油气钻井工程

钻井工具
刮刀钻头 牙轮钻头
PDC钻头
金刚石钻头
取心钻头
钻井工具
方钻杆
钻杆
钻铤
稳定器
钻井工具
井下动力钻具
导向钻井钻具
油气钻井
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钻井作用与环境
钻井方法与工艺
钻井装备与工具 钻井技术与未来
钻井技术
垂直钻井：
浅 中 深 井：井 深 ＜2500m 井：井 深 2500m～4500m
深
超 深
二维跨断层定向井
三维跨断层定向井
跨断层多分支井
第一步：地质目标组合 3、不同断块地质目标组合
不同断块，纵向上有一定厚度的多个地质目标，单个地质目标含油面积较大，可以选择跨 断层阶梯水平井将地质目标串联在一起。
不同断块 相同层位 地质目标组合
二维跨断块水平井
三维跨断块水平井
不同断块 不相同层位 地质目标组合
水龙头 钻井泵 地面管线 加重装置 方钻杆
泥浆池
振动筛
环空 钻铤
钻屑下滑 废水池 钻头
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备
井控系统-防喷器、节流管汇、压井管汇、远控台
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备
操作系统
-72
72 144 水 平 位 移 (m )
216
钻井技术
丛式井组
钻井技术
分支井
钻井技术
大位移井
大位移井：（水平位移：垂深＞2：1）
钻井技术
连通井
钻井未来
安全、高效
50’s 60’s 70’s 80’s
未来 2000+ 90’s
快
提高钻速 控制精确 丛式分支 轨迹复杂
精 多 杂 深
井深增加
钻
进 工 程
接单根 破岩钻进
起下钻
换钻头
钻前工程
钻进工程
完井工程
钻井工艺
钻
进 工 程
接单根 破岩钻进
起下钻
换钻头
钻井工艺
钻
进 工 程
接单根 破岩钻进
起下钻
换钻头
钻井工艺
钻
进 工 程
接单根 破岩钻进
起下钻
换钻头
钻井工艺
钻
进
工
下表层 套管 注水泥 施工 一开 钻进
程

二开施工
井身结构
三开施工
钻井工艺
勘探开发任重道远！ 钻井技术日新月异
第 6 章 油气钻井工程
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钻井作用与环境
钻井方法与工艺
钻井装备与工具 钻井技术与未来
钻井作用
“勘探”
证实是否存在油气
获取地层信息资料
“开采”
建立油气生产通道
“钻井”
获取储层信息 提高开采效率
钻井环境
地面
沙漠
钻井平台
移动
钻井船
油气钻井
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钻井作用与环境
钻井方法与工艺
钻井装备与工具 钻井技术与未来
（1）控制砂体主力位置 对于同一断块纵向上分布两个以上主力砂体地质目标时，可以采用定向井、阶梯水平井、分 支水平井控制。纵向叠合程度好的地质目标，优选定向井
单靶稳斜定向井
二维多靶稳斜定向井
三维多靶稳斜定向井
第一步：地质目标组合
同一断块不同层块，各油层之间剩余油潜
力富集区平面上不叠合，且潜力规模小，经 济有效动用难度大，可优选阶梯水平井。
井：井 深 4500m～6000m
井：井 深 6000m～9000m
特 超 深井：井 深 ＞9000m
钻井技术
定向钻井
地面限制
地质条件要求
钻井技术
阶梯式水平井 多靶点水平井
三维水平井 成对水平井
“拱”型水平井
水平钻井
连通水平井 分支水平井
侧钻井水平井
第一步：地质目标组合 2、同一断块不同一层块地质目标组合
油管
完 井 工 程
封隔器
钻前工程
钻进工程
完井工程
油气钻井
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钻井作用与环境
钻井方法与工艺
钻井装备与工具 钻井技术与未来
钻井装备
陆地钻机、钻井平台、钻井船
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备 动力系统
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
1570 1575 1580 95 90 85 1585 1590 1595 1600 200 80 75
垂深
250 300 350 400 450
井斜角
500 70 550
井斜角
垂深
地面位置受限时，轨迹上翘
第一步：地质目标组合
（5）井台方向限定，水平井轨迹上阶梯
优化空间组合设计阶梯水平井，受地面井台方向影响，调整水平井实施方向，上阶梯实
施。
地面位置受限时，轨迹上阶梯
第一步：地质目标组合
（6）井台与靶点方位不一致，扭转较大 定向井沿轨迹方向选择井口最为有利，但地面状况限制，井台与靶点方位相差较大，方 位角扭转较大。
DXX11X181水 平 位 移 投 影 图
523 349 174 0 0 -174 -349 -523
-216
-144
二维跨断块水平井 三维跨断块水平井
第一步：地质目标组合 4、井口位置受限的地质目标组合
（1）当井口位置受限时，可将井口设置在断层另一侧
二维跨断层定向井
三维跨断层定向井
第一步：地质目标组合
（2）靶前距不够，井斜角突然增加 考虑开采工艺需保障充足直井段，受地面井台限制靶前距不够，A、B靶井斜较大， 需井斜角快速增加 。
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备
起升系统-井架、绞车、天车、游车和钢丝绳
天 车
游车
绞 车
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备
旋转系统-水龙头、方钻杆与转盘（或顶驱）
钻井装备
动力系统
起升系统
操作系统
钻机的基本组成
旋转系统
井控系统
循环系统
钻井装备 循环系统-泥浆泵、泥浆池、立管、水龙带、钻柱、分离装置
阶梯水平井
同一断块内，纵向上分布多个相对较 厚的地质目标，单个地质目标含油面积 大，优选层状分支水平井井地质目标连 接在一起。
层状分支水平井
第一步：地质目标组合
（2）考虑增加小砂体的钻遇率 当主力砂体下部存在小砂体时，可以采用布置定向井钻遇砂体有利位置的同时，考虑 增加小砂体的钻遇率。
二维轨迹延伸
三维轨迹延伸
轨迹平移
二维多靶点调整
三维多靶点调整
第一步：地质目标组合 3、不同断块地质目标组合
不同断块，平面上具有一定厚度的多个相 邻的地质目标，且叠合程度较好单个 地质目 标含油面积较大，可以采用跨断块水平井将 地质目标串联在一起。
跨断块水平井
不同断块，纵向上有多个零星分布的地质目标，可以采用跨断层定向井或分支井将地质目标 串联在一起。优先选择多靶点定向井，分支井次之。
DXX14X94井 身 轨 迹 图
1819m
1386 1617 1847 2078 斜 深 2309 2540 2771 3002 3233 3464 0
9
18
27
36 45 井 斜 角 (°)
第一步：地质目标组合
（4）井台方向限定，水平井轨迹上翘 水平井水平段井斜角小，有利于钻井施工、开发管理，受地面井台方向影响，调换A、B 靶点上翘实施水平井。
第一步：地质目标组合
（3）水平位移大，斜井段位移较大 受地面井台限制，井口距靶点水平位移较大，造斜点、最大井斜、稳斜井段根据钻井、 采油工艺需求优化。
DXX14X94井 斜 曲 线 图
0 231 462 693 924 1155
0 185 371 556 742 927 1112 1298 1483 1669 垂 深 1854 2039 2225 2410 2596 2781 0 364 728 1092 1456 1820 水 平 位 移 (m )
钻井方法
人工挖掘 顿钻钻井
旋转钻井
河姆渡古水井复原图
钻井方法
顿 钻 钻 井
钻井方法
顿 钻 钻 井
鱼尾锉
银锉
机械顿钻
钻井方法
旋 转 钻 井
钻井方法
旋 转 钻 井
水龙头 顶驱 方钻杆 转 盘
钻
杆
扶正器
钻
铤
钻
头
钻井工艺
钻前工程
修公路、平井场、安装钻井设备、开井口
钻前工程
钻进工程
完井工程
钻井工艺