地质录井基础培训教材

地质录井基础培训教材 Prepared on 22 November 2020

地质录井基础培训材料

第一单元钻井工程

勘探开发深埋地下的油气是一项复杂的系统工程，无论勘探或开发都离不开钻进.

钻井是利用机械调和与工艺技术构筑地下地质体与地面通道的工程，是一项最重要的油田基本建设工程。

打井的目的是勘探开发油气层，一口井有数千米深，油气在哪里不通过地质录井是说不清的。而地质录井又是随钻进行的，不了解钻井工程的基本知识，不熟悉钻井工艺流程，也就无法搞好地质录井。因此学习和掌握钻井工程的基本知识，是钻井地质工的必修课程。下面就钻井工程中有关的钻机、钻具、钻井液、钻井技术、常见事故、完井作业及工程质量等作简要介绍。

一、钻机

钻机包括（1）提升系统（2）旋转钻进设备（3）动力驱动设备（4）传动系统（5）钻机底座（6）循环系统（7）控制系统。

二、钻具

钻具是钻井井下工具的简称。它包括方钻杆、钻杆、钻铤、配合（转换）接头、稳定器、井眼扩大器、减震器、钻头以及其它井下工具，如井下动力钻具，取心工具、打捞工具等。钻具水龙头以下，钻头以上所有下井钻具连接成的钻具串组合。

钻具可分为三大部分：即方钻杆、钻杆和下部钻具组合。

1．钻具丈量

图1-6 各类钻头

钻具丈量是确保钻井井深准确的首要条件，所以钻具的丈量对地质录井

人员来讲是基本功。根据钻具的常用组合和下井钻具顺序介绍：（1）钻头：应从刮刀片顶端、牙轮的牙齿顶端、取心钻头顶端或磨鞋底面丈量到丝扣以下的台阶（母扣量到顶端），见图1－6。

（2）钻铤和钻杆：钻杆和钻铤的长度均从母扣一端的顶端丈量到公扣丝扣的台阶处。见图1－7。

（3）接头：与钻杆的丈量方法相同，因其使用频繁，又不被人们注意，往往是容易出差错的地方，应有专门记录。

（4）方钻杆：其作用是传递扭矩和工作时承受全部钻具重量。对地质录井

人员来讲要经常丈量方入，以便计算井深。所谓方入就是没入转盘面以下的长度，方余即转盘面以上的剩余长度。录井人员常常在方钻杆上刻出整米记号备丈量方入之用。见图1－8。

在钻进过程中无论是正常钻进、取心钻进还是处理井下事故，需要经常丈量钻具，才能准确地计算井深。在钻具的丈量中凡下井钻具无论其组合如何，我们需要的仅是下井钻具串外表部分参与累加井深的长度，掌握这一原则就能确保钻具丈量准确无误。这种方法同样适用于套管和油管等与井深有关的下井管具。

2．钻具的管理

对地质人员来讲着重是对钻具长度的管理，要管理好钻具必须做好下面几件事：

（1）各种下井钻具，下井前必须逐一丈量长度，检查规范，填写原始记录。各种记录必须做到地质、工程、气测“三对口”确保井深准确。

（2）录井队必须指定专人管理钻具，这是确保井深准确的关键，尤其是深井（探井、取心井）和各种事故进尤为重要。

（3）起下钻应编写立柱号，起钻按序号排列，下钻按编号依次下井。

（4）倒换钻具，处理事故时，拉下和新下井的钻具必须全部丈量，检查钢号和规范数量等，应设立专门的倒换钻具和处理事故的钻具记录。

（5）必须严格交接班制度：交接班时，交班时应向接班人交清所有下井钻具，正钻时应交清正钻钻杆编号，以及小鼠洞和大门坡道上单根的编号，场地编号顺序，处理事故要交清下井打捞工具组合、倒换钻具的编号、长度和规范，接班人要一一核对，正确无误时方可接班。

三、钻井液的概述

1、钻井液的概述

钻井液一般是由粘土、水和一些无机或有机化学处理剂搅拌而成的悬浮液和胶体溶液的混合物，其中粘土呈分散相，水是分散介质，组成固液分散体系。钻井液又称钻井的“血液”，它除了用来带动涡轮、冷却钻头、钻具外，更重要的是携带岩屑，保护井壁，防止地层垮塌，平衡地层压力，防止井喷、井漏。具体来讲钻井液要满足以下几方面的要求。

（1）保证安全、优质、快速、低耗地进行钻井施工。

（2）有利于发现和保护油气层。

（3）有利于取全取准各项地质资料。

（4）有利用减少对钻具、套管和其它设备的腐蚀。

（5）有利于保护环境。

（6）钻井液的类型

我国钻井液类型有不分散聚合物钻井液、钾基钻井液、饱和盐水钻井液、盐水（包括海水及咸水）钻井液、油基钻井液及气态钻井流体（包括空气、天然气和泡沫）。

2、钻井液的主要性能

（1）相对密度

钻进液相对密度就是同体积钻井液重量与4℃的纯水重量之比。通过调整钻井液的相对密度可以改变井内液柱压力，以平衡地层压力，保护油气层，保证钻井施工正常进行。一般情况下钻井液的相对密度应尽可能的低，这样有利于快速钻进和发现、保护油气层。

（2）流动性

钻井液的流动性包括漏斗粘度，表现粘度及塑性粘度；动切力和静切力；动塑比（PV/Yp）或流型指数（N）与稠度系数（K）。这些指标直接影响井底净化和钻井液携带岩屑的能力与钻井速度。在确保钻井安全的前提下，一般尽可能采用低密度，低粘度，低切力钻井液，力求最佳的流动性能。

（3）造壁性能

造壁性能主要指钻井液保护井壁的能力，常以重量或体积百分数表示。加重材料、粘土和岩屑在钻井液中属固相，前两者都为有用固相，后者为无用固相。有用固相可以提高粘度、切力，加重剂可以提高密度，无用固相必须清除。

（4）酸碱度

钻井液的酸碱度是指钻井液中含碱量的多少或它对酸中和能力的强弱。

一般常用pH值的高低衡量钻井液的酸碱值大小，用Mf(甲基橙碱度)／Pf（酚酞碱度）表示碳酸根的污染程度。碱度应根据不同类型的钻井液与地层的需要加以控制；调节pH值的处理剂有烧碱、纯碱、苛性钾等。

四、完井作业

钻井工程的完井作业是指完成钻探任务或钻达设计井深后，向井内下入套管并在其周围注入水泥浆，使套管串与井壁牢固地成一体，达到封隔地层和油、气、水层，继而安装井口，形成油气流通道，以利于长期安全生产的整个作业过程。

固井是完井作业的中心环节，是钻井施工的最后一道工序，俗话说固井是一锤子买卖，固井的成败关系到巨额耗资打成的井有没有使用价值的大问题，质量好坏