中国石油大学 钻井工程 课程主要内容
《钻井工程》课程设计
《钻井工程》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握钻井工程的基本概念，如钻井流程、钻头类型及钻井液性质；2. 使学生了解钻井工程中涉及到的地质知识和地层评价方法；3. 引导学生掌握钻井工程设计的基本原则和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用钻井参数进行工程计算的能力；2. 提高学生分析钻井过程中遇到的问题，并提出合理解决方案的能力；3. 培养学生利用现代技术手段，如计算机软件进行钻井工程设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钻井工程的兴趣，激发他们探索石油工程领域的热情；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，增强他们在钻井工程实践中的沟通与协作能力；3. 引导学生认识到钻井工程在能源开发中的重要性，树立安全、环保的意识。
本课程针对高中年级学生，结合钻井工程学科特点，注重理论知识与实践技能的结合。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养他们的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够具备钻井工程基本知识和技能，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 钻井工程基本概念：包括钻井的目的、钻井流程、钻头类型及钻井液性质等，对应教材第一章内容。
2. 地质知识与地层评价：涉及地层分类、岩石性质、地质构造及地层评价方法，对应教材第二章内容。
3. 钻井工程设计原则与步骤：介绍钻井工程设计的基本原则、步骤及注意事项，对应教材第三章内容。
4. 钻井参数计算：讲解钻具组合、钻头选择、钻井液配制等参数计算方法，对应教材第四章内容。
5. 钻井过程中问题分析及解决方案：分析钻井过程中可能遇到的问题，如卡钻、井壁塌陷等，并提出相应解决方案，对应教材第五章内容。
6. 钻井工程设计实践：结合计算机软件，让学生动手设计钻井工程方案，对应教材第六章内容。
本教学内容按照钻井工程的基本知识和技能要求进行组织，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本概念的基础上，能够运用所学知识解决实际问题。
《钻井工程》学习指南
《钻井工程》学习指南一、课程性质与任务课程名称钻井工程课程性质《钻井工程》是石油工程专业三大主干专业课之一，是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程。
课程简介《钻井工程》从钻井工程地质环境、钻进工具、钻井液、现代钻井技术、钻井控制技术、固井完井、钻井工程设计、特殊钻井作业及技术等多方面，系统讲述钻井工程涉及到的基本理论、基本计算、基本设计和现代主要钻井技术的基本工艺过程。
课程教学目的培养创新型高素质石油工程专门人才，紧密结合专业特点，以传授现代钻井工程的基本理论与方法为主线，理论联系实际，与多种教学和训练方式相结合，通过整个《钻井工程》课程中的生产实习、课堂教学和实验、课程综合设计三个教学环节，再与最后的毕业设计相结合，使学生准确理解钻井工程中的基本概念，掌握钻井的基础知识、基本理论和主要工艺技术，并能够运用所学知识进行基本的计算、设计和综合性分析。
达到能够运用所学知识从事工程施工、工程规划和设计、解决工程实际问题、从事科学研究的能力。
使学生在工程实践能力方面达到“认识专业--有能力从事生产--有能力进行工程设计和规划生产--有能力进行科研攻关、解决工程或生产中存在的问题”四个层次的提高。
课程学习特点课程学习主要通过课堂教学、室内实验、专题讲座、网络课件、生产实习、教具战士、网络录像片观看、现场专家讲座及自学多种途径完成。
让学生认识钻井对象（地层和岩石）的特征及掌握特征描述的理论及方法、掌握钻井工程及工艺设计的理论基础及基本方法、掌握现代钻井技术的基本原理。
利用网络等现代教育技术的教学方法和教学手段，理论与实际工程相结合，注重突出钻井工程的基础理论以及实用技术讲授，形成实践课堂教学和创新型人才培养体系，从多视角传授知识，使课堂教学与现场参观相结合，便于学生理解和掌握。
课程学时本课程的整体知识模块分为三个部分，按教学实施顺序分别为：生产实习-课堂教学及实验-综合课程设计。
其中：认识实习3天；生产实习2周，主要在油田现场的实践教学基地进行；“课堂教学及实验”56学时（课堂教学50学时，实验4学时，上机2学时）；“综合课程设计”2周，主要在学校进行。
中国石油大学钻井工程第一章地质条件张辉
异常地层压力: 地层压力大于或小于正常地层压力。。
超过正常地层静液压力的地层压力(pp>ph)称为异常高压。 而低于正常地层静液压力的地层压力(pp <ph)称为异常低压。
地层压力当量密度：指某一深度处地层压力用等高度的钻井 液柱压力来等效时，所需钻井液的密度。
(淡、盐水：1.0、1.07g/cm3)
式中：φ — 泥页岩的孔隙度， ％； φ 0 — 泥页岩在地面的孔隙度， ％； c — 常数; H — 井深，米。
由前述声波时差与孔隙度的关系得：
t t 0
m
0
t t f
m
Δ t0 —泥页岩在地面的声波时差
Po、Pp和σ之间的关系可用下图表示
地下各种压力之间的关系
（ Po 、 Pp 和σ 之间的关系） Po= （基岩重力 + 孔隙流体的重力）/ 面积
Po = Pp +σ 由上式可知
上覆岩层压力由基岩和孔隙流体共同承 担。
Po 一定， σ 减小， Pp 增大。 当σ →0时， Pp → Po 。 不管任何原因使基岩应力下降，都会导 致孔隙压力增大。
地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地 层岩石基质和岩石孔隙中流体总重力所产生的 压力，用PO 表示。
p o
基岩重力 流体重力 面积
p 0.00981H[(1)
]
o
ma
H Po
0.00981
（分段计算）
oi i
Po
式中：PO为上覆岩层压力，MPa； H 为地层垂直深度,m；
t t
m
t t
f
m
式中：φ — 岩石孔隙度, ％； Δ t — 地层的声波时差，微秒/米； Δ tm — 基岩的声波时差, 微秒/米； Δ tf — 地层孔隙内流体的声波时差，微秒/米。
《钻井工程课程》实验讲义
《钻井工程课程》实验讲义史玉才、王桂华、郭辛阳编中国石油大学（华东）石油工程实验教学中心2012年8月实验一 岩石硬度及塑性系数的测定1 实验目的（1）通过实验了解岩石的物理机械性质。
（2）通过实验学习掌握岩石硬度、塑性系数的测定方法。
2 实验仪器、设备岩石硬度仪示意图见图1，由函数纪录仪、载荷传感器、位移传感器和其主体组成。
岩石硬度仪主体由手摇泵、液压罐、支柱、上板、下板、压模组成，并可固定载荷传感器、位移传感器及岩样，位移传感器的转换器固定在函数纪录仪的外罩上。
图1 岩石硬度仪示意图（1）手摇泵：手摇泵容积为100mL，最大压强为20MPa，主要由泵桶、丝杠、丝杠压帽、活塞、堵头、堵头压帽、手轮、手柄组成。
（2）液压罐：液压罐的目的是将手摇泵施加的压力通过液缸内的液体推动活塞，带动岩心托盘上的岩样与压模接触、压裂，进而实现实验目的。
液压罐主要由液缸、压帽、活塞、活塞压盘、垫块、岩心托盘组成（3）压模：压模是由高强度钢制成胚体后镶入硬质合金压头，将硬质合金锥磨成柱体，压头直径d=2mm。
图2 平底圆柱压头（4）支柱与上下板：支柱与上下板都有高强度钢制成，支柱的直径和上下板的厚度具有足够的强度满足实验的需求。
（5）位移传感器、载荷传感器：载荷传感器固定在上板上。
位移传感器固定在左支柱上，可上下移动。
位移传感器用来测定压模压入岩样的深度，载荷传感器用来测定压模压碎岩样所用的力。
（6）函数记录仪：采用多通道液晶数显仪，可实时观看图形显示或数字显示，并具有记忆功能，可将实验的数据记录下来，用U盘导入计算机进行编辑。
3 实验原理利用手摇泵加压，压力传递给压模（硬质合金压头），岩样与压头和位移传感器接触后，用手摇泵慢速均匀加载，压头吃入岩样直至破碎，函数记录仪记录整个过程的载荷与位移值，通过载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
4 实验步骤（1）岩样制备：将岩石切割成正方（圆柱）体，其高度不小于50mm，被测量断面应加以研磨，使岩样平滑且互相平行（直径50mm的岩样两端面不平行度不应超过5mm），岩样制备后应在低于100℃的烘箱中烘干2-2.5小时，然后放在干燥箱内备用。
远程教育学院石油工程专业《钻井工程》课程设计任务书
远程教育学院石油工程专业《钻井工程》课程设计任务书中国石油大学（北京）远程教育学院目录一、地质设计摘要二、井身结构设计三、固井工程设计四、钻柱设计五、钻井设备选择六、钻井液设计七、钻进参数设计八、下部钻具组合设计九、油气井控制十、各次开钻或分井段施工重点要求十一、地层压力监测要求十二、地层漏失试验十三、油气层保护十四、完井井口装置十五、环保要求十六、钻井进度计划十七、成本预算XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）一、地质设计摘要（√）；根据《xx井钻井地质设计》，本井设计井深米，预测压力系数为0.95~0.98，属于正常压力体系。
主要目的层为。
因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。
二、井身结构设计（√）；井身结构设计设计系数抽吸压力系数：0.04g/cm3激动压力系数：0.04 g/cm3地层破裂安全增值：0.03 g/cm3井涌条件允许值：0.05 g/cm3正常压力压差卡钻临界值：12~15MPa异常压力压差卡钻临界值：15~20MPa一、地质概况表A-1井别探井井号A5 设计井深目的层JQ井位坐标地面海拔m 50纵（ ）m 4275165横（y）m 20416485测线位置504和45地震测线交点地理位置XX省XX市东500m构造位置XX凹陷钻探目的了解XX构造JQ含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则进入JQ150m完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m 分层厚度，m 主要岩性描述故障提示A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡F2K 3150 250 泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡Q J3650(未穿)150深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩防漏、喷、卡井身结构设计表（1）设计一开井深200±米，表层套管下深199±米，封固上部松散地层，为二开安全施工创造条件。
《钻井工程》课程教学大纲
《钻井工程》课程教学大纲英文名称：Drilling Engineering 课程编号：040135适用专业：石油工程学时：54 学分：3课程类别：学科大类基础课课程性质：主干课程一、课程的性质和目的该课程是石油工程专业的三门主干专业课之一，为石油工程专业必修课。
目的是使学生了解油气钻井的基本工艺流程、常用钻井设备与井下工具，掌握钻井工程技术原理、理论方法与现场应用；了解钻井工程技术的发展趋势、新技术和新工艺；了解学科研究的前沿内容。
通过该课程的学习，具备从事钻井工程领域科学研究的基础、具备油气井工程现场工程施工的一定工程素质。
二、课程教学内容绪论（1）钻机的组成及钻井工具（2）钻井工艺流程及井身结构（3）钻井的工程地质条件第一章钻井的工程和地质条件第一节地下压力特性（1）地下各种压力（2）地下压力评价（3）地层破裂压力本节重点：地层压力、地层破裂压力、地应力，预测原理、测试方法；本节难点：异常地层压力成因及其评价。
第二节岩石的工程力学性质（1）岩石的机械性质（2）井底条件下岩石的机械性质及其影响因素（3）岩石研磨性（4）岩石的可钻性（5）硬度及塑性系数实验（实验课）本节重点：岩石的力学性质及其影响因素，硬度与塑性的评价及其应用。
第二章钻进工具第一节钻头（1）刮刀钻头的结构及工作原理（2）牙轮钻头的结构及工作原理（3）金刚石材料钻头的结构及工作原理（4）钻头的类型及分类法本节重点：牙轮钻头、PDC钻头的结构及其破岩原理；本节难点：牙轮钻头产生滑动的的机理及其应用。
第二节钻柱（1）钻柱的作用与组成（2）钻柱的工作状态及受力分析本节重点：钻柱的结构及其分类，钻柱设计基础；钻柱失效的原因及其预防。
本节难点：钻柱失效机理分析。
第三章钻井液第一节钻井液的定义及功用（1）钻井液的定义（2）钻井液的功用第二节钻井液的组成和分类（1）钻井液的组成（2）钻井液的分类第三节钻井液的性能（1）钻井液的密度（2）钻井液的流变性能及调整（3）钻井液的造壁性能及降滤失量剂第四节钻井液的固相控制（1）钻井液中的固相对钻速的影响（2）固相控制方法（3）钻井液固相控制设备（4）聚合物絮凝剂第五节井塌及防塌措施（1）井塌的征兆与危害（2）防止井壁坍塌的措施第六节油气层保护及完井液（1）储层损害的主要原因及防止措施（2）完井液本章重点：钻井液主要性能指标及其调节方法，固控系统及其使用，完井液性能要求；本章难点：影响钻井液性能的因素分析，完井液对于油气开发的影响机理。
石油工程钻井工程课件
岩性条件
保
保存，适合油
气保存的综合
条件
1.3 油气的形成与分布
1.3.4 油气藏形成的基本要素 油气生成后，只有及时的排出，聚集起来形成油气藏，才能成为可以利用的
资源；否则，只能成为油浸泥岩。有利的生、储、盖组合，则是形成大型油 气藏不可缺少的基本条件。 生储盖组合：是指烃源岩、储集层、盖层三者的组合形式。 有利的生储盖组合：是指三者在时空上配置恰当，有良好的输导层，使烃源 岩生成的油气能及时地运移到储集层聚集；盖层的质量和厚度能确保油气不 至于散失。
零件； 6. 润滑油： 从石油制得的润滑油约占总润滑剂产量的95%以上； 7. 润滑脂：俗称黄油，是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体； 8. 石油蜡：包括石蜡（占总消耗量的10%）、地蜡、石油脂等； 9. 石油沥青： 10. 石油焦：用于冶金（钢、铝）、化工（电石）行业做电极； 11. 炼厂气：炼油装置得到一些在常温下是气体的产物；
砾岩
1.3 油气的形成与分布
砂岩: 颗粒直径:1/16mm-2mm； 粗砂岩(0.5～1毫米) 中砂岩(0.25～0.5毫米) 细砂岩(0.1～0.25毫米) 粉砂岩(10微米～100微米) 为常见的储集层
砂岩
页岩(泥岩): < 10微米 颜色从绿色和灰色至黑色，取决于有机质含量。 大多数油气的源岩
地球外圈分为四圈层，即大气圈、 水圈、生物圈和岩石圈。
1.3 油气的形成与分布
莫霍面
1909年克罗地亚科学家莫霍诺维奇发现地下几十公里处存在一地震波 不连续面，称为莫霍面，就是地壳与上地幔的分界面
地壳即位于(莫霍面)以上的固体岩石圈层。 在大陆区地壳较厚，平均为33公里，最厚处达70—80公里，在大洋区
石油工程课程设计钻井
石油工程课程设计钻井一、课程目标知识目标：1. 理解钻井工程的基本概念，掌握钻井过程中涉及的地质、工程和理化知识；2. 掌握钻井液的性质、组成及在钻井过程中的作用，了解钻井液在不同地层中的应用；3. 了解钻井设备的类型、结构及工作原理，掌握钻井设备的使用与维护方法；4. 掌握钻井工艺流程，了解钻井过程中的安全与环保要求。
技能目标：1. 能够分析钻井工程中遇到的问题，提出合理的解决方案；2. 能够运用所学知识进行钻井液配制，优化钻井液性能；3. 能够运用钻井设备进行实际操作，掌握钻井过程中的基本操作技能；4. 能够遵循钻井工程的安全与环保规范，具备一定的现场应急处理能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对石油工程领域的兴趣，激发学习热情，树立从事石油工程相关工作的职业理想；2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同解决问题，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的环保意识，认识到石油工程在可持续发展中的重要性，形成良好的社会责任感；4. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新，提高分析和解决问题的能力。
本课程针对高年级学生，具有较强的理论性和实践性。
在教学过程中，需结合学生的认知特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性与主动性。
通过本课程的学习，使学生能够掌握钻井工程的基本知识、技能和素质，为将来从事石油工程相关工作奠定坚实基础。
二、教学内容1. 钻井工程基本概念：钻井类型、钻井过程、钻井工程在石油开采中的重要性。
教材章节：第一章 钻井工程概述2. 钻井液：钻井液的类型、性质、组成；钻井液在钻井过程中的作用；钻井液性能的检测与优化。
教材章节：第二章 钻井液3. 钻井设备：钻井设备的分类、结构、工作原理；钻井设备的使用与维护。
教材章节：第三章 钻井设备4. 钻井工艺流程：钻井设计、钻头选择、钻进过程、完井工艺；钻井过程中的安全与环保要求。
教材章节：第四章 钻井工艺流程5. 钻井工程案例分析：分析实际钻井工程中遇到的问题及解决方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。
中国石油大学钻井工程第2章钻井工艺与方法1
8063米
西江24-1油田
二、钻井的种类
3.把钻井按井深不同分类：
浅井H<2500m
深井 4500<H<6000
中深井 2500<H<4500
超深井 H>6000m
4.按温度、压力的高低分类：
高温高压井：按国际通用概念，地温超过150度称为高温，地 层压力当量密度超过1.8g/cm3或用超过70MPa井口装置时称高 压，两者同时具备的井称为高温高压井。 超高温高压井：井底温度超过220度，井底压力超过105MPa
特点是：
1）破岩与清岩相接进行。 2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。 3）设备复杂，起下钻繁琐。
旋转钻井技术的发展
（1）概念时期（1901～1920年）：这个时期内开始将钻井和洗井结 合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。
（2）发展时期（1920～1948 年）：这个时期牙轮钻头、固井工艺、 钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。 （3）科学化钻井时期（1948～ 1968年）：这个时期钻井技术有了迅 速发展。采用了喷射钻井，镶齿、滑动密封轴承钻头，低固相、 无固相不分散体系钻井液及固相控制技术，总结出了影响机械钻 速的有关因素，采用了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井 技术。 （4）自动化钻井时期（1968～现在）：发展了钻井参数自动检测、 综合录井、随钻测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用；发 展了优化钻井、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹 遥控及自动闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。
(2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；
(3)不能进行井内压力控制； (4)只适用于钻直井。
旋转钻井法
中国石油大学《钻井工程》课件第二章
（四） 牙轮钻头的正确使用 1、根据地层性质合理选择钻头类型，标准是每米钻 进成本最低， 地层较软时：选用牙齿高度大并带有超顶或移轴的钻头； 地层较硬时：选用牙齿高度小，无超顶或移轴的钻头； 2、优选钻头参数：钻压、钻速、水力参数等。
（五）钻头常见故障及其识别
钻头故障是钻进过程中常见故障之一，其故障形式主 要有：因钻头轴承严重磨损产生剧烈振动、牙轮卡死、掉牙 轮、钻头泥包、喷嘴堵、掉喷嘴和牙齿脱落等。
引起滑动的原因： 超顶和复锥引起切向（周向）滑动 移轴引起径向（轴向）滑动 •纵向振动：牙轮在滚动过程，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。 引起纵向振动的原因： 单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动； 井底凹凸不平
牙轮滑动对破岩的作用：
牙轮的超顶和复锥引起的切向滑动剪切掉牙齿之间的岩石。 超顶引起的轴向滑动剪切掉齿圈之间的岩石。
1-7表示钻头轴承及保径特征。 附加结构特征代号—用英文字母表示钻头附加特征。
祥见书P66-67 例如：34IS—表示适用于中等研磨性或研磨性4的硬地层非
密封滚动轴承的标准铣齿钻头。
537C—表示适用于低抗压强度的软到中硬地层的3级
地层的滑动密封轴承保径带中心喷嘴的钻头。
•国产三牙轮钻头分类、型号表示法
钻头直径类型代号系列代号
例: 用于中硬地层、直径为81 /2 in (215.9mm)的 铣齿滑动密封轴承喷射式三牙轮钻头的型号为： 81 /2 *HP5或215.9*HP5
•目前常用的牙轮钻头型号
P2, P3, HP2, HP3 ——铣齿 XHP2, XHP3, XHP4——镶齿 J1, J2, J3——铣齿 J11, J22, J33 ,J44 ,J55——镶齿
三、牙轮钻头
中国石油大学《钻井工程》课件第一章
（1-9）
0ecD
泥页岩在地面的孔隙度可用声波时差表示
（1-10）
t0 tm 0 t f tm
（3）正常沉积条件下，泥页岩声波时差与埋藏深度的关系
（1-11）
t tm (t0 tm )e
cD
（1-12）
（4）基本原理
在正常压力层段，随着地层埋藏深度的增 加，岩石孔隙度减小，密度增大，逐渐减 小。在半对数坐标中，声波时差随井深呈 直线变化关系，称之为正常趋势线。
n dc d d
式中：
（1-16）
n
—地层水密度，
d
—钻井液密度；
2、基本原理
在正常地层压力条件下， 若岩性和钻井条件不变，机 械钻速随井深增加而减小， 则dc指数随井深增加而增加。 在半对数坐标中，dc指数随 井深呈直线变化关系，称之 为正常趋势线。 当钻遇异常高压，由于 地层欠压实，机械钻速增大， d指数相对减小，偏离正常 趋势线。据偏离程度可评价 地层压力。
层压力梯度，Mpa/m；
4、dc指数法评价地层压力的步骤
（1）收集泥页岩地层的正常压力和异常压力的钻井资料；
钻速、钻压、转速、钻头直径、地层水密度、实际钻井液密度；
（2）计算dc指数； （3）在半对数坐标中绘制散点图，求出正常dc趋势线； （4）计算地层压力。 问题： 1）水力参数、地层岩性、钻头类型等因素的变化都会引起机械钻速的 变化，从而导致dc指数的变化。因此，dc指数法评价地层压力存在较大的 误差。 2）声波法和dc指数法只适用于泥页岩地层（砂泥岩剖面），对于碳酸 岩地层，目前尚无合适的方法。
流体的流动不受限制（称之为水力学开启系统），地层孔隙中流
体则随着地层的压实被排挤出去，建立起静液压力条件，形成正 常压力地层。
《钻井与完井工程》教学大纲new
《钻井与完井工程》教学大纲《钻井与完井工程》课建小组1. 课程性质、目的和任务《钻井与完井工程》是为石油工程专业本科生讲授的一门专业课程，是一门实践性非常强的学科，也是本科石油工程专业学生必修的一门重要专业课程。
《钻井与完井工程》课程教学的目的就是为了培养高素质的从事石油钻井与完井工作，并具有丰富专业技能的石油工程技术人员或科研人员，造就一批合格的从事石油勘探和开发工作的从业者。
本课程总学时为70学时，其中教学64学时，实验6学时。
2．教学内容与要求第一章绪论一、本章教学要求1）通过了解钻井与完井工程的定义及其在石油工业中的地位，明确学习本门功课的重要性；2）过了解钻井与完井工程的主要内容及其衔接关系，建立钻井与完井工程的整体与系统的概念以及各个环节相互之间的关联关系（重点）；3）解钻井与完井工程技术的发展过程。
二、教学内容第一节、钻井与完井工程及其在石油工业中的地位（一）、石油、天然气在国民经济中的地位（二）、石油天然气勘探、开发、生产的主要环节（三）、钻井与完井工程在石油工业中的作用和地位（勘探、开发、提高采收率）第二节、钻井与完井工程的内容（一）、一口井的钻井流程：钻前工程、钻井工程、完井工程（二）、钻井工程设计：地质设计、工程设计（三）、钻井工程设计所包含的内容：井身结构设计、钻机性能、钻井液设计、钻头设计、水力参数和钻井参数设计、钻具组合设计、固井完井设计（四）、钻井过程：旋转钻井系统简介、固井过程、完井方法简介（五）、井史整理第三节、钻井与完井工程技术的发展（一）、深井复杂井钻井技术（二）、特殊工艺井钻井技术（定向井、丛式井、水平井、大位移井、分枝井）（三）、欠平衡钻井技术（四）、连续油管钻井技术（五）、保护油气层的钻井完井技术（六）、小井眼钻井技术三、重点、难点钻井新技术。
第二章井身结构设计一、本章基本要求要求掌握地层压力预测的基本原理、方法和井身结构设计的主要内容（设计步骤及相关计算方法）。
钻井工程专业课程
钻井工程专业课程
钻井工程是石油工程的重要分支，主要涵盖石油勘探、钻井、完井、油气开采等技术和工艺。
钻井工程专业课程是钻井工程师必须学习的基础课程，涵盖石油地质学、地球物理学、钻井工具与装备、钻井液、井口工程、完井工程等方面的内容。
本课程旨在培养学生掌握钻井工程的基本理论和实践技能，能够进行钻井方案设计、现场施工管理和井口运行维护等工作。
同时还包括了钻井工程的安全生产、环保和节能减排等方面的知识，使学生在实践中能够充分考虑环境和社会责任，具备全面的素质和能力。
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第6章 油气井压力控制
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 确定钻井液密度的主要依据。 平衡压力钻井和欠平衡压力钻井的概念、优点及技术关键。 溢流的原因。 气侵的特点。 地层流体侵入井眼的征兆和检测方法。 关井方式及其选择。 压井的概念及井底常压法压井的原则。 压井计算。 司钻法和工程师法压井过程中立压和套压变化规律。
第2章 钻进工具
8. 9. PDC钻头的破岩机理、分类及其正确使用。 钻柱各组成部分的特点和作用。
10. 丝扣联接的条件。 11. 钻柱中性点的定义及其重要意义。 12. 钻柱设计内容及其设计方法。
第3章 钻井液
1. 2. 3. 4. 5. 6. 钻井液的功用 钻井液流型及其流变参数 钻井液固相含量过高的危害及其控制方法 钻井液降滤失剂作用机理 井塌的原因及防止井壁坍塌的措施 储层损害的主要原因及防止措施
第1章 钻井工程地质条件
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 地下各种压力的概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩 应力三者之间的关系。 地层沉积欠压实产生异常高压的机理。 声波测井资料法预测地层压力的原理和步骤。 Dc指数的计算方法；采用该方法随钻监测地层压力的原 理和步骤。 地层破裂压力的概念及其预测方法；会根据液压试验曲 线确定地层破裂压力。 岩石各向异性的概念。 岩石的弹性、塑性和脆性的概念。
第5章 井眼轨道设计和轨迹控制
1. 2. 3. 4. 5. 井眼轨迹各种参数的概念。 测段狗腿角及平均井眼曲率的两种计算方法。 井眼轨迹垂直投影图、水平投影图和垂直剖面图的作图 方法、坐标参数及其能够真实反映的参数。 磁偏角的校正方法。 对测斜计算数据的规定：测点编号、测段编号、第0测 点的规定、井斜为0点的方位角规定、测段方位角增量 及平均方位角的计算方法。 测点坐标计算公式。 平均角法和校正平均角法的基本假设及其测段增量计算 公式。
6. 7.
第5章 井眼轨道设计和轨迹控制
8. 9. 井斜的原因。 满眼钻具组合的工作原理、设计及其使用特点。
10. 钟摆钻具组合的工作原理、设计及其使用特点。 11. 常规二维定向井的轨道类型及其选择、设计方法。 12. 装置角和装置方位角的概念，它们分别在何种条件下用 来表示工具面角。 13. 装置角和井斜角、方位角变化趋势之间的关系。 14. 扭方位计算。 15. 反扭角概念。
第4章 钻进参数优选
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 影响钻速的主要因素及其影响关系。 门限钻压及压持效应的概念。 射流对井底的清洗作用。 射流和钻头的水力参数及其计算方法。 提高钻头水力参数的主要途径。 钻井泵的两种工作状态及在相应工作状态下获得最大钻 头水功率的条件。 水力参数优化设计。
第1章 钻井工程地质条件
8. 9. 岩石在简单应力条件下的强度特点。 硬度和抗压强度的区别。
10. 脆性、塑脆性和塑性岩石塑性系数的计算。 11. 围压影响下岩石的强度和塑性的变化情况，各向压缩效 应的概念。 12. 岩石可钻性和研磨性的概念。
第2章 钻进工具
1. 2. 3. 4. 5. 6. 钻头的分类方法及其性能指标。 刮刀钻头的破岩过程或原理。 牙轮钻头的结构组成，其齿形、复锥情况和牙轮布置方 案对其适应地层软硬程度的影响。 牙轮钻头的超顶、移轴和复锥分别使牙齿产生何种形式 滑动。 牙轮钻头的破岩机理。 PDC钻头的切削齿布置方式及其特点；其剖面形状和切 削齿工作角对其适应地层软硬程度的影响。
10. 司钻法、工程师法、边循环边加重法等压井方法的优缺点及 其选择。
第7章 固井与完井
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 井身结构设计的内容及设计原则。 井身结构设计的依据及设计方法。 套管柱轴向拉力、外挤力和内压力的计算。 套管柱的主要破坏形式。 双向应力条件下套管柱强度的计算。 套管柱强度设计的原则。 等安全系数法设计要点。 套管柱强度设计。 油井水泥的主要成份。
10. 水泥浆的 水泥浆稠化时间和凝结时间的概念。 12. 固井过程中常出现的固井质量问题及提高注水泥质量的 措施。 13. 完井的原则及要求。 14. 钻井作业对储集层性质的影响。 15. 先期裸眼完井和射孔完井的优缺点及其适用条件。
第8章 海上钻井工艺技术
1. 2. 3. 4. 5. 海上井口的分类及其适用的平台。 水下井口装置的组成。 固定、底撑式平台和浮动式平台导管段的施工有何不 同？ 海上地层破裂压力的特点；海上井控的特点。 管内插入法和水下释放法固井的适用条件及其工艺过程。