油气钻井方法及工艺.
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第一章 油气钻井方法及工艺
第一节 钻井方法
一、顿钻钻井法 顿钻钻井法又叫冲击钻井法，是我们的祖先发明的，古 书记载：十一世纪，就已比较完善了，欧洲是在十九世纪才开 始这种方法钻井。
顿钻钻井的设备组成及钻井工作原理见图6-1所示。
其设备主要有：天车（滑轮）、井架、捞砂筒、钻井筒、动力 机、钻头等。
工艺过程是：钻头用钢丝 悬吊，周期地将钻头提到一定 的高度后，再释放以向下冲击 井底，将井底岩石击碎，使井 眼向下加深。在不断冲击的同 时，向井内注水，使岩屑、泥 土混合成泥浆水，当井内岩屑 积累一定量时，将钻头自井内 提出，下入捞砂筒捞出井内的 泥水浆，使新的井底暴露出来， 然后继续下入钻头冲击钻井， 这样交替进行。
套管、固井、完井及特殊作业和处理井下事故等作业。
一、钻机的分类 旋转钻井钻机的分类方法有： 1、按钻井深度的不同分 由于所钻井的深浅不一，要求的设备能力不同，这是钻机的
起重能力和所用钻杆直径的大小来分的
（1）大型钻机
起重量 800KN以上，使用89-140mm钻杆，井径在
160mm以上，用于钻深井。 ①超重型钻机 ②重型钻机 ③中型钻机 钻井深度>5000m 3000-5000m 1000-2500m 最大起重量>2500KN 2000-2500KN 800-1600KN
二、钻机的组成及功能 钻机是由多设备组成的，而各部分都又具体的功用，整套 钻井设备由六大系统组成，见图6-4。
（一）起升系统
功能是提供一种下放、悬持或起升钻柱、套管柱其它井下 设备进、出井眼的功能。钻井过程中，主要完成起下钻、 接单根和钻井时的钻压控制，其组成主要有： 1、天车 2、游动滑车 3、大钩 4、水龙头
2、开发井：以开发为目的，对已探明的油气层打开油 气到地面的通道，或为了采用各种措施，使地下油气被开 采出来而钻的井。
（1）浅油气井：为开发浅油气层所钻的井，轻便钻机 500m以内。 （2）油气井：也叫生产井，为开发油气田，使用大型 钻机所钻的采油、采气井。 （3）注入井：为了合理开发油气田，提高采油速度和
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采收率，用来对油气层进行注气、注水以补充和合理利用 地层能量所钻的井。
（4）检查井：（在油气田的开发过程中）为了研究油
气田开发过程中，地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
石油钻井设备就是钻井所用的地面配套设备，即钻机、 井口装置以及钻柱。钻机是主要设备，它由多种机器设备组 成的一套大功率重型联合工作机组，以满足钻井过程中的各 种工艺的需要，完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下
（2）轻便钻机
<3000m
<300KN
使用42-89mm钻杆，井径<150mm（用于地质探井、水井）
2、动力设备的驱动
（1）柴油机驱动钻机，通过机械传动或液压传动。
（2）直流电驱动钻机，用柴油机或燃气轮机发电或由电
力网供电。供直流电则为有直——直驱动，供交流则为
交——直驱动，通常用于海上钻井。 3、按使用的地区不同 （1）陆地钻机 包括沙漠、沼泽地钻井 （2）海洋钻机 包括钻井平台、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钻机。
头，没有钻杆的接卸和繁重劳动，而只是转动滚筒，将管
绕在滚筒上即可，节省时间。
第二节 钻井类型
按目的不同划分有：探井和开发井。
按井眼轨迹来分就有： 垂直井、定向井、水平井、分支井、 丛式井等。
1、探井：是为了探明地质情况，获取地下地层油气资源 分布及相应性质等方面资料而钻的井，包括：地质浅井、地 层探井、预探井、详探井、资料井等。 （1）地质浅井：为了进行地面地质和地球物理研究，了解 区域地质构造、地层虽面和局部构造而钻的钻井。一般使用 轻便钻机。 （2）地层探井：是指在地质情况了解不多的地区，为了了 解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理 解释提供各种参数而钻的井。
2、井底动力钻具旋转钻井法
该方法是将转动钻头的动力由地面移到井下，直接 加在钻头之上。钻井时，钻柱不旋转，钻柱的功能只是给 钻头施加一定的钻压，形成洗井通路和承受井下动力钻具 外壳的反扭矩。动力是由电源和地面高压泥浆泵提供的，
通过钻柱内孔传递到井下的具有一定功能和压力的冼井液
流体或交流电。 目前有三种：即涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具
3、连续管钻井法（柔杆钻井法）如图6-3。 原理：是将连续管（柔性钻杆），缠绕在滚筒上， 代替钻柱，由牵引装置完成将连续管的运进、回收和悬挂。 连续管的下端连接必要的加压装置、动力机和钻头，或者
直接接高压水射流破岩钻头。
钻井过程中，不用接单根，连续管不转动，洗井液 通过它，保持循环，并给井底动力机提供动力等，更换钻
二、旋转钻井法
包括地面动力转盘旋转钻井法和井底 动力钻具旋转钻井法两种： 1、转盘旋转钻井法
其设备组成和工作原理如图6-2所示。
工作原理是通过转盘将柴
油机的垂直旋转，经方向轴或 链条变成水平旋转，再带动转 盘中的方钻杆转动，将动力传 给井内的钻柱和井底的钻头， 钻头在一定的压力的作用，旋 转来破碎井底的岩石。循环系 统提供高压的钻井液，从钻柱 中流经钻头，冲洗井底，冷却 钻头，并把岩屑带冲离井底带 至地面，使钻头能接触新的井 底岩石。
（3）预探井：是指在地震详查和地质综合研究所确定的
有利构造上，以发现油藏为目的所钻的探井。在未知的油
气田上，以发现未知的新油气藏也属于。 （4）详探井：在已发现油气的构造上，为了探明含油 气的面积和储量，了解油气层结构变化和产能，所钻的井。 （5）资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过 程中为某些专题研究所取得第一手资料数而钻的井。
5、水刹车
6、快绳
7、绞车
8、井架
9、死绳
1、天车：是复滑轮系充中的定滑轮组，固定于井架顶端的天车台上。它 的主要规格是轮数和最大载荷。
2、游动滑车：是复滑轮系统中的动滑轮组，工作时上下移动。规格同上， 有时为了节省高度，将大钩与游动滑车作成一体。 3、大绳：是复滑轮系统中的钢丝绳。钻井中常用6×19的钢丝绳。6×19 表示有6股，每股有19根钢丝。中心有一根麻心以贮润滑油。 a. 快绳：固定在滚筒上的钢丝绳端，由于缠绕时速度最快，称为快绳。 b. 死绳：固定不动的一端钢丝绳称为死绳。 用测量死绳中的拉力来确定大钩负载。 4、井架及底座 井架用于安装天车，提供接卸立根的高度及存放立根。立根长度一 般为24-27米，井架高度约为41m。井架结构有塔式及桅杆式两种，后 者称A字型井架及绞车、转盘等安装在底座上。井架的主要规格是高度 和最大负荷量。
第一节 钻井方法
一、顿钻钻井法 顿钻钻井法又叫冲击钻井法，是我们的祖先发明的，古 书记载：十一世纪，就已比较完善了，欧洲是在十九世纪才开 始这种方法钻井。
顿钻钻井的设备组成及钻井工作原理见图6-1所示。
其设备主要有：天车（滑轮）、井架、捞砂筒、钻井筒、动力 机、钻头等。
工艺过程是：钻头用钢丝 悬吊，周期地将钻头提到一定 的高度后，再释放以向下冲击 井底，将井底岩石击碎，使井 眼向下加深。在不断冲击的同 时，向井内注水，使岩屑、泥 土混合成泥浆水，当井内岩屑 积累一定量时，将钻头自井内 提出，下入捞砂筒捞出井内的 泥水浆，使新的井底暴露出来， 然后继续下入钻头冲击钻井， 这样交替进行。
套管、固井、完井及特殊作业和处理井下事故等作业。
一、钻机的分类 旋转钻井钻机的分类方法有： 1、按钻井深度的不同分 由于所钻井的深浅不一，要求的设备能力不同，这是钻机的
起重能力和所用钻杆直径的大小来分的
（1）大型钻机
起重量 800KN以上，使用89-140mm钻杆，井径在
160mm以上，用于钻深井。 ①超重型钻机 ②重型钻机 ③中型钻机 钻井深度>5000m 3000-5000m 1000-2500m 最大起重量>2500KN 2000-2500KN 800-1600KN
二、钻机的组成及功能 钻机是由多设备组成的，而各部分都又具体的功用，整套 钻井设备由六大系统组成，见图6-4。
（一）起升系统
功能是提供一种下放、悬持或起升钻柱、套管柱其它井下 设备进、出井眼的功能。钻井过程中，主要完成起下钻、 接单根和钻井时的钻压控制，其组成主要有： 1、天车 2、游动滑车 3、大钩 4、水龙头
2、开发井：以开发为目的，对已探明的油气层打开油 气到地面的通道，或为了采用各种措施，使地下油气被开 采出来而钻的井。
（1）浅油气井：为开发浅油气层所钻的井，轻便钻机 500m以内。 （2）油气井：也叫生产井，为开发油气田，使用大型 钻机所钻的采油、采气井。 （3）注入井：为了合理开发油气田，提高采油速度和
Baidu Nhomakorabea
采收率，用来对油气层进行注气、注水以补充和合理利用 地层能量所钻的井。
（4）检查井：（在油气田的开发过程中）为了研究油
气田开发过程中，地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
石油钻井设备就是钻井所用的地面配套设备，即钻机、 井口装置以及钻柱。钻机是主要设备，它由多种机器设备组 成的一套大功率重型联合工作机组，以满足钻井过程中的各 种工艺的需要，完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下
（2）轻便钻机
<3000m
<300KN
使用42-89mm钻杆，井径<150mm（用于地质探井、水井）
2、动力设备的驱动
（1）柴油机驱动钻机，通过机械传动或液压传动。
（2）直流电驱动钻机，用柴油机或燃气轮机发电或由电
力网供电。供直流电则为有直——直驱动，供交流则为
交——直驱动，通常用于海上钻井。 3、按使用的地区不同 （1）陆地钻机 包括沙漠、沼泽地钻井 （2）海洋钻机 包括钻井平台、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钻机。
头，没有钻杆的接卸和繁重劳动，而只是转动滚筒，将管
绕在滚筒上即可，节省时间。
第二节 钻井类型
按目的不同划分有：探井和开发井。
按井眼轨迹来分就有： 垂直井、定向井、水平井、分支井、 丛式井等。
1、探井：是为了探明地质情况，获取地下地层油气资源 分布及相应性质等方面资料而钻的井，包括：地质浅井、地 层探井、预探井、详探井、资料井等。 （1）地质浅井：为了进行地面地质和地球物理研究，了解 区域地质构造、地层虽面和局部构造而钻的钻井。一般使用 轻便钻机。 （2）地层探井：是指在地质情况了解不多的地区，为了了 解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理 解释提供各种参数而钻的井。
2、井底动力钻具旋转钻井法
该方法是将转动钻头的动力由地面移到井下，直接 加在钻头之上。钻井时，钻柱不旋转，钻柱的功能只是给 钻头施加一定的钻压，形成洗井通路和承受井下动力钻具 外壳的反扭矩。动力是由电源和地面高压泥浆泵提供的，
通过钻柱内孔传递到井下的具有一定功能和压力的冼井液
流体或交流电。 目前有三种：即涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具
3、连续管钻井法（柔杆钻井法）如图6-3。 原理：是将连续管（柔性钻杆），缠绕在滚筒上， 代替钻柱，由牵引装置完成将连续管的运进、回收和悬挂。 连续管的下端连接必要的加压装置、动力机和钻头，或者
直接接高压水射流破岩钻头。
钻井过程中，不用接单根，连续管不转动，洗井液 通过它，保持循环，并给井底动力机提供动力等，更换钻
二、旋转钻井法
包括地面动力转盘旋转钻井法和井底 动力钻具旋转钻井法两种： 1、转盘旋转钻井法
其设备组成和工作原理如图6-2所示。
工作原理是通过转盘将柴
油机的垂直旋转，经方向轴或 链条变成水平旋转，再带动转 盘中的方钻杆转动，将动力传 给井内的钻柱和井底的钻头， 钻头在一定的压力的作用，旋 转来破碎井底的岩石。循环系 统提供高压的钻井液，从钻柱 中流经钻头，冲洗井底，冷却 钻头，并把岩屑带冲离井底带 至地面，使钻头能接触新的井 底岩石。
（3）预探井：是指在地震详查和地质综合研究所确定的
有利构造上，以发现油藏为目的所钻的探井。在未知的油
气田上，以发现未知的新油气藏也属于。 （4）详探井：在已发现油气的构造上，为了探明含油 气的面积和储量，了解油气层结构变化和产能，所钻的井。 （5）资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过 程中为某些专题研究所取得第一手资料数而钻的井。
5、水刹车
6、快绳
7、绞车
8、井架
9、死绳
1、天车：是复滑轮系充中的定滑轮组，固定于井架顶端的天车台上。它 的主要规格是轮数和最大载荷。
2、游动滑车：是复滑轮系统中的动滑轮组，工作时上下移动。规格同上， 有时为了节省高度，将大钩与游动滑车作成一体。 3、大绳：是复滑轮系统中的钢丝绳。钻井中常用6×19的钢丝绳。6×19 表示有6股，每股有19根钢丝。中心有一根麻心以贮润滑油。 a. 快绳：固定在滚筒上的钢丝绳端，由于缠绕时速度最快，称为快绳。 b. 死绳：固定不动的一端钢丝绳称为死绳。 用测量死绳中的拉力来确定大钩负载。 4、井架及底座 井架用于安装天车，提供接卸立根的高度及存放立根。立根长度一 般为24-27米，井架高度约为41m。井架结构有塔式及桅杆式两种，后 者称A字型井架及绞车、转盘等安装在底座上。井架的主要规格是高度 和最大负荷量。