石油天然气钻井.ppt
石油天然气钻井工艺技术简介,一、钻 机,井口装置图,二、名词解释,钻 头：分为各种尺寸和类型的钻头。有牙轮钻头、金刚石钻头、PDC钻头、刮刀钻头、取心钻头、特殊钻头等。并有各型尺寸，目前一般使用的钻头尺寸最大为36,最小4-3/。钻 铤：两头带有连接扣，长度在9米左右，管壁比较厚的钢管。其作用为：给钻头加压、防斜打直、传递扭矩、泥浆循环通道。钻 杆：两端有连接丝扣的管壁较薄的无缝钢管。传递扭矩，泥浆循环通道。方钻杆：用于将转盘扭矩传递到下部钻具，上端与水龙带相接，下端与钻杆相连。,钻 柱:钻头+钻铤+钻杆组成为钻柱。钻柱通过钻铤加压，转盘或顶驱等转动钻柱，带动钻头旋转，切削地层岩石，再通钻井液为载体将井底岩屑带出地面。钻 进：地面设备动力通过方钻杆将扭矩传到钻头，在钻铤加压、泥浆循环的条件下，连续破碎地层，岩屑随循环泥浆带出到地面的连续过程。钻井液：俗称泥浆。它是钻井过程的“血液”。主要功能是：冷却钻头、携带岩屑、保护井壁、平衡地层压力。同时，钻井液是发现溢流的唯一条件。及时发现溢流和关井，是防止井喷事故发生的保证。套 管：应下入两端带有连接细扣的，根据地层压力具有抗压和抗挤能力的，满足井控关井要求的无缝钢管叫套管。,下套管固井：当按设计钻完一个井段后，将套管下到井底并采用专用固井设备将配置的水泥浆顶替到套管与井壁的环形空间，进行封固的过程叫下套管固井。固井作业由专业的固井公司完成。测井：按设计钻完一个井段以后，用电缆将测井仪器下入井内，对其裸眼井段进行测井作业。主要目的是确定地质分层、油气水显示、井眼直径、井斜、井眼方位变化、井深、井温等。该项作业由专业的测井公司完成。复杂情况及事故：在钻井过程中，井眼垮塌、井漏、排出溢流等属于钻井复杂情况。钻头牙轮掉井、钻具断、卡钻、井喷等叫做井下事故。,井控：在钻井过程中，当钻井液柱压力低于所钻地层孔压力时，地层流体流向井筒，地面表现为钻井液溢流。对井口实施有效的控制，并对流入井筒的流体进行及时有效排除的过程叫井控。溢 流：溢流是井控技术的一个重要概念。当地层压力高于液柱压力时，地层流体进入井筒，引起的井筒钻井液外溢叫做溢流。溢流量越多，证明进入井筒内的底层流体的数量越大，如果不及时发现和迅速关井将很快导致井喷，严重者将导致井喷失控。,在平衡钻进中，当液柱压力略大于地层压力的正常钻进，叫一次井控技术。当液柱压力小于地层孔卸压力，发生溢流并迅速关井、有效排除溢流的过程叫二次井控技术。当液柱压力小于地层压力发生溢流时，未能及时有效关井，或内防喷失控，或关井后，排除溢流过程中，井口及防喷管线刺漏，或套管破裂，对井口失去有效的控制所造成的井喷或着火，对其处理的过程叫三次井控技术。其后果将是灾难性的，可能造成人员伤亡，设备烧毁，资源破坏，环境污染。特别是在天然气井钻井过程中，因天然气易压缩、膨胀，置换滑脱快，易燃易爆等特点，井喷失控、着火时有发生。在高含硫气井钻进中，井喷失控、着火所造成的后果更为严重。,正常钻井时的泥浆流动途径,起钻时的泥浆流动途径,-起出钻杆,-补充泥浆-继续起钻,停灌泥浆,三、钻前的准备工作,1、井位勘察与勘定；2、地质钻井工程设计审批、批准；3、根据钻井设计钻探目的层的不同井深确定相应类型的钻机；4、根据相应钻机类型修建井场公路、井场、设备及辅助设备安装基础、园井、污水池、野营房基础，经各方（包括井队）验收合格后，才决定相应钻机搬迁；5、寻找并确定钻井、生活用水的水源，安装供水设备及管线；,6、钻机的搬迁及安装。钻机搬迁，钻机搬迁原则上是先主体设备后辅助设备。根据井距远近，一般需要3天以上，需各种重型载重车辆，一般是70车次以上。钻机的安装：原则上是先主体后辅助，所有设备的安装尺寸均以井口中心线为准，各种设备到新井场后下车时就应到安装的部位。校正安装导管，同时配制钻井液，准备开钻。,四、井身结构图,井身结构图,五、钻 进,第一次开钻按设计迅速钻开易塌、易漏的地表部份，并迅速下入套管，用固井设备打入水泥浆将套管与井壁之间封固，本次钻进叫钻开表层，所下套管叫表层套管，并安装相应尺寸和压力级别的井口，接好防喷管线（节流管汇），并试压合格。目前四川钻井常用液压井口的尺寸有20、13-5/8、11压力级别14MPa、35 MPa、70 MPa、105 MPa。第一次开钻使用钻头、钻具、套管，均是本井最大尺寸，所使用的钻井液是该井最为简单，钻速不是该井最快井段主要是防斜，因钻具少，而不加上钻压，并还要采取防斜措施。,第一次开钻井口图,第二次开钻按照设计，根据表层套管的大小选用相应尺寸的钻头（一般为17-1/2）钻具组合，本次钻进接近地表，地层较疏松，泥浆密度低，钻进速度较快，其选用的钻井方式一般采用高压喷射旋转钻进，或井下动力钻具钻井。注意事项，主要是防塌防漏、防浅层气井喷，钻达设计井深电测下入相应尺寸套管固井（一般为13-3/8）（技术套管）主要封堵易塌及浅层油气水层，再重新换装上相应尺寸及压力级别的井口，接好防喷管线，并试压合格。,第二次开钻井口图,第三次开钻按设计要求采用比第二次开钻小一级的钻头（一般为12-1/4），本次钻进地层埋藏已较深，地层较硬，同时一般都有高压、油、气、水层，一般采用旋转高压喷射钻进，为顺利钻过高压、油、气、水层，采用相对较高的钻井液密度平衡钻进，因此，钻进速度较慢，井下易出钻头、钻具、卡钻、井喷等事故。该井段钻进中井控已是重要问题。钻达设计井深后要电测，主要是地层分层，油气水显示，井径等内容，再下入相应尺寸套管（技术套管），用专用固井设备诸如水泥浆封固，再安装上相应尺寸及压力级别井口，防喷管线，试压合格。,第三次开钻井口图,第四次开钻井口图,第四次开钻除超深井外，一般第四次开钻是目的层钻进，本次开钻一般采用平衡钻进，重点是搞好井控问题，在本次开钻之前应组织各方人员到井队现场办公，检查验收是否达到钻开目的层的条件，其主要条件：1）井口、防喷管线试压合格2）钻进用泥浆、储备泥浆、材料数量、密度达到要求3）地质、工程向职工交底4）各种工况下的防喷演习5）应急方案（溢流、井涌、井喷的应急处理）6）干部值班等均落实。,六、完 钻,按设计钻达井深，电测（地质分层、油、气、水显示层）结束，该井叫完钻。,七、完 井,完井一般有两种方式：1、先期裸眼完井：对于井壁稳定，不分层改造的井。2、后期尾管射孔完井：对于易塌、多产层、要分层改造的井，要下入尾管固井、射孔。3、最后下入油管安装上采油（气）井口。目前使用的采油（气）井口，其压 力级别主要有：35a，a，a。,采油（气）树图,八、试 油,1、初测（射孔初测）2、酸化或压裂酸化3、测试,谢 谢四川石油管理局钻采工艺技术研究院 院长 马宗金,
