特殊工艺井钻井技术共72页文档

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井巷工程:特殊凿井法

井巷工程:特殊凿井法
第十四章 立井施工
二. 不稳定表土— 特殊法施工
我国华东、华北等地区煤田的表土层含多层流砂,最 大厚度近800m,一些矿区的基岩裂隙发育,涌水量也很 大,在这样的地质条件下,用传统的普通掘砌技术进行 井筒施工难于通过,必须采用特殊施工技术,制止涌水 、增强岩土稳定性,才能确保工程的顺利进行。
我国煤矿采用的特殊施工技术主要有:冻结法、 钻井法、沉井法、注浆技术和混凝土帷幕法、降低水位 法以及其它方法。
第十四章 立井施工
《规程》第三十条 采用冻结法开凿立井井筒应遵守下列规定: (一)冻结深度应穿过风化带延深至稳定的基岩10m以上。基岩 段涌水较大时,应加深冻结深度。 (三)地质检查钻孔不得打在冻结的井筒内。水文观测钻孔偏 斜不得超出井筒,深度不得超过冻结段下部隔水层。 (四)冻结管应采用无缝钢管焊接或螺纹连接。 (五)开始冻结后,必须经常观察水文观测孔的水位变化。只 有在水文孔冒水7天、水量正常,确认冻结壁已交圈后,方可进 行试挖。 (九)只有在永久井壁施工全部完成后,方可停止冻结。 (十)不论冻结管能否提拔回收,对全孔必须及时用水泥砂浆 或混凝土全部充满填实。
第十四章 立井施工
施工工艺:
冻结孔钻进、冻结站安装 →安装冻结设备 →积极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结 →井筒掘砌(消极冻结)
第十四章 立井施工
(四)注浆法 《验收规范》第3.1.2条 立井井筒施工,当通过涌水量大 于10m3/h 的含水岩层时,应采取注浆堵水等治水措施。
立井井筒涌水量的大小直接影响到凿井工期、成本、工 程质量、施工安全和机械效率的发挥。我国70年代施工的 井筒表明,涌水量每增加 10m3/h,平均月进度下降 20% ,成本提高27.5%。 我国自1955年在新汉矿区张庄立井施工采用工作面预注浆 取得成功后,我国井筒注浆的最大深度已达1105m。 此外,应用注浆技术在处理开滦范各庄矿特大透水事故中 ,堵住了2053m3/h的特大涌水,使矿井很快恢复了生产。

钻井技术

钻井技术

钻井设备部分1、钻井工艺对钻井设备有哪些要求?答:(1)具有一定的提升能力和提升速度。

(2)具有一定的旋转钻井能力,即给钻具提供一定的扭矩和转速。

(3)具有一定的洗井能力,即能够提供一定的压力和排量,将井底破碎的岩屑顺利地携带到地面。

2、钻机零散搬迁的注意事项及安全要求有哪些?答:(1)设备拆卸时,往往先吊装的设备后拆卸,后吊装的设备先拆卸,以利于前后工序的衔接,要从人力、物力上确保影响搬迁安装周期的关键设备的拆迁,尽量从优安排,达到缩短拆迁时间的目的。

(2)设备拆、卸后,散件应按照吊装顺序分类集中放置以便于装车、保管和安装。

在规定的井场范围内,拆卸的设备应放在比较宽敞、平坦、上空及附近工作范围内没有电力,特别是高压线或通信线路的地方,以利于吊车起吊和货车调头。

(3)下绞车及转盘时,要按规程操作,不得盲目蛮干和违章作业。

(4)在吊车司机配合作业时,要由有经验的人员指挥和组织吊装,切实做到装、卸安全。

(5)易滚、易滑的设备装车后要捆绑牢靠。

(6)超宽、超长、超高的设备在拉运时要提前办好“三超”行驶的有关审批手续,采取相应的安全防范措施。

(7)拉运设备的货车车厢内严禁乘坐人员。

(8)要严格按照拆迁作业的安全操作规程组织、指挥施工,确保搬迁安全与顺利进行。

3、简述三缸泵特点?答:(1)排量大、压力高、选择范围大;(2)排量均匀、压力波动小;(3)与同功率双缸泵相比体积小、重量轻;(4)更换易损件方便、维护保养简单;(5)易损件少;(6)机械效率高等;4、井架起升的注意事项及安全要求有哪些?答:(1)起升井架时,钻台上要有一名经验丰富的人员统一指挥,操作刹把的司钻必须技术过硬,精力集中。

(2)起升井架时,井场前方及两侧20m内不准站人。

(3)起升井架过程中操作一定平稳,中途严禁刹车。

(4)起升大绳要有足够的强度,不得有锈蚀、扭结、挤扁、断丝、松散和硬伤等缺陷。

(5)起升大绳的长度要适宜,以起到最后井架立起时,游动滑车距天车2m为宜,长了容易顶天车,短了不好卡绳卡。

钻井新工艺新技术

钻井新工艺新技术
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
两个阀门最少重合时, 由于 流体通过工具的截面积为最小,
所以通过工具后就产生一个最大
的压力降.
两个阀门最大(完全)重合, 此时 流体通过截面积最大, 所以产生 的压降最小.
截面积周期性变化导致上游压力 同步的周期变化。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
㈢ 工具使用规范 现场应用需要考虑的因素
钻/完井液
MWD系统
水力振荡器的脉 冲频率与MWD信号频 率发生共振,或者随 着钻进深度的变化, 都有可能造成信号消
类型/组份
氯根浓度 PH值 泥浆的油水比 钻/完井液的化学 成本和添加剂。
失或衰减。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
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钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术、概述
目前主要的钻井提速技术
井下增压技术(钻柱减振增压、井下增压
器)、井下水力加压技术、水力振荡器、扭
力冲击技术、旋冲击钻井技术、长寿命螺杆、 旋转导向钻井、高压喷射钻井、高效PDC钻头,
具的压降要高些。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
现场应用需要考虑的因素
组合位置
工作参数
排量

通过实钻摩阻系数,

利用软件进行摩阻、扭
钻/完井液比重、类型 井下温度 井斜角和方位角 井型
矩分析,从而选择合理
的工具安放位置,发挥 其最大作用。
钻具组合
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二、水力振荡工具及技术
在钻台组合工具时, 不可在工具动力部分施加外力, 包括坐卡

《钻井方法及工艺》课件

《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
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

特殊工艺井钻井技术

特殊工艺井钻井技术

提 纲
国内外欠平衡钻井技术概况 大庆探井欠平衡钻井实施情况介绍 欠平衡钻井技术存在问题及下部发展方向
国内外水平井钻井技术概况 第二部分 水 平 井
第一部分 欠平衡井
大庆水平井钻井实施情况介绍
水平井钻井技术存在问题及下部发展方向
国内外欠平衡钻井技术概况
一、欠平衡钻井(UBD)定义
欠平衡钻井指在钻井过程中钻井液柱压力低 于地层压力、允许地层流体进入井筒,并可将 其循环到地面的可控制的钻井技术,即: PmE﹤PP 一般要求:PP-PmE=ΔP , ΔP=0.7~7MPa。
4、气体钻井专用设备
现场设备
空压机
增压机
5、气体钻井流程
RCD
钻井泵
分离器
增压机 欠平衡节流管汇 膜制氮
气体流量计
钻屑处理
空压机
液氮
6、气体钻井流体力学参数设计
● 确定携带钻屑所需的最小气体排量qgmin。
● 计算井底压力PB。
● 计算钻柱内钻头处压力Pa。
● 计算注入压力Pj。
● 由设计最小气体排量qgmin、注入压力Pj选择压
中石油2000-2006年欠平衡钻井数量分布表
140 120 100 80 60 40 20 0 19 14 14 40 50 50 120
2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年
八、气体钻井简介
1、适合条件
● 地层岩石坚硬
● 井壁稳定性强
● 较少的地层流体侵入
●空气钻井难点之五——防止井喷发生
UBD最大优势是将“井控”变为钻进过程“井内流体
控制”,即边喷边钻,从而有效地保护和发现油气层,同 时也增加了井控工作难度。 由于UBD过程始终是井内流体及压力控制问题,与常 规钻井不同之处,必须选择配制两个控制系统A和B。

复杂井钻井技术讲义

复杂井钻井技术讲义

钻井新技术讲义石油钻井工程是一个高风险、高投入、技术密集、资金密集的系统工程,为了提高钻井速度,避免和减少可能发生的钻井复杂情况和事故,提高钻井技术和经济指标,完成钻探目的,钻井工艺技术得到了迅速发展。

本章主要介绍目前应用的一些钻井新技术。

第一节欠平衡钻井工艺技术欠平衡钻井就是利用自然或人工方法使钻井液当量循环压力低于地层压力,地层流体有控制地流入井筒的一种钻井方式。

一、欠平衡钻井的分类及其优点欠平衡钻井分为自然法和人工诱导法欠平衡钻井两种类型。

自然法欠平衡钻井又叫边喷边钻,一般是在地层压力系数大于1.10时,采用常规钻井液,用降低钻井液密度来实现欠平衡钻井;而人工诱导法欠平衡钻井,一般是在地层压力系数小于1.10,当采用常规钻井液无法实现欠平衡钻井时,直接使用低密度流体(气雾、泡沫、空气、天然气、氮气等)作为循环介质,或往钻井液基液中注气等方法,实现欠平衡钻井。

人工诱导法欠平衡钻井中根据使用的钻井流体类型又分为:(1)纯气体欠平衡钻井(一般为氮气或天然气)。

(2)充气欠平衡钻井。

(3)雾化欠平衡钻井。

(4)泡沫欠平衡钻井。

欠平衡钻井的优点:(1)减少储层损害,有效地保护油气层。

(2)实时评价地层,及时发现产层。

(3)防止或减少井漏、卡钻等复杂事故。

(4)显著提高机械钻速。

(5)延长钻头使用寿命。

二、欠平衡钻井的条件欠平衡钻井必须具备以下几方面的基本条件:(1)地层压力比较清楚,裸眼段地层压力系数相对单一,即地层孔隙压力梯度应基本一致。

(2)地层岩性比较稳定,不易坍塌。

(3)地层流体不含硫化氢。

(4)要有进行欠平衡钻井的必备装备。

以下情况不能进行欠平衡钻井作业:(1)野猫子井。

(2)井壁不稳定的井。

(3)地层孔隙压力不清的井。

(4)地层流体中硫化氢含量大于20mg/m’。

(5)地层压力高、裂缝性、产量大、风险大的井。

(6)同一裸眼压力系数差别太大的井。

欠平衡钻井不仅能解决复杂的勘探开发问题,而且能及时发现和有效地保护油气层,是解决低压、低渗、低产能油气资源的一种有效的技术,也是提高产量,降低成本,提高勘探开发综合效益的钻井技术。

特殊条件下的测井技术

特殊条件下的测井技术



随着油田勘探、开发工作的不断深化,各种新的钻井工 艺被采用并呈现出大面积推广之势,使得为节省成本增加利 润的水平井、为油气层免遭污染从而最大限度保护油气层的
欠平衡井、为开发深部油气藏的超深井、开发含硫化氢等有 毒气体地层以及其它特殊条件井的数量迅速增多,而常规的 电缆测井方式根本无法完成这类井的测井,只有针对不同的 钻井工艺和油气藏地层环境等因素的不同,使用相应的特殊


石油工业的发展和科学技术的进步,促使钻井技术不断 发展和完善,已经从一开始对简单地层钻直井、浅井阶段过 渡到目前可随心所欲地钻探出适合不同用户、不同类型复杂 油气藏、不同勘探开发目的等需要的各式各样油气井阶段。 测井技术紧跟钻井技术的步伐,经历了模拟测井、数字测井 、数控测井、成象测井4个发展阶段,满足了不同时期开发 不同类别油气藏以及不同的油气藏开发方式对测井技术的需 求,通过采用各类测井新技术获取的大量测井信息,解决了 许多地质上的难题,为油田的勘探开发做出了很大的贡献。

电缆夹 密封总成 剪切螺栓
旁通短节
(一)湿接头水平井测井工艺


3、主要设备
(2)过渡短节(也叫变径短节):将仪器连接 到钻杆底部,备用循环孔,便于泥浆随时循环, 内部配有扶正筒,为泵下接头扶正导向。 (3)井下快速接头:为湿接头公头部分,固定在 过渡短节内腔下端,连接在仪器串顶部,由导向 键、锁紧弹簧和公插头总成组成。导向键能使泵 下接头旋转到缺口位臵;锁紧能将泵下接头锁住, 并可在一定拉力下拉脱;公插头总成用来完成电 缆与仪器之间电气连接。
的测井技术与工艺,才能达到对该类井测井的目的。


胜利测井公司伴随胜利油田的发展,根据济阳坳陷 各类复杂地质条件和不断推出的钻井新技术工艺,加快 配套发展了针对水平井、欠平衡井、超深井、含硫化氢 气体井等特殊条件下的测井技术和施工工艺,满足了用 户需求,并在推广应用中得到不断改进和完善。 希望通过本文的介绍,让大家对几种特殊条件下

井巷特殊施工(第三章 钻井法(节3))

井巷特殊施工(第三章 钻井法(节3))

第3章 钻井法 章
§3 井筒钻进
超前钻头和扩孔钻头的直径一般是已固定的。但有的钻机(如Bz—1钻机)可 在一定范围内调整钻头的钻进直径。这样就可以选择扩孔的直径和次数。选择 的原则是:在转盘和提吊系统能力允许的情况下,尽量减少扩孔次数以减短工 期。 操作和管理对钻进速度影响也很大。司钻人只要按设汁,对不同地层施加 和控制钻压,经常调整控制转盘的转数,还要观察洗井液的循环情况,并按规 定取样测定。对钻机各部分工作情况及时检查了解,发现有异状应采取措施排 除。对钻压、转盘转数和扭矩、钻进速度等情况要作出记录。
第3章 钻井法 章
§3 井筒钻进
(二)净化系统工程 一般在施工组织设记中对净化系统工程要求有很大面积的沉淀池 和相应的从沉淀池清除岩碴运至排矸场的一些设备。这些工程的施工 与井口工作无大干扰,但土方和砌方工作量较大。除了满足钻井工作 需要外,还要防止夏季雨水的侵蚀和冬季的防冻。完工后要准备400 一500立方米的洗井液为钻机开钻之用。
第3章 钻井法 章
第3章 钻井法 章
§3 井筒钻进
锁口的内直径dn比最大钻进直径大0.2一0.6米。钢筋混凝土的厚度按实际 载荷计算。一般在地表3米以下的部分约在300一500毫米,而上部尺寸是由集中 载载和一些设备尺寸的要求来确定的。锁口是否有地下室要根据钻机的要求来确 定。 基础工程包括钻塔基础、绞车基础、起升钻塔用滑轮组基础和各种起重设备 的轨道。 钻塔基础尺寸主要取决于地层的承载力。当尺寸大时,可以与锁口或绞车基 础连成一体,有利于施工和使用。 绞车基础和起升钻塔用的滑轮组基础需要用它的重量来克服拉力。有些施工 现场用地锚等办法增加与土层的结合,用以减小基础重量的方法是可取的。 起重设备轨道指的是专用车(转台车、封口平车等)和龙门式起重机的轨道, 应按国家运输一级轨道,或按法 章

复杂结构井技术

复杂结构井技术
*多层系油气藏 一井穿多层,一口水平井相当于若干口直井的作
用,大幅度提高生产效益。
*低渗油气藏 水平井可改善油气流动状态,减小渗流阻力,提高低
渗油气藏的产能。同时水平井远比压裂增产的效果要好。
*薄油气层 水平井可大大增加泄油面积,和同一地层的直井相比, 开采指数可提高4~10倍。
*不规则油气藏 (如互不连通的砂体) 用水平井可以连通互不关 联的、或具有一定高低差的油气藏。
寸及井口设备。
(5)重返井眼的能力。考虑后期作业、增产措施等工具重返井眼的能力。
(6)完井技术水平和经济性。
第三十五页,共68页。
8、TAML完井分级
一级:主、支井眼均裸眼,连
接处无支撑。
二级:主眼固井,支眼裸眼或 下预制滤砂管。
三级:主眼固井,支眼下衬管,
具有连通性。 四级:主、支眼全部固井,具
*重油或稠油油藏 水平井可发挥重力泄油的优势,提高产量。 *水锥和气锥的油藏 发生水锥或气锥的油藏可在油层的中上部造斜,
然后在产层钻一定长度的水平井。
第十三页,共68页。
4、水平井技术的发展状况
03年美国和加拿大等国平均每年 钻水平井1200多口,占钻井总数的5—
8%,成本是直井的1.2--2倍,产六页,共68页。
用水平井连通有高低差的两孤立油藏
第十七页,共68页。
蒸汽驱重力泄油水平井(胜利油田)
812.52m 油管

号:草南SWSD-平1
水 平 段 长:642.72米
垂深/位移比:1:1.014
823.78m
蒸气注入管 MD1,500m
第十八页,共68页。
双井蒸汽驱重力泄油水平井
第十九页,共68页。
透镜体

第一章 钻井工艺技术简介

第一章 钻井工艺技术简介

二、旋转钻井法

形式:

地面动力


转盘钻(常规):钻头旋转,连续破碎岩层,用钻井液循环带出 岩屑,钻井效率高。 顶部驱动(前景好):水龙头+转盘,以立根钻井。

井下动力:用于斜井、水平井用,钻井液经钻杆柱内腔泵 入钻具中,驱动转子,带动钻头旋转,实现破岩钻进。

螺杆钻具 涡轮钻具。

过程:


路线:水泥混合—水泥泵—套管内—环空(几分钟到十几分 钟完成(快凝水泥)。

注水泥 工艺流程
(a)循环钻井液 (b)注隔离液和水泥浆 (c)替浆 (d)替浆 (e)碰压 1—压力表 2—上胶塞 3—下胶塞 4—钻井液 5—浮箍 6—引鞋 7—水泥浆 8—隔离液 9—钻井液
注水泥流程
下套管 循环钻井液,清洗井壁;
第一部分 钻井机械设备
第一章 钻井工艺技术 第二章 石油钻机概论 第三章 我国常用钻机 第四章 旋转系统系统 第五章 起升系统工作原理与设备 第六章 循环系统设备
第一章 钻井工艺技术
钻井方法及设备
钻井工艺过程
井身结构
钻井事故及处理
第一节 钻井方法及设备
钻井工艺任务
破碎岩层 取出岩屑 形成油流通道
注隔离液
下放下胶塞,注水泥; 注完水泥,下放上胶塞,钻井液替水泥浆; 替浆到上、下胶塞相碰结束。
下胶塞:中间为空,上部有一层隔膜,外层为橡胶。 注水泥时,先(在套管内)放入下胶塞,再注水泥, 下塞与水泥一起下行。下塞遇承托环不动,压力升 高使薄膜破裂,使水泥形成通道。 上胶塞:实心,注足水泥后,放入上胶塞,上塞上 方注泥浆,上塞下部是注入的水泥。上塞与水泥一 起下行,上塞使水泥和泥浆分开。上塞遇到下塞, 将循环通路堵塞,泵压升高,称碰压,提醒操作人 员:注水泥完成。 注完水泥后,套管内留10~20m水泥塞,如果不是 油层套管要钻开。

水平井钻井技术

水平井钻井技术

大位移井井壁稳定技术

分层地应力的计算模型
最大、最小主应力(模型B)
大位移井井壁稳定技术

岩石力学参数的确定
内聚力C
内摩擦角 动静态的弹性模量和泊松比 岩石抗拉强度 有效应力系数
大位移井井壁稳定

力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研 究

距井轴r处、时间为t时的吸附水重量百分比
a C 2t J ( r )Y ( a ) Y ( r ) J ( a ) d 0 0 0 0 f W (r , t ) W0 (Ws W0 ) 1 e 2 2 0 J 0 ( a) Y0 ( a)

水化耦合计算模型
1 r E [ r ( Z )] h 1 [ ( r Z )] h E 1 Z E [ Z ( r )] v
xx油田泊松比计算结果
4.大位移井井壁稳定技术研究

计算结果
40
内摩擦角(度)
38 36 34 32 30 900 1000 1100 1200 1300 井深(m) 1400 1500 1600
xx油田内摩擦角计算结果
大位移井井壁稳定技术

计算结果
10 8
粘聚力
6 4 2 0 900
1000
1100
c 稳斜段
d
悬链线轨迹设计

(1)计算b点的井斜角
Dc Da Rg sin b tg c / 2 1 1 ln 0 sin b sin c S c Rg (1 cos b ) tg b / 2
b
——悬链线初始点点井斜角; c ——稳斜段井斜角; Da——a点垂深; Dc——c点垂深; Rg——圆弧过渡段曲率半径; Sc——c点水平位移; Lw——稳斜段长度。
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