3.钻井与完井分析
钻井与完井工程完整课件超值
01
随着人工智能和机器学习的发展，自动化钻井技术将进一步提
高钻井效率和安全性，降低人工操作风险。
智能完井技术
02
利用传感器、远程监控等技术实现智能完井，实时监测油藏动
态，提高采收率。
新型钻井液与完井液
03
研发更高效、环保的钻井液与完井液，降低对环境的污染，提
高钻井作业的可持续性。
环保要求对行业的影响
作用
用于保护油气层、防止地层坍塌、携 带岩屑、降低摩擦阻力等，同时对油 气层的渗透性和产能有重要影响。
完井工艺流程
钻孔准备
钻孔设计、钻孔定位、钻孔开钻等。
钻孔施工
钻进、取芯、测井等。
完井作业
下套管、注水泥浆、射孔、排液等。
后期处理
试压、检测、维护等。
完井过程中的问题与处理
问题
包括井壁坍塌、地层出砂、油气层污染等。
03
完井工程概述
完井工程定义与特点
完井工程定义
完井工程是石油工业中钻井工程的最后一个阶段，涉及到完 成井筒的钻探和完成油气井的装备，为油气开采和生产做好 准备。
完井工程特点
完井工程具有系统性和复杂性，涉及多个专业领域，包括钻 井、地质、油藏、采油、机械、电子等。同时，完井工程需 要适应各种复杂的地质和工程条件，确保油气井的长期稳定 生产和安全。
钻井与完井工程 完整课件
目录
• 钻井工程概述 • 钻井工艺与技术 • 完井工程概述 • 完井工艺与技术 • 钻井与完井工程案例分析 • 钻井与完井工程未来发展展望
01
钻井工程概述
钻井工程定义与特点
总结词
钻井工程是石油天然气勘探开发中的重要环节，具有高风险、高投入、高技术 含量的特点。
石油开发中的钻井与完井技术
石油开发中的钻井与完井技术石油是现代工业的重要能源之一，其产量和供给对于国家经济发展起着至关重要的作用。
在石油开发的过程中，钻井与完井技术是非常关键的环节。
本文将介绍钻井与完井技术在石油开发中的作用，以及一些常见的技术和工具。
一、钻井技术钻井是通过使用钻头和钻杆将钻井液注入到地下岩石中，将岩石钻孔并创建井眼的过程。
钻井技术在石油开发中扮演着至关重要的角色。
首先，钻井技术是用于确定石油储量和质量的重要手段。
通过钻井取得地下钻井样品，可以进行岩心分析和地质勘探，从而确定石油的地质特征和储量。
其次，钻井技术是开展后续工作的基础。
完成钻井之后，可以进行测井、固井、完井等工作，实现石油的有效开采。
在钻井过程中，需要使用一系列的钻井工具和设备。
其中，钻头是最重要的工具之一，它由一系列刀齿或切削结构组成，可以钻入地下岩石。
此外，还需要钻杆、钻井液、钻井曲线记录仪等工具和设备来支持钻井操作。
钻井液在钻井过程中有多种功能，包括冷却钻头、稳定井壁、携带岩屑等。
二、完井技术完井技术是在钻井完结之后进行的工艺，它包括测井、固井和井下作业等。
完井技术的目的是保证井筒的安全和石油的有效开采。
测井是利用一系列的测井仪器测量地下岩石的物理性质和石油的产量来评估井眼的情况。
测井可以帮助石油工程师了解储层的特征和石油的可采性，为后续的生产作业提供重要依据。
固井是通过将水泥浆注入到井筒中，填补井眼空隙并固定套管的过程。
固井可以保护井壁、防止漏失以及隔离各地层。
同时，固井还可以提供井筒稳定和增强井身强度的效果。
井下作业是井筒中进行的一系列作业，包括修井、压裂、抽油和增注水等。
井下作业的目的是增强石油产量、改善流体的流动性，以及延长油井的使用寿命。
三、常见技术与工具1.方向钻井技术：方向钻井技术允许地下井眼不仅能够垂直而且能够以一定角度定向，这对于开采较难储层或进行油气藏勘探非常有用。
方向钻井技术可以追随地质目标和达到更高的产量。
2.水平井技术：水平井技术是在地下岩石中钻探水平部分的过程。
油田开发施工工艺钻井与油井完井技术
油田开发施工工艺钻井与油井完井技术在油田开发的过程中，钻井和油井完井技术是非常关键的环节。
钻井是指通过井筒将钻头不断地向地下井孔中钻进，以达到获取石油和天然气的目的。
而油井完井技术则是为了保证井筒的完整性和地下油层与井筒之间的通畅连接。
一、钻井技术1. 钻井工序钻井工序是指进行钻井作业时的步骤和顺序。
一般来说，钻井工序包括井口组织、下套管、钻进、钻井液、取心、堵漏和固井几个重要环节。
其中，井口组织是指在开始钻进前所做的准备工作，包括安装钻台和井口装置，以及井口周围的辅助设备。
下套管是为了保证井孔的稳定性和防止井壁坍塌，通过安装不同尺寸的套管管柱来完成。
钻进则是通过旋转钻头，往下延伸井孔，获取地下的石油和天然气。
钻井液作为钻进过程中的重要工艺辅助物质，具有降温、润滑和排出岩屑等功能。
取心是为了对井孔中的地层进行采样分析，以判断含油气层的性质和质量。
堵漏和固井是为了确保地下油气不会泄漏到地面，以及保持井孔的稳定和完整性。
2. 钻井设备钻井设备包括钻井平台、钻机、钻杆、钻头和钻井液处理设备等。
钻井平台是进行钻井作业的场地，一般由钻井机、挂链系统、液压系统和控制系统等组成。
钻机是进行旋转钻头的主要设备，一般分为机械钻机和液压钻机两种。
钻杆则是连接钻机和钻头的金属管柱，它的尺寸和强度决定了钻孔的深度和井孔的稳定性。
钻头是进行钻孔的工具，一般由硬质合金制成，具有良好的抗磨损性能。
钻井液用于冷却、润滑、冲洗和输送岩屑，常见的钻井液有泥浆、泡沫和泡沫泥浆等。
二、油井完井技术1. 油井完井的目的油井完井是指在完成钻井作业后，进行油井装备和设施的安装和调试。
其主要目的有三个方面：首先是为了保证井筒的完整性和稳定性，防止井壁坍塌和泄漏；其次是为了建立起油层与井筒之间的良好通道，保证石油和天然气顺利流出；最后是为了方便后续的采油和生产作业，包括油井试油、固井、油管液体的测试和压力控制等。
2. 油井完井工序油井完井工序一般包括油管装设、压裂和射孔等步骤。
石油行业中油井钻井工艺的步骤与流程
石油行业中油井钻井工艺的步骤与流程石油是现代工业和交通运输的重要能源之一，而石油的开采则需要经过一系列的工艺步骤与流程。
其中，油井钻井是石油开采的核心环节之一，本文将为您介绍石油行业中油井钻井工艺的步骤与流程，以帮助您更好地了解这一过程。
第一步：确定钻井目标在进行油井钻井之前，首先需要确定钻井的目标。
这包括确定井深、井径以及钻井位置等参数。
这些参数的确定将直接影响到后续的工艺操作和投资规模。
第二步：编制钻井设计在确定钻井目标之后，接下来是编制钻井设计。
钻井设计是根据钻井目标和地质勘探资料，综合考虑地层条件、井眼稳定性、井筒完整性等因素，确定钻井工具、钻井液、钻井技术参数等。
钻井设计的合理性和准确性对钻井工艺的顺利进行至关重要。
第三步：准备钻井设备与材料在开始钻井之前，需要进行钻井设备与材料的准备工作。
这包括钻井平台的建设、钻井设备的检修与调试、钻具的选择与配备等。
确保钻井设备与材料配备齐全，并且符合要求，能够满足钻井设计和施工的需要。
第四步：开始钻井一切准备就绪后，便开始正式的钻井作业。
具体的钻井工艺流程如下：1. 钻遇地层：钻机经过一系列的操作，将钻头沿着设定的井径和路径逐渐往下钻取。
在钻井的过程中，钻头会穿越不同类型的地层，包括泥岩、砂岩、页岩等。
2. 钻井液循环系统：在钻井过程中，钻井液的循环系统起到非常重要的作用。
钻井液通过泵浦系统从地面注入到钻杆中，然后流经钻头，最后从井底返回地面，并沿着井外壁流回到钻井液槽中。
钻井液除了起到冷却、润滑和防止井壁塌陷的作用外，还能将地层岩样带回井口供勘探研究。
3. 钻井过程监测：在钻井过程中，需要进行实时的监测与记录。
这包括监测钻具的状态、钻井液的性能、地层岩样的回收情况等。
通过监测与记录，可以及时发现问题并采取相应的措施，保证钻井操作的顺利进行。
4. 钻井完井：当钻杆钻至设计的目标井深时，便完成了钻井的工艺过程。
此时，需要进行完井作业，包括井壁加固、套管安装、水泥固井等工作，以确保井筒的完整性和稳定性。
油气田地下地质学4--完井及完井总结
坍塌层
表层套管
12′20m
钻头尺寸及井深
油气层
油气层 水层 油气层
技术套管
8′1800m
油层套管 5′2500m
套管程序示意图
1、套管程序的设计
② 技术套管：● 封隔钻井液
难于控制的复杂地层
(漏失层、严重塌层、高 坍塌层
压水层、非目的层的油气层
等）； 油气层 ● 在井斜较大的定向井中，
为防止井下复杂情况，
4、附图目录
⑴ 过井“十字”地震剖面图 ⑵ 本井与邻井地层对比
图
⑶⑹ 综岩合心录油井 层图 物理性质分⑷析成综果合测井图
⑸ 岩心综合图
⑺ 地球化学资料综合图
⑻ 测试层位简图
⑼ 压力恢复曲线图
⑽ 测试油层原始压力与深度关系曲线图
⑾ 井斜水平投影图
完井地质总结报告
根据中国海洋石油有限公司勘探监督手册（2002）要求，
① 射孔完井
--国内外最广泛使用的完井方式。 包括：套管射孔完井、尾管射孔完井
● 套管射孔完井
钻穿油气层直至井深，然后下 生产套管至油层底部、注水泥固 井；最后，下入射孔器在油气层 部位射孔，射穿油层套管、水泥 环，并穿透油层一定深度，建立 油流通道。
套管射孔完井示意图
(《油气井工程》，2003)
深度比例尺 一般1：500； 横向比例尺 避免曲线之间交错过多。
◆ 编制完井总结图，应解决好以下3个问题：
⑴ 确定分层界线 以1：500标准曲线的2.5米(或1米)底部梯度曲线和SP
曲线为主；必要时参考组合微侧向、微电极等曲线。
⑵ 确定岩性--以岩心、岩屑为基础，其他资料作参考；
⑶ 油气水层的识别 必须以岩心、岩屑、井壁取心、钻时、气测、槽面油
钻井完井工程设计
钻井完井工程设计
深井钻井完井工程是指在钻井完成后,通过安装井修为允许深井产生产量所必须进行
的一系列工程措施。
完井工程包括钻杆回收、套管回收、井底工程和井口工程等。
完井工
程设计包括井底结构分析、井口设计、油水电正管理等几个方面。
一、井底结构分析
井底结构分析是指分析井下的地质结构情况，综合计算成孔环境的地层渗透率最大值，得出井底结构方面的设计参数。
一般在深井完井时，靠上覆盖岩石的质量和渗透率的高低
来定位钻井修为的技术指标。
特别是火山岩类型的完井修为，应依据其火山岩层负荷特性
进行施工，避免井下深层压力波动及异常注浆暴露。
二、井口设计
井口设计包括修葺和布网等，井口应具备一定的稳定性，避免受到机械扰动而危及产量。
根据深井完井条件，建立适宜的影响因素和深井完井技术，确定完井前的深井修为方案，配合地质工作能确保井口的稳定性和完善性。
三、油水电正管理
油水电正管理是指通过开发钻井单位实施日常巡查保养，及时发现和消除井口及油水
电正异常信号，确保钻井安全及可靠性操作，以提高安全生产水平和产能。
然后根据实际
情况，采取适当的完井技术或措施，正确处理完井事故。
四、完井脱备
本阶段的完井脱备工程包括井口上的安装脱备与安全保护，如防坠井口护栏、管线检
修及换置等。
在这些脱备工作中，应注意安全，防止发生事故。
然后在安全、完整的井口
上安装试产管道及设备，对井口设前进行试运行，实施有效的安全管理，保证深井设备安
全运行。
天然气开采业中的钻井与完井技术
智能化钻井与完井：通过引入物联 网、大数据和人工智能等技术，实 现钻井与完井的智能化和自动化。
环保钻井与完井：通过改进钻井设备 和工艺，减少对环境的影响，实现绿 色钻井与完井。
市场发展前景
天然气需求持 续增长
钻井与完井技 术不断创新
环保要求提高， 推动绿色钻井 与完井技术发
展
国际合作与竞 争加剧，推动
气等
6
钻井与完井技术的发展前景
技术发展面临的挑战
地层复杂多变，钻井难度大
环保要求提高，完井技术需要 改进
钻井成本高，需要降低成本
技术更新快，需要不断学习和 创新
技术创新方向
提高钻井效率：通过改进钻井设备和 工艺，提高钻井速度，降低成本。
优化完井技术：通过改进完井设备和 工艺，提高完井质量，降低风险。
旋转钻井：通过旋转钻 头破碎岩石，适用于软 地层和硬地层
冲击钻井：通过冲击钻 头破碎岩石，适用于硬 地层和超硬地层
定向钻井：通过控制钻 头方向，实现精确钻井， 适用于复杂地层
水平钻井：通过控制钻 头方向，实现水平钻井， 适用于油气田开发
钻井液：用于冷却钻头、 润滑钻杆、携带岩屑， 适用于各种钻井技术
完井技术原理
完井技术的目的是什么？
完井技术中的关键参数是什么？
完井技术的主要步骤是什么？
完井技术中的常见问题有哪些？
完井技术中使用到的主要设备是什么？
完井技术的发展趋势是什么？
完井技术分类
射孔完井：适用于薄层、多 油层、高渗透率油气井
砾石充填完井：适用于薄层、 高渗透率、高产油气井
套管完井：适用于深层、高 压、高产油气井
4
完井技术介绍
完井技术概述
完井技术的定义：在钻井 过程中，对井筒进行封堵、
煤层气开发常用钻井完井技术应用分析
煤层气开发常用钻井完井技术应用分析摘要：煤层气开发是能源开发的新领域，它与常规天然气开发相比较，钻井和完井技术存在着较多难点，容易造成储层伤害，所以需要对钻井完井技术选择、实施和应用进行彻底分析，才能更好地辅助进行煤层气开发。
关键词：煤层气开发；钻井技术；完井技术1我国煤层气资源开发利用现状及现实意义1.1煤层气资源开发现状我国的煤层气资源十分的丰富，上世纪五十年代，我国在进行煤炭开采的同时，就开始加大投入力度，对煤层气进行研究和开发，但是并没有进行大规模的开发。
直到近些年来，我国的煤层气开发才有了很大的突破，取得了一些显著的成果。
我国的煤层气利用率相对比较低，究其原因，主要包括以下两个方面：其一，我国的煤层气字眼赋存条件十分复杂，其煤层渗透率相对比较低，在已经抽采出的煤矿瓦斯中，很大比例是低质量浓度瓦斯，但是我国当前缺乏有效的方式应用低质量浓度瓦斯，因此大量的瓦斯被直接排放在大气中，因其对环境的危害，因此使用规模是有限的；其二，我国煤层气产业体系不完善，当前我国的煤层气产业中，上游开发、中游集输、下游利用发展相当的不协调，上游抽采出的煤层气没有合适的利用方式，或者没有与之相适应的长输管线。
煤层气作为一种非常规油气资源，是未来天然气的良好接续。
但在钻井和完井开发中，存在应力敏感性较强、裂缝体系发育较多、孔隙压力较低等问题，钻井完井技术实施不当，易造成储层伤害，影响煤层气正常开发。
因此，有必要对煤层气钻井完井技术进行探究。
1.2煤层气资源开发现实意义我国的资源分布中，多煤少油少气，一直以来我国对天然气需求较大，天然气进口量较大。
我国冬季气候较为寒冷，在供暖中对天然气的需求量较大，近几年天然气的消费力持续激增。
天然气的开采现状为其产量不及天然气的需求量的上升，缺口较大。
煤层气作为优质的清洁能源，其发现对于我国降低对天然气的依赖具有重要作用，缓解了我国天然气的需求量，降低了进口依赖。
我国正处于经济的战略转型阶段，产业、行业升级换代，由粗放型向节约型转变，倡导建立资源节约型、环境友好型社会。
《钻井与完井工程》复习资料
《钻井与完井工程》复习资料1、钻井的定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。
2、各类井型：(1)地质基准井＜参考井＞:为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井。
(2)预探井:要紧上为探明油田面积，油水边界线，为油田运算可靠工业储量提供资料所钻的井。
(3)详探井:在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好预备的井，这种井在油层部位要求全取心。
(4)生产＜或开发＞井:在已探明储量，有开采工业价值的油田构造上钻产油产气井(5)注水＜气＞井:为了提升采收率，达到稳产所钻的井。
注水注气的要紧目的是为了给地层提供生产油气所必须的能量。
第二章井身结构设计1、井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸(钻头尺寸)与套管尺寸的配合。
2、三压力：(1)地层压力(FormationPressure)PP:是指作用在岩石孔隙流体(油气水)上的压力，也叫地层孔隙压力。
(2)地层破裂压力(FracturePressure)Pf:在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，那个压力称为地层破裂压力。
(3)地层坍塌压力(CavingPressure)Pc:当井内液柱压力低于某一值时，地层显现坍塌，我们称那个压力为地层坍塌压力。
P=0.00981p H(MP)ha3、静液柱压力(Hydrostaticpressure)Ph：由液柱重力引起的压力。
4、上覆岩层压力P0(OverburdenPressure)：某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重力造成的压力。
5、压力梯度：单位高度(或深度)增加的压力值。
6、有效密度(当量密度)：钻井液在流淌过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力，通过有效压力换算得到的液体密度称为当量密度(ECD)。
7、DC指数法推测地层压力的原理：机械钻速随压差的减少而增加。
深井钻完井施工难点与技术对策浅析
深井钻完井施工难点与技术对策浅析深井钻完井施工具有机械钻速低、事故复杂多、固井质量差、钻井周期长等特点，在对深井钻完井施工中钻遇地层压力、研磨性、地层温度和固井质量等方面难点分析基础上，提出了在设备配套、井身优化、钻井液和完井方面相应的对策，对提高深井钻完井施工效率和质量具有一定的意义。
标签：深井施工;技术难点;对策随着油气勘探的不断深入，在我国的各个大油田深井的钻井规模和数量在逐年增多，积极攻关防斜打快技术、钻具组合优化技术、钻头优选及钻井参数优化技术，以及自动化钻井技术，使我国的深井钻井的平均井深逐年增加，平均机械钻速也在逐年升高，取得了一定的成果，但是与国外先进的钻井技术水平还存在一定的差距，还需要进一步攻关。
1 深井钻完井施工的难点分析多年的深井钻井技术攻关和现场实践使我们深刻的认识到，深井钻井与浅层井钻井、中深井钻井存在非常大的差别，随着井深不断地增加，其施工的难点逐渐凸显，深井钻井施工主要存在以下几个方面的难点。
1.1 钻遇压力层系多对于一口7000m的深井来说，会从新地层到老地层逐渐加深钻进，在这一钻进过程中，由于地层形成时期的地层压力不同，会钻遇从压力系数为0.8到2.2的多套压力层系，地层压力层系的增多，会使在同一井身结构下存在喷漏同层，这样就会极大地增加深井钻井施工的难度，甚至会发生有发生井喷的风险。
1.2 地层研磨性强深井钻井不是皮下注射，钻遇的地层会越来越古老，在这些古老的地层中，存在硬性的泥岩地层、研磨性强、石英含量高的火山岩地层和一些花岗岩等基岩地层，这些地层的研磨性非常强，限制了PDC钻头的使用，在遇到这些地层的时候只能使用牙轮钻头进行钻进，，行程钻速特别低，严重地影响了施工效率。
1.3 井底温度高随着井深不断增加，井底的温度不断升高，例如松辽盆地的地温梯度为4度/100m，对于该盆地的5000m的深井来说，井底的温度就达到200℃，这么高的井底稳定给钻井液的稳定性提出了非常高的要求，同时高温度也限制了井下仪器和工具的应用，使钻井效率受到限制。
《钻井与完井工程》学习指南
《钻井与完井工程》学习指南一、课堂教学第一章绪论1、学习要求通过了解钻井与完井工程的定义及其在石油工业中的地位，明确学习本门功课的重要性；过了解钻井与完井工程的主要内容及其衔接关系，建立钻井与完井工程的整体与系统的概念；解钻井与完井工程技术的发展过程。
2、重点（1）一口井的建井过程；（2）钻完井过程中需要使用的常用设备和工具（3）主要钻井与完井新技术3、学习建议（1）首先通过网络查询与钻井与完井工程有关的设备、井下工具的照片、视频，为其后各章的学习创造良好的条件，相关的设备、工具包括钻机、钻杆、钻铤、稳定器、接头、钻头、井口防喷器组合等。
（2）了解各章节之间的关系，对整体掌握课程体系是非常重要的。
第二章井身结构设计1、学习要求：要求掌握地层压力预测的基本原理、方法和井身结构设计的主要内容（设计步骤及相关计算方法）。
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。
2、重点：1）地层压力、地层破裂压力、地层坍塌压力的预测方法2）井身结构的设计方法和步骤3、难点：1）岩石力学理论模型2）井身结构设计计算4、学习建议（1）记住典型井身结构图，特别是钻头尺寸和套管尺寸的配合；（2）首先理解在不考虑各种系数下的井身结构设计，再引申到考虑各种设计系数的井身结构设计方法。
第三章钻井液1、学习要求掌握钻井液的基本组成、特点、作用原理及不同钻井液体系所适用的条件；掌握粘土胶体化学基本知识；重点掌握钻井液两个工艺性能对钻井工程的影响，了解胶体化学特点及其对钻井液性能的影响。
了解相关的化学添加剂类型及其作用原理；了解钻井液性能的测量、维护控制和调整的基本原理和方法，了解常用钻井液体系的类型、原理和使用条件。
2、重点：1）粘土晶体结构、扩散双电层、电动电势ζ、粘土的水化。
2）流变参数及其胶体化学性质；流变性能调节原理；影响静失水的因素分析。
3）水基钻井液（分散型、抑制型、聚合物钻井液）体系的组成及其适用的地层条件。
《钻井与完井工程》课件-2井身结构设计
井身结构设计是钻井与完井工程中的重要环节，涉及到井筒的稳定性和安全 性。本课件将介绍井身结构设计的重要性、目标、原则以及主要方法。
井身结构的重要性
井身结构设计的合理性直接影响到井筒的稳定性和钻井、完井操作的安全性。 良好的井身结构设计可以减少井筒塌陷、井漏等问题，降低事故发生的风险。
井身结构设计的目标
井身结构设计的目标是保证井筒的稳定性和安全性，确保钻井、完井操作的 顺利进行。通过合理的设计，可以避免井筒失稳、井漏等问题，减少工作量 和成本。
井身结构设计的原则
井身结构设计应遵循以下原则：
1 强度与稳定性
井身结构要具备足够的强 度和稳定性，以承受地质 力学和工程力学的作用。
2 材料选择
3 施工过程控制
完井过程中，要 控制好施工参数和工况， 保证井身结构的完整性和 稳定性。
主要的井身结构设计方法
经验法
根据以往的经验和类似工程的 数据，进行井身结构设计。
计算法
依据地质力学和工程力学原理， 对井身结构进行计算和分析。
1 油藏工况
考虑油藏工况和井筒温度 等因素，选择合适的材料 和工艺。
2 套管设计
设计套管参数和套管布置 方案，保证油井的产能和 安全。
3 完井液体设计
确定完井液体的性质和配 方，满足井身结构和油藏 要求。
结论和总结
井身结构设计是钻井与完井工程中的关键环节。合理的结构设计可以提高井筒的稳定性和钻井、完井操作的安 全性，降低事故风险，提高工作效率。
仿真法
运用计算机仿真技术，对井身 结构进行模拟和优化设计。
钻井井身设计要点
地层评价
对钻井地层进行评价，了解地层的性质和特点。
钻井与完井
钻井八大件
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架 +柴油机、传动装置为十大件
小结
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
统
井控系统
起升系统 旋转系统 循环系统
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
五大系统→三大系统→八大件
转盘不旋转 不需要方钻杆
井口工具
超重型钻机 H>5000m，
W>2500kN
重型钻机 H＝3000～5000m
W＝2000～2500kN
轻便钻机
中型钻机
H＝1000～ 2500m
W<300kN，
W＝800～ 421～60809kmNm钻杆，井径
< 150mm， 钻井深度从几十米到
1000m，常用于钻地质勘探井和水井等。
柴油机驱动钻机 2.动力设备 直流电驱动钻机
钻机简介
钻机定义：
石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是 由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。
钻机的综合功能：
完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、 固井、完井和处理井下事故等作业。
钻机简介
陆上钻机
海洋钻井平台
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起 重能力)
大型钻机
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆， 井径> 160mm
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
3、循环系统
→循环介质
泥浆功能：
钻井与完井新技术
Lw 243.1916 cos 45.1327 121.1548 sin 45.1327 85.6961m
水平井钻井完井技术
4.水平井完井方法
4.1水平井完井应遵循的原则
水平井完井的目的是为了获得更高的油井产量和生产寿 命。水平井完井应遵循如下的原则： ①最高的主要流体的产量，即原油、凝析油或天然气； ②最小的其它流体产量，即气、水或注入液；
6 K ，见图2。 10m
③小曲率半径水平井
4 ~ 10 曲率半径R=5~10m，曲率 K ，见图3。 m
水平井钻井完井技术
3.水平井井身剖面类型及轨道设计
3.1水平井剖面设计
水平井剖面一般采用圆弧型剖面（单圆弧、双圆弧）和 “增-稳-增”的井身剖面。对中、长半径水平井，目前多采用 “直-增-稳-增-平”井身剖面，并且两个增斜段都是园弧形。 见图4。 “增-稳-增”的井身剖面具有以下优点： ① 圆弧形造斜率恒定，有利于轨道控制；
适应的地质条件：
①井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的地层； ②不要求层段分隔的储层； ③天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩。
水平井钻井完井技术
4.水平井完井方法
4.2水平井完井方式分类
(2)割缝衬管完井（见图8） 割缝衬管完井的优点： ①成本相对较低； ②储层不受水泥浆的伤害； ③可防止井眼坍塌。
水平井钻井完井技术
钻井与完井新技术 专题三—
特殊井钻井、完井技术
（水平井、大位移井、分支井、小井眼）
水平井钻井完井技术
1.水平井技术的优势
定向井、大斜度井、水平井就钻井工艺而言应属于同一
范畴，即都是从一定的轨道（井斜角、方位角）定向击中设
计目标（靶区）。不同点为水平井是指井斜达到90后水平钻 井延伸一段水平距离，一般将井斜角在60~85的定向井定义 为大斜度井，井斜角达到90的井定义为水平井。
钻井液完井报告
钻井液完井报告一、引言钻井液是进行油气井钻井作业中不可或缺的重要工艺液体之一。
它不仅起到冷却、润滑和清洗井眼的作用，还能稳定井壁、控制地层压力以及运送钻井废料。
本文将对钻井液完井过程进行详细分析和总结。
二、钻井液完井过程1. 钻井液选型在进行完井作业之前，首先需要根据井口地质条件、井深和钻井目标等因素选择合适的钻井液类型。
常见的钻井液类型包括水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液。
根据不同的工况和需求，选择合适的钻井液类型能够提高钻井作业效率和井壁稳定性。
2. 钻井液性能测试在完井过程中，需要对钻井液的性能进行严格测试和监测，以确保其满足作业需求。
常见的钻井液性能测试包括密度、粘度、流变性能、滤失性能等。
通过这些测试数据，可以判断钻井液的稳定性和适应性，及时调整钻井液配方和性能。
3. 钻井液循环体系钻井液循环体系是钻井作业中的重要环节，它包括钻井液循环系统、固液分离系统和钻井液处理系统等。
钻井液循环体系的设计和运行对于保证钻井作业的顺利进行至关重要。
合理的循环体系能够确保井筒清洁、井壁稳定和钻井液性能的稳定。
4. 钻井液性能调整在钻井过程中，可能会出现井壁不稳定、井眼塌陷等问题，这时需要对钻井液进行性能调整来应对。
常见的性能调整措施包括增加钻井液密度、改变钻井液流变性能、添加胶凝剂和改变固液分离系统等。
通过这些调整，可以有效地解决钻井作业中的各种问题。
5. 钻井液完井报告钻井液完井报告是对钻井液完井过程的总结和评估，它包括钻井液配方、性能测试数据、循环体系设计和调整措施等内容。
通过钻井液完井报告，可以及时总结经验教训，为后续的钻井作业提供参考和指导。
三、结论钻井液完井过程是油气井钻井作业中至关重要的一环。
通过合理选择钻井液类型、严格测试性能、优化循环体系和及时调整性能，可以保证钻井作业的安全高效进行。
钻井液完井报告的编写和总结能够提供经验教训和指导，为未来的钻井作业提供参考和借鉴。
钻井液完井过程是油气井钻井作业中不可或缺的环节。
3.钻井与完井
目录
概况 一、 钻井方法 二、 旋转钻井基本构成 三、 旋转钻井工艺过程 四、 完井方式 五、 钻井新技术
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2．石油钻井井型类别
1.1 把钻井按钻井的目的进行分类：
• 区域普查井 ：基准井、剖面井、参数井、构造井
• 探井：
预探井、详探井、边探井
• 开发井： 生产井、注入井
• 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。
装钻井设备、泥浆泵，
安放或挖掘泥浆池等。
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3. 固井……钻进过程之三
将称为套管的无缝钢管下入井中，并在井眼和套管之间灌注水泥 浆以固定套管。 固井重要工序:下套管和注水泥
目的 加固井壁，防止浅处井壁坍塌。 隔离钻开的油﹑气、水层，防 止开采时层间相互干扰。
一口井从开始到完成，常需下入
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常用的四种完井方式
裸眼完井 射孔完井 衬管完井 砾石充填完井
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1. 裸眼完井
油层部位不下套管， 全部裸露，油层没有任 何遮挡地直接与井底相 通。 油气向井流动的阻力 最小，但井底容易坍塌 ，不易防止油层出砂。
徐波2007
油流
徐波2007
（1）裸眼完井方
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法
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2. 射孔完井
3.智能钻井
亚洲首台 全液压深 井智能钻 机TI-350T
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亚洲首台全液压深井智能钻机TI-350T
由德国海瑞克、中石油、四川京石机械三方共同打造的全液压深井智能钻 机。是世界顶尖的石油工业装备技术，总投资35亿元(人民币)。
2014年 8月27日， 海瑞克钻机项目规划用地500亩（遂宁），分三期建设 ，全部建成后可实现年产“全液压深井智能钻机”40套，产值70亿。
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旋 转 钻 机
旋转系统 循环系统 井控系统
监测系统
钻头与尺寸
4¾ in(12.06cm) 5 7/8 in(14.92cm) 6½ in(16.51cm) 7 7/8 in(20.00cm) 8½ in(21.59cm) 9 ½ in(24.13cm) 10 5/8in(26.98cm) 12¼ in(31.11cm) 14¾ in(37.46cm) 17½ in(44.45cm) 20 in(50.80cm) 26 in(66.04cm)
通过地面将钢丝绳拉起，将钻头 提离井底，再向下冲击，岩石随之 破碎，再不时向井内注水，将岩屑 和泥土混成泥浆，再下入捞砂筒捞 出岩屑。 钻进不连续，速度慢；冲击方式， 费时费事费力 它不适应快速钻井的要求，特别 钻深井或超深井它更不能满足生产 的需要，因此代替它的是旋转钻井。
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2. 旋转钻井
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钻机六个组成系统
动力系统 提升系统
由发动机和一套动力传动装置来驱动钻井设备。目前 柴油发动机(1490～4470千瓦)是国内主要的动力来源。 用来起下井内钻具和下套管的设备。包括井架、天车、 游车、大钩、吊环等组成 用来旋转钻柱、向井底传递动力、破碎岩石的一套设 备。包括转盘、转盘变速箱、水龙头、方钻杆、钻杆、 钻头等。旋转系统还有接、卸钻柱和钻具的功能。 钻进时能循环泥浆，冲刷井底，将破碎的岩石带到 地面上的一套设备。包括泥浆池、泥浆槽等。 对可能发生的复杂情况进行控制和处理，以恢复正常 钻井。有防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、 测试管汇、压井管汇4部分。 a.由综合录井对井下情况进行监测；b.由各种仪表对 钻进参数进行记录和测量；c..对钻井液中的天然气 和硫化氢进行监测。
2．石油钻井井型类别与作用
• • 生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而
钻的井。
注入井：开发后期为了提高采收率及开发速度，而对 油田进行注水注气以补充和合理利用地层能
量所钻的井。
• 检查井：油田开发到某一含水阶段，为了搞清各油层 的压力和油、气、水分布状况，剩余油饱和 度的分布和变化情况， • • • 观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井 调整井：油田开发中后期，为进一步提高开发效果和 最终采收率，而调整原有开发井网所钻的井。 救援井：为了救援而钻的井。
川东北灯影组，2016.5完井，亚洲最深井
水平井最大位移：3500m,高平1井
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一、 钻井方法
在长期的生产实践中，人类创造和 发明了多种钻井方法，并且随着生产的 发展，钻井设备也在进步和完善。
顿钻钻井(冲击钻井)
常用钻井方法
旋转钻井(机械钻井）
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1.顿钻钻井
顿钻钻井也叫冲击钻井。
旋转钻井是利用钻头旋转时产生的切削或研磨作
用破碎岩石，是当前最通用的钻井方法。
1901年美国首先使用，中国于30年代中期开始使
用，它比顿钻钻速快，并能处理井塌、井喷等复杂 情况。 按动力传递方式不同，分为转盘旋转钻井和井下 动力钻井两种。
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2.1 转盘旋转钻井
又称为转盘钻井，其是从顿钻 钻井演变而来的。 地面钻具转动带动井下钻头转 动，钻头转动时就可破碎岩石， 破碎了的岩屑被泥浆泵泵入井内 的泥浆循环带到地面。
2．石油钻井井型类别与作用
•
• • • •
基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和 含油气情况、验证物探成果而钻的井。 剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油 气构造而钻的井。 参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。 构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编 制地下某一标准层的构造图。 探井： 为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置（预探 井），对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量 （边探井）。
井下动力钻具包括涡轮 螺杆钻具h和顶驱钻井 该方法主要用于钻定向 井、丛式井和水平井。
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4. 钻井世界纪录
最大井深：12226m（俄罗斯地狱之门）
最大单只钻头进尺：2134m(PDC钻头8 ½"/ 21.59cm）
Байду номын сангаас
最高温度、压力：温度200℃，压力110MPa
最长的连续取心：128m
3. 把钻井按井斜角不同分类
• 直 井：井口与井底在同一条铅垂线上
• 定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，
井口 与井底不在同一条铅垂线上。
• 水平井：沿着预先设计的井眼轨迹以井斜角>85°
的角度进入目的层。
4. 把钻井按井深不同分类
• 浅井 ： • 中深井： • 深井 ： H<2500m， 2500m<H<4500m， 4500m<H<6000m，
连续钻进，速度快，冲击+切 削；
地面驱动地下钻头转动，浪费 功率。
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2.2井下动力钻具钻井
这是旋转钻井的又一种 方法，这种方法钻井就是在 钻柱下边接上井下动力钻具， 其他的和转盘钻井一样。 钻头转动不是靠转盘而 是靠井下动力钻具带动。因 此大部分钻具不转动，节省 了大量功率，磨损小、使用 寿命长。
二.
钻井工程
目
一、 二、 三、 四、 五、
录
概况 钻井方法 旋转钻井基本构成 旋转钻井工艺过程 完井方式 钻井新技术
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2．石油钻井井型类别
1.1 把钻井按钻井的目的进行分类：
•
区域普查井 ：基准井、剖面井、参数井、构造井
•
•
探井：
开发井：
预探井、详探井、边探井
生产井、注入井
•
特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。
最大水平位移：11278m(垂深1637m)
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二、旋转钻井系统的基本构成
系统基本构成（4类） 钻机 钻进工具
钻井液
钻井作业人员
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旋转钻井系统的基本构成
1.钻机
钻机是全套钻井设备的总称。 目前全球使用最为广泛的是转盘 旋转钻机。通常由六个系统组成。 钻机系列有1000m、2000m、3000m、 4000m、5000m、6000m、7000m、 9000m、12000m钻机 动力有柴油机、电机、混合动力
• 超深井：
H>6000m<H<9000m。
• 特超深井：H>9000m
5. 中国石化钻井能力与技术
钻井队： 钻 机： 740个 740台钻机
12000m钻机1台9000m钻机6台7000m钻机230台
年钻井能力：1500万米（5000口井） 顶驱装置： 300台 动力钻具和MWD：550套 最深直井： 8418m，马深1井/500d，