第2章钻井工艺与方法(1-1)
钻井基础知识1-2
• 钻井目的
– 确切地了解地下地质情况，正确判断储油构造，为油田开发 方案提供第一手资料。钻井过程中，可以通过岩屑录井、取 心、电测得到地层分层、岩性、岩石的物理化学性质、含油 气情况。 – 开采油气，提高油气采收率 • 形成油气到地面通道。 • 油田开采后期钻注水或注气井。
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二、钻井工程主体设备及工具
钻机的分类（使用地区）
陆地钻机 陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机
海洋钻机
自升式钻井平台 半潜式钻井平台 钻井固定平台 钻井船
各种类型的钻机
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二、钻井工程主体设备及工具
钻机的组成及功能
1、起升系统
2、旋转系统
3、循环系统
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一、钻井基础概论
连续管钻井法(柔杆钻井法)
钻头、加压装臵、动力机
连续管 下放至井底 为动力机提供动力 循环洗井液 钻头旋转，破碎岩石 清洗井底 延伸井眼
图6－3 连续管钻井示意图
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一、钻井基础概论
连续管钻井法(柔杆钻井法)
特点：
(1)连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳 动量；
2008年仅中国石油年钻井数达到 19229口，进尺3545万米，井数居 美国、加拿大之后，进尺已经超 过加拿大，居世界第二位。
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1960-1978年：发展阶段
1979年-现在：提高阶段
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一、钻井基础概论
2008年中国石油钻井数与世界主要国家对比
70,000
60,032
《钻井方法及工艺》课件
循环钻井技术
循环钻井技术是指利用循环液 （如水、泥浆等）将钻屑从钻 孔中带出地面的钻井技术。
该技术通过循环液的循环流动 ，将钻屑从钻孔中带出地面， 并保持钻孔的清洁和稳定。
循环钻井技术需要先进的循环 液技术和钻孔设计，以确保钻 孔的安全性和稳定性。
人工智能在钻井中的应用
01
人工智能在钻井中的应用是指利用人工智能技术来优化和自动 化钻井过程。
02
通过人工智能技术，可以对大量的数据进行分析和处理，从而
精确预测地层结构和地下资源分布。
人工智能还可以用于自动化控制钻井设备和工具，提高钻井效
03
率和安全性。
感谢您的观看
THANKS
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钻井新技术与发展趋势
水平井钻井技术
水平井钻井技术是指钻出一段水平或大角度的井段，通常用于提高油、气、水等资 源的开采效率。
该技术通过精确控制钻头方向和角度，使钻孔在地下形成水平或大角度的延伸，从 而增加与油、气、水等资源的接触面积。
水平井钻井技术需要先进的定向钻井技术和钻井液技术，以确保钻孔的精确性和稳 定性。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指钻井过程中，利用各种方法使地层流体在井内保持 欠平衡状态，以防止地层流体对钻头的冲蚀和地层压力对井壁的破坏。
该技术通过控制钻井液的密度和压力，使地层压力略高于钻井液柱压力 ，从而降低钻头和钻具的磨损，提高钻井效率。
欠平衡钻井技术需要先进的钻井液技术和钻井设备，以确保钻孔的安全 性和稳定性。
钻井方法的比较与选择
适用范围
不同钻井方法适用于不 同的地层和井深，需要
根据实际情况选择。
钻井效率
不同方法的钻井效率不 同，需根据需求选择。
成本
海洋钻井海上钻井工艺技术
海洋钻井工程
第二节 海洋钻井过程升沉补偿装置
一、钻柱升沉运动的补偿措施
1、增加伸缩钻杆 这种办法是在钻柱的钻铤上方加一根可伸缩的钻杆。
伸缩钻杆由内、外管组成，沿轴向可作相对运动，行程一 般为 2m 。当平台上下升沉运动时，伸缩钻杆的内管随伸 缩钻杆以上的钻柱作轴向运动，而与伸缩钻杆外管相连的 钻艇则基本不作升沉运动．因而可保持钻压恒定，同时还 可避免平台上升时提起钻艇，平台下沉时压弯钻柱。
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海洋钻井工程 一般当工作水深超过 3l m 时，应有张紧器使其承受
拉力，还可以在管外加浮室以增加浮力。对于工作水深超 过 250m 的隔水管柱必须另外进行设计。一般隔水管的临 界压弯长度可按下式计算：
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海洋钻井工程
海水越深，隔水管越重，则需要的张紧力越 大。此张紧力最终要施加到浮动钻井平台上，增 大平台的吃水量。为了减小张紧力，可在隔水管 管外面贴上一层厚厚的泡沫塑料，或隔水管外系 以铝制浮筒（筒内充以高压气体），以便增大在 海水中的浮力，减轻隔水管系统的重量。
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海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
泥线支撑器与泥线悬挂器区别 1.泥线支撑器用于固定式钻井平台，泥线悬挂 器用于移动式钻井平台； 2.泥线支撑器的内层套管悬挂于外层套管的座 环上。两层套管之间的密封在平台上套管头处。而 泥线悬挂器的套管挂之间不仅存在悬挂关系，而且 两层套管之间的密封在悬挂器处。
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海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术 二、水下井口装置
1、水下井口装置的使用背景及特点 2、水下井口装置的系统组成 3、本节重点
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海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
1、水下井口装置的使用背景及特点
井口装置具有补偿浮动钻井平台随海水运动产生的6 个自由度的运动。补偿升沉运动的伸缩部件，补偿平移和 摇摆运动的弯曲部件（挠性接头或球接头）。
石油工程钻井钻柱力学-第二章 钻柱设计与负荷计算1-2节
1）、由（2-6a、b）式得下段钻杆的：
Pamax = 0.9Py1/nn = 0.9886.025/1.3 = 613.46（kN） Mop = 0.9Py1- Pamax = 0.9886.025–613.46 = = 183.96445（kN） 这说明用式（2-6b）确定的拉力余量不符合设计前预选拉 力余量的要求。再看下段钻杆的受力情况：首先用拉力余 量445kN来计算Pamax，即： Pamax = 0.9Py2- Mop = = 0.93168.51– 445 = 2406.66（kN）
问题的讨论：也就是说为什么在确定最大允许静拉负荷时 ，既要选择安全系数、设计系数，又要考虑拉力余量呢？
下面通过实例加以说明。
若已知下段钻杆的钢级为D级、d01 = 88.9mm、q01 =194.14 N/m；上段钻杆的钢级为S-135、d02 =127.0mm、q02=284.78 N/m；已选择的拉力余量 Mop = 445 kN；安全nn = 1.3。 由钻井手册查到的两种钻杆钢级的Py值分别为：D级钢的 Py1 = 886.025 kN，S-135钢级的 Py2 = 3168.51 kN。试问 ：钻杆的最大允许静拉负荷？ 6
二、钻柱（钻杆、钻铤长度）设计与计算
钻柱的主要组成有方钻杆、钻杆、钻铤、稳定器位置和其 它井下工具。
1、钻柱下部钻铤的选择与用量计算
1）、钻铤的选择原则： 钻铤尺寸的选择取决于有效井径，大小一般为： Dhe = (Db+ Dc = ——（2-5） 1 0 0 t 2 Ls 2 Ls Pa max
1 2 2
式中：s——钻杆的屈服强度；
d0——钻柱外径； t——钻杆悬挂在吊卡下面的钻柱拉应力； Ls——卡瓦与钻杆的接触长度； K——卡瓦的横向负荷系数，K = 1/tg( )； ——卡瓦锥角，取92745。 ——卡瓦与钻杆之间的摩擦角。
《钻井与完井工程》课程教学方法及教学效果探讨
（ １ ）研究 对 象
２ 、课程教学方法
（ １ ）理论 教学 与 实践教 学相 结合
该课程教学由理论教学和实践教学两部分组成。 理 论教 学共５ ８ 个学时 ，具体 教学内容及学时分配 为 ：第 １ 章绪论 （ ２ 学时 ）、第２ 章井身结构设计 （ ６ ＠ 时 ）、第３ － 章钻井液 （ ８ 学时 ）、 第４ 章钻井 工艺 （ 重点 ） （ １ ０ 学时 ） 、 第５ 章钻井过程压 力控 制 （ 重 点 ）（ ６ 学 时 ）、第６ 章井眼轨迹设计与控制 （ １ ０ 学 时 ）、第７ 章 固井 （ ８ 学时 ）、第８ 章完井 （ ４ 学时 ）、第９ 章储层保护 （ ４ 学时 ） 。理论教 学在１ — ８ Ｎ内进行 ，每周 时。 实验教 学共６ 个学时 ，学生 可参 与水基钻井液配制及 常规 性能测
十 、 结 束 语
白，只有行为转变 表现 出色才会 得到教师 、同学 的关 注 、认 同和赞 赏。例如 ，上课老师提问或者讨论时 ，只有 一位 同学愿意举手发言 ， 教师就应当这样表扬他 ： “ 张刚同学举手发 言了，我非常欣赏他的大 胆和勇敢 ！”但是不能这样说 ： “ 怎么全班 同学都不举手 ，只剩张刚 个人举手？”这样就会大大挫伤大多数学生的积极性 。
教 育 教 学
《 钻井与完井工程 》课程教学方法及教学效果探讨
刘厚彬
（ 西南 石油 大学 石 油工 程学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０）
摘
要： 《 钻 井 与完 井工 程 》是 为石 油工 程专 业本 科 生讲 授 的一 门专 业 课程 ，是一 门 践 性非 常 强的课 程 ，也 是 本科 石 油工 程专 业 学生 必修 的一
验。
6.第二章 常规地质录井(一)
第二章常规地质录井石油录井工作的最基本任务是根据所钻井的设计要求和规定的技术标准，取全、取准反映地下情况的各项资料，从而判断井下地层和含油、气情况。
常规地质录井主要包括：钻时录井、岩芯录井、岩屑录井、荧光录井、井壁取心等。
常规地质录井以其经济实用、方便快捷和获取现场第一手实物资料的优势，在整个油、气田的勘探和开发过程中一直发挥着重要的作用。
第一节钻时录井钻时是指在钻井过程中，每钻进单位厚度的岩层所用的纯钻进时间（换句话说，钻时是指钻头钻进单位进尺所需的纯钻进时间），单位为min／m、或h／m，保留整数。
注意其与机械钻速（简称钻速，指单位时间的进尺，单位为“m／h”）的区别。
钻时录井就是指系统地记录钻时并收集与其有关的各项数据、资料的全部工作过程。
简单地说，钻时录井是指从开钻到完钻、连续不断地记录（连续测量）每单位进尺所需的时间。
这里所说的连续测量是指：一般每米为一个记录单位，特殊情况按需要加密。
钻时录井的特点是简便、及时，钻时资料对于现场地质和工程人员都是很重要的。
常用的钻时录井间距有1.0m和0.5m两种。
一、井深和方入的计算进行钻时录井必须先计算井深和方入。
井深计算不准，钻时记录必然也会不淮，还会影响到岩屑录并、岩芯录井的质量，造成一系列无法纠正的错误。
（一）井深的汁算井深的计算是钻时录井中一项最基本的工作，地质录井工作人员必须熟练地掌握计算方法，要求计算得又快又准确。
井深的计算公式为：井深 = 钻具总长 + 方入钻具总长 = 钻头长度 + 接头长度 + 钻铤长度 + 钻杆长度（二）方入的计算方入是指方钻杆下入钻盘面的深度，单位是m。
方人包括到底方入和整米方入。
到底方入是指钻头接触井底时的方入，整米方入是指井深为整米时的方入。
方入的计算公式：到底方入 = 井深－钻具总长整米方人 = 整米井深－钻具总长二、钻时的记录记录钻时的装置早期有链条式、滚筒式和记录盘三种，由于其操作原始，耗费人力，准确度低，现在已经基本淘汰不用。
1钻井监督指南目录
《钻井监督指南》目录第一部分：钻井监督管理第1章：钻井监督岗位职责1.1 日费井钻井监督岗位职责1.2 日费井钻井副监督岗位职责1.3 总包井钻井监督岗位职责1.4 巡井钻井监督岗位职责第2章：工程监督分级管理实施办法（钻井）第3章工程监督“三应”管理（钻井）第4章：钻井合同3.1 日费井钻井工程作业合同3.2 钻井工程总承包合同3.3 钻井工程切块承包合同3.4 钻井工程单项技术服务合同3.5 钻井工程服务HSE生产合同3.6 钻井工程单项技术服务HSE生产合同第二部分：工作规范第1章：石油钻机安装验收及开钻验收标准第2章：塔里木油田钻具现场管理规定第3章：钻井工程质量标准3.1 井身质量标准3.1.1 直井井身质量标准3.1.2 定向井井身质量标准3.1.3 水平井井身质量标准3.2 固井质量评定标准第4章：钻井统计指标解释4.1 石油钻井分类4.2 钻井工作量4.3 钻井技术经济指标4.4 钻井时间利用指标4.5 钻井工程主要经济效益考核指标第5章：井控工作5.1 塔里木油田井控管理办法5.2 塔里木油田钻井井控实施细则第6章：HSE管理6.1 钻井监督的HSE职责6.2 钻井监督现场HSE工作程序6.3 相关法律、法规、标准和规章制度第7章：钻井资料规范7.1 上交钻井资料清单及要求7.2 填写要求第三部分：工作内容第1章：钻井监督工作内容1.1 日费井钻井监督检查表及检查项目释义1.2 总承包井钻井监督检查表及检查项目释义第2章：钻井监督工作提示2.1 钻井监督日常工作要点2.2 钻井工程施工作业注意事项2.2.1 执行设计2.2.2 执行合同2.2.3 钻井作业注意事项2.2.3.1 各次开钻前井口校正检查2.2.3.2 表层钻进注意事项2.2.3.3 地破试验、低泵冲实验2.2.3.4 钻井参数的确定2.2.3.5 井身质量的控制与单点测斜2.2.3.6 加快钻井速度的措施2.2.3.7 钻井中的划眼、短起下钻与长起下钻2.2.3.8 起下钻阻卡的原因及处理2.2.3.9 倒划眼方法2.2.3.10 定向井、水平井施工注意事项2.2.3.11 井漏的处理2.2.3.12 钻井监督对钻井液工作的监督和管理2.2.3.13 各次完井作业施工注意事项第3章：钻井作业指令书、钻井作业建议书和安全作业指令书3.1 概述3.2 钻井作业指令示例3.3 钻井作业建议书示例3.4 钻进安全作业指令书示例第4章：备忘录第5章：成本核算5.1 钻井时效划分与日费签证5.2 钻井队日费结算试行办法5.3 专业队伍费用签证及结算要求第6章：钻井监督资料管理6.1 钻井监督的日常资料管理6.2 月报资料的整理和上交6.3 完井资料的整理和上交第四部分：工艺技术第1章：钻井液、完井液技术1.1 塔里木油田常用钻井液体系简介1.2 钻井液加重1.3 常规钻井液性能参数注释1.4 完井液1.5 解卡剂配方1.6 塔里木油田常用钻井液处理剂1.7 塔里木油田现场钻井液测试配套标准1.8 气动加重装置1.9 固控技术及固控设备第2章：固井技术2.1 固井设计2.2 固井准备2.3 下套管作业2.4 固井工艺流程第3章：取芯技术3.1 取芯工艺3.2 取芯工具及取芯钻头3.3 特殊取芯介绍第4章：定向井、水平井钻井技术4.1 定向井、水平井施工工艺介绍4.2 定向井、水平井的设计4.3 定向井、水平井施工准备4.4 定向井、水平井施工注意事项4.5 定向井、水平井测量要求和数据收集及处理方法第5章：盐膏层钻井技术5.1 塔里木盆地复合盐层的分布及其特点5.2 复合盐层井井身结构设计5.3 复合盐层及纯盐层钻井液技术5.4 复合盐层钻井工艺要点及注意事项5.5 复合盐层固井技术5.6 复合盐层钻井监督工作要点第6章欠平衡及控压钻井技术6.1 欠平衡钻井技术6.2 控压钻井技术6.3 泡沫钻井技术6.4 欠平衡钻井和控压钻井设备、工具及仪器、仪表6.4.1 基本配置要求6.4.2 主要设备6.5 不压井作业技术简介及不压井起下管柱装置6.6 塔里木油田不压井起下管柱装置推荐配置部件的技术要求6.7 控压钻井井口优化的必要性及方案第7章：小井眼钻井技术第8章：超高压油气井钻井技术8.1 塔里木油田超高压油气井特征8.2 超高压油气井钻井技术与安全措施8.3 塔里木油田超高压油气井钻井工程施工难点8.4 超高压油气井完井作业第9章：碳酸盐岩地层钻井技术9.1 塔里木油田碳酸盐岩地层钻井技术和安全措施9.2 碳酸盐岩地层井漏与溢流的预防和处理9.3 碳酸岩地层钻井防H2S措施第10章：防斜打快技术10.1 塔里木油田钻井工程常规防斜技术简介10.2 其它防斜技术简介10.3 垂直钻井系统10.3.1 Power-V垂直钻井系统10.3.2 ZBE垂直钻井系统10.3.3 VertiTrak垂直钻井系统第11章：录井、测井技术简介11.1 录井技术11.1.1 综合录井简介11.1.2 现代录井技术的发展趋势11.1.3 综合录井传感器及其工作原理11.1.4 综合录井软件系统11.1.5 录井技术在钻井工程上的应用11.2 测井技术11.2.1 测井技术简介11.2.2 测井方法11.2.3 测井解释11.2.4 塔里木油田测井新技术的应用11.2.5 测井技术在钻井工程上的应用第12章：复杂与事故的预防和处理技术12.1 卡钻事故的预防及处理12.1.1 粘附、压差卡钻事故的预防及处理12.1.2 井壁失稳与坍塌卡钻预防及处理12.1.3 砂桥卡钻的预防及处理12.1.4 缩径卡钻的预防及处理12.1.5 键槽卡钻的预防及处理12.1.6 泥包卡钻的预防及处理12.1.7 落物、掉块卡钻的预防及处理12.1.8 干钻卡钻的预防及处理12.1.9 水泥卡钻的预防及处理12.1.10 卡钻事故的处理原则12.1.11 卡钻事故的处理程序12.1.12 震击解卡12.1.13 测卡、爆炸松扣工作原理及操作要领12.1.14 套铣、倒扣与切割12.1.15 侧钻工艺12.2 钻具事故的处理12.2.1 钻具事故发生的原因12.2.2 钻具事故的预防和处理12.3 测井事故的处理12.3.1 测井事故发生的原因12.3.2 测井事故的预防12.3.3 测井事故的处理12.4 下套管、固井作业复杂与事故的预防和处理12.5 防漏堵漏技术12.5.1 井漏的原因和机理12.5.2 井漏的预防12.5.3 漏层位置的确定方法12.5.4 井漏的分类12.5.5 井漏的处理12.5.6 塔里木油田按漏失严重程度划分的桥浆堵漏的基本配方12.5.7 防漏堵漏工艺技术要点12.6 溢流与井喷12.6.1 溢流产生的原因12.6.2 溢流的显示12.6.3 溢流的预防12.6.4 溢流发生后容易出现的错误做法12.6.5 压井方法的选择原则12.6.6 溢流的监测设备12.6.7 发现溢流最直接有效的手段12.6.8 井喷失控的处理12.6.9 压井实例12.7 附：井下复杂情况与事故判断和处理的监督检查程序第13章：钻井新工艺、新技术介绍13.1 套管钻井技术13.2 NDS钻井技术13.3 分支井钻井技术13.4 旋转导向钻井技术13.5 水力脉冲空化钻井技术第14章：其它工艺技术介绍14.1 套管防磨技术14.2 裸眼测试工艺14.2.1 地层测试原理14.2.2 地层测试工艺14.2.3 MFE裸眼测试工具14.2.4 MFE井口装置及地面管汇14.2.5 MDT电缆地层测试第五部分：常用钻井装备与工具第1章：主要钻井设备参数第2章：井控装备、采油（气）树的型号、技术参数、安装和试压标准2.1 塔里木油田常用井控装备型号及技术参数2.1.1 塔里木油田常用防喷器型号及技术参数2.1.2 塔里木油田常用远程控制台型号及技术参数2.1.3 塔里木油田常用司钻控制台型号及技术参数2.1.4 塔里木油田常用节流控制箱型号及技术参数2.1.5 塔里木油田常用节流、压井管汇型号及技术参数2.1.6 塔里木油田常用液气分离器型号及技术参数2.1.7 塔里木油田常用放喷管线及自动点火装置型号及技术参数2.2 塔里木油田常用采油（气）树型号及技术参数2.3 塔里木油田常用套管头型号及技术参数2.4 套管头的安装程序及试压要求2.4.1 螺纹式套管头的安装程序及试压要求2.4.2 卡瓦式套管头安装程序及试压要求2.4.3 加长防磨套2.4.4 加长防磨套取送工具2.4.5 可通试压塞2.4.6 套管头、采油树安装试压程序2.5 井控装备配套试压标准第3章：钻头3.1 江汉钻头厂牙轮钻头3.2 川石钻头厂牙轮钻头3.3 金刚石钻头3.3.1 塔里木常用PDC钻头生产厂家3.3.2 PDC钻头的选型3.3.3 PDC钻头的使用要求及注意事项3.3.4 PDC钻头喷嘴介绍3.3.5 巴拉斯钻头简介及使用要求3.3.6 随钻扩眼钻头简介及使用要求3.4 IADC钝钻头分级方法3.4.1 牙轮钻头IADC分级法3.4.2 金刚石钻头（PDC）IADC分级法3.3.3 IADC钻头磨损分级标准及代号框图第4章：井下四器4.1 随钻震击器4.1.1 安纳具尔随钻震击器4.1.2 “文策”随钻震击器4.1.3 史密斯随钻震击器4.1.4 威德福随钻震击器4.2 减震器4.2.1 液压减震器4.2.2 液压双向减震器4.3 钻具稳定器4.4 悬浮器第5章：常用井下事故处理工具5.1 震击解卡工具5.1.1 液压上击器5.1.2 超级震击器5.1.3 液压加速器5.1.4 开式下击器5.1.5 闭式下击器5.1.6 地面震击器5.2 管柱打捞工具5.2.1 公锥5.2.2 母锥5.2.3 卡瓦打捞矛5.2.4 卡瓦打捞筒5.2.5 倒扣接头（倒扣捞矛）5.3 小件落物打捞工具5.3.1 磁力打捞器5.3.2 反循环强磁打捞篮5.3.3 反循环打捞篮5.3.4 自制钢丝打捞筒5.3.5 液压井底碎物打捞器5.3.6 随钻打捞杯5.3.7 一把爪5.4 电缆打捞工具5.4.1 内捞钩5.4.2 外捞勾5.5 事故处理辅助工具5.5.1 安全接头5.5.2 可弯肘节5.5.3 铅印5.5.4 磨鞋、铣鞋5.5.5 钻杆旋转工具第6章：水平井、定向井工具与仪器6.1 定向井、水平井专用工具6.1.1 螺杆钻具6.1.2 无磁钻铤6.1.3 无磁承压钻杆6.1.4 导向钻井系统6.1.5 井下可调稳定器6.1.6 定向接头6.1.7 旁通接头与高压循环头6.1.8 有线随钻导向系统6.1.9 无线随钻导向系统6.2 定向井、水平井测量仪器6.2.1 单点照相测斜仪6.2.2 电子单点、多点测斜仪6.2.3 陀螺仪简介6.2.4 有线随钻测量仪器6.2.5 无线随钻测量仪器系统6.3 测斜仪操作规程6.3.1 YSS型电子多点测斜仪操作规程6.3.2 ESS电子单多点测斜仪器操作规程6.3.3 随钻测斜仪测量规程6.3.4 电子陀螺测斜仪测量规程6.3.5 定向井磁性测斜仪器校准记录及证书第7章：其它工具7.1 钻具内防喷工具7.1.1 方钻杆旋塞阀7.1.2 箭形止回阀7.1.3 投入式止回阀7.1.4 钻具浮阀7.2 井口工具7.2.1 吊卡7.2.2 套管吊钳7.2.3 滚子方补芯7.3 扩眼工具7.3.1 键槽扩大器7.3.2 随钻扩眼工具7.4 固井工具和尾管固井工具7.4.1 循环接头7.4.2 垫叉7.4.3 刮削（壁）器7.4.4 插入头7.4.5 钻杆扶正器7.4.6 喇叭口铣锥、回接筒铣锥7.4.7 套管通径规7.5 套管开窗铣鞋、铣锥7.6 套管整形工具第六部分：常用数据及计算第1章；基本数据1.1 常用钻具数据1.1.1 塔里木常用钻杆数据1.1.2 推荐钻杆上扣扭矩1.1.3 塔里木常用钻铤数据1.1.4 推荐钻铤上扣扭矩1.1.5 塔里木油田常用钻具稳定器1.1.6 塔里木常用加重钻杆数据1.1.7 塔里木常用方钻杆数据1.1.8 常用接头丝扣数据1.1.9 石油钻具接头螺纹名称与现场叫法对照表1.1.10 塔里木油田钻具分级方法1.1.11 螺杆钻具技术参数1.1.12 Q10Y-M液气大钳扭矩1.2. 油管及套管数据1.2.1 API油管基本数据1.2.2 塔里木常用套管数据1.2.3 特殊螺纹套管数据1.2.4 套管钢级特点、标记及特殊螺纹第2章：常用计算2.1 喷射钻井计算公式2.2 地层压力计算2.3 dc指数预测地层压力方法2.4 压井计算公式2.5 井内钻井液量计算2.6 环空上返速度计算2.7 钻井液循环时间计算2.8 配般土浆所需般土和水量计算2.9 降低钻井液密度加水量计算2.10 加重钻井液所需加重材料计算2.11 油气上窜速度（迟到时间法）计算2.12 卡点深度计算2.13 浸泡解卡剂用量的计算2.14 固井常用计算公式2.15 钻杆允许扭转圈数计算附录：1 常用单位换算2 部分常用国际单位代号及名称3 常用物质密度4 常用容积5 地质年代6 塔里木盆地地质构造简介（包括地质分层）[文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!]。
钻井与完井工程(第一至第四章)
(a)脆性岩石
(b)塑脆性岩石
(c)塑性岩石
W 硬度： p y A
屈服极限： 0 W0
A
AF 面积OABC 塑性系数：k AE 面积ODE
第二节 岩石的研磨性与可钻性
一、岩石的研磨性
岩石研磨性概念：钻井过程中，钻井工具和岩石产生连续的或间歇的接触
和摩擦，从而在破碎岩石的同时，这些工具本身也受到岩石的磨损而逐渐变钝甚 至损坏。岩石磨损这些材料的能力称为岩石的研磨性。 研磨性磨损是由钻头工作刃与岩石相摩擦的过程中产生微切削、刻划、擦痕等 所造成，属表面磨损。这种研磨性磨损除了与摩擦副材料性的性质（如化学组成和 结构）有关外，还取决于摩擦的类型和特点、摩擦表面的形状和尺寸（如表面粗糙 度）及摩擦面的介质等因素。研磨性磨损是一个十分复杂的问题。
σ σ =σ
1
σ
1
2
3
σ
3
σ
(a)液压作用下的压（拉）试验 （常规三轴试验） σ
1
2
(b)用三个液缸的柱塞进行的 三面压缩试验（真三轴试验） σ
1
σ
σ
2
3
(c)液压作用下的压扭试验
(d)液压作用下的两面柱塞 压缩试验
σ
1
σ
3
（a）压缩试验
（b）拉伸试验
常规三轴试验
P=σ
1
=σ
2
τ
2. 三轴应力下岩石的强度和变形的特点
由岩石可钻性概念和研究方法可知，岩石可钻性会因条件不同，所以实际应用时就有一定 的困难。如果设法固定工作条件，使可钻性指标只反映岩石破碎难易程度，有可能就能克 服应用时的问题，采用微钻头可钻性是行之有效的研究方法。 所谓微钻头岩石可钻性是指在室内固定测试条件下，通过微钻头模拟试验，将所测得 的微钻头指标称之为微钻头岩石可钻性或条件可钻性。我国钻井界目前广泛采用的岩石可 钻性测定仪为华东Ⅲ型微钻头测定仪。测试条件为：钻压W＝889.7牛，转速N＝55转／分， 钻头直径D＝31.75毫米（它是由八片厚2.5毫米硬质合金材料组成的，硬度为HRC ≌ 58）。 实测记录钻孔深度H为2.4毫米所需的时间。测量精度要求控制在测量仪器本身允许的误差 范围以内。 由测量值表示的钻速公式可知，当以钻速作为可钻性指标时，钻进速度V与测量钻进深度 H和钻进时间T之间的表达式为：
§2-1 钻井平台简介
第二章海上钻井平台§2--1 海上各类钻井平台简介一、桩基式固定平台固定平台是借助导管架固定在海底的一个高出水面的建筑物，上面铺设甲板，作为平台，用以放置钻井机械及设备。
1.固定平台分类（1）按导管架的结构型式分:有直桩式、直桩—斜桩式、联结式三种（2）按材料分:有木桩、混凝土桩、钢桩三种木桩(强度低，易腐烂)混凝土桩(强度低)钢桩(易腐蚀）（３）按打桩用的设施分:有带桩架、不带桩架两种前者通过打桩架打桩后，打桩架即作为导管架的组成部分后者需在驳船运送来的甲板上打桩，打桩后留下甲板固定好，驳船即离开。
（４）按钻井设备布置分:有带辅助船、不带辅助船两种。
前者将钻杆、套管、泥浆材料、水泥等器材存放在辅助船上，因而平m。
台面积可缩小至15×302m，或采用多层式结构，分层布置设后者需加大平台面积至16×402备，但因高度增加，稳定性差。
（5）按桩的数目分a.单桩腿b.三、四桩腿；c.多桩腿2.固定平台的建造：a. 预制导管架；b.移运到海上；c.打桩增大支撑：爆扩桩、倾斜桩d.架设上层建筑立柱式、桁架式3.平台升离高度：原则：最高潮位、最大浪高时，海水不能打到平台上计算： H=2/3最大浪高＋最高潮位＋1.5米4．固定平台的优缺点优点：１）稳定性好；２）海面气象条件对钻井工作影响小。
缺点：１）不能移运；２）造价高，适用水深有限，它的成本随水深增加而急剧增加。
二、坐底式钻井平台坐底式钻井平台：是一种具有沉垫（浮箱）的平台，借助沉垫可坐于海底，若漂浮海面则可拖航1．沉垫坐底式(1)沉垫（浮箱）钻井时，沉垫中注水，可坐于海底。
完井后，排水充气，平台升起，即可拖航。
沉垫（浮箱）有船舱型及浮筒型两种。
(2)工作平台有正方形、长方形、三角形三种型式，与中间支柱焊接相连。
一边有开口，以便于完井后移运，两侧安置吊梯或起重机，以便从辅助船上搬运器材。
(3)支柱一般采用金属衍架结构，与平台及沉垫相连接，它的高度随工作水深而定，约为20～30m。
第一章 钻井工艺技术(第二节 钻井方法)讲稿
《石油工程与装备》第二节钻井方法（机自02级，第二次课）一、机械钻井法1. 顿钻钻井法破岩—用顿钻钻头，上下冲击。
排屑—用捞砂筒。
二者交替进行，钻进过程不连续。
特点：低效慢速，设备简单，适于浅井，农用水井。
我校新建体育馆进行地质勘查使用的是顿钻法。
2．旋转钻井法（1）过程：破岩—用旋转钻头；排屑—用循环井液；（2）钻具组合钻杆：传矩、加长、循环；钻铤：提供钻压）→（3）分类地面动力——转盘钻（常规）【钻头旋转，连续破岩，用钻井液循环带屑，钻井效率高。
】地上动力——顶部驱动（前景好）【水龙头＋转盘，以立根钻井。
】井下动力——有涡轮、螺杆钻具。
（斜井、水平井用）【钻井液经钻杆柱内腔泵入涡轮钻具中，驱动转子由主轴带动钻头旋转，实现破岩钻进。
相当于液马达。
】二、钻井工艺过程干三件事：破碎岩石；取出岩屑、保护井壁；固井和完井，形成油流通道。
1．钻前准备①定井位；②平井场；③打基础；④备器材。
2．钻进（1）全井钻进过程①一次开钻，下表管。
②二次开钻，从表管内钻进。
③三次开钻，从技术套管内钻进。
（2）钻井作业①下钻—将钻具（由钻头、钻铤、方钻杆组成的钻杆柱）下入井底，准备钻进。
②正常钻进—启动转盘（或井底动力钻具）通过钻柱带动钻头旋转，借助手刹车，给钻头施加适当的钻压以破岩。
同时，开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。
③接单根—加长钻柱。
每次接入一根钻杆，称为接单根。
顶驱时，每次接入一立根（由2～3单根组成）。
④起钻—换钻头时，取出钻柱，称起钻作业。
以立根为单位起卸。
⑤换钻头—起钻结束，卸下旧钻头，换上新钻头。
⑥循环工作：下钻→正常钻进→接单根（立根）→起钻→换钻头→下钻4．固井套管与井壁的环空注入水泥浆封固，称为固井。
5．完井钻井的最后一道工序。
主要用射孔完井法：用子弹射穿套管、水泥环和油层，使油层与井筒相通。
6．钻井事故的处理（1）井漏、井塌井漏—泥浆压力>地层压力时，使泥浆进入地层。
中国石油大学钻井工程第2章钻井工艺与方法1
8063米
西江24-1油田
二、钻井的种类
3.把钻井按井深不同分类：
浅井H<2500m
深井 4500<H<6000
中深井 2500<H<4500
超深井 H>6000m
4.按温度、压力的高低分类：
高温高压井：按国际通用概念，地温超过150度称为高温，地 层压力当量密度超过1.8g/cm3或用超过70MPa井口装置时称高 压，两者同时具备的井称为高温高压井。 超高温高压井：井底温度超过220度，井底压力超过105MPa
特点是：
1）破岩与清岩相接进行。 2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。 3）设备复杂，起下钻繁琐。
旋转钻井技术的发展
（1）概念时期（1901～1920年）：这个时期内开始将钻井和洗井结 合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。
（2）发展时期（1920～1948 年）：这个时期牙轮钻头、固井工艺、 钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。 （3）科学化钻井时期（1948～ 1968年）：这个时期钻井技术有了迅 速发展。采用了喷射钻井，镶齿、滑动密封轴承钻头，低固相、 无固相不分散体系钻井液及固相控制技术，总结出了影响机械钻 速的有关因素，采用了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井 技术。 （4）自动化钻井时期（1968～现在）：发展了钻井参数自动检测、 综合录井、随钻测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用；发 展了优化钻井、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹 遥控及自动闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。
(2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；
(3)不能进行井内压力控制； (4)只适用于钻直井。
旋转钻井法
第二章 岩石物性分析方法1
which covers a wide range of measurements and special tests. Such as the measurements of capillary pressure(毛管力), relative permeability curve(相渗曲线), wetbility(润湿) etc. .
第二节常规岩心分析
2.1 岩心中流体饱和度的测定
(1)蒸馏抽提法：
溶剂:用密度小于水、沸点 高于水且溶解洗油能力强. 如甲苯：ρ = 0.897
沸点110℃
⎧ ⎪⎪S o ⎨ ⎪⎪⎩S w
= (Wo+w = Vw
φVf
− ρ w Vw φVf
)/
ρo
用未污染的新鲜岩心可较准确地测定SWC
Chapter 2
但所用溶剂不统一。
using
Chapter 2
1.5 岩样中油和盐的清洗方法（Core Cleaning）
(1) 溶剂抽提法(refluxing solvent extractors)
任何溶剂都会不同程度地改变岩石的润 湿性，应尽量选取那些影响小的溶剂。
•亲油岩心：选用溶剂汽油、四氯化碳 （岩心中不含水时使用）； •亲水岩心：选用酒精-苯； •含沥青基原油：苯-酒精，氯烷+甲醇 地层水矿化度>30000mg/L时，洗油 后应专门洗盐。
第二章 储层岩石物性参数的确定及 应用
研究内容
第一节 岩心分析方法 第二节 常规岩心分析 第三节 特殊岩心分析
李爱芬 石油工程学院油藏工程系
2007.3.18
第二章第四节 井身结构设计1PPT课件
▪ ΔPN(ΔPa)
Gf Gp
当量泥浆密度
井身结构设计
1、正常作业时（起下钻、钻进）： 起钻： 最大钻井液密度：某一层套管的钻进井段中所用的最大钻井液密
度应不小于和该井段中的最大地层压力梯度当量密度与最大抽吸 压力梯度当量密度之和。
ma x PmaxSw
ρmax:某层套管的钻进井段中所使用的最大钻井液密度，g/cm3； ρpmax该井段的最大地层压力梯度， g/cm3； Sw:考虑到上提钻柱时抽吸作用使井底压力降低，为了平衡地层压力
井底压力随作业不同而变化： (1)静止状态，井底压力＝环形空间静液压力； (2)正常循环时，井底压力＝环形空间静液压力+环形空间压力损失； (3)用旋转防喷器循环钻井液时，井底压力＝环形空间静液压力+环形空间压力损
失+旋转防喷器的回压， (4)循环出气涌时，井底压力＝环形空间静液压力十环形空间压力损失+节流器压
压力的差值过大．除使机械钻速降低外，而且也 是造成压差卡钻的直接原因，这会使下套管过程 中，发生卡套管事故。）。
套管层次和下入深度确定
考虑的因素
地层压力剖面
地层破裂压力剖面
工程参数(必封点确定）
正常作业：抽吸压力系
数地层Sw压、裂激安动全压增力值系S数f Sg、井深
出现井涌：抽吸压力系 数Sw、地层压裂安全增 值Sf、考虑液流情况下 地层压力增加值 SK
Sk
pa 0.00981H x
关井后井内压力平衡方程 pmE pm pa
mEH (p Sw)H Sk Hx
mE p
Sw Sk
Hx H
x
井身结构设计
井身结构设计关键参数
第二节__油气井钻井基本工艺流程
井多道工序.其基本工艺流程如下：
①钻前准备：定井位、道路勘察、基础施工、安装井架、搬家、安装装
备.
②钻进：加深井眼地过程.
③固井：下入套管、注水泥固井.
（钻进、下套管固井作业是交替进行地，循环次数与井身结构有关.具体
过程如下：第一次开钻（一开）→钻达一开设计井深→下表层套管、固井；
二次开钻→钻达二开设计井深→下技术套管套管、固井；（井身结构复杂地
井，继续进行三开、四开……等阶段地钻进和固井）钻达设计井深，下入油
层套管、固井.）
④完井：按设计要求连通油、气层和井眼，安装井口装置.
文本框:
.钻前准备
在确定井位、完成井地设计后，钻前工程是钻井施工中地第一道工
序，它主要包括：
()修公路.修建通往井场地运输用公路，以便运送钻井设备及器材
钻开整个油层后，下油层套管注水泥，再下射孔枪，发射子弹射穿套
管、水泥环和油层，使油层与油井通过这些弹孔孔道相连通.
②裸眼完井
油层完全裸露，油层内不下任何管柱.有先期裸眼完井和后期裸眼完
井两种方式.
文本框: ③贯眼完井法
钻完油层后，在油层部位下入带眼地套管（筛管），只用水泥将油层以上地套管封固起来(水泥伞可以防止筛管处进水泥).文档收集自网络，仅用于个人学习
裸眼完井
文本框:贯眼完井法
贯眼完井法
文本框:本章作业：
.掌握油气井工程常用术语?
.顿钻钻井地基本过程?
.旋转钻井与顿钻钻井比较地优势?
.旋转钻井地基本工艺流程?
.旋转钻井地方式有哪几种?
本章作业：
.掌握油气井工程常用术语?
.顿钻钻井地基本过程?
钻井工艺技术PPT课件
合理性考虑： 从LT2中取出一段用LT1代替，并非用 T的2 套管直接
下LT2段。 也T 如3 此，从LT3中取出一段用L T1和
L T2’代替。
（3）校核 计算抗挤强度：从井口到井底逐段计算，下 部抗挤强度最大。 计算抗拉强度：从井底到井口逐段计算，上 部抗拉强度最大。 可采用二者可分别计算的方法。 目前用法：先用抗挤计算设计各段，再用抗 拉强度校核。 分段：不同强度段，越多越经济，受套管品 种限制，目前分四～五段为宜。
教材：《石油钻采机械概论》35元；
本课程用电子文档形式讲课，听课笔记注意只记标题 、彩色标识字体。
5. 套管螺纹连接 （1）三角螺纹连接 承载面：齿侧角30°斜面，产生较大径 向分力。 连接强度：只有管体强度的60～75% 。 密封方式：齿间干涉及丝扣油的堵塞实 现密封，密封性差。 （2）梯形螺纹连接 承载面： 3°斜面，导向面：10°斜面， 增强了齿形，减少了径向力。 连接强度：达到管体强度的85%。 密封方式：靠齿间干涉和丝扣油堵塞实 现密封，密封性差。 （3）套管接头螺纹分布规律 近似于抛物线，接头螺纹两端扣牙受力
②中国： 92年构思用“井下增压器”研究（由矿机教 研室增压器科研组完成）。 94年石油总公司招标，由石大、勘探院两家 分别进行可行性研究。 99年，单元、整机地面试验成功。 技术特点：利用地面泥浆，井下增压缸自动 水力换向，产生高压射流。难点超高压密封。 前景：试验成功是钻井的一场革命；增压技 术可用于地面和井下增压注水。
1．钻前准备 ① 定井位；②平井场； ③ 打基础；④备器材。 2．钻进 （1）全井钻进过程 ①一次开钻，下表层套管。 ②二次开钻，从表层套管内钻进。 ③三次开钻，从技术套管内钻进。
压回法压井
压回法压井一、压回法压井施工工艺简介二、迪那22井的几次压井事例下面以迪那22井的几次压井事例对压回法压井的使用做一简单的分析和介绍，迪那22井是一口评价井。
本井位于新疆库车县境内，迪那2井西北约600米。
该井完钻井深为5101米,共发现油气显示37层.总厚度108米,其中上第三系共发现油气显示6层,总厚度14.30米,下第三系共发现油气显示31层,总厚度93.70米.该井从2001年10月8日9:15第一次发生溢流到2002年1月9日15:20最后一次溢流共溢流12次.溢流总量22.4方.压井钻井液损失519.82方.迪那22井压井过程(1)一、基本情况1、井号：迪那22井2、井别：评价井3、溢流时井深：4733.00米4、套管结构：13 3/8”*203.29米+9 5/8”*3496.41米+7”*(4649.18米至井口)5、井口井控装置：华FH28-70环形+美卡FZ28-105全封单闸板+美卡FZ28-105*3 1/2”半封单闸板歇+美卡FZ28-105*3 1/2”半封单闸板节流压井管汇为美歇的YG/JG-105，环形防喷器试压35MPa，30分钟未降；全封、半封防喷器及节流压井管汇均试压90MPa，30分钟未降；放喷管线试压15MPa，30分钟未降。
6、钻具结构：5 7/8”钻头+取心筒+4 3/4”钻铤*21根+4 3/4随钻震击器+43/4”钻铤*2根+3 1/2”钻杆+311*410接头+5”*18斜坡钻杆。
7、裸眼段显示情况：显示层位N1j；岩性：褐色粉砂岩、沙砾岩、细砂岩。
二、发现溢流2001年10月8日7：30用比重2.25的泥浆取心钻进至井深4733.00米；至8：30割心，循环；至9：15起钻至井深4616.81米，发生溢流1方，抢接回压凡尔关井成功,共溢流2方。
三、处理过程2001年10月8日9：20至10：50关井观察，套压由0上升至4.0MPa；至14：00用比重2.28的泥浆节流循环压井；12:30全烃由4.37%上升至85.95%,点火焰高3-20米,14:30火焰熄灭，10月9日18：00压井成功。
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开发井
为提高油、气井生产能力所钻的井。
目的是改变地层油气驱动能力，提高产能，提高 采收率。
用于注水所钻的井为注水井，用于注气所钻的井 为注气井。
二、钻井的种类
2.按几何形状不同分类：
直井：井口与井底在同一条铅垂线上； 定向井：井口与井底不在同一条铅垂线 上；
Ａ点 垂直 井深
O
S
A
Ａ点水平位移 Ａ点测量井深：Ｌ＝ＯＡ
HA
A
Ａ点井斜角
口至井眼某点的轨迹长
度。
A
定向井的分类
分为普通定向井、大斜度井、水平井、大位移井、丛式井、 多底井（分支井）等。 (1) 普通定向井：一个井场内仅钻1口最大井斜角小于60°的定向井。
(2) 大斜度井：最大井斜角在60°～80°范围内的定向井。
二、钻井的种类
根据井眼的几何形状不同，所 钻的井可分为：直井和定向井。
定向井
直井
定向井的种类
普通定向井 大斜度井 水平井
定向井
大位移井 丛式井
多底井（分支井）
定向井的有关概念
井斜角:井身轴线的切 线与铅垂线的夹角。 垂直井深（垂深）:井 口至井眼某点的垂直距 离。 水平位移：井口至井眼 某点的水平距离。 测量井深（测深）：井
第2章 油气钻井方法及工艺
第一节 钻井概述
第二节 钻井方法
第三节 基本钻井工艺工程
第一节 钻井概述
钻井的概念 钻井的种类
一、 什么是钻井？
钻井 利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大 孔眼（井眼）的过程。 井眼直径：6〞~ 26〞 对我们而言，主要是开发油气资源。
水平井
直井
二、钻井的种类
按钻井目的、几何形状、井深、温度压力 的高低等进行分类。 1.按钻井目的分类：
主要分为探井和开发井两大类。
探井：为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相
应性质等方面资料而钻的井。
开发井：以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通 道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻 的井。
(3) 水平井：
最大井斜角大于或等于86°，并保持这种井斜角钻完一定长度井段 的井。
根据从垂直井段向水平井段转弯时的曲率半径大小进探井 为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储 盖组合，并为物探解释提供参数而钻的探井。 (2)预探井
探井
在确定含油气有利构造的基础上，以发现油气藏
为目的而钻的探井。
(3)详探井 在已发现油气构造上，为探明含油气的面积和储 量，了解油气层产能为目的而钻的探井。
二、钻井的种类