钻井与完井工程完整课件超值
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钻井工程管志川第七章固井和完井ppt课件
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二、井身结构设计的原则
1、有效地保护油气层；
2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安 全、快速钻进；
3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范 围内，具有压井处理溢流的 才干。
三、井身结构设计的基础数据
地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地 层坍塌压力剖面。
（1） ρd≥ρpmax+ Sb
防井涌
（2） (ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P 防压差卡 钻
（3） 防井漏
ρdmax+ Sg + Sf ≤ρfmin
（4） ρdmax+ Sf + Sk ×Dpmax/ Dc1≤ρfc1 漏
防关井井
其中：
ρd —— 钻井液密度， g/cm3；
.
第一节 井身结构设计
主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺 寸的配合。 一、套管的分类及作用 1、表层套管 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。 2、生产套管〔油层套管）
钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层， 提供油气生产通道。 3、中间套管〔技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可 以是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。 4、尾管〔衬管）
由 ρf =ρpmax+ Sb + Sg + Sf
计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的 井深D21 ，即为中间套管下深初选点。
（2〕考虑可能发生井涌
由 ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21
用试算法求 D21；先试取一个D21，计算ρf ； 将计算出的ρf 与D21处查得的ρf 进行比较，若 计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可 以确定D21为中间套管初选点。否则，重新进行 试算。
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二、井身结构设计的原则
1、有效地保护油气层；
2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安 全、快速钻进；
3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范 围内，具有压井处理溢流的 才干。
三、井身结构设计的基础数据
地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地 层坍塌压力剖面。
（1） ρd≥ρpmax+ Sb
防井涌
（2） (ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P 防压差卡 钻
（3） 防井漏
ρdmax+ Sg + Sf ≤ρfmin
（4） ρdmax+ Sf + Sk ×Dpmax/ Dc1≤ρfc1 漏
防关井井
其中：
ρd —— 钻井液密度， g/cm3；
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第一节 井身结构设计
主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺 寸的配合。 一、套管的分类及作用 1、表层套管 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。 2、生产套管〔油层套管）
钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层， 提供油气生产通道。 3、中间套管〔技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可 以是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。 4、尾管〔衬管）
由 ρf =ρpmax+ Sb + Sg + Sf
计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的 井深D21 ，即为中间套管下深初选点。
（2〕考虑可能发生井涌
由 ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21
用试算法求 D21；先试取一个D21，计算ρf ； 将计算出的ρf 与D21处查得的ρf 进行比较，若 计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可 以确定D21为中间套管初选点。否则，重新进行 试算。
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。
深井钻井技术及完井工艺41页PPT
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉60Leabharlann 生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
深井钻井技术及完井工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉60Leabharlann 生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
深井钻井技术及完井工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
钻井与完井工程ppt课件9 储层保护
2020/4/19
碱敏程度评价指标
损 害 程 度 ～ 3 0
30 70 7 0
敏 感 程 度 弱 中 强
碱敏损害实质
• 油气层中粘土矿物遇到高PH值液分散和溶解
形成微粒以及氢氧根离子与二价阳离子生成
微粒沉淀堵塞孔喉，
化学作用；
2020/4/19
2020/4/19
2020/4/19
2020/4/19
Q速敏损Βιβλιοθήκη 机理示意图2020/4/19
2020/4/19
2020/4/19
2020/4/19
（2）水敏评价实验
A 水敏实验概念和目的及损害机理 概念 • 油气层水敏性－由于油气层遇淡水后引 起渗透率降低的现象。 • 次地层水－矿化度为地层水一半的盐水 水敏实验目的
• 找出水敏损害程度； • 为盐敏实验提供实验盐度范围。
Q流 量 ， cm3/s; K- 渗 透 率 ， m2。
6-1 Absolute Permeability：绝对渗透率
定义:单相流体在不与岩石发生任何物理和化学作用 下的渗透率?(Example Gas, Water, Oil)
Q P1 For Gas
Q P2
A
气体状态方程
P 1Q 1P2Q 2PoQ oPQ
K Kmax + + +
临界HPc
当 K i1K i× 1 0 0 % 5 % ， 时
+
K i1
+
+ ++
Kmin
Ki-1
地层PH
PHc
岩心碱敏实验曲线
12 PH PHc
2020/4/19
碱敏实验原理与评价指标
《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。
西安石油大学石油工程概论4钻井及完井52页PPT
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
西安石油大学石油工程概论4钻井及完井 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
西安石油大学石油工程概论4钻井及完井 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
《石油钻井完井》PPT课件
（四）在地层孔隙内生成沉淀物
生产固体或絮状沉淀物而堵塞地层孔隙
（五） 泥浆内固相颗粒直接侵入生 产层（泥侵）
(1) 侵入的粘土颗粒或固相质点堵塞地层 孔隙
(2) 减少地层孔隙的有效直径（与粘土膨
胀相似）
泥侵深度依泥浆性能、孔隙尺寸大小及 压差大小等因素而异。
二、地层损害程度分析
• 平均渗透率：
（三）封隔器射孔完井法
系把套管封隔器接在套管柱的适宜部 位而下入井内，使它正对生产层。
优点：
(1) 支持上部液柱压力，使产层无受水 泥浆侵入危害；
(2) 封隔器封闭了油气层，减少了水泥 浆的气侵，有得利于提高固井质量；
(3) 能在产层附近形成良好的密封； (4) 可减少油气窜通。
三、贯眼完井法
缺点：
(1) 钻井和固井时对油气层的损害 较为严重；
(2) 油气层与井底连通面积小、油 气层流入井阻力较大。
射孔完井法
单管完井法 多管完井法 无油管完井法 无油管多层完井法
（一）单管射孔完成法
特点： 一口井内下一根油管，一次开采一层
或性能和压力相近的多层油气层。
（二）多管射孔完井法
也称多层完井法或平行管多层完井法， 系在油层套管内下入两根以上油管柱， 以便同时分别开采压力、性能不同的几个 油、气生产层。
由稳定径向流达西公式和任意半径 处径向流量相等可求得
K
ln re / rw
1 Ke
ln re
/ ra
1 Ka
ln ra
/ rw
K a 0,K 0
ra , K K a
二、地层损害程度分析
损害比DR
DR Ke K
损害比与地层损害程度的关系如下：
钻井与完井工程课件6定向井
f, e or A
Direction Plane X
Lease Boundary Surface Location for Well No. 2 Surface Location for Well No. 1
Bottom Hole Location for Well 2 Houses
Figure 8.2 - Plan view of a typical oil and gas structure under a lake showing how directional wells could be used to develop it. Best locations? Drill from lake?
概述
1）胜利油田辛74—11与目标井穿四个油 层，相当于4口直井的经济效益 2）磨3井（四川磨溪构造），薄油层， 总深度1685m，油层内延伸160m，初产 产量比直井高10倍。 3）原苏联申拜油区66 / 45井，块状油 层，八个分枝井底，产量增加10倍。
概述
3、海上生产集输需要
概述
4、钻井技术的需要
需用定向井来处理井下复杂 情况或易斜地层的钻井。
1 ）新疆柯 3 井，井喷失控着火，几年后请美 国人来钻定向救援井。 2）我国自行设计、施工的数口成功的定向救 援井：濮2—151井（中原油田）、永59井 （胜利）、南2—1井（青海）。均成功地 制服了井喷失控事故。 3）侧钻定向井已为一般钻井公司所掌握。 4）川东钻探公司高陡构造区块移动地面井位 的钻井技术。
Oil Producing Well Ready to Abandon Sidetracked Out of Casing Possible New Oil Old Oil Reservoir
钻井与完井工程ppt课件9 储层保护
储层保护的核心是有针对性地控制各种外因，使储层 的内因不发生改变或改变小，从而达到保护储层的目 的。
.
3
概述
储层损害原因： 凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层 内在因素，均属储层潜在损害因素（内因）。它包 括储层孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地 层流体性质等。
在施工作业时，任何能够引起储层微观结构或流体 原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作 业条件，均为储层损害的外因。它包括入井流体性 质、压差、温度和作业时间等可控因素。
定义:孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的 收缩部分
孔喉
骨架颗粒
孔隙
.
11
5. Saturation 饱和度
定义:油气层流体充满孔隙空间的程度,用某相流体 所占孔隙空间的份数来度量。
Vl Sl
Vf
S l --某 液 相 的 饱 和 度 ；
V l -- 某 液 相 所 占 空 间 体 积 ； Vf - -孔隙体积；
Water Drop
90。
亲水
90。
亲油
90。
两性
.
18
8 Wattability Alteration：润湿性反转
定义: 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为 亲油的现象。
90。
亲水
处理剂
90。
亲油
.
19
9 Capillary Pressure：毛细管力
定义:毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间的 压力差,它指向液面凹方向，即指向非润湿 相一方。
定义: 毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运 动产生的附加阻力的现象。
毛细管附加阻力
Case 1
P c P c 2 ( c o s2 c o s1 )/r 1 2
.
3
概述
储层损害原因： 凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层 内在因素，均属储层潜在损害因素（内因）。它包 括储层孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地 层流体性质等。
在施工作业时，任何能够引起储层微观结构或流体 原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作 业条件，均为储层损害的外因。它包括入井流体性 质、压差、温度和作业时间等可控因素。
定义:孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的 收缩部分
孔喉
骨架颗粒
孔隙
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11
5. Saturation 饱和度
定义:油气层流体充满孔隙空间的程度,用某相流体 所占孔隙空间的份数来度量。
Vl Sl
Vf
S l --某 液 相 的 饱 和 度 ；
V l -- 某 液 相 所 占 空 间 体 积 ； Vf - -孔隙体积；
Water Drop
90。
亲水
90。
亲油
90。
两性
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18
8 Wattability Alteration：润湿性反转
定义: 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为 亲油的现象。
90。
亲水
处理剂
90。
亲油
.
19
9 Capillary Pressure：毛细管力
定义:毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间的 压力差,它指向液面凹方向，即指向非润湿 相一方。
定义: 毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运 动产生的附加阻力的现象。
毛细管附加阻力
Case 1
P c P c 2 ( c o s2 c o s1 )/r 1 2
钻井与完井工程第一至第四章
二、简单应力 条件下岩石的
强度
主要内容
五、岩石 的抗压入 破碎强度
三、复杂应力条 件下岩石的强度
四、岩石的 弹性
一、岩石的应力—应变曲线 BC段：随着荷载的继续增大，变形和荷载呈非线性关系，裂隙进入不稳定发展状
态，这是破坏的先行阶段。这一段应力-应变曲线的斜率随着应力的增加逐渐减小 到零，曲线向下凹，在岩石中引起不可逆变化。塑性变形阶段。
于破坏面(或剪
切滑动面)的垂
直(法向)压应力
σ
的增加而增大
的。
f C
f tan
库仑剪切强度曲线
1 2
1 3
1 2
1 3
c os2
1 2
1 3
sin 2
三轴应力作用下岩石机械ห้องสมุดไป่ตู้质的变化
一个显著变化是：随着围压的增大，岩石强度极限明显增大，但对
两
于不同的类型的岩石，增大幅度和倍数是不一样的；同时，围压对
直径与最大颗粒尺寸的比值至少营为10：1。因此， 原则上应尽量采用较大直径的试件。建议采用 2.2~2.6厘米直径的试件。
岩石抗拉伸强度
可通过直接和间接抗拉伸强度试验来确定 直接测量：
把岩样加工成拉伸试样，置于材料 拉伸试验机上进行简单应力状态下(或称 单轴抗拉伸状态)的拉伸试验。岩样拉断 时的应力值即为岩石的抗拉伸强度。
用与全尺寸钻头形状相似的微型模拟钻头在一定的钻进参数下与岩石钻 磨，测量给定时间内钻头切削刃的外形磨损，以比较各类岩石的研磨性。
其实质是确定一个转动的金属圆环在岩石表面上相互摩擦时的磨损量， 以此作为度量岩石研磨性的指标。
摩擦磨损法
实验证明，金属环的单位摩擦路程的 磨损不取决于圆盘的转速，而只与载W成 正比，因而可用一个比例常数来表示：
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
西安石油大学石油工程概论4.钻井与完井资料PPT课件
这项技术的主要特点是对油气层的损害小但此项钻井技术易造成发生事故这就要有高80年代末到90年代初发展了欠平衡压力钻井技术又称有控制的负压钻井是指钻井过程中钻井液液柱压力略小于地层压力允许油气层流体流入井眼并可将其循环到地面进行有效控制有利于油气层保护
Chapter 4 钻井与完井
（3课时）
第一节 钻井方法 第二节 旋转钻井系统的基本构成 第三节 旋转钻井工艺过程 第四节 完井 第五节 特殊钻井技术 第六节 海洋石油钻井
包括钻井工程师、机械工程师和电气工程师等。 ❖ 第三部分人员是管理人员
包括钻井经理、会计、器材管理员和生活管理员等。
48
22
§4.3 旋转钻井工艺过程
一口井从开始到完成，大致要经历准备工作、钻进、固井、其 它作业等工序。
48
23
§4.3 旋转钻井工艺过程
➢定井位 一口井从开始到完成，大致要经历准备工作、钻进、固井、其
➢ 第二次开钻后，改用小于表层套管直径的钻头，往下钻至目的层上 方处再停钻；
➢ 下入第二层套管，称之为技术套管，再注水泥固井。 目的：用以封固易塌层和高压水层，或为保护浅部的油气层等。
➢ 第三次开钻后再改用更小的钻头，一直钻到目的层以下； ➢ 下入第三层套管，称为油层套管，再注水泥固井。
目的：为试油和今后采油气创造条件。 ➢ 最后射孔：利用射孔枪打穿套管和水泥环，为油流入井提供流动通道。
按动力传递方式不同，分为转盘旋转钻井和井下动力钻井 两种。
48
6
（1） 转盘旋转钻井
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；
Chapter 4 钻井与完井
（3课时）
第一节 钻井方法 第二节 旋转钻井系统的基本构成 第三节 旋转钻井工艺过程 第四节 完井 第五节 特殊钻井技术 第六节 海洋石油钻井
包括钻井工程师、机械工程师和电气工程师等。 ❖ 第三部分人员是管理人员
包括钻井经理、会计、器材管理员和生活管理员等。
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§4.3 旋转钻井工艺过程
一口井从开始到完成，大致要经历准备工作、钻进、固井、其 它作业等工序。
48
23
§4.3 旋转钻井工艺过程
➢定井位 一口井从开始到完成，大致要经历准备工作、钻进、固井、其
➢ 第二次开钻后，改用小于表层套管直径的钻头，往下钻至目的层上 方处再停钻；
➢ 下入第二层套管，称之为技术套管，再注水泥固井。 目的：用以封固易塌层和高压水层，或为保护浅部的油气层等。
➢ 第三次开钻后再改用更小的钻头，一直钻到目的层以下； ➢ 下入第三层套管，称为油层套管，再注水泥固井。
目的：为试油和今后采油气创造条件。 ➢ 最后射孔：利用射孔枪打穿套管和水泥环，为油流入井提供流动通道。
按动力传递方式不同，分为转盘旋转钻井和井下动力钻井 两种。
48
6
（1） 转盘旋转钻井
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；
钻井与完井工程ppt课件3 储层岩石的性质
薄片观测
• 对于较致密的细粒岩石，还可以制成岩石薄片．用显 微镜观测或图像分析仪器测定其粒度组成。
• 近年来国内外研制和使用了多种基于光学原理的颗粒 直径测定方法和仪器。
砂岩粒度表示
• 粒度组成用作图法表示，如直方图(a)、频率曲线图(b)
和累积曲线图(c) 等。
砂岩粒度的参数表示
• 为了定量计算粒度组成的均匀程度或特征，引入了粒 度参数： 1)不均匀系数：累积质量60 %和10%对应的颗粒直径之 比，不均匀系数在1-20之间。 2)分选系数S ：累积质量75 %和25%对应的颗粒直径之 比的平方根，1-2.5分选好，2.5-4.5为中，大于4.5为差。 3)标准偏差 4)平均粒度
3.1 多孔岩石的骨架
• 砂岩是由性质不同、形状各异、大小不等的砂粒经胶结 物胶结而成的。储层性质主要受颗粒的大小、形状、排 列方式，胶结物的成分、数量、性质以及胶结方式的影 响。
• 碳酸盐岩(如灰岩和白云岩等)不存在粒度问题，因为其 骨架颗粒、胶结物及孔隙充填物基本上都是相同物质， 无法将它们分为单个颗粒。
体积值用同等体积的直径来表示 (单位：mm或μm)。 • 线性值常用大、中、小三个直径
颗粒级别的划分
• 按砂粒大小范围所分的组称为粒级。划分粒级的方法 很多，下表是常见的一种。
泥
(粘
粉砂
砂
砾
粒级 划分
土)
细粉砂
粗粉
砂
细砂
中砂
粗
细
中砾
粗砺
砂
砾
巨 砾
颗粒
<0.0
0.01~0
0.05~
0.1~0.
0.25~0
二、砂岩的胶结物及类型
• 砂岩中的填充物是由杂基和胶结物组成。 • 岩石中的胶结物是除碎屑颗粒以外的化学沉淀物质，一
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钻井与完井工程
石油工程学院钻井研究所
《钻井与完井工程》课时安排
概述(2学时)
定向钻井与防斜（10
井身结构设计（6学时） 学时）
钻井液（8学时）
l 固井（ 8学时）
钻井工艺（12学时） l 完井（4学时）
压力控制(6学时)
l 储层保护（4学时）
课内教学课时（60学时） 实践教学环节 （4学时） 考试统一安排，不占学时
一口井钻井过程
钻前工程 定井位、平井场及修公路
钻井工程 钻机搬安、一开、固表层套管、二开、
固技术套管、…, 钻至完钻井深、完井电测、 固油层套管 完井工程
钻井设计
地质设计： 构造、井口坐标、目的层、岩性描
述、地质录井要求 工程设计：
钻井设备、井身结构、钻头设计、钻柱设 计、钻井液设计、水力参数设计、套管强度设 计、井口装置、钻井施工措施
形成油气到地面通道。 油田开采后期钻注水或注气井。
油气井类型
地质基准井（参考井）
为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储 盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所 钻的井
预探井
主要上为探明油田面积，油水边界线，为油田 计算可靠工业储量提供资料。
详探井
在 已 证 实 有 工 业 开 采 价 值 的 油 田 上 ， 为 确 定 油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做 好准备的井，这种井在油层部位要求全取心。
Cliffs油气公司1991.11在 Bagou Jack油田 钻成一口水平井，造斜点井深：4446ｍ、垂 深4672ｍ，测深5212ｍ创世界水平井最深纪 录。
国外钻井水平
世界水平段最长纪录
Ｍaersk油气公司1991.11在北海、丹麦海域 Tvra West Bravo油田钻成一口水平井、测深 4768ｍ、垂深2266ｍ、水平段长2501ｍ创当时 世界水平段最长纪录。
井身结构(Casing Program)
一开：第一次开钻 二开：固表层套管后在开钻 三开： 。。。
oil zone
与钻进有关的几个基本概念
钻机 钻头 钻具 钻柱 钻井液 钻压 转速 排量 接单根
与钻进有关的几个基本概念
起下钻
旋转钻井钻机
动力系统 旋转系统 提升系统 循环系统 井控系统
井架（derrick) 绞车（draw works) 钢丝绳 (wire rope、fast line、dead line) 天车（Crown) 游动滑车 (traveling Block) 大钩 （Hook)
循环系统（Circulating System)
泥浆泵（pump) 立管(standpipe) 水龙头(swivel) 方钻杆(kelly) 钻柱(drill stem) 钻头(bit) 环空(annulus)
旋转系统(Rotating system)
转盘 (Rotary Table) 转盘方补心 （Master Bushing) 方补心 (kelly Bushing) 方钻杆 (kelly) 钻柱 (drill string) 钻头 (bit)
转盘(Rotary Table)
转盘(Rotary Table)
钻 铤Drill Collar 接 头(Tool joint) 稳定器Stabilizer
钻 杆Drill Pipe
钻 杆drill pipe
方钻 杆Kelley
钻 头Rock Bit
接 头sub
钻柱组成 Composition of drill string
钻头(Rock Bit)
起升系统(Hoisting system)
水平位移最大的大位移井
Statoil公司在施达福油田钻成一口水平井、测 深7028ｍ，垂深2681ｍ、水平位移6086ｍ创世 界纪录
英国Witch Farm油田，水平位移已经超过 10,000m。
钻井工程技术的发展
概念时期（1900-1920）
钻井和钻井液配套 牙轮钻头使用 下套管用水泥封固
发展时期（1920-1948）
旋转钻井系统
动力系统(Power system)
柴油机 (diesel engine) 发电机 (generator) 传动机构 (compound)
机械传动 (Mechanical Power Transmission) 柴油机-电传动 (diesel －electric Power Transmission)
以上概念进一步发展，开始使用大功率钻机。
科学化钻井时期（1948-1968）
喷射钻井技术（水射流理论） 镶齿、滑动密封轴承钻头的使用 低固相、无固相不分散钻井液体系和固控技术 地层压力检测技术、井控技术、平衡压力钻井技术
钻井工程技术的发展
自动化钻井时期（1968－目前）
自动化钻机 井口自动化工具 钻井参数自动测量 计算机在钻井工程中应用 最优化钻井技术（系统工程分析理论） 井下闭环钻井系统 随钻地震
油气井类型
生产（或开发）井
在已探明储量，有开采工业价值的油田构造 上钻产油产气井
注水（气）井
为了提高采收率，达到稳产所钻的井。注水 注气的主要目的是为了给地层提供生产油气 所必须的能量。
国外钻井水平
世界上最深的直井
12260米，原苏联在科拉半岛的Ｇ３井，德 国正在施工一口设计14000ｍ的井。
世界最深的水平井
出口管线 (discharge line) 震动筛shale shaker 除气器(degasser) 除砂器desander 除泥器(desilter)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泥浆罐 (mud tank)
泥浆泵
钻井泵（Pump)
钻井泵（Pump)
井控系统（The well Control)
球型防喷器（Annular BOP） 旋转防喷器（Rotating BOP) 闸板防喷器（Ram BOP） 方钻杆旋塞（Kelly cock） 压井管汇（choke manifold）
第一章:绪论
第一章:绪论
第一节：钻井与完井的定义 第二节：一口井的钻井过程 第三节：钻井与完井工程技术发展
钻井定义、目的
定义
利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的 园柱形孔眼的工程。
钻井目的
确切地了解地下地质情况，正确判断储油构 造，为油田开发方案提供第一手资料。钻井 过程中，可以通过岩屑录井、取心、电测得 到地层分层、岩性、岩石的物理化学性质、 含油气情况。 开采油气，提高油气采收率
石油工程学院钻井研究所
《钻井与完井工程》课时安排
概述(2学时)
定向钻井与防斜（10
井身结构设计（6学时） 学时）
钻井液（8学时）
l 固井（ 8学时）
钻井工艺（12学时） l 完井（4学时）
压力控制(6学时)
l 储层保护（4学时）
课内教学课时（60学时） 实践教学环节 （4学时） 考试统一安排，不占学时
一口井钻井过程
钻前工程 定井位、平井场及修公路
钻井工程 钻机搬安、一开、固表层套管、二开、
固技术套管、…, 钻至完钻井深、完井电测、 固油层套管 完井工程
钻井设计
地质设计： 构造、井口坐标、目的层、岩性描
述、地质录井要求 工程设计：
钻井设备、井身结构、钻头设计、钻柱设 计、钻井液设计、水力参数设计、套管强度设 计、井口装置、钻井施工措施
形成油气到地面通道。 油田开采后期钻注水或注气井。
油气井类型
地质基准井（参考井）
为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储 盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所 钻的井
预探井
主要上为探明油田面积，油水边界线，为油田 计算可靠工业储量提供资料。
详探井
在 已 证 实 有 工 业 开 采 价 值 的 油 田 上 ， 为 确 定 油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做 好准备的井，这种井在油层部位要求全取心。
Cliffs油气公司1991.11在 Bagou Jack油田 钻成一口水平井，造斜点井深：4446ｍ、垂 深4672ｍ，测深5212ｍ创世界水平井最深纪 录。
国外钻井水平
世界水平段最长纪录
Ｍaersk油气公司1991.11在北海、丹麦海域 Tvra West Bravo油田钻成一口水平井、测深 4768ｍ、垂深2266ｍ、水平段长2501ｍ创当时 世界水平段最长纪录。
井身结构(Casing Program)
一开：第一次开钻 二开：固表层套管后在开钻 三开： 。。。
oil zone
与钻进有关的几个基本概念
钻机 钻头 钻具 钻柱 钻井液 钻压 转速 排量 接单根
与钻进有关的几个基本概念
起下钻
旋转钻井钻机
动力系统 旋转系统 提升系统 循环系统 井控系统
井架（derrick) 绞车（draw works) 钢丝绳 (wire rope、fast line、dead line) 天车（Crown) 游动滑车 (traveling Block) 大钩 （Hook)
循环系统（Circulating System)
泥浆泵（pump) 立管(standpipe) 水龙头(swivel) 方钻杆(kelly) 钻柱(drill stem) 钻头(bit) 环空(annulus)
旋转系统(Rotating system)
转盘 (Rotary Table) 转盘方补心 （Master Bushing) 方补心 (kelly Bushing) 方钻杆 (kelly) 钻柱 (drill string) 钻头 (bit)
转盘(Rotary Table)
转盘(Rotary Table)
钻 铤Drill Collar 接 头(Tool joint) 稳定器Stabilizer
钻 杆Drill Pipe
钻 杆drill pipe
方钻 杆Kelley
钻 头Rock Bit
接 头sub
钻柱组成 Composition of drill string
钻头(Rock Bit)
起升系统(Hoisting system)
水平位移最大的大位移井
Statoil公司在施达福油田钻成一口水平井、测 深7028ｍ，垂深2681ｍ、水平位移6086ｍ创世 界纪录
英国Witch Farm油田，水平位移已经超过 10,000m。
钻井工程技术的发展
概念时期（1900-1920）
钻井和钻井液配套 牙轮钻头使用 下套管用水泥封固
发展时期（1920-1948）
旋转钻井系统
动力系统(Power system)
柴油机 (diesel engine) 发电机 (generator) 传动机构 (compound)
机械传动 (Mechanical Power Transmission) 柴油机-电传动 (diesel －electric Power Transmission)
以上概念进一步发展，开始使用大功率钻机。
科学化钻井时期（1948-1968）
喷射钻井技术（水射流理论） 镶齿、滑动密封轴承钻头的使用 低固相、无固相不分散钻井液体系和固控技术 地层压力检测技术、井控技术、平衡压力钻井技术
钻井工程技术的发展
自动化钻井时期（1968－目前）
自动化钻机 井口自动化工具 钻井参数自动测量 计算机在钻井工程中应用 最优化钻井技术（系统工程分析理论） 井下闭环钻井系统 随钻地震
油气井类型
生产（或开发）井
在已探明储量，有开采工业价值的油田构造 上钻产油产气井
注水（气）井
为了提高采收率，达到稳产所钻的井。注水 注气的主要目的是为了给地层提供生产油气 所必须的能量。
国外钻井水平
世界上最深的直井
12260米，原苏联在科拉半岛的Ｇ３井，德 国正在施工一口设计14000ｍ的井。
世界最深的水平井
出口管线 (discharge line) 震动筛shale shaker 除气器(degasser) 除砂器desander 除泥器(desilter)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泥浆罐 (mud tank)
泥浆泵
钻井泵（Pump)
钻井泵（Pump)
井控系统（The well Control)
球型防喷器（Annular BOP） 旋转防喷器（Rotating BOP) 闸板防喷器（Ram BOP） 方钻杆旋塞（Kelly cock） 压井管汇（choke manifold）
第一章:绪论
第一章:绪论
第一节：钻井与完井的定义 第二节：一口井的钻井过程 第三节：钻井与完井工程技术发展
钻井定义、目的
定义
利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的 园柱形孔眼的工程。
钻井目的
确切地了解地下地质情况，正确判断储油构 造，为油田开发方案提供第一手资料。钻井 过程中，可以通过岩屑录井、取心、电测得 到地层分层、岩性、岩石的物理化学性质、 含油气情况。 开采油气，提高油气采收率