《油气钻探》课程教学大纲

《油气钻探》教学大纲课程编号：631074课程名称：油气钻探课程英文名称：Oilandgasdrilling课程类别：专业教育课课程性质：必修课学时（理论+实践）：32学分：2开课学期：第七学期选用教材：无主要参考书：钻井工程一、中英文课程简介：《油气钻探》是为地质工程专业（勘察工程）本科生讲授的一门必修的专业课程，相对系统地介绍了油气井钻井结构设计、固井基础理论、钻井工艺及钻井工具等石油钻井方面的知识，重点介绍优化参数钻井、井眼压力控制等与常规地质岩心钻探和水文水井钻探不同的基础知识，为本专业学生从事油气井钻井相关工作奠定基础。“Oilandgasdrilling”isaspecialrequiredcourseforundergraduateofexplorationtechnologyandengineering.Thehole-structuredesign,wellcementation,drillingtechnologyanddrillingtoosareintroducedinthiscourse.Thetheoriesabouttheparameteroptimizationdrillingandboreholepressurecontroltechnologyarefocusedonteachingsinceitisobviouslydifferentfromthegeologydrillingandwaterwelldrilling.Itwillprovidethetheoryfoundationforundergraduatetomajorinoilandgasdrillingwork.二、课程目的、性质与任务本课程是地质工程专业（勘察工程）本科生的专业必修课之一。通过本课程的学习，使学生能够掌握油气钻井整个钻井过程中所采取的各个工艺环节和技术措施的基本概念、基本原理、基本方法和基本计算；能初步学会运用这些理论和方法分析解决钻井施工中所遇到的技术问题；掌握各工艺环节和技术措施的基本设计方法。在本课程进行之前，学生应经历过有关钻井工程方面的认识实习，对钻井的基本工艺过程、钻井设备及工具有一定的了解。 三、教学基本要求本门课程教学的基本要求是让学生了解油气井的一口井的建井过程，掌握建井过程中所涉及的基本概念、采用的技术措施、计算方法。要求学生在课后完成一定量的课后作业，以加强对课堂内容的理解，在作业过程中掌握每个章节的重点和难点。要求学生能够独立完成如油气井钻井钻速方程相关系数的设计计算、钻杆柱强度设计与校核等与钻井工程设计与施工密切相关的计算内容。四、各章节内容及学时分配第一章：井身结构设计与固井8学时第一节地下压力体系及评价方法（2学时）1、地下压力体系的几个基本概念，异常压力形成原因；2、地层孔隙压力预测方法（掌握dc指数法，了解声波时差、地震法）；3、地层破裂压力预测方法（掌握现场实验测试破裂压力的原理及步骤）。第二节井身结构设计（2学时）1、井身结构设计内容及基本概念；2、井身结构设计原理；3、井身结构设计方法、步骤；4、井身结构设计例题。第三节固井（4学时）1、套管柱外载计算：外挤压力、内压力、轴向拉力、抗挤强度、抗内压强度、抗拉强度；2、影响固井质量的主要因素及提高固井质量的措施：3、常规固井工艺方法及步骤。要求掌握地层压力预测的基本原理与方法、井身结构设计的主要内容（设计步骤及相关计算方法）、常规固井工艺方法以及影响固井质量的主要因素与提高措施。了解异常压力形成的环境条件，了解生产套管尺寸设计内容及影响因素。本章重点：（1）地层压力的概念与预测方法；（2）井身结构设计的内容及方法；（3）影响固井质量的原因及提高固井质量的措施。本章难点：（1）井身结构设计计算；（2）套管柱外载荷计算。第二章：钻进工具：钻头与钻柱6学时第一节钻头（4学时）1、钻头的分类及评价指标；2、牙轮钻头的结构组成、破岩机理及特点（掌握牙轮钻头的运动形式与破岩机理）；3、金刚石钻头的类型、破岩机理及特点。第二节钻柱（2学时）1、钻柱的组成及功用；2、钻柱在井下的运动形式及受力情况；3、钻柱设计。要求掌握钻头性能评价指标、牙轮钻头的结构与破岩机理、金刚石钻头的类型及破岩机理、钻柱的运动形式及特点。了解钻柱的组成、设计方法及设计步骤。本章重点：（1）牙轮钻头的结构组成及破岩机理；（2）金刚石钻头的类型及破岩机理；（3）钻柱的运动形式及工作特点。本章难点：钻柱的设计。第三章：钻进参数优选8学时第一节钻速方程（6学时）1、钻压、转速、钻井液性能对钻速的影响；2、钻速方程及五点钻速法；3、牙齿磨损方程及轴承磨损方程；4、钻进参数优选方法。第二节喷射钻进（2学时）1、射流的基本特性；2、喷射钻进的基本概念及发展。要求掌握钻速方程及五点钻速法确定门限钻压及转速指数的方法、喷射钻进的基本概念、射流对井底的清洗作用和破岩作用。了解牙齿磨损方程及轴承磨损方程。本章重点：（1）钻速方程，掌握钻进过程中各参数间的基本关系；（2）五点钻速法。本章难点：钻进参数优选方法。第四章：钻井过程压力控制10学时第一节井控装备（4学时）1、井控的基本概念及井眼失控的危害；2、井控相关地面设备和地面管汇；3、井眼与地层间的压力平衡关系。第二节溢流与井喷控制（4学时）1、溢流及井喷原因；2、气侵特性；3、关井方法；4、司钻压井与工程师压井的定义、方法、步骤及计算。第三节欠平衡钻井技术（2学时）1、欠平衡钻井技术的分类及发展历程；2、欠平衡钻井技术的使用范围及常用设备。要求掌握环形防喷器和闸板防喷器的工作原理及使用范围、溢流产生的原因及预防措施、关井方法及特点、工程师压井和司钻压井的方法。了解其它井控装备、欠平衡钻井技术基本知识。本章重点：（1）溢流产生的原因及预防措施；（2）环形防喷器和闸板防喷器的工作原理及使用范围；（3）关井方法及使用范围；（4）常规压井方