钻井及完井基础教程
3.钻井与完井分析
旋 转 钻 机
旋转系统 循环系统 井控系统
监测系统
钻头与尺寸
4¾ in(12.06cm) 5 7/8 in(14.92cm) 6½ in(16.51cm) 7 7/8 in(20.00cm) 8½ in(21.59cm) 9 ½ in(24.13cm) 10 5/8in(26.98cm) 12¼ in(31.11cm) 14¾ in(37.46cm) 17½ in(44.45cm) 20 in(50.80cm) 26 in(66.04cm)
通过地面将钢丝绳拉起，将钻头 提离井底，再向下冲击，岩石随之 破碎，再不时向井内注水，将岩屑 和泥土混成泥浆，再下入捞砂筒捞 出岩屑。 钻进不连续，速度慢；冲击方式， 费时费事费力 它不适应快速钻井的要求，特别 钻深井或超深井它更不能满足生产 的需要，因此代替它的是旋转钻井。
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2. 旋转钻井
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钻机六个组成系统
动力系统 提升系统
由发动机和一套动力传动装置来驱动钻井设备。目前 柴油发动机(1490～4470千瓦)是国内主要的动力来源。 用来起下井内钻具和下套管的设备。包括井架、天车、 游车、大钩、吊环等组成 用来旋转钻柱、向井底传递动力、破碎岩石的一套设 备。包括转盘、转盘变速箱、水龙头、方钻杆、钻杆、 钻头等。旋转系统还有接、卸钻柱和钻具的功能。 钻进时能循环泥浆，冲刷井底，将破碎的岩石带到 地面上的一套设备。包括泥浆池、泥浆槽等。 对可能发生的复杂情况进行控制和处理，以恢复正常 钻井。有防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、 测试管汇、压井管汇4部分。 a.由综合录井对井下情况进行监测；b.由各种仪表对 钻进参数进行记录和测量；c..对钻井液中的天然气 和硫化氢进行监测。
钻完井作业流程
钻完井作业流程一、钻井前的准备。
要说这钻井啊，前期准备可不能马虎。
在真正开钻之前，得先把井场选好喽。
这个井场得平坦、开阔，方便各种设备摆放。
就像我们找房子似的，得找个宽敞又合适的地儿。
然后呢，就是设备的进场啦。
那些钻井设备，一个个都是大块头，像钻井机、泥浆泵之类的，都得小心翼翼地运进来，就像护送一群大宝贝一样。
在设备都到位之后，就要进行安装调试。
这可不像我们平常组装个小玩具，这是个精细活。
工人们要把各个部件精确地安装好，然后反复调试，确保每一个环节都能正常运转。
这个时候啊，大家心里都有点小紧张又有点小期待，就盼着这设备一声令下就能顺利开钻。
二、钻井作业。
在钻井的过程中，工人们得时刻盯着各种数据，像钻压、转速、泥浆的性能等等。
这就好比我们盯着自己的考试成绩一样，一点点波动都得注意到。
要是数据出现了异常，就得赶紧想办法解决。
有时候就像一场紧张的战斗，大家齐心协力，让钻井工作顺利进行。
而且钻井的深度可不是随便定的，那得根据地质情况和开采目标来确定。
可能有时候感觉已经钻得很深了，但还得继续往下钻，就像挖宝藏一样，不到目标不罢休。
三、完井作业。
当钻井达到预定的深度之后，就进入完井作业阶段啦。
这个阶段就像是给我们钻好的这个“地球洞洞”做最后的装修。
首先要进行套管的下入，这就像是给洞洞穿上一层坚固的保护衣，防止井壁坍塌之类的情况发生。
然后就是固井啦，把水泥浆注入到套管和井壁之间的环空里，让套管牢牢地固定在那里。
这就像给保护衣缝上了结实的线，让它稳稳当当的。
完井作业还有一些其他的工序，像是射孔，就像是在保护衣上开一些小窗户，让油啊气啊能顺利地流出来。
在整个完井作业的过程中，大家也不能放松警惕。
每一个环节都得严格按照标准来执行，因为这关系到后面的开采效果。
就像我们做一件精致的手工艺品，最后一步也不能粗心大意。
钻井与完井工程完整课件超值
01
随着人工智能和机器学习的发展，自动化钻井技术将进一步提
高钻井效率和安全性，降低人工操作风险。
智能完井技术
02
利用传感器、远程监控等技术实现智能完井，实时监测油藏动
态，提高采收率。
新型钻井液与完井液
03
研发更高效、环保的钻井液与完井液，降低对环境的污染，提
高钻井作业的可持续性。
环保要求对行业的影响
作用
用于保护油气层、防止地层坍塌、携 带岩屑、降低摩擦阻力等，同时对油 气层的渗透性和产能有重要影响。
完井工艺流程
钻孔准备
钻孔设计、钻孔定位、钻孔开钻等。
钻孔施工
钻进、取芯、测井等。
完井作业
下套管、注水泥浆、射孔、排液等。
后期处理
试压、检测、维护等。
完井过程中的问题与处理
问题
包括井壁坍塌、地层出砂、油气层污染等。
03
完井工程概述
完井工程定义与特点
完井工程定义
完井工程是石油工业中钻井工程的最后一个阶段，涉及到完 成井筒的钻探和完成油气井的装备，为油气开采和生产做好 准备。
完井工程特点
完井工程具有系统性和复杂性，涉及多个专业领域，包括钻 井、地质、油藏、采油、机械、电子等。同时，完井工程需 要适应各种复杂的地质和工程条件，确保油气井的长期稳定 生产和安全。
钻井与完井工程 完整课件
目录
• 钻井工程概述 • 钻井工艺与技术 • 完井工程概述 • 完井工艺与技术 • 钻井与完井工程案例分析 • 钻井与完井工程未来发展展望
01
钻井工程概述
钻井工程定义与特点
总结词
钻井工程是石油天然气勘探开发中的重要环节，具有高风险、高投入、高技术 含量的特点。
4.钻井与完井
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四、钻井世界纪录
最大井深：12226m（俄罗斯）
最大单只钻头进尺：2134m(PDC钻头8 ½英寸/ 21.59cm）
最高温度、压力：温度200℃，压力110MPa 最长的连续取心：128m 最大水平位移：11278m(垂深1637m)
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11
§4.2 旋转钻井系统的基本构成
又称为转盘钻井，其是从顿钻钻井 演变而来的。 地面钻具转动带动井下钻头转动， 钻头转动时就可破碎岩石，破碎了的 岩屑被泥浆泵泵入井内的泥浆循环带 到地面。 连续钻进，速度快，冲击+切削； 地面驱动地下钻头转动，浪费功率。
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7
（2）井下动力钻具钻井
这是旋转钻井的又一种 方法，这种方法钻井就是在 钻柱下边接上井下动力钻具， 其他的和转盘钻井一样。
钻头转动不是靠转盘而 是靠井下动力钻具带动。因 此大部分钻具不转动，节省 了大量功率，磨损小、使用 寿命长。 井下动力钻具包括涡轮 钻具和螺杆钻具 该方法主要用于钻定向 井、丛式井和水平井。
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钻井方法总结
井口是敞开的，无控制装臵；
常 用 钻 井 方 法
顿钻钻井(冲击钻井)
钻井是间断的，进展慢； 适用于浅层低压油气井。
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聚晶金刚石 复合片钻头
钻头尺寸
4¾ in(12.06cm) 5 7/8 in(14.92cm) 6½ in(16.51cm) 7 7/8 in(20.00cm) 8½ in(21.59cm) 9 ½ in(24.13cm) 10 5/8in(26.98cm) 12¼ in(31.11cm) 14¾ in(37.46cm) 17½ in(44.45cm) 20 in(50.80cm) 26 in(66.04cm)
钻井技术完井和交井操作规程
钻井技术完井和交井操作规程1.1 完井和交井应具备的条件1.1.1 井眼质量1.1.1.1 井内无影响产层或进一步作业（如测井、试井仪器下出油管鞋）的落物，套管无变形及破裂，油管与环形空间不堵塞。
油管不卡、不断、不漏。
油管下入深度合格，管内畅通，下部带有标准油管鞋，能保证测井、试井仪器顺利通过。
井身质量合格。
1.1.1.2 已获工业性油、气井，必须将井内积液喷尽。
尚未试油的井，套管鞋内应用清水循环二周以上，出口应不见沉淀物。
1.1.2 固井质量1.1.2.1 各层套管外水泥浆返高符合设计要求，双级固井第一级水泥浆返至双级箍，尾管外水泥浆返至喇叭口，各层套管固井质量合格。
1.1.2.2 油气井的油层套管试压应根据采油（气）树工作压力、预计关井最高压力、套管柱最低抗内压强度的80%三者中的最低值进行清水试压，稳压30min，压力降低不大于0.5MPa为合格。
1.1.3 完井井口装置1.1.3.1 完井井口装置试压应使用试压塞，按采油（气）树额定工作压力清水试压，不渗不漏，稳定时间不少于30min，允许压降不大于0.5MPa为合格。
1.1.3.2 套管头和采油（气）树零部件完整、齐全、清洁、平正、闸门开关灵活。
在允许的最高压力下不渗漏。
套管头上法兰顶面距地面不超过0.5m。
1.1.3.3 未装采油（气）树的井口应在油层套管上端加装井口帽（或盲板）或井口保护装置，并在外层套管接箍上焊上明显的井号标志。
1.1.3.4 完井套管内外不得有油、气、水外泄，应在两层套管的环行空间安装泄压阀和压力表，并用合适的管线引出井口以外20m的安全位置。
1.1.3.5 提供采油（气）树使用说明书、生产许可证、产品合格证、气密封试验报告及采油（气）树厂家出厂原配套配件。
1.1.4 完井管柱1.1.4.1 油管柱符合设计要求，油管通径规能顺利通过，油管内畅通。
1.1.4.2 射孔完成的井，油管鞋应位于射孔层位顶部。
裸眼完成的井，油管鞋应位于套管鞋内10m。
第四章 钻井与完井
• 旋转钻井方法是利用钻井液清洗井底，携出井下钻屑并控 制井内压力。以水为连续相的叫水基钻井液，以油为连续 相的叫油基钻井液。水基钻井液的应用最为广泛，只是在 特殊井如取芯或高难度定向井中才使用油基钻井液。
• 钻井液过去常叫泥浆或钻井泥浆，现也有人称为洗井液。 • 泥浆对于钻井就像血液对于人体一样重要。如果没有性能
• 司钻是操作钻机、实施钻井作业最关键的人员之一 。钻井过程中，司钻通过观察能随时显示负荷大小 的钻井“指重表”，操作离合器和刹把，控制钻压 ，均匀钻进。
2020/1/28
Chengdu University of Technology
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Colloege of Energy Resources
钻头
• （5）润滑钻具：一般来说，井不是笔直的，井眼也大小不一，井眼越 大越深，钻具旋转和起下钻时阻力越大。泥浆的润滑作用可以减小这 种阻力，持别是在定向井钻井中，泥浆的润滑作用尤为明显。
• （6）破岩作用：在喷射钻井中，泥浆传递水力能量，使机械破岩和水 力破岩作用相结合
• （7）平衡地层压力：钻井时，地层压力是靠泥浆液柱压力来平衡的， 所以有平衡钻井之说，尤其是高压油、气、水层更要靠泥浆来使地层 保持稳定，做到“压稳而不死”；因此，泥浆密度的大小事关重大， 如果泥浆密度太小，有可能因压不住地层压力而导致井喷事故；如果 泥浆密度过大，则会引起油层伤害，严重时会导致油气层完全被堵死 ，油气无法采出。
• 人们往往误以为泥浆是“泥加水”搅和而成的。其实不然 ，泥浆是溶胶悬浮液体系，由四个部分组成：
1、液相，可以是淡水或盐水，或某种类型的油品；
2、固相，为增加体系密度，常用重晶石，为改善流变性 和滤失性常用微晶高岭土；
3、处理剂，用以调整泥浆性能，常用各种有机或无机化 学处理剂；
钻井完井作业流程
钻井完井作业流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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它涉及了从井口到地下储层的各个环节，需要精心设计和周密执行。
史上最全完井现场基础知识
史上最全完井现场基础知识（知识量巨大、非专业人士勿入）完井的大致流程：组装井口和防喷器组→刮管洗井，探人工井底→射孔→再次刮管，探砂面→下沉砂封隔器（桥塞）→下防砂管柱（→防砂）→下生产管柱→拆防喷器，移井架。
完井流程1、组装井口及防喷器总成：拆下9-5/8"套管保护盖，切割套管，留高170mm，将套管切割处的内外边打磨成45°´2mm倒角；组装防喷器，对防喷器进行功能试验。
2、刮管洗井：下入刮管管柱，在射孔段和封隔器座封位置上下50m至少刮管3次，然后反循环洗井，至返出液浊度持续30min小于30时停止洗井，接着替入射孔液和工作液。
刮管洗井的目的是清除套管壁及井内的脏物。
3、负压复合射孔：负压值的选择以不卡枪为原则尽量接近设计负压值；按照顺序下入射孔管柱；射孔枪下到位后，下放至最低，然后上提至上提悬重，保持上提状态，座卡瓦，电测校深，配长达到射孔深度要求后，连接测试树、方井口和地面管线，投棒点火。
4、起射孔枪，刮管冲砂。
5、电缆座封底部封隔器，进行防砂作业。
6、起钻，下生产管柱：生产管柱分普通合采管柱、"Y"型分采管柱和"Y"型合采管柱。
7、拆防喷器、移井架，装采油树，座封过电缆封隔器。
一、刮管洗井由于钻井完毕后，井内有许多钻井液悬浮物粘于套管内壁，如不将其清除,会刮伤封隔器胶皮影响座封效果。
同时也防止射孔后污染地层。
►刮管洗井具体工序首先放入防磨补芯，组装升高短节及防喷器组。
（仔细清洗各钢圈槽，涂好黄油，检查钢圈状况。
拧螺丝时要确保钢圈进槽。
）对防喷器组进行功能试验。
关剪切闸板对套管试压3000Psi*10Min，压降≤2%为合格，放压。
连接钻台流程并确认管线。
组下刮管管柱：8-1/2”牙轮钻头+9-5/8”套管刮管器+X/O+5”HWDP+5”DP（水平井在接近尾管处缓慢下放，因为在此处易发生卡钻），下压2吨，探人工井底并记录，此时井底为钻井液悬浮物和地层砂的沉淀。
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：
钻井工作程序(开钻到完井)
钻井工作程序为了加快克拉苏地区开发井钻井速度，减少在钻井施工作业中的失误，避免井下事故和复杂的发生，下面提出全套钻井作业程序，分阶段列出作业的详细步骤和每个步骤需要注意的事项。
在实际作业中，钻井监督根据钻井设计和现场情况，参照有关部分进行作业。
第一节 26"井眼与18-5/8"套管段钻井工作程序一、一开钻进的准备工作1、按开钻验收的标准进行验收；2、用淡水配膨润土浆120方，密度1.05-1.08g/cm3，粘度80秒，并预水化48小时；配好的膨润土浆应进行保温。
3、设备试运转：冲洗管线，顶驱上接一根5-1/2"钻杆，下面接上配合接头和一只旧钻头，堵上两个水眼，流动试压24MPa，30分钟应不刺不漏，灌区不跑钻井液，固控设备运转正常。
4、在φ720导管下部割一个洞，焊上6"硬管线短节带法兰盘，用软管连接到55KW的砂泵上，然后，从砂泵上接一条5"的硬管线到振动筛上，进行循环。
5、将26"钻头，11"、9"提升短节各二只，8"提升短节六只，NC77(母)*NC77(母)、NC77(公)*NC61(母)、NC61(公)*NC50(母)、NC50(公) *520、NC50(公)*NC50(母)等配合接头各一只，26"稳定器二只，各种井口工具吊上钻台。
6、所有入井的钻具、工具、接头，应测量它的外径、内径、长度、镗孔直径等是否符合API标准，并汇制草图。
7、清洗、检查、丈量18-5/8"套管并通内径，测量插入头与插入座的尺寸是否匹配，套管附件是否到齐，根据钻进情况、套管长度，确定一开井深。
8、接5-1/2"钻杆20柱，立在井架上。
9、对试运转的设备再进行一次全面检查、整改。
10.设备达到开钻要求，准备一开。
二、一开钻进（一）、钻具结构：26"钻头（喷嘴：3*Ф15.8）+NC61(母)*NC77(母) +11"钻铤3根+NC77(公)*NC61(母)+26"稳定器1只+9"钻铤1根+26"稳定器1只+9"钻铤2根+NC61(公)*NC56(母)+ 8"钻铤8根+8"随钻震击器1套+8"钻铤3根+NC56(公)*NC50(母)+5"加重钻杆15根+5-1/2"钻杆(二)、钻进措施:1.钻进参数钻压:20-150千牛,转速:50-90转/分,排量:50-70 升/秒,泵压:10-18兆帕2、钻至设计井深300米。
钻井与完井+基础教程
动力系统：驱动与传动系统、气控系统 动力系统：驱动与传动系统、
钻机平台上的气体发动机 钻机平台上的气体发动机 远离钻机平台的柴油机 远离钻机平台的柴油机
6、井控系统
(1)组成：防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、 (1)组成：防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制 组成 机构组成。 机构组成。 (2)功能：控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。 (2)功能：控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。 功能
上、卸钻杆、钻铤丝扣和套管丝扣的专用工具。（内钳、 卸钻杆、钻铤丝扣和套管丝扣的专用工具。（内钳、 。（内钳 外钳） 外钳） 吊环是悬挂在大钩上 吊环是悬挂在大钩上，用以悬挂吊卡的专用工具 是悬挂在大钩 吊卡两侧有耳孔）。 （吊卡两侧有耳孔）。
吊卡用来卡住钻杆接头 提升钻柱或悬吊钻柱。 用来卡住钻杆接头， (2)吊卡和 (2)吊卡和吊环 吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。 吊卡
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能： 功能：
保证在钻井液高压循环的情况下， 保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和 动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。 动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
2、旋转系统
钻杆与钻铤 转动的转盘与方钻杆 顺时针转) (顺时针转)
功能： 功能：
从井底清除岩屑； ①从井底清除岩屑； 冷却钻头和润滑钻具。 ②冷却钻头和润滑钻具。
加重装置
方钻杆
钻柱 泥浆振动筛 泥浆池 环空 钻铤 钻屑下滑 废水池 井眼 钻头
泥浆泵号称钻机的“心脏” 泥浆泵号称钻机的“心脏”
3、循环系统
钻井操作技能
钻进
6)打完表层井深，调整好钻井液性能， 循环两周，吊测起钻。 7)起钻时连续向井内灌满钻井液，钻 头出转盘前，要提出大方瓦，再上提 钻具钻头通过转盘。 8)卸钻头，戴好井口帽子。 9)钻具放入钻杆盒并拉进支梁，用棕 绳封好支梁。 10)准备下入表层套管。
钻进
2．安全注意事项 (1)接卸钻头，要按标准操作进 行，丝扣要干净，并涂好丝扣油。 (2)开泵、停泵要配合得当。 (3)指重表调整好，灵活，指示 准确。
14、取芯工具的装配 15、取芯操作 16、岩芯出筒操作 17、定向井刹把操作 18、钻头工作情况判断 19、起钻刹把操作 20、起出钻头分析 21、更换大绳 22、下钻刹把操作 23、摘挂水刹车操作 24、拉猫头绳 25、液气大钳操作
第二章、完井作业
下生产套管准备工作
钻进
1．组织程序 1）第一次开钻钻头直径要根据表 层套管直径选定
钻进
套管与井眼的尺寸配合
套 管 直 径，mm 井眼钻头直径，mm
508 406 339.72 660.4 469 444.5
298.45
381
钻进
2)接好钻头，提出转盘大方瓦，下入 钻具。 3)钻头进人圆井开泵，配钻井液开钻， 钻井液粘度20-30秒，表层下深超过 150m必须使用三牙轮钻头开眼。 4)钻具结构按设计一开钻具结构；钻 进参数执行设计钻进参数。 5)表层套管的沉砂口袋不能大于2m。
钻进
1．工作程序
(1) 通过计算，选择好试压钻头水眼，使之在确定的排量下， 达到在钻进过程中有最高压力。 (2)接上高压试运转钻头，接上钻杆和方钻杆，要双钳紧扣。 (3)泵上水正常后停泵，倒好闸门。 (4)开泵，排量由小到大逐渐到确定排量。 (5)转盘转速由低到高，交替试运转，水龙带不摆不跳，试运 转平稳。 (6)高压试运转半小时，钻井泵、地面高压管线、立管、水龙 带、水龙头、泵压表等不刺不漏方为合格。发现问题及时整改， 整改后重新试压，直到合格为止。 (7)试压结束，停泵、停转盘，起钻，换掉试压钻头，按好第 二次开钻钻头和钻具，准备组织第二次开钻。
3.钻井与完井
目录
概况 一、 钻井方法 二、 旋转钻井基本构成 三、 旋转钻井工艺过程 四、 完井方式 五、 钻井新技术
48
2
2．石油钻井井型类别
1.1 把钻井按钻井的目的进行分类：
• 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、边探井
• 开发井： 生产井、注入井
• 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。
装钻井设备、泥浆泵，
安放或挖掘泥浆池等。
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21
3. 固井……钻进过程之三
将称为套管的无缝钢管下入井中，并在井眼和套管之间灌注水泥 浆以固定套管。 固井重要工序:下套管和注水泥
目的 加固井壁，防止浅处井壁坍塌。 隔离钻开的油﹑气、水层，防 止开采时层间相互干扰。
一口井从开始到完成，常需下入
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常用的四种完井方式
裸眼完井 射孔完井 衬管完井 砾石充填完井
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1. 裸眼完井
油层部位不下套管， 全部裸露，油层没有任 何遮挡地直接与井底相 通。 油气向井流动的阻力 最小，但井底容易坍塌 ，不易防止油层出砂。
徐波2007
油流
徐波2007
（1）裸眼完井方
48
法
26
2. 射孔完井
3.智能钻井
亚洲首台 全液压深 井智能钻 机TI-350T
48
39
亚洲首台全液压深井智能钻机TI-350T
由德国海瑞克、中石油、四川京石机械三方共同打造的全液压深井智能钻 机。是世界顶尖的石油工业装备技术，总投资35亿元(人民币)。
2014年 8月27日， 海瑞克钻机项目规划用地500亩（遂宁），分三期建设 ，全部建成后可实现年产“全液压深井智能钻机”40套，产值70亿。
钻井工艺基本流程
钻井工艺基本流程钻井工艺是指通过井眼钻进地下地层以便开采石油和天然气的过程。
它是复杂而关键的一步，涉及到多种技术、设备和工艺。
下面是钻井工艺的基本流程。
1.钻井筹划和准备阶段在开始钻井之前，需要进行详细的筹划和准备工作。
这包括确定钻井目标和井位，制定钻井计划，评估工程可行性，申请许可证和环保评估，并准备好必要的设备和材料。
2.井场设置和平衡阶段在井场设置和平衡阶段，需要进行井眼的设置和平衡操作。
这包括井场建设和布置，设置井底评价装置，平衡井眼以确保钻井进程的安全和稳定。
3.钻井井口阶段在钻井井口阶段，操作人员需要将钻井设备运送到井场，并进行钻井设备的组装和安装。
然后，需要进行井底装备测试和校准，以确保设备的正常运行。
4.钻进井眼阶段一旦钻井设备安装完成并通过测试，就可以进行钻井操作。
这个阶段涉及到操控钻台、钻井管和钻头来钻进地下地层。
操作人员需要根据井壁情况调整钻头的形状和尺寸，确保钻井进程的顺利进行。
5.钻进井底阶段当钻进到一定的深度后，需要进行井底操作。
这包括取心和分析地层信息，进行井下评价和测试，以及安装井眼防护和固井装置。
这些操作有助于确定矿藏的储量和品质，并确保井眼的完整和安全。
6.完井阶段完成井底操作后，就可以进行完井操作。
这包括安装沉积物损害保护和油管，进行固井和水泥封堵，安装管柱管理和防喷装置，并进行井身封堵测试和井眼测量。
这些操作的目的是确保井身的完整和井眼的安全。
7.钻井报告和井身管理阶段在钻井过程的最后阶段，操作人员需要撰写钻井报告，记录井身信息和工程数据，并进行井身管理和维护。
这包括更新井身图和资料，进行井眼保养和修复，以及实施井身监测和维护计划。
总之，钻井工艺是一项复杂而关键的工程过程，涉及到多个阶段和操作。
在每个阶段中，操作人员需要严格遵守安全规范和流程，并将工程数据实时监测和记录，以确保钻井过程的顺利进行，同时保证井身的完整和安全。
精品课程钻井与完井工程-课件05井控
（1）计算环空流速；
（2）流态判别 幂律流体
Re 1
01
201n0(Dd)nV2nm
K(2n1)n
3n
塑性流体
Re
10(Dd)Vm s[180(0D0sVd)]
幂律流体，当Re(3470-1370n)时，为紊流。
塑性流体，当Re2000时，为紊流。
第二节 井内波动压力预测方法
二、波动压力计算 （3）计算波动压力Psw
Qs
(d2
4
di2)VP
环空平均流速
Qi:进入运动管柱内的液 体流量， m3/s
d:运动管柱的外径，m
di:运动管柱内径，m
V1D d2 h2 ddi22VP(D 4h2Q i d2)
Vp:运动管柱的速度，m/s Dh:井眼直径，m
Qi是一个未知数，需要进行迭代计算
井控——波动压力计算
计算环空流速
波动压力计算例题
解 2.钻头水眼未堵，即运动管柱为开口管。
JJ 1 2 J 2 2 J 3 22 12 2 12 3 2.4 m 1 m 起钻时环空钻井液流速：
V c 0 .6 0 (2.5 1 1 2 .9 8 7 2 1 .8 2 7 2 .1 2 2 4 .124 0 .4)8=1.54m/s
略高于地层压力的条件下，有效地排除溢流的技术 。具体措施包括：
如何用钻井液的液柱压力平衡地层压力？ 当平衡被破坏，又怎样恢复井内压力平衡？
概述
二、井控技术的基本内容
1.研究对象和目的： (1)客观对象:地层 地层压力和地层破裂压力是造成井喷的客观条
件，研究方法是预测。 (2)主观对象:控制方法 如何发现和控制液流 (3)研究目的 a.揭示各种压力关系 b.阐述控制方法
钻井、完井采油基础知识
裸眼砾石充填
套管内砾石充填
四、采油基础知识
套补距：从方补心上平面到 套管四通下平面之间的距离
方补心上平面
。
油补距：从方补心上平面到 套管四通上平面之间的距离 。 需要注意的是套补距，它在钻
套 补 距
油 补 距
井架一撤之后现场就不存在了
，但在以后的生产过程中， 如补孔、下泵、抬高井口、修井等措施时的丈量管柱都
岩性坚硬致密、天然裂隙发育、井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层
裸眼完井 无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层 单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层 不准备实施封隔层段及选择性处理的储层 复合型完井 同裸眼完井 有气顶或储层顶届附近有高压水层，但无底水的储层
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三、完井基础知识
完井方式 适用的地质条件
油井完井方法。
油井完成的内容：确定井深结构，下套管 固井和给油流流入井底一个通道。
合理的油井完成方法：⑴具有较大的渗流面积 ⑵具有较好的出油条件 ⑶保护油层防止层间的串通
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三、完井基础知识
完井类型
①裸眼完井方式 先期裸眼完井 复合型完井方式 后期裸眼完井
②射孔完井方式 ③割缝衬管完井方式
④砾石充填完井方式 ⑤贯眼完井方式
如何采用先进适用的技术提高已开发油气田采收率、
提高油气井产量以及降低油气生产成本？
如何依靠技术进步和技术创新将未投入开发的油田
投入开发？
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二、钻井基础知识
石油和天然气开采过程中在地面和地下油气层之间建立的油气通道，这条通道就是井。 钻井 下套管 固井 井
地面与地下连通
完井
油气井
目的层与井筒连接
（1）裸眼完井方式——复合型完井方式
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钻机简介
陆上钻机
海洋钻井平台
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起 重能力)
大型钻机
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆， 井径> 160mm
超重型钻机 H>5000m，
W>2500kN
重型钻机 H＝3000～5000m
W＝2000～2500kN
轻便钻机
中型钻机
H＝1000～ 2500m
（钻铤外壁无台肩）
提升短节： 一根很短的钻杆，专门用于提升外壁无台肩的钻铤。
谢谢观赏
节流管汇：
由一系列特殊的、 可远程控制的管 线组成，用井口 防喷器组关井后， 司钻可以通过它 释放井底压力， 不至于造成井下 失控。
钻井八大件
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架 +柴油机、传动装置为十大件
小结
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力Байду номын сангаас
气控系统
系
统
井控系统
起升系统 旋转系统 循环系统
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能：
保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和 动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
(2)功能： 控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。
6、井控系统
国内防喷器产品
井
闸板防喷器 环形防喷器
口
分流器
旋转防喷器
防 喷
电缆防喷器 带压作业装置
器
防喷器可实现的功能：
组
1) 密封钻具
2) 强行起下钻
3) 悬挂钻具
4) 手动、液动锁紧闸板
5) 用作分流系统
6) 可以剪断钻具
6、井控系统
3、循环系统
→流程
泥泥浆泥通浆过泵立将管泥经浆水打龙入带循进环入管钻线柱
浆
经
井
眼
环
空
泥浆泵
流
泥浆回
回
流管线
泥
浆
水地龙面带管汇
池
(至立管)
立管
3、循环系统→分离装置
4、驱动与传动系统
(1)组成：动力机、传动部分
联轴器、离合器、 变速箱、皮带传动 及链条传动等装置
(2)功能
柴油机或 电动机
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。
吊环是悬挂在大钩上，用以悬挂吊卡的专用工具 （吊卡两侧有耳孔）。
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆
井口工具
指在起下钻过程中井口所用的工具。
卡瓦： 帮助钻柱座放于转盘，防止钻具落入井内。
安全卡瓦： 起下钻铤时卡紧和防滑的工具。一般卡在卡瓦上部的钻铤
上，防止卡瓦失灵情况发生，确保悬挂钻铤不会落入井内。
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
五大系统→三大系统→八大件
转盘不旋转 不需要方钻杆
井口工具
指在起下钻过程中井口所用的工具。
主要有吊钳、吊卡、吊环、卡瓦、安全卡瓦、提升短节等。
(1)吊钳
上、卸钻杆、钻铤丝扣和套管丝扣的专用工具。（内钳、 外钳）
(2)吊卡和吊环 吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。
宝鸡石油机械厂、南阳石油机械厂、江汉第四石油机械厂、 胜利油田动力机厂；
二、钻机的组成及功能
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
统
井控系统
1、起升系统
快绳
起升系统是必不
旋 转 滚筒
可少的，一般由
钻 井
井架、绞车、天 平
车、游车、大钩、 台
提
滚筒和钢丝绳组
升
成。
系
统
功能：
天车 死绳
5、气控系统
(1)组成：控制机构、传输管线和阀门、执行机构（气动 离合器等）以及压气机等。
(2)功能：
确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整 机协调一致的工作。
动力系统：驱动与传动系统、气控系统
钻机平台上的气体发动机
远离钻机平台的柴油机
6、井控系统
(1)组成： 防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制 机构组成。
W<300kN，
W＝800～ 421～60809kmNm钻杆，井径
< 150mm， 钻井深度从几十米到
1000m，常用于钻地质勘探井和水井等。
柴油机驱动钻机 2.动力设备 直流电驱动钻机
交流电驱动钻机
以柴油机为动力，通过机械 传动或液力传动的钻机。
工作机用直流电动机驱动。 通常用于海上钻井。
工作机用交流电动机驱动。
陆地钻机 陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的
3.使用地区
钻机。
海洋钻机 自升式钻井平台、半潜式钻井平台、 钻井船和钻井固定平台上的各种类 型的钻机。
国内外钻机现状
• ZJ32钻机、ZJ45钻机、ZJ50钻机、ZJ70 钻机 • 美国和德国等已形成9000m以上成套钻机的生产能
力，几乎垄断了世界超深井钻机市场。我国已完成 了9000米交流变频电驱动钻机的样机试制。 • 我国目前已研制成12000米钻机。 • 生产厂家 国企四家：
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)
2、旋转系统
→钻头
PDC钻头
取 芯
钻
头
2、旋转系统
→钻头
三牙轮钻头
新 钻 头 正 准 备 入 井
钻 井 液 高 速 流 过 喷 嘴
2、旋转系统
→井下钻具振动方式
钻柱扭振
钻柱横振
3、循环系统
→流程
泥浆的循环流程：
泥浆泵－地面高压
加重装置
管汇－立管－水龙带－
水龙头－钻柱（方钻杆、
钻杆、钻铤）－钻头－
环形空间－地面排出管
线－固控设备－泥浆池
－泥浆泵。
废水池
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻杆 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
钻 柱 纵 振
3、循环系统
泥浆池 泥浆泵 立管 水龙带 分离装置
加重装置
功能：
①从井底清除岩屑； ②冷却钻头和润滑钻具。
废水池
泥浆泵号称钻机的“心脏”
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
3、循环系统
→循环介质
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻 屑 2、润滑和冷却钻 具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、传递水功率