石油钻井工艺.ppt

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1、石油钻井,目 录一、石油钻井概述二、钻进工具简介三、钻井液四、钻井技术五、固井与完井六、其他钻井技术及作业七、欠平衡钻井工艺技术八、侧钻井施工技术,一、石油钻井概述,（一）油井的类型 基准井：在区域普查阶段，为了解地层的沉积特征和含油气情况，验证物探成果，提供地球物理参数而钻的井。剖面井：在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井。参数井：在含油盆地内，为了解区域构造，提供岩石物性所钻的井。,一、石油钻井概述,构造井：为编制地下某一标准层的构造图，了解地质构造特征，验证物探成果所钻的井。探井：在有利的集油气构造或油气田范围内，为确保油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价及取的油气开发所需

2、的地质资料而钻的井.,一、石油钻井概述,资料井：为编制油气田开发方案或在开发过程中为某些专题研究取得资料数据而钻的井。生产井：在油田开发中，为开采石油和天然气而钻的井。注水（气）井：为提高采收率和开发速度，对油田进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。,一、石油钻井概述,检查井：当油田开发到某一含水阶段，为搞清各油层的压力和油、气、水分布情况，剩余油饱和度的分布和变化情况，了解各项调整挖潜措施的效果而钻的井。,一、石油钻井概述,观察井：油田开发过程中，专门用来了解油田底下动态的井。如观察各类油层压力，含水变化规律和单层水淹规律等。一般不负担生产任务。调整井：在油田开发中后期，为进一步提高

3、开发效果和最终采收率而调整原有开发井网所钻的井。（包括生产井、注入井、观察井等）。,一、石油钻井概述,（二）石油钻井的发展 1、钻井技术发展的四个阶段：（1）人工掘井（2）人力冲击钻（3）机械顿钻（冲击钻）（4）旋转钻,一、石油钻井概述,（二）石油钻井的发展 2、旋转钻井技术发展的四个时期：（1）概念时期（19011920年），在这期间开始将钻井和洗井结合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥封固套管工艺技术。（2）发展时期（19201948年），在这个时期内，牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。,一、石油钻井概述,（3）科学化钻井时期（19481969）在这个时期

4、大量研究了钻井工艺中的内在规律，钻井技术迅速发展，充分利用水功率（喷射钻井）；镶齿滑动密封轴承钻头；低固相无固相不分散体系钻井液及固相控制；钻进参数优选；地层压力检测井控技术及平衡压力钻井技术等,一、石油钻井概述,（三）一口井的施工工艺工程 1、钻前准备（1）修公路；（2）井场及设备基础准备 根据井的深浅、设备类型及设计要求平整场地，进行设备基础施工（包括钻机、井架、机房、钻井泵等的基础）。（3）钻井设备搬运及安装 包括设备、钻具、工具仪器运输就位、找正、调整、固定；净化系统、井控系统的安装等。（4）井口设备准备 包括挖圆井（或不用）、下导管并封固、钻大小鼠洞。,一、石油钻井概述,起下钻更换钻

5、头或处理事故需要将井内钻柱起出和下入 一开（第一次开钻）从地面钻出较大井眼，到一定设计深度后下表层套管二开（第二次开钻）从表层套管内用较小的钻头继续钻进，地层不复杂钻到目地层下油层套管完井。地层复杂很难用钻井液控制时，则要下技术套管。三开（第三次开钻）再用小一点的钻头往下钻进。根据情况，可一直钻达目的层，或下第二层、第三层技术套管，再进行四开、五开直到钻到设计深度，下油层套关、固井、完井。,一、石油钻井概述,2、钻进 洗井 井底岩石被破碎后所产生的碎屑通过循环钻井液被携带到地面上来的过程。钻压（加压）加在钻头上的压力是利用部分钻柱（钻铤）的重力来完成的。旋转 钻头的旋转是由转盘或顶驱动力水龙头

6、带动钻柱及钻头旋转来实现的，在使用井下动力钻具时，钻柱不旋转。接单根在钻进中，井眼不断加深，则钻柱也需要加长，因而需要不断加接钻杆。,一、石油钻井概述,3、固井和完井（1）固井 在已钻成的井眼内下入套管，然后在套管与井壁之间的环形空间注入水泥浆将套管和井壁固结在一起的工艺过程。（2）完井包括：钻开生产层，确定井底结构和井口装置，下油管装油管头和采油树井底结构分四类 封闭式敞开式混合式防砂完井等另外，建井过程中还须进行综合录井电测气测，必要时要取心探井钻到油层时要进行钻杆测试工作,二、钻进工具简介,（一）钻头：钻头的分类:牙轮钻头,金刚石材料钻头,刮刀钻头三大类 其中牙轮钻头用量最多，占总进尺的

7、8-9成，刮刀钻头用量最小。金刚石材料钻头按破岩元件材料分为天然金刚石钻头，（常称金刚石钻头）、聚晶金刚石复合片钻头（简称PDC钻头）以及热稳定性聚晶金刚石钻头（简称TSP钻头）。钻头的尺寸 204.75in不等（1in=25.4mm）钻头的技术经济指标 钻头进尺 指一个钻头的钻进的井眼总长度；钻头工作寿命 一个钻头的累积总使用时间；钻头平均机械钻速 一个钻头的进尺与工作寿命之比；钻头的单位进尺成本 公式,二、钻进工具简介,（二）钻柱：是钻头以上，水龙头以下部分的钢管柱的总称。包括方钻杆、钻杆、钻铤、各种接头及稳定器等井下工具。钻杆 是钻柱的基本组成部分。用无缝钢管制成，壁厚一般为9-11毫米

8、。主要作用是传递扭矩和输送钻井液，并靠它加深井眼。钻铤处在钻柱的最下部，是下部钻柱组合的主要组成部分。,二、钻进工具简介,钻铤的主要特点壁厚大（一般为3853毫米），相当于钻杆壁厚的46倍，具有较大的重力和刚度。钻铤的作用 给钻头施加压力；保证压缩条件下的必要强度；减轻钻头的振动、摆动和跳动，使钻头工作平稳；控制井斜。钻铤的形状 圆、方、三角形和螺旋形。常用的是圆形（平滑的)和螺旋形。,二、钻进工具简介,方钻杆位于钻柱的最上端，有四方形和六方形两种。钻井时，方钻杆与方补心、转盘补心配合，将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转。稳定器（扶正器）在钻铤柱的适当位置安装一定数量的稳定器组成各种类型

9、的下部钻具组合，可以满足钻直井时防止井斜的要求，钻定向井时可起到控制井眼轨迹的作用，还可以提高钻头工作的稳定性，从而延长使用寿命，对金刚石钻头尤为重要。,稳定器的三种基本类型:刚性稳定器,不转动橡胶套稳定器,滚动轮稳定器,三、钻井液,（一）钻井液的定义：钻井时用来清洗井底并把岩宵携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称钻井液或洗井液。（二）钻井液的功用：（1）从井底清除岩屑；（）冷却和润滑钻头及钻拄；（）造壁性能；（）控制地层压力；（）循环停止时悬浮钻屑和加重材料，防止下沉；（）从所钻地层获得资料；（）传递水力功率,三、钻井液,（三）钻井液的组成：（）液相是钻井液的连续相，可以是水或油；（）活

10、性固相人为加入的商业膨润土地层进入的造浆粘土和有机膨润土（油基钻井液用）；（）惰性固相钻宵和加重材料；（）各种钻井液添加剂添加剂实际上是用于调节活性固相在钻井液中的分散状态，从而达到调整钻井液性能的目的,四、钻井技术,（一）直井防斜技术：1、井斜的原因（1）地质因素 地质因素导致井斜，最本质的是地层的可钻性（岩石抗破碎的能力）的不均匀性和地层的倾斜两个因素。（2）钻具原因 钻具导致井斜的主要来就是弯曲的，在安装设备时，天车、游车和转盘三点不在一条铅垂线上，转盘安装不平而引起钻具一开始就倾斜等。（3）井眼扩大 井眼扩大后钻头可在井眼内左右移动，靠向一侧，也可使弯曲的钻柱挠度加大，钻头轴线与井眼轴

11、线不重合，导致井斜。,四、钻井技术,2、满眼钻具组合控制井斜 满眼钻具组合的结构，是在靠近钻头的大约20米长的钻铤上适当安置扶正器，达到防斜的目的。“适当安置”包括扶正器的数量、位置和直径。（1）近钻头扶正器：紧装在钻头之上，简称近扶。近扶直径较大，与钻头直径仅差1-2毫米。在易斜地区，近扶的长度可以加长；在特别易斜的地层，可将两个扶正器串联起来。（2）中扶正器：简称中扶或二扶。中扶的位置需要严格计算，中扶的直径与近扶相同。（3）上扶正器：简称上扶或三扶。安置位置在中扶之上一个钻铤单根处。（4）第四扶正器：简称四扶。一般情况下可不装，仅在特别易斜的地层才装。安置在上扶之上一个钻铤单根处。,四、

12、钻井技术,3、钟摆钻具组合控制井斜 在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，产生一个钟摆力，使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。,四、钻井技术,（二）水平井钻井技术简介 水平井是定向井的一种但由于水平井特有的轨道形状、钻井工具、技术难度均超过了普通定向井的范畴，所以人们将水平钻井技术单列出来。(1)水平井的概念水平井是指井眼轨迹到达水平以后，井眼继续延伸一定长度的定向井。这里所说的“达到水平”，是指井斜角达到90度左右，并非严格的90度。这里所说的“延伸一定长度”，一般是在油层里延伸，并且延伸的长度要大于油层厚度的六

13、倍。据研究，只有在油层延伸的长度大于油层厚度的六倍，水平井才有经济效益。,四、钻井技术,（）水平井的分类水平井的分类是根据从垂直段向水平井段转弯半径（曲率半径）的大小进行的。长半径 2-6 860-280 300-1700中半径 6-20 280-85 200-1000中短半径 20-80 85-20 200-500短半径 30-150 60-10 100-300超短半径（特转器）0.3 30-60,四、钻井技术,（）各类水平井的特点长半径水平井，可以用常规定向钻井的设备、工具和方法钻成，固井、完井也与常规定向井相同，只是难度增大而已。若使用导向钻井系统，不仅可较好地控制井眼轨迹，也可提高钻速

14、。主要缺点是摩阻力大，起下管柱难度大。此类水平井的数量将越来越少。,四、钻井技术,中半径水平井，在增斜段均哦用弯外壳井下动力钻具进行增斜，必要时要使用导向钻井系统控制井眼轨迹，固井完井方可以与常规定向井相同，只是难度更大。短半径和中短半径水平井主要用于老井侧钻，死井复活，提高采收率。此类水平井需要用特殊的造斜工具，另外完井的困难较大，只能裸眼或割缝筛管。由于中靶精度高，增产效益显著，此类水平井将越来越多。,四、钻井技术,超短水平井也被称为径向水平井，仅用于老井复活。通过转动转向器，可以用在同一井深处水平辐射地钻出多个（一般为）水平井眼。这种井增产效果很显著，而且地面设备简单，钻速也快，很有发展

15、前途。但需要有特殊的井下工具和钻进工艺以及特殊的完井工艺,四、钻井技术,2、水平井的经济效益与应用前景 水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，所以油井的单井产量高。而且水平井的渗流速度小，出砂少，采油指数高，因而可以大大提高采收率。水平井可使一大批用直井或普通定向井无开采价值的油藏具有工业开采价值。另外，海上油田投资大，成本高，直井开采无效益，水平井却可能有开采价值。,四、钻井技术,水平井可使一大批死井复活。在老井中用侧钻水平井钻到死油区，可使这批死井复活，重新出油。应用前景鼓舞人心。水平井作为探井也具有广阔的前景。随着水平井技术的发展，大位移水平井、水平分支井、侧钻水平井、径向水平井等技术

16、的成熟，在提高油田勘探和开发的速度和提高油藏采收率方面，水平井将起到极其重要的作用。,四、钻井技术,、水平井钻井的难度所在（1）水平井的轨迹控制要求高，难度大要求高，是指轨迹控制的目标去要求高。普通定向井的目标区是一个靶圆，井眼只要穿过此靶圆 即为合格。水平井的目标区则是一个扁平的立方体，不仅要求井眼准确进入窗口，而且要求井眼的方位与靶区轴线一致。难度大，是指在轨迹控制的过程中存在“两个不确定性因素”一是目标垂深的不确定性；二是造斜工具造斜率的不确定性。,四、钻井技术,（2）管柱受力复杂a、由于井斜大，管柱的运动受到巨大的摩阻，致使起下钻困难，下套管困难，给钻头加压困难b、在大斜度和水平井段需

17、要使用“倒装钻具”，下部的钻杆将受轴向压力，压力过大将出现失稳弯曲，弯曲之后摩阻更大。C、摩阻力、摩扭矩和弯曲应力将显著增大，使钻柱的受力分析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂。,四、钻井技术,（3）钻井液密度选择范围变小，更容易出现井漏和井塌a、地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变化。随着井斜角的增大，地层破裂压力将减小，坍塌压力将增大，所以钻井液密度选择范围变小，容易出现井漏和井塌。b、在水平井段，地层破裂压力不变，而随着水平井段的增长，井内钻井液液柱的激动压力和抽吸压力将增大，也将导致井漏和井塌。,四、钻井技术,（4）岩屑携带困难 由于井眼倾斜，岩屑在上返过程中将

18、沉向井壁的下侧，堆积起来，形成”岩屑床”.特别是在井斜角45-60的井段，已形成的“岩屑床”会沿井壁下侧向下滑动，形成严重的堆积，从而堵塞井眼。,四、钻井技术,（5）井下缆线作业困难 这主要指完井电测困难。在大斜度和水平井段，测井仪器不可能依靠自重滑到井底。只有完井电测时井内为裸眼，仪器难以送入。目前解决此问题的方法是利用钻柱送入，但仍不甚理想。,四、钻井技术,（6）保证固井质量的难度大 此难度一方面由于大斜度和水平井段的套管在自重下贴在下井壁，居中困难；另一方面钻井液在凝固过程中析出的自由水将集中在井眼上侧，从而形成一条沿井眼上侧的“水槽”，大大影响固井质量。,四、钻井技术,（7）完井方法选

19、择和完井工艺难度大 水平井井眼曲率较大时，套管将难以下入，无法使用射孔完井法，将不得不采用裸眼完井或筛管完井法等。这将使完井方法不能很好地与地层特性相适应，将给采油工艺带来困难,五、固井与完井,（一）固井固井包括下套管和注水泥两个过程下套管:在已钻成的井眼中按规定深度下入一定直径、由某种或几种不同钢级及壁厚的套管柱 注水泥:是从井口经过套管柱将水泥浆注入井壁与套管柱之间的环空中，将套管柱与地层岩石固结起来的过程。注水泥技术所包括的内容有：选择水泥、设计水泥浆性能、选择水泥外加剂、井眼准备、注水工艺设计等。,五、固井与完井,1、套管的类型 表层套管：开始下入的最短最浅的一层套管它的作用一是在顶部

20、安装套管头并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和复杂地层，淡水层不受钻井液污染。,五、固井与完井,技术套管（中间套管）：隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏的复杂地层，可以是一层也可能是多层。生产套管：是钻达目的层后下入的最后一层套管。保护生产层给油流提供通道。,五、固井与完井,钻井衬管：在已下入一层中间套管后采用。只在裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。可以减轻钻机的负荷和套管头的负荷，还可以节省大量的套管和水泥，降低固井成本。,五、固井与完井,2、井身结构设计的原则有效保护油气层，使不同压力的油气层免受钻井液的损害。避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生。为全井顺利

21、钻进创造条件，以获得最短建井周期。下部钻进采用重钻井液不致压裂上部地层,五、固井与完井,3、套管的钢级和尺寸系列钢级 套管本体的钢材应达到规定的强度。API标准八种十级 H-40 J-55 K-55 C-75L-80 N-80 C-90 C-95 P-110 Q-125数字的1000倍是套管钢材的最小屈服强度H-40 J-55 K-55 C-75 L-80 C-90Z这六种是抗硫的，其余四种是非抗硫的。,五、固井与完井,套管的尺寸和扣型 API标准套管外径从114.30-508.00mm共14种;壁厚5.21-16.13mm;连接螺纹 短圆（STC)、长圆(LTC)、梯形(BTC0、直连型螺纹

22、(XL)四种；螺距 3.175mm(8扣每英吋）-5.08mm（5扣每英吋）；套管的钢级、壁厚、螺纹API允许非标准的存在。,五、固井与完井,（二）注水泥技术 注水泥是从井口经过套管柱将水泥浆注入井壁与套管柱之间的环空中，将套管柱与地层岩石固结起来的过程。注水泥技术所包括的内容有：选择水泥、设计水泥浆性能、选择水泥外加剂、井眼准备、注水工艺设计等。,五、固井与完井,油井水泥亦叫硅酸盐水水泥。1、对水泥的要求有：水泥能配成流动性良好的水泥浆；水泥浆在井下的温度及压力条件下保持稳定性；水泥浆应能在规定的时间内凝固并达到一定的强度；应能和外加剂相配合，可调节各种性能；形成水泥石应有很低的渗透性能。,

23、五、固井与完井,2、水泥浆性能与固井工程的关系 对固井工程有较大影响的水泥浆性能包括：1）水泥浆的密度2）水泥浆的稠化时间3）初凝时间4）水泥浆的失水5）水泥石初凝的强度及水泥的抗腐蚀性能等。,五、固井与完井,3、前置液体系 前置液体系是用于在注水泥浆之前，向井中注入的各种专门液体。其作用是将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。前置液体可分为隔离液和冲洗液。,五、固井与完井,4、注水泥质量的基本要求 在各种情况下固井质量的基本要求：依照地质及工程设计要求，套管的下入深度、水泥浆返高和管内水泥塞高度符合规定。注水泥井段环空内的钻井液全部被水泥浆替走。水泥环与套管和井壁

24、岩石之间的连接良好。水泥石能抵抗油、气、水的长期侵蚀。,五、固井与完井,5、在固井中常出现的固井质量问题：井口有冒油、气、水的现象。不能有效的封隔各种层位，开采时各种压力互窜，影响井的生产。因固结质量不良在生产中引起套管的变形，使井报废。,五、固井与完井,6、窜槽形成的原因：套管的居中不好。井眼不规则。水泥浆性能及顶替措施不当。7、提高顶替效率的措施：采用套管扶正器。注水泥过程中活动套管。调整水泥浆性能。调节水泥浆在环空中的流速。,五、固井与完井,8、防止油、气、水上窜的办法：注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空内加压，可以防止油、气、水上窜。使用膨胀性水泥，防止水泥石收缩。采用多级注水泥技术

25、或采用两种凝速的水泥。,五、固井与完井,（三）完井 完井也称油井完成，包括钻开生产层，确定完井的井底结构，使井眼与产层连通，安装井底及井口等环节。,五、固井与完井,（2）钻开储集层时岩石力学性质的变化：1）岩石的变形情况与岩石侧向变形能力有关。2）储集层被钻开之后，岩石的侧向变形对储油结构也会有影响。,五、固井与完井,（3）钻开储集层的方法：1）合理的钻井液体系2）采用合理的钻井液密度，实现平衡压力钻井3）采用良好的井身结构，减少储集层浸泡时间4）其他生产环节中的防止污染,五、固井与完井,2、油气井的完井原则及完井井底结构类型（1）完井原则：1）完井的要求：使井眼与储集层有良好的连通，使井能高

26、产，同时保持井眼的长期稳定，使井能稳产较长一段时间。2）完井设计：是在确定了储集层性质、油气田开发方案后，确定打开储集层的方式，确定完井的井底结构，决定油层套管的下入层位及下入深度，确定储集层与井筒的连通方式。,五、固井与完井,（2）四种类型的完井井底结构：1）封闭式井底。2）敞开式井底。3）混合式井底。4）防砂井底。（3）裸眼完井法：是指完井时井底的储集层是裸露的，只在储集层以上用套管封固的完井方法。裸眼完井还可分为先期裸眼完井和后期裸眼完井。,五、固井与完井,（4）射孔完井：射孔完井是指下入油层套封固产层后再用射孔弹将套管、水泥环、部分产层射穿，形成油气流通道的完井方法。1）适用性：它是使

27、用最多的完井方式，可适用于各种储集层，但最适用于非均质储集层。,五、固井与完井,2）分类：单管射孔完成、多管射孔完成、尾管射孔完成、封隔器射孔完成等方法。3）射孔工艺：射孔是将射孔枪下到油气层部位，在地面点火引爆射孔弹，将套管、水泥石和产层一并射穿，形成连结井眼和储集层的通道。分为正压射孔和负压射孔。,五、固井与完井,（5）防砂完井：1）裸眼砾石充填完井2)管内砾石充填完井3）人工井壁完井（6）特殊完井：1）致密储集层和裂缝性储集层完井2）水平井完井特点：长、中曲率半径水平井完井、短曲率半径水平井完井。（7）完井井口装置：1）套管头 2）油管头 3）采油树,六、其他钻井技术及作业,1、井下复杂

28、情况及事故处理（1）井喷失控及处理：1）井喷的原因：地层压力掌握不准；钻井液密度降低；钻井液液柱高度降低；起钻时的抽汲作用。2）井喷失控的处理：地面灭火压井；打定向救援井压井。,六、其他钻井技术及作业,（2）井漏及处理：1）井漏的原因和现象：a、井下破裂压力异常低，岩层孔隙度大、渗透性好，或有裂缝、溶洞等；b、由于钻井工艺措施不当，如钻井液密度大，压力过高，或开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力激动等。,六、其他钻井技术及作业,2）井漏的类型：渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失。3）井漏的处理：a、渗透性井漏的处理主要是通过调整钻井液性能，降低井下压差及堵塞岩层空隙通道的办法。b、裂缝性漏失

29、的处理有以下三种方法：谷壳、锯末稠钻井液堵漏；非油气层中发生裂缝性漏失时，可注入水泥或胶质水泥堵漏；,六、其他钻井技术及作业,油、气层中发生裂缝性漏失时可采用注石灰乳钻井液对裂缝性油、气层几个进行暂时性封堵；c、洞性漏失的处理常采取直接从井口投入石子泥球、长纤维物捆来填堵井下洞穴，或架起“桥”来再用水泥浆等方法封堵。,六、其他钻井技术及作业,（3）卡钻及处理：1）上提、下放和转动钻具解卡2）浴井解卡：是向井内泡油、泡盐水、泡酸或采用清水循环等方式。3）上击、下击解卡。4）倒扣套铣解卡。5）爆炸倒扣、套铣。6）爆炸、侧钻新井眼。,六、其他钻井技术及作业,（4）钻具事故及处理：1）常见的钻具事故：

30、钻杆、钻铤折断；钻杆滑扣、脱扣。2）钻具事故的处理：卡瓦打捞筒打捞、打捞矛打捞、公、母锥打捞,六、其他钻井技术及作业,（5）落物事故及处理：1）常见的落物事故：掉牙轮、断刀片、测斜仪落井、钻台工具。2）落井事故的处理：井壁埋藏法、反循环打捞篮打捞、磁铁打捞法、随钻打捞、平底铣鞋磨碎落物法。,七、欠平衡钻井工艺技术,（一）概述 1、欠平衡钻井的概念及意义 1）概念欠平衡钻井就是利用自然或人工方法使钻井液当量循环压力低于地层压力，地层流体有控制地流入井筒的一种钻井方式。,七、欠平衡钻井工艺技术,2）优点由于欠平衡钻井过程中钻井液柱压力低于地层压力，因此它具有有以下优点：减少储层损害，有效地保护油气

31、层。实时评价地层，及时发现产层。防止或减少井漏、卡钻等复杂事故。延长钻头使用寿命。,七、欠平衡钻井工艺技术,2、欠平衡钻井的分类及适应范围 欠平衡钻井分为自然法和人工诱导法欠平衡钻井来年各种类型。所谓自然法欠平衡钻井又叫边喷边钻；而人工诱导法欠平衡钻井，一般是在地层压力系数小于1.10当采用常规钻井液无法实现欠平衡钻井时，直接使用低密度流体作循环介质，或往钻井液基液中注气等方法，实现欠平衡钻井。,七、欠平衡钻井工艺技术,人工诱导法欠平衡钻井中根据使用的钻井流体类型又分为：纯气体欠平衡钻井充气欠平衡钻井雾化欠平衡钻井泡沫欠平衡钻井,七、欠平衡钻井工艺技术,（二）欠平衡钻井施工技术 1、欠平衡钻井

32、施工技术（1）欠平衡条件的建立有多种不同技术能确保达到预期的欠平衡条件，主要方法是控制用于循环的钻井液密度，使钻井液在井筒内形成的静液主压力低于地层空隙压力，而钻井液可以是单独的气相或液相，也可以是气液两相混合。,七、欠平衡钻井工艺技术,（2）保持持续的欠平衡条件 欠平衡钻井一个重要的目的是减少或消除钻井液对油气层的损害，为真正到达此目的，在整个作业过程中，都必须维持井下欠平衡压力条件。,七、欠平衡钻井工艺技术,利用监测的数据和模型模拟，分析欠压差与地层流入之间的关系，然后进行参数的调节或采取相应的措施。1）数据自动采集系统2）井下监测3)数值模拟器,七、欠平衡钻井工艺技术,（3）欠平衡钻井设

33、计应考虑的几个问题 1)地层适应性评价 2)井深结构3）钻机的选择4）井场布置（4）欠平衡钻井钻具组合1）优选钻头 2）钻柱 3）钻铤 4）钻杆 5）方钻杆,七、欠平衡钻井工艺技术,（5）几种常用的欠平衡钻井方法1）自然欠平衡钻井 2)空气欠平衡钻井3）氮气欠平衡钻井技术 4）天然气欠平衡钻井技术 5）雾化欠平衡钻井技术 6）泡沫欠平衡钻井技术 7）充气欠平衡钻井技术,七、欠平衡钻井工艺技术,2、欠平衡液钻井技术（1）钻井液应考虑的问题在设计欠平衡钻井时需要考虑的问题是要使用的钻井液类型。作业者必须决定是否使用诸如盐水或淡水、柴油、原油、天然气或充气液、空气、矿物油或某些其他轻质静液或常规钻井

34、液。,七、欠平衡钻井工艺技术,（2）常用钻井液的类型 1)气相钻井液 2)两相钻井液 3）液相钻井液（3）适宜钻井液的选择 选择钻井液时考虑因素有以下5个方面：1）与地层流体的相容性 2）地层产出液对钻井液的稀释 3）防腐 4）钻井液的密度 5）对流自吸作用,七、欠平衡钻井工艺技术,3、欠平衡完井技术 欠平衡状态下完井是欠平衡钻井重要的一个环节。尾管完井 尾管完井就是在井眼处于控制流动状态下下尾管进入裸眼井段的完井方法。优点时可以避免外来流体接触产层，使井处于自然状态下完成。,七、欠平衡钻井工艺技术,裸眼完井 裸眼完井是井下防喷管完井方法的一种。该方法是在接近技术套管鞋处放置过油管桥塞，当桥塞

35、膨胀密封后，中间套管相当于一个井下防喷管。坐封可以用钢丝绳、钻杆或连续油管，当油管就位后，使用打捞桐可将过油管桥塞取出或重新安装。由于井下原因需要起出油管，这种桥塞又可重新下入。,七、欠平衡钻井工艺技术,衬管完井 该方法时另一种井下防喷管完井法，具体作法是将膨胀式桥塞座封在技术套管鞋处，并试压检验其密封情况。将标准的打捞筒接在衬管底部一起下入井内，并下到膨胀式桥塞上方，一旦衬管与桥塞接触，打捞筒就会抓住桥塞解封，接着将衬管下到完井深度并注入水泥固井，桥塞和打捞筒可留在井下。,七、欠平衡钻井工艺技术,套管完井 该方法液称两级完井法，是先钻至产层底部就下入套管固井，然后在欠平衡条件下钻完产层至设计

36、井深，再下入尾管或衬管。这种完井方法是较理想的欠平衡完井方法。,八、侧钻井施工技术,（一）概述1、侧钻井的概念所谓侧钻井工艺技术就是在油水井的某一特定深度固定一个导斜器，利用其斜面的造斜和导斜作用，用铣锥在套管的侧面开窗，从窗口钻出新井眼，然后下尾管固井的一整套工艺技术。,八、侧钻井施工技术,2、侧钻井的分类及适用范围（1）侧钻井的分类 按侧钻开窗是否利用导斜器，套管内侧钻可分为导斜器侧钻和自由侧钻两种。按开窗方位是否有明确的要求，侧钻井可分为定向侧钻井和一般侧钻井。,八、侧钻井施工技术,（2）侧钻井的应用 利用侧钻井工艺技术主要解决以下几方面的问题：套管损害严重，无法修复的井。井下发生复杂事

37、故，无法处理的井。油层出砂严重，套管又有损坏，无法采取防砂工艺的井。需要钻开井底附近新的含油层系。在海上、湖泊、大陆有钻多井底等特殊要求。,八、侧钻井施工技术,（3）侧钻井开窗部位的确定 原则 1）侧钻井开窗部位以上套管必须完好，应无变形、漏失、穿孔与破裂等现象。2)侧钻井开窗部位必须在损坏部位30M以上，以利于侧钻中有一定的水平位移，从而避开原井眼。,八、侧钻井施工技术,3）尽量选择固井质量好、井斜小、地层硬的井段，同时也应避开套管接箍，以使其有一个稳固的窗口。4）对出砂井和严重窜漏井，侧钻长度与倾角均应加大。在开窗位置选定后，为保证侧钻井效果，水平位移必须大于出砂和窜漏的径向范围。5）在上

38、述原则确定的基础上，进行严格的通井、试压、分析井史与电测资料，发现不合适的地方，应随时研究修改侧钻方案。,八、侧钻井施工技术,（二）侧钻井施工技术1、套管开窗操作程序1）确定开窗位置2）井眼准备3)安放和固定导斜器4）套管开窗,八、侧钻井施工技术,2、套管段铣操作程序（1）段铣井段的选择（2）井眼准备（3）段铣工具准备（4）套管段铣,八、侧钻井施工技术,3、侧钻井完井技术（1）完井施工中存在的问题 1）套管和井眼之间的环空间隙小 2）套管不居中 3）其他原因；尾管裸眼段较长，井眼清洗不干净等,八、侧钻井施工技术,(2)采取的技术措施 1)扩空加大环空间隙 2）加强扩孔段套管居中 3）使用塑性和微膨胀水泥浆,谢 谢,