安装井架、搬家、安装设备、一次开钻、二次开钻、钻进、起钻、换钻头、下钻、完井、电测、下套管、固井作业等第二章钻井施工工序下达井位接收钻井设计井位测量土方施工井架就位钻井施工复测井位施工准备钻机安装水电讯钻具转运钻井物资钻前验收停注放溢技术交底开钻加重中途检测完钻完钻测井划眼通井下套管施工准备固井固井检验搬迁交付校正设备应先找平、再找正七字标准：平、稳、正、全、牢、灵、通。五不漏要求：不漏油、气、水、电、钻井液。其中：钻前工程是指开钻前的准备工程。它包括以下内容：测定井位、落实水源、修筑道路、基础施工、井架安装、钻机搬迁与安装、土方工程施工、全套水、电、讯路的铺设和安装防冻保温设施以及备齐开钻钻具和用料，做好开钻井口准备（包括下导管和冲鼠洞）。工序衔接如下：第二章钻井施工工序安装防冻保温设施测定井位修筑道路、井场落实水源基础施工井架安装钻机搬迁、就位备齐钻具、用料、工具水、电、讯铺设钻机安装土方施工开钻井口准备钻进工程是指从开钻到全井进尺钻完所进行的施工。根据地质与工程设计的不同要求，这个时期可分为一次开钻、二次开钻或多次开钻。钻进工程的具体内容包括钻进（起下钻）、钻井取芯、测井、井壁取芯、中途固井等。一般正常工序衔接如下：第二章钻井施工工序一次开钻下表层套管技术套管固井表层套管固井二次开钻测井、井壁取芯下技术套管三次钻进钻达目的层完井工程是指从完钻井深至交井的工程阶段。完井方法有四种：裸眼完井：是指油气层井段不下套管封隔的完井方法；射孔完井：是指钻穿油气层，将油层套管下过油气层底部，固井封隔油气层，再用射孔器射穿油气层井段的套管与水泥环，以形成油气流入井内通道的完井方法。贯眼完井：是钻穿油气层后将带孔眼（或割缝）套管下至油气层底部，油气层以上井眼注水泥封隔的完井方法。衬管完井：是钻至油气层顶部、下油层套管，注水泥封隔，再用小钻头钻穿油气层，下入带孔眼（或割缝）的衬管的完井方法第二章钻井施工工序完井工程是按施工设计规定的完井方法进行施工的过程（本课仅介绍一般正常射孔完井程序）。完井工程阶段的作业程序包括：完井电测、井壁取芯、油层套管固井、试压、测声幅、装井口装置等。一般正常工序衔接如下：第二章钻井施工工序完井电测井壁取芯装井口装置通井下油层套管油层固井注水泥候凝测声幅试压资料上报交井目录第二章钻井施工工序第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章固井与完井第六章井口工具第七章钻头第八章下井钻具第九章钻井仪器仪表第十章井下复杂情况及事故处理第三章钻井地质基础第三章钻井地质基础知识钻井地质研究的对象：钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。石油与天然气都埋藏在地下不同深度的岩石中，因此钻井地质所研究的对象就是我们钻井所钻的岩石。地球的构造地球的内部结构：从外到里是由地壳、地幔、地核三部分组成。地壳的厚度一般为30~40km，石油钻井的深度都在地壳的深度范围内。第三章钻井地质基础知识地壳中的岩石分类：按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。1、岩浆岩：是高温高压下的岩浆从地层深处侵入或喷出地表冷凝而成的岩石。主要有花岗岩和玄武岩等，特点是无层理、块状。2、沉积岩：是在地壳表层条件下，主要是母岩（即岩浆岩、变质岩及早期形成的沉积岩）的风化产物，经搬运、沉积后再经成岩作用而形成的岩石。常见的沉积岩有：泥岩及页岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。石油生成于并绝大部分储集于沉积岩的孔隙、裂缝和溶洞中。3、变质岩：由于物理化学环境的改变，而使早期形成的岩浆岩、沉积岩以固体状态重新发生本质变化而形成的岩石。常见的变质岩有：大理岩与片麻岩。第三章钻井地质基础知识主要沉积岩的介绍：1、泥岩及页岩：粘土类沉积物经成岩作用而形成泥岩。呈薄片层状的泥岩称为页岩，含石油沥青丰富的页岩叫油页岩。2、砂岩：砂粒（φ0.01~2mm）经胶结物胶结在一起形成砂岩。胶结物一般有：硅质、钙质、铁质、泥质等。砂岩一般都具有孔隙，可以储存油、气、水。岩石孔隙度：岩石孔隙体积与岩石的总体积之比。孔隙度大且渗透性好的砂岩是很好的油气储集层。3、砾岩：砂粒（φ2mm）经胶结物胶结在一起形成砾岩。4、石灰岩：主要由碳酸钙沉积而成的岩石。裂缝和溶洞发育的石灰岩也是很好的油气储集层。第三章钻井地质基础知识岩石的机械性质：岩石在外力的作用下，由变形到破碎的过程中所表现出来的力学性质就叫岩石的机械性质。与石油钻井有关的岩石机械性质主要有：1、岩石的强度：是指岩石抵抗外力破坏的能力。岩石的强度与岩石孔隙度及组成岩石的物质成分有关，孔隙度大，强度小；矿物成分硬度较高，岩石的强度越大。2、岩石的硬度：是指岩石抗压入的极限强度。岩石的硬度与孔隙度、造岩矿物成分及胶结物的性质有关。胶结物的强度一般认为：硅质铁质钙质泥质。3、岩石的塑性：是指岩石在外力的作用下，破碎前呈现永久变形的性质。塑性岩石可采用切削破碎的方式。4、岩石的研磨性：岩石磨损钻头的能力。石灰岩、泥页岩、泥板岩的研磨性小；石英砂岩、粗中粒花岗岩、燧石的研磨性大。5、岩石的可钻性：一定条件下，钻进岩石的难易程度。与岩石的机械性质、破岩方式、钻井参数、钻井液性能、井底清洁程度等因素有关。第三章钻井地质基础知识岩石性质对钻井的影响：岩石性质对钻井工作的影响可分为两方面：即岩石的机械性质对钻井工作的影响与岩石的化学性质对钻井工作的影响。这两种因素相互或单独影响钻井速度与进尺；使钻井过程中发生井漏、井喷、井塌、卡钻等复杂情况；使钻井液受到污染等。分别表现在：1、粘土岩层：钻速快，但易水化膨胀导致井眼缩小，泥包钻头。2、砂岩层：由于砂岩层有较好的渗透性，因此井壁易形成较厚的泥饼，引起粘附卡钻。3、砾岩层：钻进中易蹩、跳钻和井壁垮塌，且钻具、钻头易疲劳损坏。4、地层软硬交错：易发生井斜。5、岩层中的可溶性盐：如钻遇石膏层、岩盐层等，岩层中大量的钙离子、碳酸根离子及重金属离子对泥浆的性能产生破坏。第三章钻井地质基础知识地层的沉积顺序：在地球历史发展的每一阶段，地球表面都有一套相应的地层形成。正常情况下，后形成的地层总是覆盖在先形成的地层上面，越在上面的地层其年代越年轻。由于我们钻井的目的就是在地层中寻找油气藏及其他矿藏，因此必须对地层沉积顺序有一定的了解。下面就对松辽盆地地层沉积顺序见面有介绍：地层厚度（m）岩石特性界系统组段新生界第四系0~143黄土，黄灰色粘土与灰白、黄灰色砂岩砂砾层第三系上新统泰康组0~165上部灰黄、灰绿色泥岩和泥质粉砂岩，下部灰黄色砂砾层中新统大安组0~123灰绿、灰色泥岩和页岩夹砂岩始~渐新统依安组0~256黄绿、灰绿、灰黑色泥岩，砂质泥岩，底部砂砾岩中生界白垩系上白垩统明水组二段0~38灰绿、灰色泥岩．砂质泥岩。粉砂岩，底部砂砾岩一段0~243灰绿、灰黑、灰色泥质粉砂岩．砂岩，砂砾岩组成的两个正旋回四方台组0~413棕红、灰绿色泥岩．砂质泥岩夹浅棕红色砂岩，砂砾岩下白垩统嫩江组五段0~355灰绿、棕红色泥岩夹灰绿、灰白色砂岩，粉砂岩四段0~300灰绿、灰白色砂岩．粉砂岩与灰绿色泥岩互层三段47~118灰白色砂岩，粉砂岩与灰黑色砂质泥岩组成三个反旋回二段50~252深灰、灰黑色大段泥岩和页岩一段27~222灰黑色泥岩夹粉砂岩、砂砾岩夹灰绿、棕红色泥岩姚家组二、三段0~150灰黑色泥岩夹薄层油页岩一段0~60灰白、灰绿色砂岩与灰绿、紫红色泥岩间互层青山口组二、三段53~552灰黑色泥岩类薄层粉砂岩、边缘为砂砾岩一段25~112灰黑色泥岩，灰白色砂岩，粉砂岩泉头组四段0~128紫色、灰绿色泥岩与灰白、灰绿色砂岩互层三段0~529暗紫色泥岩．砂质泥岩与灰绿色砂岩组成正旋回二段0~479暗紫色、褐色泥岩夹棕灰色砂岩、粉砂岩一段0~1181棕灰、灰白色厚层砂岩，泥砾间夹暗紫色泥岩凳娄库组四段0~181灰白、灰绿色砂岩与紫褐色泥岩，砂质泥岩互层三段0~562灰白、棕灰色砂岩夹灰黑色泥岩，砂质泥岩二段0~700灰黑、紫褐色泥岩，砂质泥岩夹棕灰色砂岩一段0~119灰绿，棕红，深灰色砾岩侏罗系1000灰白色砂岩，粉砂岩深灰色泥岩松辽盆地地层沉积顺序表黑帝庙油层萨尔图油层葡萄花油层高台子油层扶余油层杨大城子油层第三章钻井地质基础知识油气藏的基本特性：钻井的任务就是钻开岩层查明和采出地下相对富集的、具有经济价值的石油和天然气——即通常所称之“油气藏”。每一个油气藏都是在一定的地质条件下形成的。因此，每一个油气藏都具有各自的特点，但一般说来，构成一个油气藏都必须具备以下三个基本要素。储集层即油气储存的场所。储集层内的流体包括石油、天然气和地层水。绝大多数油气藏中均有水与油气共生，它们之间的关系非常密切。圈闭是储集层中能捕获油气的“天然容器”，是保持油气不致散失的重要条件。圈闭是形成油气藏的必要条件之一。第三章钻井地质基础知识石油1）化学组成石油是一种成分非常复杂的天然有机化合物的混合物，其中主要成分是液态烃。2）物理性质颜色石油的颜色是多种多样的，一般为黄褐色、棕色、淡黄色及暗绿色，也有白色、淡红色等。颜色决定于石油的化学成分，一般轻质油色浅，重质油色深。比重石油在20℃时的重量与同体积4℃的纯水重量之比称为石油的比重，一般用γ表示。石油比重变化很大，一般在0.75～1.0之间，个别的大于1或小于0.75。粘度石油的粘度决定于石油的化学成分和温度、压力。温度增高石油粘度降低，而压力增加则粘度增大，石油中轻质油组分增加，粘度随着降低。石油粘度在不同油田和不同油层中变化是很大的。204第三章钻井地质基础知识石油2）物理性质溶解性石油不溶于水而溶于有机溶剂的性质称溶解性。石油能溶于氯彷、四氯化碳、苯、石油醚等。发热量石油的发热量大，化学成分不同发热量亦不同。一般烷烃石油比环烷烃、芳香烃石油发热量均高，与其它燃料相比，石油发热量就更高。荧光性石油在紫外线照射下，具有发出一种特殊“光亮”的特性谓之荧光性。几乎所有的石油都具有荧光性。仅轻质汽油和石蜡例外。旋光性石油具有使偏光面发生旋转的特性称旋光性。只有有机化合物才具有旋光性，故石油的旋光性是石油有机成因说的有力根据之一。凝固点由于温度下降，由液态石油开始凝固为固态时的温度称凝固点。石油凝固点的高低与石油中重质组分的含量有关，特别与石蜡的含量有关，石蜡含量多，凝固点高，相反，石油中轻质组分含