油气钻井方法及工艺教材

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水泥封固主井筒 和分支井,
各层压力分隔
井下分叉装置
主井筒注水泥 分支井下套管
主井筒和分支井 都注水泥
分支井分级
➢南海西江大位移井
水深100米
大位移井
2850米
西江24-3油田
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
中深井 2500<H<4500
深井 4500<H<6000 超深井 H>6000m
旋转钻井法
旋转钻井：是自1901年发展起来的。
旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井 底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方 法。
旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱 动钻井。
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。
1. 按钻井目的分类：
➢ 区域普查井 ：基准井、剖面井、参数井、构造井 ➢ 探井：预探井、详探井等 ➢ 开发井：生产井（油井、气井）、注入井（注水井、
注气井） ➢ 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。
二、钻井的种类
基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和
含油气情况、验证物探成果而钻的井。
第2章 油气钻井方法及工艺
第一节 钻井概述 第二节 钻井方法 第三节 基本钻井工艺工程
第一节 钻井概述
钻井的概念 钻井的种类
一、 什么是钻井？
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。对我们而言，主要是开发油气资 源。
水平井
直井
二、钻井的种类
钻井可按钻井的目的、几何形状、井深 等进行分类。
冲击井底，击碎岩石
过
向井内注水
程
岩屑、泥土混合成泥水浆
积累到一定量
提出钻头
下捞砂筒
捞出井内的泥水浆
暴露新井底
设计井深
顿钻钻井示意图
顿钻钻井法
特点
优点： 起、下钻费时少，设备简单 缺点： (1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；
(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。
（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。
旋转钻井法
二、钻井的种类
根据井眼轴线剖面的类型，所 钻的井可以分为：直井和定向 井。
定向井
直井
普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。
大斜度井：最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井。
水平井：最大井斜角大于或等于86° ，并保持这种井斜角钻完一
定
定长度段的井。
向
大位移井：定义一：水平位移>=垂深×2的定向井或水平井；定义
二、钻井的种类
生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的
井。
开
注入井：开发后期为了提高采收率及开发速度，而对油田 发
进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。
井
检查井：油田开发到某一含水阶段，为了搞清各油层的压
力和油、气、水分布状况，剩余油饱和度的分布和变化情
况。
特
观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井。
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.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
第二节 钻井方法
钻井方法 为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而 采用的钻孔方法。
井
二：测深>=垂深×2的定向井或水平井。
丛式井：在一个井场（海洋平台）上有计划地钻出两口或两口以
上的定向井组，其中可含1口直井。
多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定
向井。
丛 式 井
分支井及形式
源自文库双向
迭加
三叉
人字形
肋骨形
辐射形
1
2
3
4
主井眼和分支井 都是裸眼
主井筒注水泥 分支井为裸眼
剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油 气构造而钻的井。
区 域 普
参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。 查 构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编 井
制地下某一标准层的构造图。
探井：为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置而钻的井（预 探井）；为了对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料而钻的井（详探井）。
钻井方法 分类
依据：如何破碎 岩石、怎样取出 岩屑、净化井眼
人工掘井 人力冲击钻井法 顿钻钻井法(机械) 旋转钻井法 连续管钻井法
目前普遍使用
钻井技术发展简史
我国古代钻井系统
现代钻井工具
古代钻井工具
钻井技术发展简史
钻井技术发展简史
现代旋转钻进系统 古代冲击钻进系统
第二节 钻井方法
人工掘井：1521年之前。 人力冲击钻：1521～1835年，是
靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、 游梁等来完成的。实际上是利用了 杠杆原理及自由落体的下落冲击作 用来钻井的。
特点是： 1）破岩与清岩相间进行。 2）冲击力小，破碎效率低。 3）设备简单，起下钻方便。
顿钻钻井法：1859～1901年
支架 游梁
悬 绳井
壁 钻头 井底
顿钻钻井法
钢丝绳提升钻头
下放
工
艺
殊 用
调整井：油田开发中后期，为进一步提高开发效果和最终 途
采收率，而调整原有开发井网所钻的井。
井
救援井：为了救援而钻的井。
二、钻井的种类
2.按几何形状不同分类：
直井、定向井、水平井、大位移井
直井：井口与井底在同一条铅垂线上； 定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井
口与井底不在同一条铅垂线上。