钻井重点整理

第一章静液压力：由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。

上覆岩层压力：地层某处的上覆岩层压力是指该处以上上地层岩石基质和孔隙中流
体的总重力所产生的压力。

地层压力：指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力。

基岩压力：指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那局部上覆岩层压力，亦称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这局部压力是不被孔隙水所承当。

异常压力：异常低压和异常高压统称为异常压力。

地层压力评价的结论：在正常地层压力井段，随着井深深度增加，岩石的孔隙度
减小，声波速度增大，声波时差减小(具体12 页)
地层压力监测结论(16页1-19式dc-D曲线)
地层破裂压力：在井下一定深度裸露的地层，承受流体的压力的能力是有限的，当液体压力到达一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称地层破裂压力。

第二章
钻头分类：目前石油钻井中使用的钻头分为牙轮钻头、金刚石材料钻头及刮刀钻头三大类。

其中牙轮钻头的牙齿按材料不同分为铣齿 (也称钢齿) 或鑲齿(也称硬质合金齿)两大类。

钻柱的作用：1、钻柱在钻井过程中的作用
(1) 为钻井液由井口流向钻头提供通道
(2) 给钻头施加适当的压力(钻压) ，使钻头的工作刃不断吃入岩石
(3) 把地面动力(扭矩等)传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石
(4) 起下钻头
(5) 根据钻柱的长度计算井深
2、钻柱的特殊作用
(1) 通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等
(2) 进行取芯、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业
( 3)对地层流体及压力状况进行测试与评价，即钻杆测试，又称中途测试钻柱的组成：钻柱由钻杆、钻杆段和下部钻具组合三大局部组成。

钻杆的钢级：钻杆的钢级是指钻杆钢材的等级，它是钻杆钢材的最小屈服强度。

API规定的钻杆钢级有D E、95 (X)、105 (G)、135 (S)其中X、G S为高强度钻杆。

钻柱设计计算
第三章
虑失和造壁：当钻头钻穿带孔隙的渗透性地层时，由于一般情况下钻井液的静液柱压力总是大于地层压力地层内渗透，钻井液中的液体在压差的作用下便向地层内渗透，
这个过程称为钻井液的虑失。

在钻井液虑失的同时，在井壁外表形成一层固体颗粒胶结
物- 滤饼，滤饼在井壁上的形成过程称为造壁过程。

影响静虑失量的因素：1、虑失时间：当其他因素不变时，钻井液的虑失量与虑失时间的平方根成正比
2、压差：虑失量与压差的平方根成正比变化。

3、温度：温度升高引起滤液粘度下降，导致虑失速率增加
4、固相含量及类型：滤饼中固相含量Cc是钻井液中粘土颗粒水化状态的一个指标。

Cc越小，说明滤饼中固相含量越低；而水分含量越高，粘土颗粒的束缚水就越多，在压差
作用下易于变形，使滤饼渗透性降低，虑失量减少。

5、滤饼的渗透率：滤饼的渗透性是影响钻井液虑失量的主要因素。

滤饼的渗透性取决于粘土类型及颗粒尺寸、级配、形状和水化程度。

颗粒有适当的粒径分布，有较多溶胶颗粒，水化膜厚，压差下易变形，那么其渗透率低。

控制虑失量最好的方法是控制滤饼的渗透性。

降低滤失剂可以起到降低滤饼的渗透性的作用。

室内及现场测定虑失量通常有两种：静虑失量、高温高压虑失量。

静虑失量:API虑失量，用API滤失量仪测定，常温、压差下测量30min 所得的滤液体积〔ml〕。

为节约时间，通常将测得的虑失量值乘以2即得API 虑失量。

固相控制方法：1、大池子沉淀2、清水稀释3、替换局部钻井液4、利用机械设备去除固相
钻井液固相控制设备：振动筛、旋流别离器、离心机。

防止井壁坍塌的措施：1、钻井液参加K+、NH4+等无机阳离子〔K+寸防井壁坍塌举足轻重〕原因：〔1〕K+固定作用〔2〕K+的水化较弱，抑制粘土水化膨胀
〔3〕使粘土颗粒的扩散双电层变薄，有利于有机处理剂分子在粘土上的吸附〕
2、参加高聚物：〔1〕高聚物在井壁上形成多点吸附，稳固井壁〔2〕高聚物分子的护胶和堵孔作用。

3、利用沥青类物质在井壁上起封堵作用：沥青类物质亲水性强，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上，在井壁上形成一层油膜。

既减少钻具与井壁间的摩擦，又减少钻具寸井壁的冲击，由于井壁憎水，可防止滤液向地层渗透。

沥青类物质堵塞地层微裂隙缝，防止钻井液和滤液从裂缝渗透，防止井漏。

沥青类物质是裂隙发育地层的有效防塌剂。

第四章
门限钻压：是AB〔125页4-1图〕线在钻压轴上的截距，相当于牙齿开始压入地层时的钻压，其值的大小主要取决于岩石性质，并具有较强的地区性。

转速寸钻速的影响：随着转速的提高，钻速是以指数关系变化的，但指数一般都小于1 .其主要原因是转速提高后，每次接触时的岩石刃与岩石接触时间缩短，每次接触时的岩石破碎深度减小。

公式125页4-2
钻井液性能寸钻速的影响：钻井液性能寸转速的影响规律比拟复杂，其复杂性能的各参数寸钻速都有不同程度的影响，而且几乎不可能在改变钻井液某一性能参数时不影响其他性能参数的变化。

大量实验说明，钻进液密度、粘度、失水量和固相含量及其分散性等都寸钻速有不同程度影响。

〔1〕钻井液密度寸钻速影响：表现为由钻井液密度决定的井内液柱压力与地层孔隙压力之间的压差寸钻速的影响。

〔2〕钻井液粘度寸钻速的影响：它并不直接影响钻速，是通过寸井底压差和井底净化作用的影响而间接影响钻速
〔3〕钻井液固相含量及其分散性寸钻速影响：钻井液固相含量的多少，固
相的类型及颗粒大小寸钻速有很大影响，这是通过100 口实验井统计资料得出的，因此应严格控制固相含量，一般采用固相含量低于4%的低固相钻井液。

研
究说明固体颗粒大小和分散速度对钻速有影响，钻井液内小于1um的胶体颗粒越多，寸钻速影响越大，并且分散性钻井液比不分散性钻井液的钻速低图4-8〔128 页〕轴承的磨损速度方程表示：〔P133-4-15〕五点钻速实验计算门限钻压〔P133〕射流水力参数：射流喷射速度〔钻头喷嘴出口处的射流速度称为射流喷射速度〕、射流冲击力〔指射流在其作用的面积上的总作用力的大小〕、射流水功率〔射流不断的对井底和岩屑做功〕
钻头水力参数：钻头压力降〔指钻井液流过钻头喷嘴以后钻井液压力降低的值〕、
钻头水功率〔钻井液流过钻头时所消耗的水力功率〕
提高钻头水力参数的途径：1、提高泵压ps 和泵功率Ps 2 、降低循环系统压耗系数KL 3、增大钻头压降系数Kb 4、优选排量Q
泵的额定功率、额定泵压和额定排量关系:Pr=prQr 最小排量：是指钻井液携带岩屑所需要的最低排量。

岩屑举升效率：是指岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空的上返速度之比Ks=vs/va, 为了保持钻进过程中产生的岩屑与井口返出量相平衡，一般要求
第五章
轨迹的根本参数：井深、井斜角、井斜方位角〔另一种表示方法象限角——井斜方位线与正北方位线或正南方位线之间的夹角。

真方位角=磁方位角+东磁偏角真方位角=磁方位角—西磁偏角
轨迹的计算参数：垂直深度、水平投影长度、水平位移、平移方位角、N 坐标和E 坐标、视平移、井眼曲率。

测斜仪方法：单点测斜仪、多点测斜仪对测斜计算数据的规定〔173 页〕了解，可能判断或填空直径的轨迹控制称直井防斜技术。

影响井斜的因素：地质因素〔地层可钻性的各向异性; 地层可钻性的纵向变化和横向变化〕、钻具因素〔钻具的倾斜和弯曲0、井眼扩大：扩大后，钻头可在井眼内左右移动，靠向一侧，也可使受压弯曲的钻柱挠度加大，于是钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。

二维定向井轨道类型：三段式、多靶三段式、五段式和双增式。

根据Ks、KnKzz,可分别算出对应的曲率半径Rz、Rn、Rzz如下式Re=1719/Kc 动力钻具又称井下马达，包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种。

动力钻具造斜工具有三种：弯接头、弯外壳、偏心垫块。

转盘造斜工具包括变向器、射流钻头和扶正器。

水平井的概念：指井眼轨迹到达水平后,井眼继续延伸一定长度的定向井。

水平井的经济效益和前景〔208-209 页〕
水平井钻井难度所在：1、水平井的轨迹控制要求高,难度大2 、管柱受力复杂3 、钻井液密度选择范围变小,容易出现井漏和井塌4 、岩屑携带困难5 、井下缆线作业困难6 、保证固井质量的难度大7 、完井方法选择和完井工艺难度大
第六章
平衡压力钻井：常规的井口装置, 钻进与起下钻过程中井口不能承受来自井眼的液体压力,因此钻井只能在平衡与过平衡压力下进行。

欠平衡压力钻井：即在钻进过程中允许地层流体进入井内, 循环出井, 并在地面得到控制。

其钻井方式：空气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井、边喷边钻。

第七章
固井是油、气井建井的一个重要环节，包括下套管和注水泥两个生成过程。

完井是以油气储集层的地质结构、储集层的岩石力学性质和油层物性为基础，研究储集层与井眼的最正确连通方式的技术工艺过程。

井身结构〔必考〕：主要包括套管层次和每层套管的下入深度，以及套管和井眼尺寸的配合。

其设计的主要依据是地层压力和地层破裂压力剖面。

井身结构设计的原那么：1、有效地保护油气层，是不同地层压力的油气层免受钻井液的危害。

2、应防止漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。

3、钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管处最薄弱的裸露地层。

4、下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。

第八章
井漏的类型：渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失
井漏的处理：1、渗透性漏失处理：轻微的漏失主要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方法，到达恢复正常钻井的目的，可降低钻井液密度，采用平衡钻井技术，同时适当提高钻井液的粘度和切力，以增大钻井液流入地层空隙的阻力。

2、裂缝性漏失处理：由于裂缝性漏失的具体条件不同，漏速差异很大，具体情况具体处理，目前国内有三种方法：〔1〕注谷壳、锯末稠钻井液堵漏。

〔2〕在非油气层中发生裂缝性漏失时，可注入水泥或胶纸水泥堵漏。

〔3〕在油、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、气层进行暂时性封堵。

3、溶洞性漏失处理：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。

钻具事故及处理：1、常见的钻具事故：钻铤、钻杆折断; 钻杆滑扣、脱扣2、
钻具事故处理：〔1〕卡瓦打捞筒打捞〔2〕打捞矛打捞〔3〕公、母锥打捞。