钻井工艺流程

任课教师：徐建功单位：石油工程教研室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井口工具第五章钻头第六章下井钻具第八章钻井工艺技术第九章固井与完井第十章钻井仪器仪表第十一章井下复杂情况及事故处理第七章钻井液第十二章岗位巡回检查路线第一章石油钻井概论第一章石油钻井概论第一节石油勘探过程及技术一、石油勘探的目的和方法所谓石油勘探，就是为了寻找和查明油气资源，而利用各种勘探手段了解地下的地质状况，认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件，综合评价含油气远景，确定油气聚集的有利地区，找到储油气的圈闭，并探明油气田面积，搞清油气层情况和产出能力的过程。随着现代科学技术水平的不断提高，勘探方法与技术的日趋成熟。要高水平、高效率的发现和寻找油气田必须充分利用各种勘探手段，采用各种先进技术和综合配套的勘探方法。目前采用的工作方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法和钻井法。•地质法：是传统的最基本、最主要的工作方法，其研究内容十分广泛，泛指地面地质调查、井下地质研究、各种地质资料的收集、实验（包括模拟）和地质综合分析，以及地球物理、地球化学等地质资料的解释。•地球物理方法：是利用物理原理和技术获取某些地质参数、特征及变化规律，从而对地质问题作出实际的解释。它是油气勘探不可缺少的重要勘探那手段。该方法包括地球物理和地球物理测井两种方法，是研究区域构造和局部构造的有效方法。•地球化学勘探方法：是应用地球化学的分支学科，它借助于现代分析测试仪器和技术手段在不同介质中鉴别石油和天然气化学成分、油气运移迹象及其在地表的衍生物，查明和评价区域含油气盆地远景，在是发展最快、周期短、见效快的一中方法。•钻井法：就是打井找油气。在地质法、地球物理法和遥感法已初步查明的储油气构造上钻井，以确切探明地下是否有油、气及油、气、水的分布。是油气勘探中的重要手段，从勘探到开发油气藏都要钻井，但各个阶段的目的任务不同。地球物理勘探（简称物探）是油田勘探开发整个生产过程中的一个要环节。在石油工业系统中，物探素有“油田先驱”、“勘探尖兵”的称号。物探法和其他勘探方法相比，具有轻便、快速、成本低的特点，而且几乎不受自然条件（山脉、平原、沙漠、海滩、海洋等）的限制；物探法按照其物性依据不同，又可分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探等。地震勘探是地球物理勘探中一种最重要的的方法。所谓地震勘探，就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中的传播情况，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其他勘探服务的一种物探方法。其原理是由人工制造强烈的震动(一般是在地下不深处的爆炸)所引起的弹性波在岩石中传播时，当遇着岩层的分界面，便产生反射波或折射波，在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造，以寻找油气圈闭。地震勘探一直是在覆盖区勘探油气的重要手段。20世纪80年代以来，引进先进的管理方法和技术设备，并加以消化吸收和发展，地震勘探技术有了很大进步，有力的促进了全国油气勘探的发展。发现了油藏之后我们该干什么????我们钻一口井进去!!!二、石油地震勘探的生产环节物探生产的方法较多，各种方法的工序复杂，但基本生产过程都包括资料采集、处理和解释三个环节：第一阶段是野外工作，即资料采集。这个阶段的任务是在地质工作和其他物探工作初步确定的有含油气希望的地区，布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来。进行野外生产的组织形式是地震队。该阶段是安全管理和监控的重点。第二阶段是室内资料处理。这个阶段的任务是根据地震波的传播理论，利用计算机，对野外获得的原始资料进行各种去粗取精，去伪存真的加工处理工作，以及计算地震波在地层内传播的速度等。第三阶段是地震资料的解释。运用地震波传播的理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井和其他物探资料，对地震剖面进行深入的分析研究，对反射层作出正确判断，对地下地质构造的特点作出说明，并绘制构造图，查明有含油气希望的构造，提出钻探井位。他们通过对目标区域进行测井知道是否有油气。测井是用电缆将设备下到井下，记录岩石的物理属性，如电阻，孔隙度，密度，放射性，孔隙压力等等。地质学家如何辨别地层中是否含有油气？砂页岩粉砂岩页岩粉砂岩白云石页岩这是一个测井记录图的例子。地质学家通过观察测井记录，来决定应该继续把井进行完井－－如果地层有油的话，或者把井封堵抛弃－－如果地层没有油的话。伽马射线200’500’3000’电阻抗孔隙度看似是很好的砂岩高阻抗，可能是油气低阻抗，可能是水低孔隙度高孔隙度低阻抗，可能是水高孔隙度低孔隙度高孔隙度你能说出地质专家应该在哪一段进行完井吗？}这里!根据显示，这里是很干净的砂岩，具有很好的孔隙度和阻抗。好孔隙度好孔隙度好孔隙度伽马射线200’500’3000’电阻抗孔隙度看似是很好的砂岩高阻抗，可能是油气低阻抗，可能是水低孔隙度高孔隙度低阻抗，可能是水低孔隙度低孔隙度我们用什么钻井?钻井设备!以下是一些不同种类的钻井设备:陆上钻井架用于陆上钻井钻井船钻井船和半潜式钻井平台用于水深100ft到5000+ft情况的钻井半潜式钻井平台自升式钻井平台用于水深15ft到+/-350ft情况的钻井内陆驳船钻井架用于水深8ft到30ft情况的钻井钻井设备是什么?钻井设备:一套可以使我们钻入地层的特殊设备。•一套钻井设备由很多不同的部分组成:井架，地基，起重设备，发电机，钻杆，钢罐，泵，固控设备，还有很多其他部件。•你知道有的钻井设备可以钻探到地下6英里（9.7公里）深的地方吗？那比珠穆朗玛峰的高度还要大！PreparedbyTomSheeran第二节钻井方法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为什么要钻井（1）勘探石油要钻井—探井（2）开采石油要钻井—生产井井的示意图如图所示，图中分别标明了井口、井身、井壁、井底及井径、井段和井深。钻井的实质就是要设法解决破碎岩石和取出岩屑、保护井壁、继续加深钻进方面的问题。随着生产力的发展和科学技术的进步，钻井方法和相应的钻井设备也日趋现代化。由最初的顿钻钻井发展到旋转钻井。（1）顿钻钻井法顿钻钻井(冲击钻井)：周期性地将钻头提到一定高度向下冲击井底，破碎岩石。缺点是：破碎岩石，取出岩屑作业都是不连续的，钻头功率小、效率低、速度慢。设备简单，成本低。不适应石油钻井对优质快速打井的要求。旋转钻井法包括地面驱动转盘旋转钻井和顶部驱动钻井法及井下动力钻具旋转钻井法。驱动方法：转盘驱动顶部驱动井下动力钻具驱动：螺杆钻具、涡轮钻具（2）旋转钻井法第一章石油钻井概论第三节油气井类型一、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井口工具第五章钻头第六章下井钻具第八章钻井工艺技术第九章固井与完井第十章钻井仪器仪表第十一章井下复杂情况及事故处理第七章钻井液第十二章岗位巡回检查路线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。钻机安装要求其中：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第二章钻井施工工序钻进过程：①第一次开钻（一开），下表层套管。第一次钻进对井眼一般要求要直。钻进开始要控制钻压。在钻进过程中，要执行定深测斜制度，对易斜地层应采取满眼钻具或钟摆钻具组合等控制井斜措施。可使用减振器以减轻跳钻的危害，提高钻头和钻具的使用寿命。钻达下表层套管深度后，及时下入表层套管、固井和高压试运转等作业。第二章钻井施工工序钻进过程：②第二次开钻（二开），从表层套管内用小一些的钻头往下钻进。下技术套管（中间套管），固井。再次钻进前，必须先安装好井口装置，并找正天车、转盘和井口中心，固定牢靠。钻完固井水泥塞后，再次恢复钻进。除非是定向井、水平井等特殊工艺井施工，钻具组合应满足喷射钻井和防斜打直井技术要求。在施工过程中，要选择和使用优质钻井液，并及时进行钻井液的性能调整和净化处理，使之符合钻井设计要求和有关规定。钻开油气层前，要按照钻井设计要求、井控规定和防火防爆的有关要求逐项检查合格。第二章钻井施工工序③第三次开钻（三开），从技术套管内用再小一些的钻头往下钻进。若需要再进行第四次、第五次开钻，直至钻完井深，下油层套管，固井。安全钻达下技术套管（或油层套管）深度后，应根据钻井设计要求，及时进行测井、下入技术套管（或油层套管）、固井等其他作业。地质录井在钻进过程中，同时伴有地质录井作业地质录井的任务主要是取全取准各项地质资料及其有关的钻井施工资料〔钻进过程中的地质录井工作包括钻时录井、气测录井、钻井液录井、岩屑录井、岩心录井、压力录井。测井测井是认识油气层和评价油气层的重要手段。测井在钻达预定井深或钻过油气层后进行。钻井队要为测井施工做好准备并配合好工作。具体内容见后边章节。钻井作业工序：①下钻：将钻具组合下入井中，使钻头接触井底，准备钻进。②钻进：钻进是进行钻井生产取得进尺的唯一手段。③接单根：随着正常钻进的继续进行，井眼不断加深，需不断地接长钻杆柱；每次接入一根钻杆，此作业称为接单根。④起钻：需要更换新钻头时，便将井中全部钻柱取出。⑤换钻头：起钻结束，将钻头提出井口，用专用工具卸下旧钻头，换上新钻头。⑥重复，形成正常钻井作业的大循环，直至钻达预定井深。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