钻井工艺技术培训教材

1、钻井工艺培训材料 王王 永永 福福 20042004年年8 8月月 一、概述一、概述 钻机钻机是钻井地面设备的总称。目前是钻井地面设备的总称。目前常用常用的钻井方法是旋转的钻井方法是旋转 钻井。它的工钻井。它的工作原作原理是理是: :利用钻头旋转破碎岩石利用钻头旋转破碎岩石, , 形成井身形成井身; ;利利 用钻柱将钻头送到井底用钻柱将钻头送到井底; ;利用起升设备起下钻柱利用起升设备起下钻柱; ;利用转盘或井利用转盘或井 下动力钻具带动钻柱和钻头旋转下动力钻具带动钻柱和钻头旋转; ;利用泥浆泵循环钻井液带出利用泥浆泵循环钻井液带出 井底岩屑。为此井底岩屑。为此 , , 钻井工艺对钻机有以下基

2、本要求钻井工艺对钻机有以下基本要求: : 旋转旋转钻头钻头的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速, 并维持一定的钻压。并维持一定的钻压。 起起下钻具下钻具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度的能力。要求具有一定的起重量和起升速度, 并有一定的超载能并有一定的超载能 力力。 洗井的能力。要求能提供足够的水力能量洗井的能力。要求能提供足够的水力能量, 以适应洗井和喷射钻井的以适应洗井和喷射钻井的需要。需要。 为适应钻机搬迁的特点为适应钻机搬迁的特点, ,还还要求钻机容易安装、拆卸和运输。要求钻机容易安装、拆卸和运输。 第一章 钻井设备 第一章 钻井设备 1.

3、提提升系统设备升系统设备，它它是一套大功率的起重设备。是一套大功率的起重设备。 主要由钻井绞车、游动系（钢丝绳、天车、游主要由钻井绞车、游动系（钢丝绳、天车、游 动滑车及大钩）、悬挂游动系统的井架及起升动滑车及大钩）、悬挂游动系统的井架及起升 操作用的工具操作用的工具（如（如：吊钳、：吊钳、 吊环、吊卡、卡吊环、吊卡、卡 瓦及上扣器等）组成瓦及上扣器等）组成（图（图1-11-1）。它的主要作）。它的主要作 用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进 行井下特殊作业等。行井下特殊作业等。 第一章 钻井设备 第一章 钻井设备 第一章 钻井设备 第一章 钻井设备

4、 第一章 钻井设备 一、一、井架井架 井架是钻机起升系统的组成部分。它的主要作用是安装天井架是钻机起升系统的组成部分。它的主要作用是安装天 车、悬挂游车、大钩、水龙头、方钻杆、钻杆及钻链等设备车、悬挂游车、大钩、水龙头、方钻杆、钻杆及钻链等设备, , 相当于起重设备的支架相当于起重设备的支架, ,并可存放钻柱。因此并可存放钻柱。因此, ,钻井对井架的钻井对井架的 基本要求是：必须有一定的高度和空间基本要求是：必须有一定的高度和空间; ;便于安装、存放钻柱便于安装、存放钻柱 等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业; ;应具有足够的承应具有足够的承 载能力载能

5、力, ,以适应井下情况的需要以适应井下情况的需要: :结结构要简单、轻便构要简单、轻便, ,便于搬迁、便于搬迁、 拆装和维修。拆装和维修。 目前国内常用的石油钻井井架有塔型和目前国内常用的石油钻井井架有塔型和A A型两种。型两种。 第一章 钻井设备 二、二、天车和游车天车和游车 1 1、天车、天车 钻机的天车和游车用钢丝绳穿起来钻机的天车和游车用钢丝绳穿起来, ,共同组成了钻机的共同组成了钻机的 复滑轮系统复滑轮系统( (或叫游动系统或叫游动系统) )。天车是定滑轮组天车是定滑轮组, , 固定在井固定在井 架的顶部架的顶部; ;游车是动滑轮组游车是动滑轮组, ,在井架内部的空间上下往复运在井架

6、内部的空间上下往复运 动。它们的主要作用是省力动。它们的主要作用是省力, ,减轻钢丝绳和钻机绞车的负载减轻钢丝绳和钻机绞车的负载, , 用十多吨的力可起升上百吨的钻柱，获得极大的机械效益。用十多吨的力可起升上百吨的钻柱，获得极大的机械效益。 2 2、游车游车 游车和天车一样游车和天车一样, , 型号较多型号较多, ,其基本结构大同小异其基本结构大同小异。 第一章 钻井设备 三、大钩 大钩是起升系统的设备之一 ,正常钻进时悬 挂水龙头、承受井下钻柱的重量,起下钻时悬挂吊 环吊卡完成起下作业。对大钩有以下基本要求：有 足够的承载能力,能缓冲减震、转动灵活、安全制 动、操作方便,结均紧凑、简单。 第

7、一章 钻井设备 四、钻井绞车四、钻井绞车 绞车是起升系统设备的起重部分绞车是起升系统设备的起重部分, ,随钻机的类型随钻机的类型 不同不同, ,形式有所差异。绞车传动机构的主要作用是传形式有所差异。绞车传动机构的主要作用是传 递动力，以不同的速度驱动转盘和滚筒。绞车的刹递动力，以不同的速度驱动转盘和滚筒。绞车的刹 车机构，钻进时车机构，钻进时, ,通过施加在刹把上的压力大小，可通过施加在刹把上的压力大小，可 以均匀控制滚筒的运动速度和大钩的负荷以均匀控制滚筒的运动速度和大钩的负荷, ,从而向钻从而向钻 头施加钻压头施加钻压, ,确保正常钻进确保正常钻进。 第一章 钻井设备 一、一、水龙水龙头头

8、 水龙头是旋转、起升与循环系统连接的纽带。水龙头是旋转、起升与循环系统连接的纽带。 它承受井内钻柱的全部重量它承受井内钻柱的全部重量, ,保持钻具的自由旋保持钻具的自由旋 转与水龙带相接转与水龙带相接, ,将钻井液注入井底将钻井液注入井底, ,承受循环过承受循环过 程中的高泵压程中的高泵压, ,同时连接钻进过程中不转动有的同时连接钻进过程中不转动有的 大钩与转动的方钻杆大钩与转动的方钻杆。 水龙头与转盘水龙头与转盘 第一章 钻井设备 二、转盘二、转盘 转盘是钻机旋转系统设备之一。其主要转盘是钻机旋转系统设备之一。其主要 作用是：在转盘钻井中作用是：在转盘钻井中, ,旋转钻头破碎法石旋转钻头破碎

9、法石; ; 使用井下动力钻具时使用井下动力钻具时, ,承受反扭矩承受反扭矩: :起下钻作起下钻作 业中支撑和悬挂钻柱业中支撑和悬挂钻柱, ,承受轴向负荷承受轴向负荷, ,完成上完成上 卸扣的操作卸扣的操作, ,处理井下复杂情况和进行井下处理井下复杂情况和进行井下 打捞作业时旋转钻柱等。打捞作业时旋转钻柱等。 第一章 钻井设备 三、转盘的传动方式三、转盘的传动方式 转盘的传动方式转盘的传动方式, ,随钻机的类型不同而有所差随钻机的类型不同而有所差 异。现场上常见的有两种方式：一是绞车驱动；异。现场上常见的有两种方式：一是绞车驱动； 二是万向轴驱动。二是万向轴驱动。 1. 1.绞车驱动（又叫链条驱

10、动绞车驱动（又叫链条驱动） 转盘的动力是经过绞车的链条传递到转盘上转盘的动力是经过绞车的链条传递到转盘上 的。其主要优点是简化了传动方的。其主要优点是简化了传动方式式, ,传动距离大传动距离大, , 但要受绞车情况的影响和限制。但要受绞车情况的影响和限制。 第一章 钻井设备 2. 2.万向轴驱动万向轴驱动 万向轴驱动的动力是经过绞车的双排活万向轴驱动的动力是经过绞车的双排活 动链轮（或经传动系统）直接到变速箱动链轮（或经传动系统）直接到变速箱, ,再再 经变速箱通过万向轴驱动转盘，它的最大特经变速箱通过万向轴驱动转盘，它的最大特 点是不受绞车位置的影响和限制点是不受绞车位置的影响和限制, ,操

11、作上方操作上方 便、灵活便、灵活, ,变速档次多。变速档次多。 第一章 钻井设备 泥浆泵泥浆泵 泥浆泵是钻机循环系统设备之泥浆泵是钻机循环系统设备之一一, ,它象人的心脏一祥。常它象人的心脏一祥。常 规钻进时规钻进时, ,循环循环钻井液钻井液, ,清洗井底清洗井底, ,辅助钻头更有效地破碎岩石；辅助钻头更有效地破碎岩石； 使用井下动力钻具时使用井下动力钻具时, , 通过泵入的钻井液通过泵入的钻井液, ,传递动力带动钻头传递动力带动钻头 转动；喷射钻井中转动；喷射钻井中, ,通过泵入的高压钻井液，经过喷嘴转换成通过泵入的高压钻井液，经过喷嘴转换成 水力能量水力能量, ,清洁井底并对岩石直接进行水

12、力破碎清洁井底并对岩石直接进行水力破碎, ,提高钻进速提高钻进速 度。根据钻井生产技术发展的需要度。根据钻井生产技术发展的需要, , 对泥浆泵的要求愈来愈对泥浆泵的要求愈来愈 高高, ,但其基本要求是：功率大、泵压高、排量大、流量稳定但其基本要求是：功率大、泵压高、排量大、流量稳定, , 耐腐蚀、耐磨损、易损件寿命长耐腐蚀、耐磨损、易损件寿命长, ,重量轻、重量轻、体积体积小、拆修方便、小、拆修方便、 自动化程度高自动化程度高 。 第一章 钻井设备 泥浆循环流程泥浆循环流程 泥浆循环系统主要由泥浆泵、高压管线、水泥浆循环系统主要由泥浆泵、高压管线、水 龙带、水龙头、钻柱及泥浆净化设备等组成。其

13、龙带、水龙头、钻柱及泥浆净化设备等组成。其 循环流程如下循环流程如下: :动力机驱动泥浆泵动力机驱动泥浆泵, , 泥浆泵从泥泥浆泵从泥 浆池中吸入钻井液浆池中吸入钻井液, ,通过泥浆泵增压后进入高压通过泥浆泵增压后进入高压 泥浆管线、立管、水龙带、水龙头、钻柱泥浆管线、立管、水龙带、水龙头、钻柱, ,经钻经钻 头水眼冲向井底头水眼冲向井底, ,然后由钻柱与井壁的环形空间然后由钻柱与井壁的环形空间 返出井口返出井口, ,再经泥浆净化设备流回泥浆池。再经泥浆净化设备流回泥浆池。 第一章 钻井设备 泥浆中的固相含量高时泥浆中的固相含量高时, ,降低钻速、加剧钻头磨损、污染降低钻速、加剧钻头磨损、污染

14、 泥浆性能、污染油气层、影响固井质量泥浆性能、污染油气层、影响固井质量等。等。钻井时要及时清除钻井时要及时清除 泥浆中的固相含量，泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和泥浆中的固相含量，泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和 化学清除法。化学清除法。 机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法 清除泥浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用清除泥浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用（采用（采用震动筛、震动筛、 除砂器除砂器等固控设备）等固控设备）, ,以清除大于以清除大于l0l0微米的钻屑。微米的钻屑。 化学清除法是利用选择性的聚沉剂化学清除法

15、是利用选择性的聚沉剂, ,保留泥浆中的粘土颗粒保留泥浆中的粘土颗粒, , 对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法 可清除小于可清除小于1010微米以下的固相颗粒微米以下的固相颗粒, ,以弥补机械清除法的不足。以弥补机械清除法的不足。 第一章 钻井设备 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻钻 头头 钻头分为：刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等钻头分为：刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等。 一、刮刀钻头一、刮刀钻头 刮刀钻头是旋转钻井使用最早的钻头类型。其结构简单，刮刀钻头是旋转钻井使用最早的钻头类型。其结构简单， 制造方便，成本

16、低。在泥岩和页岩等软地层中，钻井速度比较制造方便，成本低。在泥岩和页岩等软地层中，钻井速度比较 高。国内外前后充分发挥了刮刀钻头的优势，取得了很高的指高。国内外前后充分发挥了刮刀钻头的优势，取得了很高的指 标，国内使用刮刀钻头进尺记录达标，国内使用刮刀钻头进尺记录达30003000多米。刮刀钻头按刀翼多米。刮刀钻头按刀翼 数目可分为双翼（鱼尾）、三翼、四翼刮刀钻头，常用到的是数目可分为双翼（鱼尾）、三翼、四翼刮刀钻头，常用到的是 三翼刮刀钻头。三翼刮刀钻头。上钻头体有丝扣，与上部钻具相连，完成整个上钻头体有丝扣，与上部钻具相连，完成整个 钻具结构；下钻头体上焊接水眼和刀翼；水眼提高喷射效果，钻

17、具结构；下钻头体上焊接水眼和刀翼；水眼提高喷射效果， 具有抗冲蚀性；刀翼进行破碎岩石。具有抗冲蚀性；刀翼进行破碎岩石。 二、二、 牙轮钻头牙轮钻头 牙轮钻头是近代石油钻井中使用很广的一种钻牙轮钻头是近代石油钻井中使用很广的一种钻 头。这是由于牙轮钻头具有冲击、压碎和剪切破碎头。这是由于牙轮钻头具有冲击、压碎和剪切破碎 岩石的作用，牙轮钻头与井底的接触面积小、比压岩石的作用，牙轮钻头与井底的接触面积小、比压 高，工作扭矩小，工作刃总长度大等特点。从高，工作扭矩小，工作刃总长度大等特点。从19091909 年出现的第一只牙轮钻头，经过了近一个世纪，牙年出现的第一只牙轮钻头，经过了近一个世纪，牙 轮

18、钻头无论是钻头的材质、切削部分、钻头轴承、轮钻头无论是钻头的材质、切削部分、钻头轴承、 清洗装置等都有很大的改进。喷嘴的改进，解决了清洗装置等都有很大的改进。喷嘴的改进，解决了 钻头的清洁问题，出现了喷射牙轮钻头；使用了硬钻头的清洁问题，出现了喷射牙轮钻头；使用了硬 质合金齿，提高了牙轮的抗磨性；使用密封滑动轴质合金齿，提高了牙轮的抗磨性；使用密封滑动轴 承使钻头的工作寿命大大提高。承使钻头的工作寿命大大提高。 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 三、金刚石钻头三、金刚石钻头 在坚硬而研磨性高的地层钻进,金刚石 钻头比其它类型钻头的钻速和总进尺高,能 减少起下钻次数,降低钻井成本。近年来大 庆

19、油田中深井钻井口数在不断增加，随着钻 井技术的不断改进，追求更高的钻井经济效 益，金刚石钻头的使用非常普遍。 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻钻 柱柱 在钻井过程中在钻井过程中, ,将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的 管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用：管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用： （1 1）通过它把钻头下到井底和提升到地面。钻井过程中）通过它把钻头下到井底和提升到地面。钻井过程中, ,无论钻头能钻多无论钻头能钻多 深深, ,都必须通过钻柱来实现。都必须通过钻柱来实现。 （2 2）钻柱的钻挺部分是加钻压用的）钻柱的钻挺

20、部分是加钻压用的, ,使钻头能更有效地吃人地层（禁止用使钻头能更有效地吃人地层（禁止用 钻杆部分来加压钻杆部分来加压, ,否则钻杆磨损快、断裂快），并能防斜。否则钻杆磨损快、断裂快），并能防斜。 （3 3）把旋转运动传给钻头，钻杆可以看作是一根由转盘驱动的传动轴。）把旋转运动传给钻头，钻杆可以看作是一根由转盘驱动的传动轴。 （4 4）钻柱将钻井液从地面传送到钻头处）钻柱将钻井液从地面传送到钻头处, ,因而因而, ,钻柱也是一根竖直的导管。钻柱也是一根竖直的导管。 （5 5）进行特殊作业）进行特殊作业, ,如挤水泥、处理井下事故等。钻柱是联通地面和地下如挤水泥、处理井下事故等。钻柱是联通地面和地

21、下 的枢纽的枢纽, ,工作条件十分复杂工作条件十分复杂, ,正确的管理、使用钻柱是非常重要的。正确的管理、使用钻柱是非常重要的。 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻 钻 铤 钻头 铤 钻 铤 钻 杆 稳定器 稳定器 一、钻铤一、钻铤 钻挺接在钻头上面钻挺接在钻头上面, ,主要是给钻头施加钻压和防止井斜，因此它壁厚而粗大，单位主要是给钻头施加钻压和防止井斜，因此它壁厚而粗大，单位 长度重量大。壁厚一般是长度重量大。壁厚一般是38533853毫米毫米, ,相当于同尺寸钻杆的相当于同尺寸钻杆的4646倍。它的直径一般与倍。它的直径一般与 钻杆接头直径相等。这样可以增强刚度，受压时不易弯曲，因而有

22、利于钻直井眼。钻杆接头直径相等。这样可以增强刚度，受压时不易弯曲，因而有利于钻直井眼。 二、钻杆二、钻杆 钻杆是钻柱的基本组成部分。它是用无逢钢管制成，壁厚一般为钻杆是钻柱的基本组成部分。它是用无逢钢管制成，壁厚一般为911mm911mm。其主要。其主要 作用是传递扭矩和输送钻井液作用是传递扭矩和输送钻井液, ,并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此, ,钻杆钻杆 在石油钻井中占有十分重要的地位。在石油钻井中占有十分重要的地位。 三、方钻杆三、方钻杆 方钻杆位于钻柱的最上端方钻杆位于钻柱的最上端, ,有四方形和六方形两种。钻进时有四方形和六方形两种。钻进时

23、, ,方钻杆与方补心、转方钻杆与方补心、转 盘补心配合盘补心配合, ,将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转。将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转。 四、稳定器四、稳定器 在钻铤柱的适当位置安装一定数量的稳定器，组成各种类型的下部钻具组合，可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。此外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。此外, , 稳定器的使用还可以提高钻头工作的稳定性稳定器的使用还可以提高钻头工作的稳定性, ,从而延长使用寿命，这对金刚石钻头从而延长使用寿命，

24、这对金刚石钻头 尤为重要尤为重要。 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 大庆油田钻井液现状、体系基本配方及性能要求大庆油田钻井液现状、体系基本配方及性能要求 大庆油田在长期的钻井生产实践中，大庆油田在长期的钻井生产实践中， 钻井液的发展由早期的钙处理泥浆、三钻井液的发展由早期的钙处理泥浆、三 钾基泥浆，发展为目前所使用的两性复钾基泥浆，发展为目前所使用的两性复 合离子体系、乳液高分子体系、钾胺聚合离子体系、乳液高分子体系、钾胺聚 合物体系、甲酸盐体系及油基钻井液等。合物体系、甲酸盐体系及油基钻井液等。 2 2、钻井液性能要求、钻井液性能要求 两性复合离子钻井液 密度，g/cm3执行地质要求 漏

25、斗粘度，s5070 失水/泥饼(API)，ml/mm4/1 PH值89 塑性粘度，mPas2333 屈服值，Pa812 n值0.650.55 K值, Pasn0.30.6 10秒钟切力，Pa1.02.0 10分钟切力，Pa4.06.0 含砂量，%0.6 电阻率（18），m3.5 钻井液类型 钻井液性能 二、乳液高分子钻井液体系二、乳液高分子钻井液体系 该体系在大庆油田老区调整井，二次及三次加密该体系在大庆油田老区调整井，二次及三次加密 井中使用较多，其特点是成本低，配制容易。井中使用较多，其特点是成本低，配制容易。 1 1、乳液高分子体系钻井液配方：膨润土、乳液高分子体系钻井液配方：膨润土5t

26、+5t+纯纯 碱碱160kg +160kg +清水清水5050m m3 3预水化预水化24h24h，用，用JS-EJS-E将粘度调至将粘度调至 4045s4045s，密度加重到地质设计要求。或转钻井液，密度加重到地质设计要求。或转钻井液 1010m m3 3，混浆后加入，混浆后加入JS-EJS-E包被剂包被剂300400kg300400kg，FH-C FH-C 200kg200kg，性能达到设计要求。，性能达到设计要求。 2 2、钻井液性能要求、钻井液性能要求 0加重井深加重井深完钻固 井 前 457050704550 855 111 898989 初切（Pa）0.51.52.04.02.04

27、.0 终切（Pa）2.05.04.0124.012 32810401040 515515 22 井 段 (m) 密 度(g/cm3)依据地质要求 漏斗粘度（s） 塑性粘度（mPas） 动切力（Pa） 含砂量（%） API滤失量（ml） 泥 饼（mm） PH 值 切力 0加重井深加重井深完钻固井前 407045654550 初切（Pa）020402 终切（Pa）042824 855 111 3.53.53.5 3.5 井段mm 密 度(g/cm3)依据地质要求 漏斗粘度（s） 电阻率（m）（18） 浮筒切力 API滤失量（ml） 泥饼（mm） 含砂量（%） 四、甲酸盐钻井液体系简介四、甲酸盐钻井

28、液体系简介 大庆油田针对外围低压低渗透储层的特性，研制开发了甲酸盐钻井液，其特点是：大庆油田针对外围低压低渗透储层的特性，研制开发了甲酸盐钻井液，其特点是： 能满足能满足178mm178mm和和200mm200mm井眼开发钻井的施工要求井眼开发钻井的施工要求, ,无井塌、井漏、卡钻事故的发无井塌、井漏、卡钻事故的发 生。抑制性强，井壁稳定效果好，井眼规则，井径扩大率小。该钻井液是一种有生。抑制性强，井壁稳定效果好，井眼规则，井径扩大率小。该钻井液是一种有 利于储层保护和增产的体系。利于储层保护和增产的体系。 （1 1）密度高，最高达）密度高，最高达2.32.3g/cmg/cm3 3( (甲酸铯

29、甲酸铯) )； （2 2）对地层损害小，渗透率恢复值最高达）对地层损害小，渗透率恢复值最高达85%85%； （3 3）固相含量低，泥饼薄而韧且可酸化，压差卡钻潜力小；）固相含量低，泥饼薄而韧且可酸化，压差卡钻潜力小； （4 4）井眼清洁能力好，对页岩抑制性强；）井眼清洁能力好，对页岩抑制性强； （5 5）和油田所有硬件相配伍；）和油田所有硬件相配伍； （6 6）腐蚀性低，对环境污染小；）腐蚀性低，对环境污染小； （7 7）钻井液易维护且可回收利用；）钻井液易维护且可回收利用； （8 8）甲酸盐能够增加聚合物的高温稳定性，最高可抗温）甲酸盐能够增加聚合物的高温稳定性，最高可抗温170170。 五

30、、油基钻井液简介五、油基钻井液简介 1 1、大庆应用的油包水钻井液基本配方、大庆应用的油包水钻井液基本配方 7580%7580%柴油柴油+35%SP-80+24.5%+35%SP-80+24.5%油酸油酸+2.55%+2.55%环烷酸酰胺环烷酸酰胺 +46%+46%有机土有机土+35%+35%氧化沥青氧化沥青+2520%+2520%CaClCaCl2 2（202030%30%）+35%CaO+35%CaO 2 2、主要钻井液性能要求、主要钻井液性能要求 粘 度 s45120 失 水 （ 油ml）2 切 力 Pa110/530 泥 饼 mm1 PH值1013 含 砂 %400 第四章第四章 钻井

31、工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 钻井是一项复杂的系统工程，包括钻前工程、钻井工程和固井工程三个阶段，钻井是一项复杂的系统工程，包括钻前工程、钻井工程和固井工程三个阶段， 其主要施工工序一般包括：定井位、井场及道路勘测、基础施工、安装井架、搬其主要施工工序一般包括：定井位、井场及道路勘测、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、中途测试、家、安装设备、一次开钻、二次开钻、钻进、起钻、换钻头、下钻、中途测试、 完井、电测、下套管、固井施工等。完井、电测、下套管、固井施工等。 一、钻前准备一、钻前准备 （1 1）编写钻井工程、地质设计）编写钻井工程、地质

32、设计 （2 2）井位测量（定井位）井位测量（定井位） （3 3）现场勘查井位）现场勘查井位 （4 4）编制钻井运行方案，协调钻井队伍及钻井区块关井降压方案）编制钻井运行方案，协调钻井队伍及钻井区块关井降压方案 （5 5）征地、动迁）征地、动迁 （6 6）钻机搬迁）钻机搬迁 （7 7）钻机安装）钻机安装 （8 8）一开钻前的准备工作）一开钻前的准备工作 冲（钻）鼠洞、配置钻井液、组合一次开钻的钻具结构、检查落实各项工具、材料的冲（钻）鼠洞、配置钻井液、组合一次开钻的钻具结构、检查落实各项工具、材料的 准备情况。准备情况。 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 （2)2)辅助工作辅助

33、工作 处理钻井液，检查保养设备等工作。处理钻井液，检查保养设备等工作。 （3)3)下表层套管下表层套管 钻完表层后，按工程设计要求下表层套管。钻完表层后，按工程设计要求下表层套管。 （4 4）注水泥固井）注水泥固井 表层套管下完后，进行注水泥固井作业，通过固井表层套管下完后，进行注水泥固井作业，通过固井 设备，注入到套管与地层的环形空间去，把套管和设备，注入到套管与地层的环形空间去，把套管和 地层固结在一起。地层固结在一起。 （5 5）候凝）候凝 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 （2)2)井口放喷器和配套的井控系统应符合钻

34、井设计要求，压井口放喷器和配套的井控系统应符合钻井设计要求，压 力等级应和地层压力匹配，放喷器芯子尺寸必须与井内钻具一力等级应和地层压力匹配，放喷器芯子尺寸必须与井内钻具一 致。致。 （3 3）井控设备的安装质量必须满足油气层安全钻进需要。）井控设备的安装质量必须满足油气层安全钻进需要。 （4 4）钻具组合：钟摆钻具，钻头：）钻具组合：钟摆钻具，钻头：PDCPDC。 （5 5）钻进施工严格按照钻进设计执行，钻井参数主要包括：）钻进施工严格按照钻进设计执行，钻井参数主要包括： 钻头类型及参数、钻井性能、钻进参数、水力参数；钻进参数钻头类型及参数、钻井性能、钻进参数、水力参数；钻进参数 主要包括：

35、钻压、转速、排量、立管泵压；水力参数主要包括：主要包括：钻压、转速、排量、立管泵压；水力参数主要包括： 上返速度、喷射速度、钻头压降、环空压耗、钻头水功率等。上返速度、喷射速度、钻头压降、环空压耗、钻头水功率等。 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 （6 6）辅助工作：定点侧斜，处理钻井液，修理设备。）辅助工作：定点侧斜，处理钻井液，修理设备。 （7 7）钻进中应进行油气层压力监测工作，遇到钻速突然）钻进中应进行油气层压力监测工作，遇到钻速突然 加快、防空、憋钻、跳钻、油气水显示等情况，应立即停加快、防空、憋钻、跳钻、油气水显示等情况，应立即停 钻循环观察，有外溢现象要关井观察

36、。钻循环观察，有外溢现象要关井观察。 （8 8）钻开油气层前，要提高钻井液密度至设计上限（加）钻开油气层前，要提高钻井液密度至设计上限（加 重泥浆）。重泥浆）。 （9 9）钻开油气层要保护好油层，处理好钻井液，下钻速）钻开油气层要保护好油层，处理好钻井液，下钻速 度要慢，防止压力激动导致井漏，上提钻柱不要过快，防度要慢，防止压力激动导致井漏，上提钻柱不要过快，防 止抽喷。止抽喷。 （1010）钻开油气层要做好放喷演习，设专人观察溢流。）钻开油气层要做好放喷演习，设专人观察溢流。 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第四章第四章

37、 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 在钻井过程中，钻井液、完井液是油气层打开时首先在钻井过程中，钻井液、完井液是油气层打开时首先 接触油气层的工作液，易对油气层造成损害。油气层一旦接触油气层的工作液，易对油气层造成损害。油气层一旦 受到损害，欲恢复到原有的水平是相当困难的，费用也是受到损害，欲恢复到原有的水平是相当困难的，费用也是 相当昂贵的。因此，保护油气层的基本方针以预防为主。相当昂贵的。因此，保护油气层的基本方针以预防为主。 钻井过程中防止油气层损害是保护油气层系统工程的第一钻井过

38、程中防止油气层损害是保护油气层系统工程的第一 环节，其目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害环节，其目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害 的、固井质量优质的油气井。油气层损害具有累加性，钻的、固井质量优质的油气井。油气层损害具有累加性，钻 井中对油气层的损害不仅影响油气层发现和油气井的初期井中对油气层的损害不仅影响油气层发现和油气井的初期 产量，还会对今后各项作业损害油气层的程度以及作用效产量，还会对今后各项作业损害油气层的程度以及作用效 果带来影响。因此搞好钻井过程中的油气层保护工作，对果带来影响。因此搞好钻井过程中的油气层保护工作，对 提高勘探、开发经济效益至关重要。提高勘探、开

39、发经济效益至关重要。 二、保护油气层的钻井工艺技术二、保护油气层的钻井工艺技术 钻开油气层钻井液不仅要满足安全、快速、优质、高钻开油气层钻井液不仅要满足安全、快速、优质、高 效的钻井施工需要，而且要满足保护油气层的技术要求。效的钻井施工需要，而且要满足保护油气层的技术要求。 通过多年的研究，可归纳以下几个方面：通过多年的研究，可归纳以下几个方面： 1 1、采取近平衡或欠平衡压力钻井。、采取近平衡或欠平衡压力钻井。 2 2、合理降低钻井液密度，满足不同压力油气层钻井。、合理降低钻井液密度，满足不同压力油气层钻井。 3 3、采用优质钻井液体系，降低钻井液中固相颗粒对油、采用优质钻井液体系，降低钻井

40、液中固相颗粒对油 气层的损害。气层的损害。 4 4、降低油气层裸眼浸泡时间。、降低油气层裸眼浸泡时间。 5 5、搞好井控、防止井喷、井漏等对油气层的损害。、搞好井控、防止井喷、井漏等对油气层的损害。 6 6、采取有效的钻关措施，降低油层的层间压差。、采取有效的钻关措施，降低油层的层间压差。 第六章 大庆钻井新技术 一、水平井一、水平井 （一）、水平井钻井目的（一）、水平井钻井目的 1 1、实施低渗透砂岩油藏水平井钻井完井、实施低渗透砂岩油藏水平井钻井完井 技术研究技术研究 2 2、利用水平井技术开采剩余油可行性研、利用水平井技术开采剩余油可行性研 究究 第六章 大庆钻井新技术 第六章 大庆钻井

41、新技术 （三）、水平井完井工艺（三）、水平井完井工艺 水平井测井采用自行研制的水平井测井采用自行研制的CSUCSU测测 井装备配套的钻杆输送式水平井测井仪井装备配套的钻杆输送式水平井测井仪 器下井工具；采用悬挂式尾管完井法。器下井工具；采用悬挂式尾管完井法。 第六章 大庆钻井新技术 二、侧钻水平井钻井技术二、侧钻水平井钻井技术 大庆油田在大庆油田在“九五九五”期间承担了国家重点科技攻关项目期间承担了国家重点科技攻关项目”高含水后期侧高含水后期侧 钻水平井钻采配套技术钻水平井钻采配套技术”这一课题，共完成了两口套管开窗侧钻水平井，这一课题，共完成了两口套管开窗侧钻水平井， 即高即高160-160-侧平侧平3838井、金侧平井、金侧平6 6井。井。 侧钻井实施情况侧钻井实施情况 高高160-160-侧平侧平3838井是大庆第一口中曲率半径侧钻水平井，目的层剩余油厚井是大庆第一口中曲率半径侧钻水平井，目的层剩余油厚 度度3.5m3.5m，考虑地质部门提供的油层垂深误差，设计靶区高度为，考虑地质部门提供的油层垂深误差，设计靶区高度为1m1m，设计水，设计水 平段长平段长80m80m，最大井斜角，最大井斜角88.188.1度。度。 该井段铣套管长度该井段铣套管长度1818m m（97