钻完井工艺流程 PPT课件
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钻井工艺技术PPT课件
以本段上部抗拉强度为准，本段下部强度未充分利 用。
合理性考虑： 从LT2中取出一段用LT1代替，并非用 T的2 套管直接
下LT2段。 也T 如3 此，从LT3中取出一段用L T1和
L T2’代替。
（3）校核 计算抗挤强度：从井口到井底逐段计算，下 部抗挤强度最大。 计算抗拉强度：从井底到井口逐段计算，上 部抗拉强度最大。 可采用二者可分别计算的方法。 目前用法：先用抗挤计算设计各段，再用抗 拉强度校核。 分段：不同强度段，越多越经济，受套管品 种限制，目前分四～五段为宜。
教材：《石油钻采机械概论》35元；
本课程用电子文档形式讲课，听课笔记注意只记标题 、彩色标识字体。
5. 套管螺纹连接 （1）三角螺纹连接 承载面：齿侧角30°斜面，产生较大径 向分力。 连接强度：只有管体强度的60～75% 。 密封方式：齿间干涉及丝扣油的堵塞实 现密封，密封性差。 （2）梯形螺纹连接 承载面： 3°斜面，导向面：10°斜面， 增强了齿形，减少了径向力。 连接强度：达到管体强度的85%。 密封方式：靠齿间干涉和丝扣油堵塞实 现密封，密封性差。 （3）套管接头螺纹分布规律 近似于抛物线，接头螺纹两端扣牙受力
②中国： 92年构思用“井下增压器”研究（由矿机教 研室增压器科研组完成）。 94年石油总公司招标，由石大、勘探院两家 分别进行可行性研究。 99年，单元、整机地面试验成功。 技术特点：利用地面泥浆，井下增压缸自动 水力换向，产生高压射流。难点超高压密封。 前景：试验成功是钻井的一场革命；增压技 术可用于地面和井下增压注水。
1．钻前准备 ① 定井位；②平井场； ③ 打基础；④备器材。 2．钻进 （1）全井钻进过程 ①一次开钻，下表层套管。 ②二次开钻，从表层套管内钻进。 ③三次开钻，从技术套管内钻进。
合理性考虑： 从LT2中取出一段用LT1代替，并非用 T的2 套管直接
下LT2段。 也T 如3 此，从LT3中取出一段用L T1和
L T2’代替。
（3）校核 计算抗挤强度：从井口到井底逐段计算，下 部抗挤强度最大。 计算抗拉强度：从井底到井口逐段计算，上 部抗拉强度最大。 可采用二者可分别计算的方法。 目前用法：先用抗挤计算设计各段，再用抗 拉强度校核。 分段：不同强度段，越多越经济，受套管品 种限制，目前分四～五段为宜。
教材：《石油钻采机械概论》35元；
本课程用电子文档形式讲课，听课笔记注意只记标题 、彩色标识字体。
5. 套管螺纹连接 （1）三角螺纹连接 承载面：齿侧角30°斜面，产生较大径 向分力。 连接强度：只有管体强度的60～75% 。 密封方式：齿间干涉及丝扣油的堵塞实 现密封，密封性差。 （2）梯形螺纹连接 承载面： 3°斜面，导向面：10°斜面， 增强了齿形，减少了径向力。 连接强度：达到管体强度的85%。 密封方式：靠齿间干涉和丝扣油堵塞实 现密封，密封性差。 （3）套管接头螺纹分布规律 近似于抛物线，接头螺纹两端扣牙受力
②中国： 92年构思用“井下增压器”研究（由矿机教 研室增压器科研组完成）。 94年石油总公司招标，由石大、勘探院两家 分别进行可行性研究。 99年，单元、整机地面试验成功。 技术特点：利用地面泥浆，井下增压缸自动 水力换向，产生高压射流。难点超高压密封。 前景：试验成功是钻井的一场革命；增压技 术可用于地面和井下增压注水。
1．钻前准备 ① 定井位；②平井场； ③ 打基础；④备器材。 2．钻进 （1）全井钻进过程 ①一次开钻，下表层套管。 ②二次开钻，从表层套管内钻进。 ③三次开钻，从技术套管内钻进。
钻进工程理论与技术固井和完井教学课件PPT
②套管弯曲引起的附加拉力
经验公式： Fbd 0.073 dcoAc kN
在为定向井、水平井以及狗腿度严重的直井中设计套管柱时，应考 虑弯曲引起的附加拉力。
③注水泥引起的附加拉力
Fc
h d ( m d )
4000
cin
kN
④其它附加拉力
•上提或下放套管时的动载、井壁摩擦力等。 •一般在安全系数中考虑。
1、轴向拉力及套管的抗拉强度 （1）套管的轴向拉力
自重产生的拉力、弯曲产生的附加拉力、注水泥时产生的附加力、 动载、摩阻等。
①自重引起的拉力
n
n
Fm
qi Li (1
d s
) 10 3
qmi Li 10 3 kN
i 1
i 1
qmi—— 第I种套管在钻井液中的单位长度重力，N； L i---- 第I种套管的长度，m； n —— 组成套管柱的套管种类（钢级、壁厚）。
（3）双向应力下的套管强度
从套管内部取一微小单元（如图），
分析可知，在外载作用下产生三个方向
的应力σt 、σr 、σz ，对于薄壁管， σt >>σr , σr 可以忽略。变为双向应 力问题。
由第四强度理论：
σz2 +σt2 -σzσt =σs2
σr
变换为椭圆方程：
1 z 2 s
t 2 s
pper
f 2 Sb S f
S D31
D2
k
用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper ，与D31处的实际地层 压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实际值，则 确定为尾管下深初选点；否则，另取D31进行试算 。
4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险
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。
《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
完井工程概述PPT课件
.
43
固井注水泥的目的之一
原油和天然气有序地从
井眼中流到地面，必须建
立密封性能良好的井眼通
第三是如何使流入井底的石油和天气沿井身，有效 地流到地面，即合理管理油气井 采油工程。
这三个过程是相互联系、相互影响、不可分 割的统一体。
.
2
概述
完井工程的概念
美国、前苏联和我国过去，一般都认为完井工程是钻井工 程的最后一道工序，即钻完目的层后下套管、注水泥固井（或 包括射孔）完井。一般包括三方面内容：
.
7
概述
完井工艺基本流程
更换完井液 钻开油气层
取芯 钻杆测试
完钻测井 下套管或衬管
投产
射孔或测试 下入生产管柱
.
注水泥 固井质量评价
8
现代完井工程的相关技术内容
岩心分析与评价测试 确定钻开油层钻井液类型 完井方式与方法选择 油层套管及油管尺寸确定 生产套管设计
注水泥设计 固井质量评价 射孔方案 完井试井评价 完井生产管柱 投产措施
.
17
基本技术内容
完井方法选择 钻开产层钻井液 固井技术 射孔技术 压裂与酸化技术 试井评价
.
18
基本技术内容简介
1、完井方法选择
（1）各种完井方法的 特点：
射孔完井、割缝衬 管完井、裸眼完井、 砾石充填完井等。
射孔完井法
套管射孔完井 尾管射孔完井 单管和多管射孔完井
无油管射孔完井
.
钻开油气层开始，直至油气井投产的 与油气井产能有关的相关工艺过程。
.
6
现代完井工程包括的基本工艺： 钻井工程：钻开油气层钻井液，固井(套管、水泥浆、
注水泥设计，固井质量评价)。 采油工程：射孔(射孔方式，完井液，射孔参数如孔
全国石油工程设计大赛钻完井工程设计PPT资料34页
G类
地面
常规
G类
300m
常规
G类
323m
常规
G类
314m
油套
2.1 钻机选择依据
DX井井深设计1839.49米，考虑到预应力固井和上提解卡的需要，选择 30钻机。
2.2 ZJ30主要设备简介
ZJ30部分设备表
名称 钻机 井架 天车 游车 大钩 水龙头 转盘 井架底座 柴油机 发电机
…
型号 ZJ30 TJ170131 TC-250 YC-250 DG-250 SL-225 ZP-520A
岩石力学参数分析图
层的力学不稳定性，地层整体强度 降低。
3.3 D1井实例分析
泥质含量、实测井径扩大率曲线 三压力剖面图
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析
采用Hoek-Brown准则计算泥煤互层段 的坍塌压力当量密度。
坍塌压力 当量密度最高
井深 H(m)
1094
1097
泥煤互层段坍塌压力变化示意图
井身结构设计图
4.2 井身剖面设计(直—增—稳)
井身剖面参数
测深 (m) 0.0 1209.0 1539.5 1839.5
井斜角 (deg) 0.0 0.0 88.0 88.0
方位角 (deg) 55.00 55.00 55.00 55.00
垂深 (m) 0.0 1209.0 1424.0 1434.5
23.56
28.94
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析(续)
Y-displacement 位移 mm
Y-displacement 位移 mm
井深1094m处的井筒Y方向位移云图
井深1097m处的井筒Y方向位移云图
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析(续)
《完井工程》课件
完井液分类
根据不同标准，完井液可分为多种类型，如常规 油井水泥浆、膨胀水泥浆、无固相完井液等。
完井液性能要求
为了满足完井工程的需求，完井液应具备适当的 密度、粘度、失水等性能指标。
完井设备与工具
钻井设备
01
钻井设备是完井工程中必不可少的设备之一，包括钻机、钻头
、钻杆等。
采油设备
02
采油设备用于油气的采集和运输，包括采油树、抽油机、输油
保护的有效途径。
智能化与自动化的挑战与机遇
总结词
智能化和自动化技术的发展为完井工程带来了新的挑战和机遇，可以实现远程控制、实时监测和智能决策。
详细描述
通过智能化和自动化的技术手段，可以实现对井下情况的实时监测和数据采集，为决策提供更加准确和及时的信 息。同时，智能化和自动化技术还可以提高作业效率和安全性，降低人工操作的误差和风险。然而，如何将智能 化和自动化技术应用到实际生产中，还需要克服技术、成本和安全等方面的挑战。
感谢观看
THANKS
管道等。
检测与测试工具
03
检测与测试工具用于检测油气层的各项参数，如压力、温度、
渗透率等。
完井工艺技术
射孔工艺
射孔工艺是通过高压射孔枪将射 孔弹射入油气层中，形成通道，
便于油气的开采和运输。
酸化压裂工艺
酸化压裂工艺是通过向油气层注入 酸液或压裂液，对油气层进行酸化 或压裂处理，提高油气层的渗透率 和产量。
详细描述
例如，新型高分子材料可以提高井下 工具的耐磨性和耐腐蚀性，延长使用 寿命；3D打印技术可以用于制造定制 的井下零件，提高作业效率和安全性 。
提高采收率与环境保护的平衡
总结词
在追求采收率的同时，环境保护也是不可忽视的因素Байду номын сангаас完井工程需要在这两者之间寻求 平衡。
根据不同标准，完井液可分为多种类型，如常规 油井水泥浆、膨胀水泥浆、无固相完井液等。
完井液性能要求
为了满足完井工程的需求，完井液应具备适当的 密度、粘度、失水等性能指标。
完井设备与工具
钻井设备
01
钻井设备是完井工程中必不可少的设备之一，包括钻机、钻头
、钻杆等。
采油设备
02
采油设备用于油气的采集和运输，包括采油树、抽油机、输油
保护的有效途径。
智能化与自动化的挑战与机遇
总结词
智能化和自动化技术的发展为完井工程带来了新的挑战和机遇，可以实现远程控制、实时监测和智能决策。
详细描述
通过智能化和自动化的技术手段，可以实现对井下情况的实时监测和数据采集，为决策提供更加准确和及时的信 息。同时，智能化和自动化技术还可以提高作业效率和安全性，降低人工操作的误差和风险。然而，如何将智能 化和自动化技术应用到实际生产中，还需要克服技术、成本和安全等方面的挑战。
感谢观看
THANKS
管道等。
检测与测试工具
03
检测与测试工具用于检测油气层的各项参数，如压力、温度、
渗透率等。
完井工艺技术
射孔工艺
射孔工艺是通过高压射孔枪将射 孔弹射入油气层中，形成通道，
便于油气的开采和运输。
酸化压裂工艺
酸化压裂工艺是通过向油气层注入 酸液或压裂液，对油气层进行酸化 或压裂处理，提高油气层的渗透率 和产量。
详细描述
例如，新型高分子材料可以提高井下 工具的耐磨性和耐腐蚀性，延长使用 寿命；3D打印技术可以用于制造定制 的井下零件，提高作业效率和安全性 。
提高采收率与环境保护的平衡
总结词
在追求采收率的同时，环境保护也是不可忽视的因素Байду номын сангаас完井工程需要在这两者之间寻求 平衡。
现代完井工程及技术ppt课件
➢ 现代完井技术也在朝着新的方向发展，朝着智能化、一体化、 精细化的方向发展，并展现出了强大的应用前景。
更换完井液 钻开油气层
取芯 钻杆测试
完钻测井 下套管或衬管
投产
射孔或测试 下入生产管柱
注水泥 固井质量评价
二
完井设计原则和要求
油井完井方式是构成油井的基本条件，直接 影响井的性能，是油、水、气井的生产通道，不 但要保持井眼畅通，而且要保持油藏和井底的畅 通，同时要能适应开发全过程的井下作业、人工 举升、生产测试的要求。
后期裸眼完井
①一般情况下地层井 壁坚固稳定，不坍塌； ②一般用于地质分层 掌握不够准确的井 （如探井）。
2
射孔完井
套管射 孔完井
一般是钻穿产层后，下入生产套管，在套 管与地层环空注入水泥，用射孔弹射穿套 管和产层，建立井筒与产层油气通道。
尾管射 孔完井
将技术套管下到油层顶部并固井，钻开产 层后再下入尾管并悬挂在技术套管上，经 注水泥和射孔后构成井筒与油层的通道。。
➢该完井方法可有效避免注水泥作业和射孔作业时对油 层的伤害，并具有较强的防砂能力。
四
完井新技术及发展
1、小井眼完井技术
井眼内下入的套管尺寸和层数受限，
井
复杂地层钻进应急措施难以展开。
完善管柱结构，
眼
小
的 完 井
完井管柱尺寸受限，一些完井工具 如管外封隔器等使用和数量受限， 难以保证完井质量，施工难度大。
后期裸眼完井是在钻 穿产层以后，将产层 套管下到产层顶部注 水泥，产层裸眼或下 筛管的完井方法。
先期裸眼完井方式 后期裸眼完井方式
适用条件
先期裸眼完井
①产层物性基本一致，无 气顶、夹层水和底水； ②产层胶结良好，井壁坚 固，不坍塌； ③地层界面清楚，能准确 地在产层顶部下入套管； ④适用于不进行增产作业 的产层。
更换完井液 钻开油气层
取芯 钻杆测试
完钻测井 下套管或衬管
投产
射孔或测试 下入生产管柱
注水泥 固井质量评价
二
完井设计原则和要求
油井完井方式是构成油井的基本条件，直接 影响井的性能，是油、水、气井的生产通道，不 但要保持井眼畅通，而且要保持油藏和井底的畅 通，同时要能适应开发全过程的井下作业、人工 举升、生产测试的要求。
后期裸眼完井
①一般情况下地层井 壁坚固稳定，不坍塌； ②一般用于地质分层 掌握不够准确的井 （如探井）。
2
射孔完井
套管射 孔完井
一般是钻穿产层后，下入生产套管，在套 管与地层环空注入水泥，用射孔弹射穿套 管和产层，建立井筒与产层油气通道。
尾管射 孔完井
将技术套管下到油层顶部并固井，钻开产 层后再下入尾管并悬挂在技术套管上，经 注水泥和射孔后构成井筒与油层的通道。。
➢该完井方法可有效避免注水泥作业和射孔作业时对油 层的伤害，并具有较强的防砂能力。
四
完井新技术及发展
1、小井眼完井技术
井眼内下入的套管尺寸和层数受限，
井
复杂地层钻进应急措施难以展开。
完善管柱结构，
眼
小
的 完 井
完井管柱尺寸受限，一些完井工具 如管外封隔器等使用和数量受限， 难以保证完井质量，施工难度大。
后期裸眼完井是在钻 穿产层以后，将产层 套管下到产层顶部注 水泥，产层裸眼或下 筛管的完井方法。
先期裸眼完井方式 后期裸眼完井方式
适用条件
先期裸眼完井
①产层物性基本一致，无 气顶、夹层水和底水； ②产层胶结良好，井壁坚 固，不坍塌； ③地层界面清楚，能准确 地在产层顶部下入套管； ④适用于不进行增产作业 的产层。
钻完井工艺流程介绍PPT
钻完井工艺流程介绍
• 引言 • 钻井阶段 • 完井阶段 • 钻完井工艺中的挑战与解决方案 • 未来钻完井工艺的发展趋势
01
引言
目的和背景
01
石油和天然气是现代社会的重要 能源，钻完井工艺是获取这些能 源的关键技术。
02
随着科技的发展，钻完井工艺不 断进步，提高开采效率和安全性 。
钻完井工艺流程概述
取芯
取芯筒选择
取芯处理
根据地层特性和取芯要求，选择合适 的取芯筒。
对取出的岩芯进行清洗、编号、描述 等处理，以便后续分析。
取芯作业
将取芯筒下入井内，通过钻杆将地层 岩石取出。
钻井液循环
循环建立
通过钻井液循环系统，建立循环 通道，将钻屑带出井外。
循环控制
根据需要调整循环压力和流量，确 保钻屑有效排出，同时保护井壁稳 定。
钻井液处理
对循环的钻井液进行净化、调整性 能参数等处理，以满足钻进需要。
03
完井阶段
完井前准备
井眼准备
清理井眼，确保井壁光滑，无杂 物和碎屑。
设备检查
对完井工具和设备进行全面检查， 确保其完好和正常工作。
钻井液处理
根据需要调整钻井液性能，以满 足完井作业要求。
Hale Waihona Puke 完井作业下套管将套管下入井眼，固定井壁，为后续作业提供保 护。
钻机设备维护与升级
钻机设备维护与升级
钻机设备是钻完井过程中的重要装备，其性能和维护状况直接影响到钻井效率和 质量。因此，维护和升级钻机设备是钻完井工艺中的一项重要任务。
解决方案
为了维护和升级钻机设备，需要采取一系列措施，包括定期检查和保养设备、及 时维修和更换磨损部件、升级改造老旧设备等。同时，还需要加强设备管理，建 立健全的设备维护和保养制度，确保设备的正常运行和使用效果。
• 引言 • 钻井阶段 • 完井阶段 • 钻完井工艺中的挑战与解决方案 • 未来钻完井工艺的发展趋势
01
引言
目的和背景
01
石油和天然气是现代社会的重要 能源，钻完井工艺是获取这些能 源的关键技术。
02
随着科技的发展，钻完井工艺不 断进步，提高开采效率和安全性 。
钻完井工艺流程概述
取芯
取芯筒选择
取芯处理
根据地层特性和取芯要求，选择合适 的取芯筒。
对取出的岩芯进行清洗、编号、描述 等处理，以便后续分析。
取芯作业
将取芯筒下入井内，通过钻杆将地层 岩石取出。
钻井液循环
循环建立
通过钻井液循环系统，建立循环 通道，将钻屑带出井外。
循环控制
根据需要调整循环压力和流量，确 保钻屑有效排出，同时保护井壁稳 定。
钻井液处理
对循环的钻井液进行净化、调整性 能参数等处理，以满足钻进需要。
03
完井阶段
完井前准备
井眼准备
清理井眼，确保井壁光滑，无杂 物和碎屑。
设备检查
对完井工具和设备进行全面检查， 确保其完好和正常工作。
钻井液处理
根据需要调整钻井液性能，以满 足完井作业要求。
Hale Waihona Puke 完井作业下套管将套管下入井眼，固定井壁，为后续作业提供保 护。
钻机设备维护与升级
钻机设备维护与升级
钻机设备是钻完井过程中的重要装备，其性能和维护状况直接影响到钻井效率和 质量。因此，维护和升级钻机设备是钻完井工艺中的一项重要任务。
解决方案
为了维护和升级钻机设备，需要采取一系列措施，包括定期检查和保养设备、及 时维修和更换磨损部件、升级改造老旧设备等。同时，还需要加强设备管理，建 立健全的设备维护和保养制度，确保设备的正常运行和使用效果。
钻井工程各工艺流程详细介绍ppt课件
液
(1)吊钳
压
大
钳
和
吊
1-18
钳
51
(2)吊卡
井口工具
(3)吊环
52
井口工具
(3)安全卡瓦
(4)钻铤提升短节
53
第四节 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。
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。
11
第二节 钻井设备
钻机：石油钻井的地面配套
设备，由多种机器设备组成 的一套大功率重型联合工作 机组，可以满足完成钻进、 接单根、起下钻、循环洗井、 下套管、固井、完井及特殊 作业和处理井下事故等要求。
轻型钻机 目前我油田有XJ550、XJ350、K61钻机
16
钻机的分类（动力设备）
柴油机驱动钻机 以柴油机为动力，通过机 械传动或液力传动的钻机
直流电驱动钻机 工作机用直流电动机驱动。 海上钻井普遍采用
交流电驱动钻机 工作机用交流电动机驱动
17
钻机的组成及功能
1、起升系统 2、旋转系统 3、循环系统 4、驱动与传动系统 5、气控系统 6、井控系统
钻井知识及钻井技术讲座
1
主要内容
前 言 第一章 油气井钻井方法及工艺 第二章 现代钻井技术发展概况
2
第一章 油气钻井方法及工艺
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。
钻井工程PPT课件
四、钻井地质பைடு நூலகம்础知识
• 钻井地质基础知识
（一）岩石的机械性质 1、岩石的机械性质 ⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。 ⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强 ⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形
的性质叫岩石的塑性。 ⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身也受到岩
石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。 ⑸岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程
（二）、钻机的旋转系统 旋转系统包括转盘和水龙头两大部分。他们的主要作用是在钻具不断钻进及不断循环钻井 液的条件下，保证钻具的旋转。
（三）、钻机的循环系统 为了随时用钻井液清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。主要包括钻井泵、 地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备、调配钻井液设备等。在井下动力钻井 中，循环系统还担任传递动力的任务。
(四)传动系统 包括减速箱、变速箱、液压变矩器、三角皮带、链条。 (五)控制系统 包括牙嵌、齿式、气动离合器，司钻控制台、控制阀件等。 (六)制动系统 即刹车系统、包括刹把、刹车带、主刹车、辅助刹车等。 （七）井控系统 由井口液压防喷器、节流与压井管汇、液压控制系统 （八）钻井仪表 包括大钩指重表、转盘扭矩表、转盘转速表、泵压表泥浆出口流量表、大钳扭矩表、井深 钻速表以及记录仪等。
(二）钻井液粘度、切力与钻井的关系 1、粘度、切力过大有以下害处。 ⑴流动阻力大，能量消耗多，功率低，钻速慢； ⑵净化不良（固控设备不易充分发挥效力），易引起井下复杂情况； ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、喷、漏和井塌等事故； ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
2、粘度和切力过低也不利于钻井，如： ⑴洗井不良，井眼净化效果差； ⑵冲刷井壁加剧，引起井塌等井下事故； ⑶岩屑过细影响录井。
钻完井工艺流程 PPT课件
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
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
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。
地漏试验的步骤：
• 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。
钻井程序
volume
(after Gaarenstroom et al., 1993) Nhomakorabea 钻井程序
弃井作业程序
每次注水泥塞的长度不超过200米。
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。
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。
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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 土质资料采集。
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。
• 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、钻井液密的使用。
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
~~~~~~
30"隔水导管 108.00m （入泥50米）
转盘面
0.00m
~~~~~
井口平台 17.71m
海平面
38.1m
泥
面 53.8m
13-3/8"套管 650.00m 17-1/2"井眼 655.00m
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。
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
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。
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
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。
钻井作业的主要的承包商有：
• 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
钻井设计内容
平台就位设计
井身结构设计
钻井作业程序
防喷器和井口系统
弃井作业程序
套管柱设计
特殊作业程序
固井设计
钻井风险分析
钻井液设计
应急计划
钻头设计
作业进度计划
水力参数设计
钻井材料计划
钻具组合设计
井眼轨迹设计
地层评价计划
钻井设计的基本原则
钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。
压载
升船
拖航作业
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。
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。
9-5/8"套管前置浆返至13-3/8"套管 鞋上下至少各100米
9-5/8"套管后置尾浆返至馆陶组以上 至少150米，以封固馆陶组水层
9-5/8"套管 2130 m (TVD) 12-1/4"井眼 2134m (TVD)
7"割缝套管顶部(重合50米)
7" 割缝管 2233~2243 m (TVD) 8-1/2"井眼 2230~2240 m (TVD)
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。
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
钻井作业
试油作业 拆迁作业
拖航 就位 压载 升船 钻前 准备 辅助
钻进作业 地层评价 辅助工作 固井工作
纯钻进 扩眼
起下钻
取心 电测 地漏试验
循环 固井准备 测斜 下套管 短起下 起下内管 倒换钻具 注水泥
其它 地质循环 其它
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
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
候凝
复杂情况、处理事故、修理时间、 拆装井口 组织停工、自然停工、其它停工 钻水泥塞
CBL
准备 射孔 通井 测试 下桥塞 酸化 其它
弃井 降船 拔桩 拖航 辅助
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。
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 土质资料采集。
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。
• 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、钻井液密的使用。
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
~~~~~~
30"隔水导管 108.00m （入泥50米）
转盘面
0.00m
~~~~~
井口平台 17.71m
海平面
38.1m
泥
面 53.8m
13-3/8"套管 650.00m 17-1/2"井眼 655.00m
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。
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
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。
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
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。
钻井作业的主要的承包商有：
• 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
钻井设计内容
平台就位设计
井身结构设计
钻井作业程序
防喷器和井口系统
弃井作业程序
套管柱设计
特殊作业程序
固井设计
钻井风险分析
钻井液设计
应急计划
钻头设计
作业进度计划
水力参数设计
钻井材料计划
钻具组合设计
井眼轨迹设计
地层评价计划
钻井设计的基本原则
钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。
压载
升船
拖航作业
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。
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。
9-5/8"套管前置浆返至13-3/8"套管 鞋上下至少各100米
9-5/8"套管后置尾浆返至馆陶组以上 至少150米，以封固馆陶组水层
9-5/8"套管 2130 m (TVD) 12-1/4"井眼 2134m (TVD)
7"割缝套管顶部(重合50米)
7" 割缝管 2233~2243 m (TVD) 8-1/2"井眼 2230~2240 m (TVD)
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。
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
钻井作业
试油作业 拆迁作业
拖航 就位 压载 升船 钻前 准备 辅助
钻进作业 地层评价 辅助工作 固井工作
纯钻进 扩眼
起下钻
取心 电测 地漏试验
循环 固井准备 测斜 下套管 短起下 起下内管 倒换钻具 注水泥
其它 地质循环 其它
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
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
候凝
复杂情况、处理事故、修理时间、 拆装井口 组织停工、自然停工、其它停工 钻水泥塞
CBL
准备 射孔 通井 测试 下桥塞 酸化 其它
弃井 降船 拔桩 拖航 辅助
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。