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石油钻井工程PPT课件

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安装
下油层套

井底

试油
管注水泥

完成

井口
石油钻井建井过程 第13页/共61页
主要内容
一、钻井的目的和意义 二、钻井的主要程序 三、钻井设备、工具和仪器 四、钻井的发展及趋势 五、钻井关键技术 六、钻井风险 七、钻井取得的成就
第14页/共61页
三、钻井设备、工具和仪器
1. 钻井设备 • 动力系统
定 井 位
候凝 安装 井口
二 开
拆卸 设备 成本 核算
地质 设计
下表 层套 管注 水泥
钻进 取心 测斜 电测井
钻井 设计
钻进 取心 测斜 电测井
下中 层套 管注 水泥
准备 工程
修公路 平场地 打基础 安装 下导管
试车
一 开
安全检查
试油
候凝 安装 井口
钻进
取心

测斜

电测井
中途测井

井口

候凝

完成
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二、钻井的主要程序
4. 完井和试油 • 试油
对可能出油(气)的生产层,在降低井内 液柱压力的条件下,诱导油、气入井,然后 对生产层的油、气产量、水产量,地层压力 及油、气物理化学性质等进行测定,这一整 套工艺技术就叫试油。只有通过试油才能知 道油气层含油气情况。
第12页/共61页
第49页/共61页
五、钻井关键技术
2. 携岩技术
•将钻头破碎的岩屑从井底及时清除出去是提高钻 速,减少钻井事故的关键。 •在大斜度井中,由于岩屑在重力作用下落到井壁 下侧,影响钻柱的活动,增大了钻柱的摩阻扭矩, 还容易引起井下复杂情况。

油气钻井方法及工艺.

油气钻井方法及工艺.

采收率,用来对油气层进行注气、注水以补充和合理利用 地层能量所钻的井。
(4)检查井:(在油气田的开发过程中)为了研究油
气田开发过程中,地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
石油钻井设备就是钻井所用的地面配套设备,即钻机、 井口装置以及钻柱。钻机是主要设备,它由多种机器设备组 成的一套大功率重型联合工作机组,以满足钻井过程中的各 种工艺的需要,完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下
第一章 油气钻井方法及工艺
第一节 钻井方法
一、顿钻钻井法 顿钻钻井法又叫冲击钻井法,是我们的祖先发明的,古 书记载:十一世纪,就已比较完善了,欧洲是在十九世纪才开 始这种方法钻井。
顿钻钻井的设备组成及钻井工作原理见图6-1所示。
其设备主要有:天车(滑轮)、井架、捞砂筒、钻井筒、动力 机、钻头等。
工艺过程是:钻头用钢丝 悬吊,周期地将钻头提到一定 的高度后,再释放以向下冲击 井底,将井底岩石击碎,使井 眼向下加深。在不断冲击的同 时,向井内注水,使岩屑、泥 土混合成泥浆水,当井内岩屑 积累一定量时,将钻头自井内 提出,下入捞砂筒捞出井内的 泥水浆,使新的井底暴露出来, 然后继续下入钻头冲击钻井, 这样交替进行。
使用时,用绳子绕到猫头上,人拉绳子一端在绳子的别一端将产生很大的力量。可 用于另起小物件。最主要是拉动大钳、卸钻柱、管柱丝扣。
5)绞车的动力传动:由三台柴油机并车驱动绞车、转盘和泥浆泵。 6)绞车的变速有链轮和离合器(分高速和低速),可以提高速度,通过挂合不同的 链轮来变速。一般有4个速度。 7)绞车的滚筒刹车是控制管柱下放高度,下放速度的机构,是用刹来完成的,一般 由司钻操作。
头,没有钻杆的接卸和繁重劳动,而只是转动滚筒,将管
绕在滚筒上即可,节省时间。

《钻井方法及工艺》课件

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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
05
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

油气钻井方法与钻进工艺技术、采油方式、注水与油水井措施、提高采收率原理与方法

油气钻井方法与钻进工艺技术、采油方式、注水与油水井措施、提高采收率原理与方法

1.钻头
直接破碎岩石形成井眼的工具
影响钻井速 度最直接的 因素之一
第四节 钻井工具
衡量钻头破岩效率高低的主要指标
钻头寿命:
在整个使用过程中,钻头在井下的纯钻进时间(包括 划眼——在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程), 单位为h;
钻头进尺:
在钻头寿命内钻进的井段长度,单位为m;
机械钻速:
用钻头的进尺除以纯钻进时间,即单位纯钻进时间的 钻头进尺,表示钻头破碎岩石的能力和效率,单位为 m/h。
性能: 具有较高的抗拉强度和抗扭强度
形状:
断面:中空的正方形或六边形 壁厚:比一般钻杆大三倍左右 材料:强度较大的优质合金钢 长度:一般为13~16米
图6-11 国产方钻杆
第四节 钻井工具
2.钻柱
②钻杆与钻杆接头
作用: 传递扭矩与输送洗井液
形状:
材料:无缝圆钢管制成的; 壁厚:一般为9~11mm; 钻杆单根: 两端分别接上带粗扣
第二节 钻井类型
井的类型:由于钻井的目的、要求不同而产生的
1.探井
通过钻井而达到探明地质情况,获取地下地 层油气资源分布及相应性质等方面资料的井
2.开发井
以开发为目的,为了给已探明的地下油气提 供通道,或为了采用各种措施使油气被开采出来 所钻的井。
第二节 钻井类型


地质浅井 为配合地面地质和地球物理工作,以了解区域地质构
破岩形式:具有冲击、压碎和剪切等多种形式。
适用地层: 从软到坚硬的各种地层。
第四节 钻井工具
(2)牙轮钻头
特点
牙齿与井底接触面积小、比压高、 工作扭矩小等
分类 牙轮数目
单牙轮钻头 双牙轮钻头 三牙轮钻头 多牙轮钻头

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到清洗井眼目的的流体。包括泥浆、清水、空气
和天然气。
类型:
固相颗粒悬浮在
水基体系、油基体系和空气一水天或然油气中体所系形成
的一种分散体系
用的最多
用的最少
钻机的组成及功能
②起下钻、接单根和钻进时的钻 压控制。
钻机的组成及功能
2、旋转系统
图6-4 大庆I-130型钻 机
(1)组成 水龙头、转盘
(2)功能 保证在洗保井证液在洗高井压循带环动整的个
情的旋况转下扭给液柱矩井循能和下环够动钻时旋力具钻转,提钻以供头柱满足旋及转足够钻 破岩钻进和井下其它要求。
钻机的组成及功能
③在破岩的同时,井底岩屑被清 除出来;
④提高了钻井速度和效益。
目前这种方法在世界各国被广泛使用。
井底动力钻具旋转钻井法
钻头 钻柱加压
吃入地层 动力钻具旋转
破碎岩石 循环洗井液
清洗井底
设计井深
井底动力钻具旋转钻井法
旁通阀
涡轮钻具
分 类
螺杆钻具
电动钻具
上轴转承子
定子 中心轴
定子和转子
下方轴外向承壳轴
主轴
钻头
涡螺轮杆钻钻具具
井底动力钻具旋转钻井法
特点
①转动钻头的动力由地面移到井 下,直接接在钻头之上; ②钻柱的功能只是给钻头施加一 定的钻压、形成洗井液通路和承 受井下动力钻具外壳的反扭矩;
③井底动力钻具的动力是由电源 或地面泥浆泵提供的、通过钻柱 内孔传递到井下的具有一定动能 和压力的洗井液流体或交流电。
钻机的分类(钻井深度)
大型钻机
W>800kN, 89 ~ 140mm钻杆,井径>
160mm,深井
轻便钻机

油气钻井方法及工艺.

油气钻井方法及工艺.

套管、固井、完井及特殊作业和处理井下事故等作业。
一、钻机的分类 旋转钻井钻机的分类方法有: 1、按钻井深度的不同分 由于所钻井的深浅不一,要求的设备能力不同,这是钻机的
起重能力和所用钻杆直径的大小来分的
(1)大型钻机
起重量 800KN以上,使用89-140mm钻杆,井径在
160mm以上,用于钻深井。 ①超重型钻机 ②重型钻机 ③中型钻机 钻井深度>5000m 3000-5000m 1000-2500m 最大起重量>2500KN 2000-2500KN 800-1600KN
采收率,用来对油气层进行注气、注水以补充和合理利用 地层能量所钻的井。
(4)检查井:(在油气田的开发过程中)为了研究油
气田开发过程中,地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
石油钻井设备就是钻井所用的地面配套设备,即钻机、 井口装置以及钻柱。钻机是主要设备,它由多种机器设备组 成的一套大功率重型联合工作机组,以满足钻井过程中的各 种工艺的需要,完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下
二、旋转钻井法
包括地面动力转盘旋转钻井法和井底 动力钻具旋转钻井法两种: 1、转盘旋转钻井法
其设备组成和工作原理如图6-2所示。
工作原理是通过转盘将柴
油机的垂直旋转,经方向轴或 链条变成水平旋转,再带动转 盘中的方钻杆转动,将动力传 给井内的钻柱和井底的钻头, 钻头在一定的压力的作用,旋 转来破碎井底的岩石。循环系 统提供高压的钻井液,从钻柱 中流经钻头,冲洗井底,冷却 钻头,并把岩屑带冲离井底带 至地面,使钻头能接触新的井 底岩石。
2、开发井:以开发为目的,对已探明的油气层打开油 气到地面的通道,或为了采用各种措施,使地下油气被开 采出来而钻的井。

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苏省东海县毛北镇正在打一口预计井深5000米的科探井。 ◦ 井的水平位移:一万米以上(正在准备12000米、14000米水平位移
的井)
四、目前钻井技术现状
绪论 目前钻井技术现状
目前较新的钻井技术:
◦ 定向井、水平井、大位移井技术
◦ 分枝井技术


合 技
◦ ◦ ◦
术◦
深井(4500~6000m)、超深井(6000m~9000m)特超深井(9000m 以上) 深海钻井 欠平衡钻井技术 小井眼钻井技术 地质导向钻井技术
(4)旋转钻:1901年发展起来的。
旋转钻井是靠动力带动钻头旋转,在旋 转的过程中对井底岩石进行破碎,同时 循环钻井液以清洁井底的钻井方法。
旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻 具钻井、顶部驱动旋转钻井。
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。
绪论 钻井技术的发展
绪论 钻井技术的发展
1、钻井的发展史
2100多年前,中国就开始了钻井,应用的是顿钻钻井方 法,这是在四川自贡,目的是为了获得地下的盐。 1521年钻盐井偶得石油,这是我国的第一口油井。 1835年在四川钻成了一口天然气井——兴海井,井深达 1200m,是当时世界上最深的井 到1820年,及鸦片战争前夕,钻井深度突破1000米,中 国第一口油井在陕西延长油矿。目前日产量还有200公 斤 美国1859年8月在宾夕法尼亚洲泰特斯维尔小镇才打了 一口20m深的油井,也就是所谓的世界上的第一口油井; 前苏联在1863年才打出20m深的井。
绪论 钻井技术的发展
支游 架梁
悬 绳井
壁 钻 头井 底
二、钻井技术的发展
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(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。
旋转钻井法
1. 按钻井目的分类:
➢ 区域普查井 :基准井、剖面井、参数井、构造井 ➢ 探井:预探井、详探井等 ➢ 开发井:生产井(油井、气井)、注入井(注水井、
注气井) ➢ 特殊用途井:检查井、观察井、调整井、救援井等。
二、钻井的种类
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。
冲击井底,击碎岩石

向井内注水

岩屑、泥土混合成泥水浆
积累到一定量
提出钻头
下捞砂筒
捞出井内的泥水浆
暴露新井底
设计井深
顿钻钻井示意图
顿钻钻井法
特点
优点: 起、下钻费时少,设备简单 缺点: (1)破碎岩石,取出岩屑的作业都是不连续的;
(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。
二、钻井的种类
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 发
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。
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 孔眼的过程。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
钻井可按钻井的目的、几何形状、井深 等进行分类。
二、钻井的种类
根据井眼轴线剖面的类型,所 钻的井可以分为:直井和定向 井。
定向井
直井
普通定向井:一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。
大斜度井:最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井。
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

定长度段的井。

大位移井:定义一:水平位移>=垂深×2的定向井或水平井;定义
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
第二节 钻井方法
钻井方法 为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而 采用的钻孔方法。
旋转钻井法
旋转钻井:是自1901年发展起来的。
旋转钻井是靠动力带动钻头旋转,在旋转的过程中对井 底岩石进行破碎,同时循环钻井液以清洁井底的钻井方 法。
旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱 动钻井。
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。
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。
区 域 普
参数井:为了解区域构造,提供岩石物性参数而钻的井。 查 构造井:为了了解地质构造特征、验证物探成果,并编 井
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而钻的井(预 探井);为了对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料而钻的井(详探井)。
5
6
水泥封固主井筒 和分支井,
各层压力分隔
井下分叉装置
主井筒注水泥 分支井下套管
主井筒和分支井 都注水泥
分支井分级
➢南海西江大位移井
水深100米
大位移井
2850米
西江24-3油田
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
中深Байду номын сангаас 2500<H<4500
深井 4500<H<6000 超深井 H>6000m

二:测深>=垂深×2的定向井或水平井。
丛式井:在一个井场(海洋平台)上有计划地钻出两口或两口以
上的定向井组,其中可含1口直井。
多底井(分支井):一个井口下面有两个或两个以上井底的定
向井。
丛 式 井
分支井及形式
双向
迭加
三叉
人字形
肋骨形
辐射形
1
2
3
4
主井眼和分支井 都是裸眼
主井筒注水泥 分支井为裸眼
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。
殊 用
调整井:油田开发中后期,为进一步提高开发效果和最终 途
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。
二、钻井的种类
2.按几何形状不同分类:
直井、定向井、水平井、大位移井
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。
钻井方法 分类
依据:如何破碎 岩石、怎样取出 岩屑、净化井眼
人工掘井 人力冲击钻井法 顿钻钻井法(机械) 旋转钻井法 连续管钻井法
目前普遍使用
钻井技术发展简史
我国古代钻井系统
现代钻井工具
古代钻井工具
钻井技术发展简史
钻井技术发展简史
现代旋转钻进系统 古代冲击钻进系统
第二节 钻井方法
人工掘井:1521年之前。 人力冲击钻:1521~1835年,是
靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、 游梁等来完成的。实际上是利用了 杠杆原理及自由落体的下落冲击作 用来钻井的。
特点是: 1)破岩与清岩相间进行。 2)冲击力小,破碎效率低。 3)设备简单,起下钻方便。
顿钻钻井法:1859~1901年
支架 游梁
悬 绳井
壁 钻头 井底
顿钻钻井法
钢丝绳提升钻头
下放


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