钻完井工艺流程

按功用分：全面钻进钻头和取心钻头； 按镶嵌方式：表镶式钻头和孕镶式钻头。 按材料分：天然金刚石钻头和人造金刚石钻头。
打蛋式PDC
双体双心PDC
钻头与钻井参数的设计

其它种类的钻头；
套管钻鞋
钻头与钻井参数的设计

水力参数设计

确定排量
•
设计的排量必须能满足有效地携带钻屑所需要的环空上返速度和 冷却钻头切削齿、清洁井底的需要，又要能保证井壁稳定。
• •

井场资料：井位自然环境、土壤情况、浅层气等。 邻井钻井资料：复杂情况的处理、钻井液密度的使用。
钻井设计的基本原则

钻井设计应体现安全第一的原则。既要重视井下安全， 又要重视地面安全，把安全第一的原则贯穿到整个设计 中。 设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层空隙

压力当量密度，小于地层破裂压力当量密度。安全附加
钻井程序

26"井眼与20"套管段作业（二开）

钻具组合：26”BIT(承托环)+9 ”(8”)DC2+26"STB+8"DC4+ 8"
(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14。

探水泥面高度并记录，水泥面顶需开泵。 海水/般土浆钻进。 投测，起钻，下20”套管。 内管固井。装井口，套管头试压5MPa，下耐磨补心，准备进 入下一开作业。
排量应由低逐渐加到正常，采用海水/般土浆钻进。钻至预定深度后 ，循环，替稠浆，短起至泥面以下3米左右。然后下钻到底，垫稠浆 ，起钻。

内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个30”X5”扶正 器。内管下完后，环空灌满海水检查密封。固井结束无回流起内管 。处理井口，候凝。
组合开钻钻具下钻
下入隔水套管
海底调查与土质调查，也叫井位物探调查与井位海洋
工程调查。
在钻井平台到达井位45天前，必须对设计井位周围的 海底岩层、水深、海床地貌、浅层气及土质等情况进行测 量与调查。以上资料便于钻井部门鉴定设计井位是否适合 钻井平台进行作业。 调查方法：
回声探测、旁侧声纳测量、浅地层剖面测量、海底实地测量、 电火花单道地震剖面测量、高分辨率数字地震剖面测量、井场
• 尾管固井演示
钻井程序

地漏试验程序


地漏试验的步骤：
• • • • •
地漏试验的目的：
•
做地漏试验； 放压，记录泥浆回流量； 打开防喷器； 绘制地漏试验曲线图； 计算出地漏当量泥浆密度。
检测固井质量；
•
• • •

获取地漏/破裂压力；
确定最大允许泥浆密度； 确定井控时最大允许环空关井压力； 获取地层其它资料。
平台就位设计 井身结构设计
钻井设计内容

钻井作业程序 弃井作业程序 特殊作业程序 钻井风险分析 应急计划 作业进度计划
防喷器和井口系统
套管柱设计 固井设计


钻井液设计
钻头设计 水力参数设计 钻具组合设计 井眼轨迹设计

钻井材料计划

地层评价计划
钻井设计的基本原则




海洋环境保护，是钻井设计必须遵循的原则。

钻井液的排放。 弃井设计。油气水层用水泥封堵，并试压合格，泥线下4米割断 。
钻井设计的基本原则

钻井设计要体现低成本的原则。


简化井身结构。
选用先进的工具、设备和技术。 优先使用国产材料。 提高钻井速度，降低钻井成本。
海底调查与土质调查
地漏试验的步骤：
• •
钻入新地层3-10米，循环泥浆； 提钻具到套管鞋内；
•
• •
管线通水；
泥浆泵/固井泵试压1500PSI(10MPa)； 关防喷器;
钻井程序
volume
(after Gaarenstroom et al., 1993)
钻井程序

弃井作业程序

每次注水泥塞的长度不超过200米。


钻井程序

8-1/2"井眼与7" 尾管段作业（五开）

使用屏蔽暂堵技术。 高压油气井注意事项：备高比重泥浆，备井控用；定期 进行防喷演习；做低泵冲试验。钻进过程中密切监测泥
浆池体积和气全量的变化，当气全量大于30%时，应停
钻循环排气。
•
钻开油气层后，要满足以下三个条件方可起钻：循环时气全 量<10%且处于下降趋势；气窜速度<50米/小时；停泵观 察泥浆液面15分钟无溢流。

确定在设计排量下的工作泵压
•
确定泵压时要考虑泵的配件、管线、阀门及钻具的承受力。按国 际惯例，要求钻井泵在额定的最高工作压力的75%以下能长期正 常运行。

根据钻井液性能参数、钻井液在钻具内外的 流态、钻具结构和 本只钻头能达到的极限井深，计算出地面和井下各段的循环压 耗。
钻井液

1
钻井液是在旋转钻井时循环使用的液体，包括水基、油 基、气基三种类型，少量使用气体或泡沫，由于最初的 钻井液主要是由水和粘土组成，因此习惯上叫泥浆，现 在钻井液的成本仅占钻井总成本的5~10%，但它却是影 响钻井工程成败的主要因素之一，井愈深，其重要性愈 突出，因此，人们形象地把泥浆比喻为“钻井的血液” 。 钻井液的性能
土质资料采集。
气象和海况的要求

钻井平台移位期间要求天气预报内容：

未来几天的天气形势； 所经航线中24小时的风向、风速、阵风和能见度； 云高，气温，可能出现的异常天气； 冬季要考虑冰层及流冰。

钻井平台作业期间的天气预报：

天气综述、每日预报、大风警报、热带气旋、低温及冰区。
•
预报要素：气温、风速、风向、阵风、天气和能见度、云高、 浪和涌的高度、方向和周期。
裸眼中的油气层含有其它地层流体的渗透性地层，要用水泥封固， 以防互相串通。
套管鞋上下各50米，打一个水泥塞。探高度，试压到套管鞋处地漏 试验破裂压力再加3.45MPa ，以稳10分钟合格。


套管内射孔段一定要用水泥封固，油顶以上至少50米。
套管切割，有机械切割和化学切割两种方法。爆炸切割主要用于深 水，优点是省时。 设计套管切割深度，必须考虑两个因素：一是套管外没有水泥固住 ；二是切割处不在套管内。实际 切割时还要避开套管接箍。 切口上下注50米的水泥塞。 导管必须在海床以下4米切割。 临时弃井时，保证套管内的钻井液密度，完成油气层的封堵，最后 一个水泥塞在海床以下250米左右，上部井口倒开后，水下井口注 入防腐液，井口戴上防腐帽。


弃井示意图
钻头与钻井参数的设计

钻头和钻井参数是影响钻井速度、钻井 时效和钻井成本的重要的可变因素。

钻头从切削原理上可分为牙轮钻头和金 刚石钻头。
牙轮钻头：可分为钢齿和镶齿两
种。
发展方向是高转速和高钻速、长
寿命、进尺多、钻井综合成本低。
钻头与钻井参数的设计

金刚石钻头发展到今天已形成了一个能钻进从极软到极硬地层的、 多品种的、完整的钻头系列。

对预测有浅层气的井，原则要求地质部门改井位，避开
浅层气，或具备控制能力。

探井必须进行地层压力预测和监测。
典型井身结构和套管程序

隔水管


表层套管
技术套管 尾管
钻井设计的基本原则

评价井、开发井和调整井的设计。
钻井平台的选择，遵循原则：

钻机的钻井能力，钻机的最大额定负荷必须大于作业中出现的 最大负荷的20%。 平台的井控能力，最大额定工作压力必须大于预测到的最大井 口压力（充满地层流体时的关井压力）的20%。 平台的作业水深。(自升式，半潜式） 海洋地质地貌对平台的影响。
作业准备与拖航

作业准备与拖航工作包括钻井平台的检验、移位、定位 等一切钻前作业准备工作。

根据钻井设计，对将需要的各类承包商和设备进行招标、评 标，选定合适的承包商进行合同谈判。（钻井部门提出，商 务合同部门完成。）
材料采办 各作业承包商必须具有良好的作业经验、良好的设备和熟练 的管理和操作人员，以满足作业的需要。作业者对承包商的 设备进行检验。对高级岗位人员进行作业审查。 钻井作业的主要的承包商有：
值，油井为1.5~3.5MPa，气井为3~5MPa。

井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的 是：
钻井设计的基本原则

保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。 压差不要过大，以免发生压差卡钻。 封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻的井段。 探井的套管预留。 多层套管程序。

高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶 部。浅层气顶部
•


定位公司、钻井平台、工作船、直升机公司、泥浆公司、固井 公司、下套管公司、泥浆录井公司、测井公司、取心公司、定 向井公司、潜水公司、通讯公司、气象公司、井口设备厂家、 基地码头……

作业准备的运行计划与要求
拖航作业
自升式平台拖航就位：
带缆 降船 冲拔桩 起拖
升船
插桩
就位
拖航
压载
升船
拖航作业
隔水管连接器 上万能防喷器 挠性接头 防喷器控制盒：安装在LMRP的框架上 LMRP（LOWER MARINE RISER PACKAGE)框架 水下储能瓶组（包括上万能防喷器的缓冲瓶）
以上组成，成为下部隔水管总成（避台风，可以起出部 份）
钻井程序
12-1/4"井眼与9-5/8"套管
段作业（四开）

地漏试验。 本井段使用抑制性泥浆钻 进 电测，通井，下套管。 固井。装井口，套管头试 压20Mpa。

钻井程序

8-1/2"井眼与7" 尾管段作业（五开）

地漏试验。 本井段使用抑制性泥浆钻进。 电测，通井下尾管。下尾管前应检查尾管挂、浮鞋、浮箍及其它尾 管附件。 尾管固井。固井结束确认无回流后，起钻2-4柱，循环冲洗水泥浆 ，起钻。 人工井底满足试油要求(否则，需组合7”尾管钻水泥塞钻具： 6”BIT+SUB+4-3/4”DC6+3-1/2”DP)，CBL合格，套管试压20MPa 合格后，钻井作业时间结束，转入试油时间。一般此井段为目的层 ，尽量采用低比重泥浆钻进，泥浆应具有良好的携砂性能，低失水 。
•
如果预测有浅层气，则需要钻17-1/2"领眼。
水下与地面井口装置
钻井程序

17-1/2"井眼与13-3/8"套管段作业（三开）

组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后5-10米，做地漏试验。 17-1/2”井眼钻具组合：17-1/2"BIT+8"DC1+STB+8"DC2+STB +8"DC6 +8"(F/J+JAR)+SUB+5"HWDP17

马达组合(直井)：17-1/2"PDC+9-1/2"PDM+8"F/V+8"DC1+17½"STB+8"DC2+16-3/4"STB+8"DC6+8"(F/J+JAR)+ SUB+ 5"HWDP17。
半潜式平台水下设备
半潜式平台水下设备的主要组成

水下防喷器组及控制系统 转喷器（分流器）及控制系统
主要内容
前期作业
拖航就位
钻井作业
测试作业
完井作业
钻 井 设 计
钻井设计是在分析各种有关资料的基础上，遵循国家 及政府有关机构的规定和要求，按照安全、快速、优质和 低成本的原则，科学地作出并经过一定的程序审核批准的 。因此，钻井设计应是钻井作业必须遵循的准则，钻井监
督应认真遵照执行。



张力系统
防喷器运送设备 阻流管汇及控制台
防喷器组的组成 从下至上的排列：


井口连接器
下双联闸板防喷器 上双联闸板防喷器 下万能防喷器 事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口 防喷器组框架
以上组成，称为BOP STACK（防喷器组－避台风时，留 在海底）
防喷器组的组成

半潜式平台拖航就位：
升船 起锚 接拖 起拖
解缆
抛锚
就位
拖航
锚抓力试 验
压载
半潜式钻井平台拖航
钻井程序

钻前作业

海底检查，探海底及确定开钻井眼深度的方法，临时导向基盘的下 入，选择开钻时间。

36"井眼与30"导管段钻井作业。(一开）

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组合开孔钻具； 探泥面并记录；


在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；
钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。
钻井设计必须符合国家及政府有关机构的规定和要求， 保证钻井设计的合法性。
钻井设计的主要依据：


地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。该设计提供所钻的 井的地质情况（包括地层空隙压力、破裂压力等）以及提出地 质上要求的资料。
井场调查资料和邻井的钻井资料，也是进行钻井设计的主要依 据。
海洋石油钻井作业专题之二－
钻井工艺流程介绍
钻井作业划分示意图
建井时间
迁装作业
钻进作业 拖航 就位 压载 升船 钻前 准备
钻井作业
地层评价
试油作业
拆迁作业
辅助工作 固井工作 弃井 降船 拔桩 拖航 辅助
辅助
准备 循环 固井准备 纯钻进 取心 射孔 测斜 下套管 扩眼 电测 短起下 起下内管 通井 起下钻 地漏试验 倒换钻具 注水泥 测试 其它 地质循环 其它 候凝 下桥塞 拆装井口 复杂情况、处理事故、修理时间、 钻水泥塞 酸化 组织停工、自然停工、其它停工 CBL 其它