钻井与完井课程设计.ppt
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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。
《钻井液与完井液》课件
《钻井液与完井液 》PPT课件
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液：在钻井过程中，用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准，确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术，如固液分离、 油水分离等，以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性， 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术，减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ，保持井壁稳定，防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ，延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体，传递水力能量 ，如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质，加入 各种处理剂，用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中，采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液，显 著提高了采收率，并有效保护了储层 ，延长了气田开采寿命。
案例三：复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中，通过 联合应用钻井液和完井液，有效应对了地 层复杂多变带来的挑战，确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时，采用适当的钻 井液和完井液配方，对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液：在钻井过程中，用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准，确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术，如固液分离、 油水分离等，以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性， 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术，减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ，保持井壁稳定，防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ，延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体，传递水力能量 ，如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质，加入 各种处理剂，用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中，采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液，显 著提高了采收率，并有效保护了储层 ，延长了气田开采寿命。
案例三：复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中，通过 联合应用钻井液和完井液，有效应对了地 层复杂多变带来的挑战，确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时，采用适当的钻 井液和完井液配方，对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
4.钻井与完井
48
10
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)
48
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。
48
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。
48 8
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。
48
15
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)
《钻井设计典型案例》PPT课件
72.8~189.3 60~110 2.48
8.46
三开 Φ215.9 GS605F PDC×1 156
94.3~113.4 80~150 4.8
32.5
三开 Φ215.9 GS545HZ PDC×1 373
93.5~121.0 70~150 5.63
66.25
6、钻头选择与钻井参数
■ 6.2 水力参数设计：
本区属于暖温带季风气候温度适宜雨量丰沛光照充足年平均气温135年平均降水量658mm冬季受蒙古高压控制气候干冷雨雪量较少夏季受副热带高压控制带来大量雨水降雨量占到全年的65以上形成汛期有内涝发生还会形成一段高温难耐的酷暑天气
3井钻井工程设计
李长俊 谭鑫 王亮 张淼 袁国鑫 刘亮 邓小欢 余俊
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目录
1、 井位及地质概况 2、 钻井设备 3、 井眼轨迹设计及井身结构设计 4、 井身质量要求 5、 钻具组合设计与强度校核 6、 钻头选型、钻井参数 7、 钻井液设计 8、 固井设计 9、 井控设计 10、 各井段施工要求与复杂情况处理 11、 油气层保护 12、 职业健康、安全、环保（即HSE）要求 13、 完井井口装置要求
5、钻具组合设计与强度校核
➢ 注：
1、钻杆敷焊自耗型耐磨带； 2、钻杆带防磨护箍； 3、使用加长套管头防磨套； 4、使用低磨阻的活化重晶石和减磨剂； 5、根据井下实际情况灵活调整钻具组合，确保井身质 量合格。
5、钻具组合设计与强度校核
5.2 钻铤长度设计：
➢ 设计依据：
各次开钻，由预估（设计）钻头最大钻压计算钻铤长度。 组合钻铤长度计算时，先按组合中最大直径钻铤并由最大钻压 确定钻铤长度，然后再根据大尺寸钻铤库存及钻井工艺要求不同 直径钻铤的长度。
第四章 钻井与完井
三、钻井液
• 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
7
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；
• 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
7
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。
《钻井与完井工程》课件-2井身结构设计
《钻井与完井工程》课件 -2井身结构设计
井身结构设计是钻井与完井工程中的重要环节，涉及到井筒的稳定性和安全 性。本课件将介绍井身结构设计的重要性、目标、原则以及主要方法。
井身结构的重要性
井身结构设计的合理性直接影响到井筒的稳定性和钻井、完井操作的安全性。 良好的井身结构设计可以减少井筒塌陷、井漏等问题，降低事故发生的风险。
井身结构设计的目标
井身结构设计的目标是保证井筒的稳定性和安全性，确保钻井、完井操作的 顺利进行。通过合理的设计，可以避免井筒失稳、井漏等问题，减少工作量 和成本。
井身结构设计的原则
井身结构设计应遵循以下原则：
1 强度与稳定性
井身结构要具备足够的强 度和稳定性，以承受地质 力学和工程力学的作用。
2 材料选择
3 施工过程控制
完井过程中，要 控制好施工参数和工况， 保证井身结构的完整性和 稳定性。
主要的井身结构设计方法
经验法
根据以往的经验和类似工程的 数据，进行井身结构设计。
计算法
依据地质力学和工程力学原理， 对井身结构进行计算和分析。
1 油藏工况
考虑油藏工况和井筒温度 等因素，选择合适的材料 和工艺。
2 套管设计
设计套管参数和套管布置 方案，保证油井的产能和 安全。
3 完井液体设计
确定完井液体的性质和配 方，满足井身结构和油藏 要求。
结论和总结
井身结构设计是钻井与完井工程中的关键环节。合理的结构设计可以提高井筒的稳定性和钻井、完井操作的安 全性，降低事故风险，提高工作效率。
仿真法
运用计算机仿真技术，对井身 结构进行模拟和优化设计。
钻井井身设计要点
地层评价
对钻井地层进行评价，了解地层的性质和特点。
井身结构设计是钻井与完井工程中的重要环节，涉及到井筒的稳定性和安全 性。本课件将介绍井身结构设计的重要性、目标、原则以及主要方法。
井身结构的重要性
井身结构设计的合理性直接影响到井筒的稳定性和钻井、完井操作的安全性。 良好的井身结构设计可以减少井筒塌陷、井漏等问题，降低事故发生的风险。
井身结构设计的目标
井身结构设计的目标是保证井筒的稳定性和安全性，确保钻井、完井操作的 顺利进行。通过合理的设计，可以避免井筒失稳、井漏等问题，减少工作量 和成本。
井身结构设计的原则
井身结构设计应遵循以下原则：
1 强度与稳定性
井身结构要具备足够的强 度和稳定性，以承受地质 力学和工程力学的作用。
2 材料选择
3 施工过程控制
完井过程中，要 控制好施工参数和工况， 保证井身结构的完整性和 稳定性。
主要的井身结构设计方法
经验法
根据以往的经验和类似工程的 数据，进行井身结构设计。
计算法
依据地质力学和工程力学原理， 对井身结构进行计算和分析。
1 油藏工况
考虑油藏工况和井筒温度 等因素，选择合适的材料 和工艺。
2 套管设计
设计套管参数和套管布置 方案，保证油井的产能和 安全。
3 完井液体设计
确定完井液体的性质和配 方，满足井身结构和油藏 要求。
结论和总结
井身结构设计是钻井与完井工程中的关键环节。合理的结构设计可以提高井筒的稳定性和钻井、完井操作的安 全性，降低事故风险，提高工作效率。
仿真法
运用计算机仿真技术，对井身 结构进行模拟和优化设计。
钻井井身设计要点
地层评价
对钻井地层进行评价，了解地层的性质和特点。
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
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。
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（4）套管尺寸与井眼尺寸选择
套管与井眼配合要求：安全、经济 参考书2：256页
3、钻柱组合和强度设计
(1)原则：A. 满足强度，保证安全； B.降低钻柱重量，提升钻机钻深能力。 （2）钻柱尺寸选择：根据井眼尺寸与钻机提升能力。
A. 尺寸配合：参考书2：91页 B. 钻杆建议用127mm(5”) （3）确定钻铤长度
直径
5、水力参数设计
钻头水功率 射流冲击力 喷射速度
上述三个参数的计算参见教材。
预祝大家顺利完成课程设计
额定泵压（Mpa）
33.1 28.2 24.3 21.2 18.6 16.5
基础数据
6. 钻柱设计数据见参数书2：P97-98算例，拉力余量设为 200KN，安全系数1.3。 7. 完井方式：先期裸眼完井，Ø177.8mm(7”)生产套管
参考书、时间安排、联系方式
参考书：
1. 周开吉，郝俊芳.钻井工程设计[M]. 东营：石油大学出 版社，1996
钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发 油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资 源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻 井的重要程序。
钻井前为什么要进行钻井与完井工程设计？
钻井与完井工程施工的指南和技术依据。
钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织 施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。 钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动， 如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公司主 管单位重新讨论研究。
钻井工程课程设计
钻井与完井工程设计介绍
一、什么是钻井与完井工程设计 二、钻井与完井工程设计的任务和主要内容 三、钻井与完井工程设计基本原则 四、石油08级（二学位）钻井与完井工程设计主要 任务
一、什么是钻井与完井工程设计？
《钻井与完井工程设计》主要是指钻井工程师得 到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一 口井的综合、合理的钻井与完井工程设计。
5、水力参数设计
计算循环压耗
确定地面管汇、钻杆/钻铤内外压耗系数； 计算整个循环系统压耗； 针对不同井段，重复计算。
（计算过程中，钻井液密度已经确定，粘度查表A－4）
5、水力参数设计
钻头压降（＝额定泵压－循环压耗） 喷嘴当量直径：
按照最大钻头水功率条件计算第一、第二临界井深 根据第一、第二临界井深，计算不同井段喷嘴当量
八、钻前工程设计 九、环境保护要求 十、各次开钻或分段施工的特殊点要求
十一、材料及成本预算 十二、技术经济指标及钻井进度计划
三、钻井与完井工程设计基本原则
1. 钻井设计的基本内容应包括地质设计、工程设计、施工进度计划及费用预算 四个部分。应按石油工业部标准SY5333—88《钻井设计格式》的规定进行设计
探井钻井工程设计原则
探井应开展随钻压力监测 在探井钻井与完井工程设计中，应根据工程需要，设计一定数量的工程取心 钻井要按设计的施工进度计划施工
费用预算和施工进度计划应建立在本地区切实可靠的定额基础上。
钻井与完井工程设计应包括钻井井场环境保护要求和装备。
钻井与完井工程设计程序框图
四、石油08级（二学位）钻井与完井工程设计内容
钻探目的层为灰岩地层，确定完井 方法为先期裸眼完井。 油层套管下入油层3－5m。
根据地质情况，钻达目的层过程中 不受盐岩，高压水层等复杂地层影 响，故井身结构设计按地层压力和 破裂压力剖面（图A－1）进行
图A－1
基础数据
4. 设计系数：见表A-2和表A-3，其他数据查《钻井手册》（甲方）和参考书
（2）确定5个系数：抽吸压力系数Sb；激动压力系数Sg；安全系数Sf； 井涌余量Sk；压差允值△P
（3）流程（以压力剖面为依据）
A. 求中间套管下入深度的假定点（要考虑井涌情况） B. 验证中间套管下到假定深度是否被卡，确定合理下入深度 C. 钻井尾管下入深度的假定点 D. 校核尾管下入假定深度是否被卡，确定合理下入深度 E. 表层套管下入深度
算例参考：教材P264-268，钻井工艺原理（下册） P90-96页。钻井手册关于套管参数部分等。
5、水力参数设计
主要内容： 确定最小排量 计算循环压耗 计算钻头压降 计算喷嘴当量直径 钻头水功率 射流冲击力 喷射速度
5、水力参数设计
确定最小排量
首先采用经验公式确定环空最低返速； 最低返速确定后，可计算出携岩所需的最低排量； 查表A－4，根据得出的最低排量选择缸套直径；
4. 钻井与完井工程设计必须以地质设计为依据。
5. 应根据地质设计的钻探深度和工程施工的最大负荷，合理地选择钻机装备。 选用的钻机负荷不得超过钻机最大额定负荷能力的80％。
三、钻井与完井工程设计基本原则
调整井钻井工程设计原则
调整井钻井液密度应根据钻井区块所在采油厂(站)提供的地层压力进行设计 调整井钻井与完井工程设计应考虑新钻井的套管防断、防挤毁问题
一、井身结构设计 二、固井工程设计
1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计；
三、钻柱组合和强度设计
四、钻机选择
1．机械破岩参数；
五、钻进参数设计
2．钻井液体系及性能； 3．水力参数；
4．下部防斜钻具结构；
六、油气井压力控制设计
七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）
2. 地质设计应明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目的层，完钻层位及原则、 完井方法、取资料要求、井身质量、油层套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固 井水泥上返高度等要求。水平位移要求严的直井，要考虑钻井的难度和钻井综合 成本。
3.钻井与完井工程设计应根据地质设计提供的地层孔隙压力梯度曲线及地层破裂压 力梯度曲线或邻井邻区试油压力资料，设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。 对设计钻探多套压力层系的探井，应采用多层套管程序，以利于保护油气层、钻杆 中途测试和安全钻井。
基础数据
5.水力参数设计数据见表A-4
表A-4 水力参数设计数据
(1) 泥浆泵型号与性能 3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）
缸套直径 （mm）
120 130 140 150 160 170
额定泵冲 （次 /分）
150 150 150 150 150 150
额定排量（L /S）
19.9 23.4 27.1 31.1 35.4 40.0
4. 结果准确性 30分
现场钻井工程设计书样式
工程审批
1. 地质设计摘要
1.1地理概况 1.2地质基本数据 1.3地层层位预测及岩性 1.4油气水层简述 1.5储层简要描述
2.井身结构设计
(1)原则：A. 保护油气层；B. 避免井下复杂、事故； C.避免套管鞋处地层被压漏 D.防止压差卡套管。
课程考核标准
1. 格式、规范 10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％
2. 设计的依据与原则准确性 30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％
3. 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性 30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％
1.地质概况： 表A－1
基础数据
基础数据
2. 设计井深：
H=3500 + [（班号-1）×32 + 学号的后二位数字] ×5 （m）
3. 地层压力和破裂压力剖面： 根据图A－1，下页 地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为1.10g/cm3 的井深按以下规律取值： H=2000 + [（班号-1）×32 + 学号的后二位数字] ×5 （m） 注：学号后二位数重号同学插空取值。
钻井与完井工程设计的科学性，先进性关系到一口 井钻井工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水 平的提高依靠钻井与完井工程设计水平的提高。
二、钻井与完井工程设计的任务
根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口 井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进 度预测和成本预算。
二、钻井与完井工程设计内容
（4）钻杆柱强度设计
过程参见参考书2：97－98页
4பைடு நூலகம்套管柱强度设计
(1)原则：A. 满足钻井作业、开发和储层改造需要； B.一定的安全余量； C. 经济性好。
(2)方法：等安全系数法，自下而上进行设计，下部考虑外挤强度，上部 考虑抗拉和抗内压强度。
(3)系数：抗拉安全系数1.125，抗拉安全系数1.8，井口抗内压安全系数1.1。
设计任务：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： 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、套管柱强度设计 四、钻柱组合和强度设计 五、钻进参数设计 1．机械破岩参数设计 （包括钻头选型，建议钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速） 2．钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求） 3．水力参数设计 4．钻柱与下部防斜钻具结构
2. 陈庭根，管志川. 钻井工程理论与技术[M]. 东营：石油 大学出版社，2000
3. 《钻井手册》（甲方）[M]. 北京：石油工业出版社， 1990
报告书写规范
1. 封面 2. 审批页 3. 目录 4. 地质设计摘要 5. 井身结构设计结果图 6. 套管设计结果表 7. 钻柱组合设计结果表 8. 钻井参数设计结果表 附录1：井身结构设计依据与计算过程 附录2：套管设计依据与计算过程 附录3：钻柱组合设计依据与计算过程 附录4：钻井参数设计依据与计算过程
套管与井眼配合要求：安全、经济 参考书2：256页
3、钻柱组合和强度设计
(1)原则：A. 满足强度，保证安全； B.降低钻柱重量，提升钻机钻深能力。 （2）钻柱尺寸选择：根据井眼尺寸与钻机提升能力。
A. 尺寸配合：参考书2：91页 B. 钻杆建议用127mm(5”) （3）确定钻铤长度
直径
5、水力参数设计
钻头水功率 射流冲击力 喷射速度
上述三个参数的计算参见教材。
预祝大家顺利完成课程设计
额定泵压（Mpa）
33.1 28.2 24.3 21.2 18.6 16.5
基础数据
6. 钻柱设计数据见参数书2：P97-98算例，拉力余量设为 200KN，安全系数1.3。 7. 完井方式：先期裸眼完井，Ø177.8mm(7”)生产套管
参考书、时间安排、联系方式
参考书：
1. 周开吉，郝俊芳.钻井工程设计[M]. 东营：石油大学出 版社，1996
钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发 油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资 源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻 井的重要程序。
钻井前为什么要进行钻井与完井工程设计？
钻井与完井工程施工的指南和技术依据。
钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织 施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。 钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动， 如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公司主 管单位重新讨论研究。
钻井工程课程设计
钻井与完井工程设计介绍
一、什么是钻井与完井工程设计 二、钻井与完井工程设计的任务和主要内容 三、钻井与完井工程设计基本原则 四、石油08级（二学位）钻井与完井工程设计主要 任务
一、什么是钻井与完井工程设计？
《钻井与完井工程设计》主要是指钻井工程师得 到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一 口井的综合、合理的钻井与完井工程设计。
5、水力参数设计
计算循环压耗
确定地面管汇、钻杆/钻铤内外压耗系数； 计算整个循环系统压耗； 针对不同井段，重复计算。
（计算过程中，钻井液密度已经确定，粘度查表A－4）
5、水力参数设计
钻头压降（＝额定泵压－循环压耗） 喷嘴当量直径：
按照最大钻头水功率条件计算第一、第二临界井深 根据第一、第二临界井深，计算不同井段喷嘴当量
八、钻前工程设计 九、环境保护要求 十、各次开钻或分段施工的特殊点要求
十一、材料及成本预算 十二、技术经济指标及钻井进度计划
三、钻井与完井工程设计基本原则
1. 钻井设计的基本内容应包括地质设计、工程设计、施工进度计划及费用预算 四个部分。应按石油工业部标准SY5333—88《钻井设计格式》的规定进行设计
探井钻井工程设计原则
探井应开展随钻压力监测 在探井钻井与完井工程设计中，应根据工程需要，设计一定数量的工程取心 钻井要按设计的施工进度计划施工
费用预算和施工进度计划应建立在本地区切实可靠的定额基础上。
钻井与完井工程设计应包括钻井井场环境保护要求和装备。
钻井与完井工程设计程序框图
四、石油08级（二学位）钻井与完井工程设计内容
钻探目的层为灰岩地层，确定完井 方法为先期裸眼完井。 油层套管下入油层3－5m。
根据地质情况，钻达目的层过程中 不受盐岩，高压水层等复杂地层影 响，故井身结构设计按地层压力和 破裂压力剖面（图A－1）进行
图A－1
基础数据
4. 设计系数：见表A-2和表A-3，其他数据查《钻井手册》（甲方）和参考书
（2）确定5个系数：抽吸压力系数Sb；激动压力系数Sg；安全系数Sf； 井涌余量Sk；压差允值△P
（3）流程（以压力剖面为依据）
A. 求中间套管下入深度的假定点（要考虑井涌情况） B. 验证中间套管下到假定深度是否被卡，确定合理下入深度 C. 钻井尾管下入深度的假定点 D. 校核尾管下入假定深度是否被卡，确定合理下入深度 E. 表层套管下入深度
算例参考：教材P264-268，钻井工艺原理（下册） P90-96页。钻井手册关于套管参数部分等。
5、水力参数设计
主要内容： 确定最小排量 计算循环压耗 计算钻头压降 计算喷嘴当量直径 钻头水功率 射流冲击力 喷射速度
5、水力参数设计
确定最小排量
首先采用经验公式确定环空最低返速； 最低返速确定后，可计算出携岩所需的最低排量； 查表A－4，根据得出的最低排量选择缸套直径；
4. 钻井与完井工程设计必须以地质设计为依据。
5. 应根据地质设计的钻探深度和工程施工的最大负荷，合理地选择钻机装备。 选用的钻机负荷不得超过钻机最大额定负荷能力的80％。
三、钻井与完井工程设计基本原则
调整井钻井工程设计原则
调整井钻井液密度应根据钻井区块所在采油厂(站)提供的地层压力进行设计 调整井钻井与完井工程设计应考虑新钻井的套管防断、防挤毁问题
一、井身结构设计 二、固井工程设计
1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计；
三、钻柱组合和强度设计
四、钻机选择
1．机械破岩参数；
五、钻进参数设计
2．钻井液体系及性能； 3．水力参数；
4．下部防斜钻具结构；
六、油气井压力控制设计
七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）
2. 地质设计应明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目的层，完钻层位及原则、 完井方法、取资料要求、井身质量、油层套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固 井水泥上返高度等要求。水平位移要求严的直井，要考虑钻井的难度和钻井综合 成本。
3.钻井与完井工程设计应根据地质设计提供的地层孔隙压力梯度曲线及地层破裂压 力梯度曲线或邻井邻区试油压力资料，设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。 对设计钻探多套压力层系的探井，应采用多层套管程序，以利于保护油气层、钻杆 中途测试和安全钻井。
基础数据
5.水力参数设计数据见表A-4
表A-4 水力参数设计数据
(1) 泥浆泵型号与性能 3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）
缸套直径 （mm）
120 130 140 150 160 170
额定泵冲 （次 /分）
150 150 150 150 150 150
额定排量（L /S）
19.9 23.4 27.1 31.1 35.4 40.0
4. 结果准确性 30分
现场钻井工程设计书样式
工程审批
1. 地质设计摘要
1.1地理概况 1.2地质基本数据 1.3地层层位预测及岩性 1.4油气水层简述 1.5储层简要描述
2.井身结构设计
(1)原则：A. 保护油气层；B. 避免井下复杂、事故； C.避免套管鞋处地层被压漏 D.防止压差卡套管。
课程考核标准
1. 格式、规范 10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％
2. 设计的依据与原则准确性 30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％
3. 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性 30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％
1.地质概况： 表A－1
基础数据
基础数据
2. 设计井深：
H=3500 + [（班号-1）×32 + 学号的后二位数字] ×5 （m）
3. 地层压力和破裂压力剖面： 根据图A－1，下页 地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为1.10g/cm3 的井深按以下规律取值： H=2000 + [（班号-1）×32 + 学号的后二位数字] ×5 （m） 注：学号后二位数重号同学插空取值。
钻井与完井工程设计的科学性，先进性关系到一口 井钻井工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水 平的提高依靠钻井与完井工程设计水平的提高。
二、钻井与完井工程设计的任务
根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口 井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进 度预测和成本预算。
二、钻井与完井工程设计内容
（4）钻杆柱强度设计
过程参见参考书2：97－98页
4பைடு நூலகம்套管柱强度设计
(1)原则：A. 满足钻井作业、开发和储层改造需要； B.一定的安全余量； C. 经济性好。
(2)方法：等安全系数法，自下而上进行设计，下部考虑外挤强度，上部 考虑抗拉和抗内压强度。
(3)系数：抗拉安全系数1.125，抗拉安全系数1.8，井口抗内压安全系数1.1。
设计任务：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： 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、套管柱强度设计 四、钻柱组合和强度设计 五、钻进参数设计 1．机械破岩参数设计 （包括钻头选型，建议钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速） 2．钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求） 3．水力参数设计 4．钻柱与下部防斜钻具结构
2. 陈庭根，管志川. 钻井工程理论与技术[M]. 东营：石油 大学出版社，2000
3. 《钻井手册》（甲方）[M]. 北京：石油工业出版社， 1990
报告书写规范
1. 封面 2. 审批页 3. 目录 4. 地质设计摘要 5. 井身结构设计结果图 6. 套管设计结果表 7. 钻柱组合设计结果表 8. 钻井参数设计结果表 附录1：井身结构设计依据与计算过程 附录2：套管设计依据与计算过程 附录3：钻柱组合设计依据与计算过程 附录4：钻井参数设计依据与计算过程