鉆井新技術(shù)畢業(yè)論文

畢業(yè)論文 0 畢業(yè) 論文 設(shè)計(jì)（論文）題目： 鉆 井新技術(shù) 系 部 名 稱(chēng)： 石油 工程系 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 田斌 學(xué)號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 2013 年 5 月 28 日 畢業(yè)論文 1 目 錄 1 緒論 .3 1.1 研究背景 . 3 1.2 研究意義 . 3 2 鉆井技術(shù)現(xiàn)狀 .4 2.1 目前鉆井技術(shù)存在的難題 . 4 2.2 目前重點(diǎn)研究方向 . 5 3 鉆井新技術(shù)的應(yīng)用 .5 3.1 套管鉆井新技術(shù) .5 3.2 水基鉆井液新技術(shù) .8 3.3 連續(xù)油管鉆井新技術(shù) .12 3.4 應(yīng)用鉆井新技術(shù)控制污染 .16 4 結(jié)論 .18 致 謝 .19 參考文獻(xiàn) .20 畢業(yè)論文 2 摘 要 近 幾 年 由于世界油氣價(jià)格暴漲，全球的鉆井活動(dòng)猛增鉆機(jī)供應(yīng)吃緊和某些地區(qū)鉆機(jī)的日租金猛增。世界各國(guó)服務(wù)公司除千方百計(jì)地增加鉆機(jī)外，也在不斷地開(kāi)發(fā)新技術(shù)以滿足鉆井的需求。 本文從 套管鉆井新技術(shù) 、 連續(xù)油管鉆井新技術(shù) 等幾 方面 對(duì)現(xiàn)今鉆井新技術(shù)進(jìn)行了闡述，最后為了滿足現(xiàn)在 HSE 安全環(huán)保 的生產(chǎn)體系，從 應(yīng)用 控制污染 的方面對(duì)鉆井新技術(shù)進(jìn)行了闡述。 關(guān)鍵詞： 石油鉆井 ；新技術(shù)； 套管鉆井 ； 連續(xù)油管 ； HSE 1 緒論 1.1 研究背景 石油工程技術(shù)不僅關(guān)系到鉆井施工的速度與成本，也關(guān)系到勘探開(kāi)發(fā)的水平與效益。鉆井技術(shù)如何適應(yīng)油田勘探開(kāi)發(fā)新形勢(shì)，為老油田穩(wěn)產(chǎn)作貢獻(xiàn)？應(yīng)在關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)上尋求突破，在提高老油田采收畢業(yè)論文 3 率上作好文章 ， 要不斷拓寬石油鉆井工程技術(shù)的支撐領(lǐng)域 。 1.2 研究意義 目前鉆井工程技術(shù)的攻關(guān)領(lǐng)域有了很大的拓寬，已經(jīng)從單純?yōu)殂@井施工提供技術(shù)支撐，延伸到為勘探開(kāi)發(fā)提供強(qiáng)力 支持上來(lái) 。 傳統(tǒng)的攻關(guān)領(lǐng)域，主要是為鉆井施工提供實(shí)用新型的工藝技術(shù)和裝備，目的是提高鉆井速度、降低鉆井成本。鉆井公司作為施工方，是油公司的乙方，為油公司提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益是鉆井公司的追求。對(duì)于目前占絕大多數(shù)的常規(guī)探井、開(kāi)發(fā)井來(lái)說(shuō)，不是能不能打成的問(wèn)題，而是如何打快、打好，創(chuàng)造更大效益的問(wèn)題。因此，一些實(shí)用、先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)和裝備就成為提高鉆井速度、降低鉆井成本的重要手段，而這正是鉆井工程技術(shù)傳統(tǒng)的攻關(guān)方向。在這方面，一些先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)研究已經(jīng)取得了突破并正在推廣應(yīng)用，如優(yōu)快鉆井技術(shù)的實(shí) 施，將鉆井完井周期縮短了 40以上；新型 PDC 鉆頭的推廣應(yīng)用，將過(guò)去幾只鉆頭打一口井變成一只鉆頭打幾口井。這些技術(shù)，對(duì)提高鉆井質(zhì)量、加快鉆井速度、降低鉆井成本起到了很大的推動(dòng)作用。然而，這些技術(shù)和裝備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，還有許多新的課題需要繼續(xù)攻關(guān)。 畢業(yè)論文 4 2 鉆井技術(shù)現(xiàn)狀 2.1 目前鉆井技術(shù)存在的難題 就鉆井工程而言，東部深部地層的勘探面臨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力層系多、井下高溫等難題；在西部和南方海相地區(qū)，面臨著超深井鉆探、地質(zhì)構(gòu)造斜度大、地層壓力復(fù)雜多變等難題；在海外，面臨著地質(zhì)資料不全、超長(zhǎng)段鹽層下 的勘探難題，這些都是目前鉆井工程技術(shù)面臨的緊迫的攻關(guān)任務(wù)。在開(kāi)發(fā)方面，東部老區(qū)由于進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，邊際油藏、薄油層及特殊巖性油藏和低滲透油藏開(kāi)發(fā)成為主攻方向，鉆井工程技術(shù)舉足輕重。西部新區(qū)降低噸油成本、提高開(kāi)發(fā)效益的要求，對(duì)鉆井工程技術(shù)和保護(hù)油氣層提出了許多新的課題?？梢哉f(shuō)，鉆井工程技術(shù)已經(jīng)成為勘探開(kāi)發(fā)的先頭 “ 攻城 ” 部隊(duì)。 2.2 目前重點(diǎn)研究方向 面對(duì)這些新要求，石油工程技術(shù)必須在科技創(chuàng)新重點(diǎn)、科研攻關(guān)方向上進(jìn)行新的調(diào)整，在關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)勢(shì)技術(shù)上尋求突破。在為提高鉆井速度、降低鉆井成本提供技術(shù)支撐的傳統(tǒng)技 術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域，要瞄準(zhǔn)世界前沿的鉆井新技術(shù)，全面分析影響鉆井速度和效率的各項(xiàng)因素，重點(diǎn)在鉆井工藝、井下測(cè)量?jī)x器、井下實(shí)用工具、新型鉆井液、先進(jìn)的鉆井完井技術(shù)等方面開(kāi)展有針對(duì)性的立項(xiàng)攻關(guān)，力爭(zhēng)迅速形成成果并盡快轉(zhuǎn)化。 畢業(yè)論文 5 3 鉆井新技術(shù)的應(yīng)用 3.1 套管鉆井新技術(shù) 3.1.1 套管鉆井工藝 套管鉆井工藝是用套管代替鉆柱 ， 通過(guò)套管向鉆頭傳遞水力和機(jī)械能的。它采用一種可回收式再進(jìn)入鋼絲繩井下鉆具組合鉆進(jìn) ， 并且起下鉆具組合不需要起下套管。這種井下鉆具組合是由能穿過(guò)套管的領(lǐng)眼鉆頭和擴(kuò)孔器組成的。鉆進(jìn)時(shí)由領(lǐng)眼鉆頭先鉆出 領(lǐng)眼 ， 再打開(kāi)其后面的張合式擴(kuò)孔器進(jìn)行擴(kuò)孔 ， 把領(lǐng)眼擴(kuò)成與套管留有一定間隙的井眼。在鉆定向井時(shí) ， 井下鉆具組合還包括螺桿鉆具和隨鉆測(cè)量?jī)x等必備的定向鉆井設(shè)備 ， 并可同時(shí)下入隨鉆測(cè)井儀或取心工具。 套管鉆井與常規(guī)的轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井的主要區(qū)別在于：套管鉆井需要的是一種特制鉆機(jī) ， 也可對(duì)常規(guī)鉆機(jī)進(jìn)行改造 ， 使其適用于套管鉆井。套管鉆機(jī)必須使用頂驅(qū)來(lái)旋轉(zhuǎn)套管 ， 它還要有一個(gè)大型鋼絲繩裝置來(lái)起下鉆具組合。用套管鉆井系統(tǒng)鉆進(jìn)時(shí) ， 要求鉆頭能穿過(guò)套管 ， 同時(shí)又能鉆出尺寸比套管直徑大的井眼。套管鉆井所鉆出的井眼無(wú)法用常規(guī)的測(cè)井儀進(jìn)行測(cè)井 ， 而是用套管 內(nèi)測(cè)井儀進(jìn)行隨鉆測(cè)井。用這種鉆井工藝其造斜率要比常規(guī)鉆井的造斜率高 。 3.1.2 套管鉆井優(yōu)點(diǎn) （ 1） 鉆井和下套管同時(shí)進(jìn)行 ； 畢業(yè)論文 6 （ 2） 不用鉆桿和鉆鋌 ； （ 3） 不需要起下鉆作業(yè) ； （ 4） 減少意外事故 ； （ 5） 提高鉆井安全系數(shù) ； （ 6） 降低鉆機(jī)成本 ； （ 7） 降低油井成本 ； （ 8） 大大地降低了鉆井成本 ； （ 9） 鉆機(jī)輕便 ， 易于搬遷和操作。 3.1.3 國(guó)外套管鉆井的概況 1996 年美國(guó) Tesco 公司開(kāi)發(fā)出世界上第一套套管鉆井系統(tǒng)（ CDS）， 并在兩口井中進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn)。目前 ， 該系統(tǒng)已在 10 口井中進(jìn)行推廣應(yīng) 用 ， 取得較好效果。除 Tesco 公司外 ， BakerHughes 公司、 Weatherford 國(guó)際公司也開(kāi)始了類(lèi)似系統(tǒng)的研制。由于國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)研究甚少 ， 目前還未見(jiàn)有關(guān)該項(xiàng)技術(shù)的報(bào)道。近年來(lái) ， 隨著套管鉆井技術(shù)的進(jìn)步 ， 套管鉆井技術(shù)的適用范圍將不斷擴(kuò)大。定向套管鉆井技術(shù)、套管鉆井取心技術(shù)將成為兩大主要發(fā)展方向。目前 ， 國(guó)外的一些大石油公司和科研機(jī)構(gòu)正在不斷地開(kāi)發(fā)套管鉆井新技術(shù) ， 如加拿大卡爾加里的 Tesco 公司就采用套管作為鉆井馬達(dá)的引導(dǎo)裝置和下鉆頭的運(yùn)送工具。最近他們用 5 1/ 2”套管完成了一口直井 ， 該井開(kāi)始用 9 5/ 8”套管鉆了 120ft ， 又用 7 5/ 8”套管鉆至 577ft 處。該井通過(guò)旋轉(zhuǎn)套管和利用 197ft 的泥漿馬達(dá)進(jìn)行鉆進(jìn) ， 套管鉆過(guò)煤層、硬砂層和頁(yè)巖地層 ， 下入繩索式取心工具成功地完成了 25ft 的畢業(yè)論文 7 取心作業(yè) ， 取心收獲率 100 %。當(dāng)鉆至 1752ft 時(shí) ， 起下鉆改用鉆桿和鉆鋌進(jìn)行鉆進(jìn) ， 在同一口井內(nèi)完成兩次定向側(cè)鉆。由于這些裝置安放在 5 1/ 2”套管底端 ， 所以 ， 幾次撤回和再下入都未進(jìn)行起下鉆。托斯克鉆井技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的套管鉆井系統(tǒng)具有降低鉆井成本、提高鉆井效率和最大限度地減少井眼問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn) ， 經(jīng)過(guò)三年的研究試 驗(yàn)表明 ， 該系統(tǒng)對(duì)直井和定向井都有效。該技術(shù)通過(guò)綜合配套使用獨(dú)特的鉆機(jī)和井下設(shè)備 ， 在油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中 ， 靠套管向鉆頭傳送機(jī)械能和液壓能 ， 同時(shí)固定在套管內(nèi)的可回收纜式鉆具組合省去了使用常規(guī)鉆柱起下鉆操作。 1999 年在墨西哥北部的大石油公司已用 5 1/ 2”套管成功鉆進(jìn) 1663m ， 大大地節(jié)省了鉆井時(shí)間和鉆井費(fèi)用。 3.1.4 套管鉆井的發(fā)展前景 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明 ， 在無(wú)事故井中進(jìn)行套管鉆井可節(jié)省鉆井成本10 % 15 %。在鉆速較快的陸地井中估計(jì)可節(jié)約鉆井成本 30 %。對(duì)于鉆易坍塌地層 ， 如果套管鉆井被證明是一種更 加經(jīng)濟(jì)有效的方法 ， 則有可能節(jié)省更多的鉆井費(fèi)用。對(duì)已有的鉆井技術(shù)如定向鉆井、注水泥、測(cè)井、取心和試井等作業(yè)采用套管鉆井、固井來(lái)替代常規(guī)的鉆桿鉆井 ，其速度比常規(guī)鉆桿鉆井快 5 10 倍。因此 ， 套管鉆井作為一項(xiàng)前沿技術(shù)已推動(dòng)鉆井工業(yè)進(jìn)入新世紀(jì)。這一降低鉆井成本的重大舉措 ， 對(duì)石油工業(yè)的發(fā)展具有重大影響。在我國(guó) ， 除遼河油田外 ， 吉林油田、陜北地區(qū)淺層井很多 ， 利用該技術(shù)的優(yōu)勢(shì) ， 容易占領(lǐng)市場(chǎng) ， 其應(yīng)用前景十分可觀。 畢業(yè)論文 8 3.2 水基鉆井液新技術(shù) 水基鉆井液的成膜理論與控制技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究較多和發(fā)展較快的一類(lèi)新型鉆井液技 術(shù)和理論。該理論與技術(shù)的提出基于解決兩方面問(wèn)題 ： 一是非酸化屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層 ； 二是成膜護(hù)壁維持井壁穩(wěn)定。 眾所周知 ， 國(guó)內(nèi)外保護(hù)儲(chǔ)層技術(shù)最普遍使用的是屏蔽暫堵技術(shù) ，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用己見(jiàn)到很好的效果。非酸化隔離膜保護(hù)儲(chǔ)層技術(shù)的核心內(nèi)容是盡量減少鉆井液中的有害固相含量 ， 通過(guò)改變鉆井液處理劑的抑制性使鉆井液本身固相顆粒的粒度大小與儲(chǔ)層的孔隙大小相匹配 ， 有效封堵孔隙 ， 與此同時(shí) ， 利用成膜技術(shù)中特定的聚合物在井壁巖石表面形成一層防止鉆井液和鉆井液中有害固相進(jìn)入儲(chǔ)層的屏障 ， 即隔離膜。無(wú)需進(jìn)行酸化作業(yè) ， 求得最大自然產(chǎn)能 ， 與屏 蔽暫堵技術(shù)相比可節(jié)省大量的屏蔽暫堵材料費(fèi)用和酸化作業(yè)費(fèi)用。 3.2.1 無(wú)滲透鉆井液技術(shù) 無(wú)滲透鉆井液技術(shù) （ 簡(jiǎn)稱(chēng) NIF 鉆井液 ）， 是由美國(guó)環(huán)保鉆井技術(shù)公司 （ EDTI） 生產(chǎn)的一種鉆井液。該鉆井液主要由 DWC2000（ 增粘劑 ） 、FLC2000（ 動(dòng)態(tài)降漏失劑 ， 注意 ： 不是 API 降濾失劑 ） 、 KFA2000（ 潤(rùn)滑 劑 ） 組成 ， 是一種據(jù)稱(chēng)可以在超低固相含量下 ， 使所鉆地層損害接近于零的鉆井液。這種鉆井液依靠表面化學(xué)原理在地層表面產(chǎn)生可以密封地層的非滲透膜 ， 實(shí)現(xiàn)同一種組分的鉆井液封閉不同孔隙尺寸分畢業(yè)論文 9 布的地層的目的 ， 從而實(shí)現(xiàn)鉆井液 對(duì)地層的無(wú)滲透。 NIF 鉆井液可以無(wú)損害地鉆開(kāi)油層 ， 還可以鉆進(jìn)油層與頁(yè)巖的互層、在同一裸眼井段中不同壓力的油層、由于力學(xué)原因而嚴(yán)重失穩(wěn)的地層。室內(nèi)試驗(yàn)表明 ，NIF 鉆井液可使巖石的滲透率恢復(fù)率達(dá)到 90 %以上。 3.2.2 水基成膜鉆井液技術(shù) 這種技術(shù)在理論上認(rèn)為 ， 在水基鉆井液中 ， 通過(guò)加入一到幾種成膜劑 ， 可以使鉆井液體系在泥頁(yè)巖等類(lèi)地層井壁表面形成較高質(zhì)量的膜。這樣可阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層 ， 從而在保擴(kuò)油氣層和穩(wěn)定井壁方面發(fā)揮類(lèi)似油基鉆井液的作用。 國(guó)外 M I 鉆井液公司對(duì)頁(yè)巖的膜效率進(jìn)行過(guò)比較系統(tǒng)的研究 ，并 取得了一些成果 ， 比如他們研究認(rèn)為 ， 在水基鉆井液中可以形成三種類(lèi)型的膜 ： （ 1） 水基鉆井液成膜 （ 型膜 ） 。這類(lèi)膜形成于頁(yè)巖表面 ， 鉆井液濾液、頁(yè)巖粘土、孔隙流體的化學(xué)性、孔隙尺寸、濾液粘度、滲透率、粘土組分和頁(yè)巖的膠結(jié)作用都會(huì)影響膜的形成。在水基鉆井液中能夠成膜的物質(zhì)有糖類(lèi)化合物及其衍生物 （ 如甲基葡糖貳 MEG） 、丙烯酸類(lèi)聚合物、硅氧烷、木質(zhì)素磺酸鹽、乙二醉及其衍生物和各種表面活性劑 （ 如山梨糖醇配的脂肪酸鹽 ）； （ 2） 封堵材料成膜 （ 型膜 ） 。如硅酸鹽、鋁酸鹽、鋁鹽、氫氧化鈣和酚醛樹(shù)脂等封堵材料。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在硅酸 鹽鉆井液中加入糖類(lèi)聚合物可保持實(shí)際滲透壓接近理論滲透壓。硅酸鹽鉆井液的成膜效率可達(dá)到 70 %以上 ； 畢業(yè)論文 10 （ 3） 合成基和逆乳化鉆井液成膜 （ 型膜 ） 。鉆井液中的流體和頁(yè)巖作用導(dǎo)致了毛細(xì)管力和較高的膜效率。此膜是由連 續(xù)相的可 移動(dòng)薄膜、表面活性劑薄膜和鉆井液的水相的薄膜組成的 膜。型膜形成了一道防止水和溶質(zhì)擴(kuò)散的屏障。 其中型膜的膜效率最高 ， 并認(rèn)為 ， 各種類(lèi)型膜的滲透機(jī)理是完全不同的。就能形成膜的鉆井液種類(lèi)來(lái)講有 :合成基鉆井液、硅酸鹽鉆井液、逆乳化鉆井液和聚合醇類(lèi)鉆井液等。據(jù)報(bào)道 ， 目前 ， 國(guó)外 CSIRO 和 Baroid 公司已聯(lián)合開(kāi)發(fā)研制了具有高膜效率的新型水基鉆井液 ，在現(xiàn)場(chǎng)使用獲得較好的效果。國(guó)內(nèi)中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院等研究單位已研制出 BTM-1 水基鉆井液成膜劑 ， 具有良好的半透膜效能 ， 抑制泥頁(yè)巖水化膨脹、分散能力較硅酸鹽、聚合物鉆井液強(qiáng)。在吉林 大慶等油田應(yīng)用 ， 取得了較好效果。 3.2.3 納米處理劑基礎(chǔ)上的鉆井液技術(shù) 通常將納米尺寸范圍定義為 1 100nm， 處于團(tuán)簇 （ 尺寸小于 1nm 的原子聚集體 ） 和亞微米級(jí)體系之間 ， 其中納米微粒是該體系的典型代表。由于納米微粒尺寸小、比表面積大 ， 表面原子數(shù)、表面能和表面張力隨粒徑的 下降急劇增大 ， 表現(xiàn)出四大效應(yīng) :小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn) ， 從而使納米粒子出現(xiàn)了許多不同于常規(guī)粒子的新奇特性 ， 展示了廣闊的應(yīng)用前景。為了在正電性鉆井液技術(shù)基礎(chǔ)上 ， 進(jìn)一步改善鉆井液的綜合性能 ， 探索納米技術(shù)在鉆井液完井液領(lǐng)域中的應(yīng)用。由中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院、勝利石油管理局和山東大學(xué)共同承擔(dān)了中國(guó)石化科技開(kāi)發(fā)部納畢業(yè)論文 11 米技術(shù)在鉆井液完井液中的應(yīng)用研究項(xiàng)目 ， 通過(guò)此項(xiàng)攻關(guān)研究 ， 欲達(dá)到以下目標(biāo) :（ 1） 研究成功正電納米鉆井液處理劑 ；（ 2） 研究成功一種新型納米潤(rùn)滑劑 ；（ 3） 形成一種新型防塌 保護(hù)油層鉆井液體系和新型納米潤(rùn)滑工藝技術(shù)。在以往國(guó)內(nèi)外同行對(duì)鉆井液技術(shù)的研究中 ， 均著眼于如何改變鉆井液體系中組份的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)達(dá)到目的 ， 有目的地從納米技術(shù)的角度來(lái)對(duì)鉆井液技術(shù)進(jìn)行研究 ， 國(guó)內(nèi)外這方面的工作做的還很少。目前 ， 該項(xiàng)研究的室內(nèi)工作已全部結(jié)束 ， 取得一些階段性成果 ， 所研制的中試產(chǎn)品性能達(dá)到了合同的要求。在研究出的新材料基礎(chǔ)上形成的鉆井液體系 ， 經(jīng)在勝利油田三口井中進(jìn)行試驗(yàn) ， 取得了明顯的效果?？梢灶A(yù)見(jiàn) ， 以上項(xiàng)目的研究完成 ， 將提高鉆井液的水平。 3.3 連續(xù)油管鉆井新技術(shù) 3.3.1 連續(xù)油管鉆井 工藝 CTD 的主要優(yōu)勢(shì)鉆井技術(shù)是小井眼鉆井、大位移鉆井、欠平衡鉆井、多側(cè)向鉆井、短半徑鉆井和重進(jìn)入鉆井等技術(shù)。稠油油藏所具有的特殊性 ， 不采用大幅度的增產(chǎn)措施，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)開(kāi)采產(chǎn)量，稠油開(kāi)發(fā)將成為難題，水平井是大幅度提高單井產(chǎn)量的唯一手段。同時(shí)，由于稠油油藏邊底發(fā)育，采用 CTD技術(shù)鉆短半徑多層多側(cè)向水平井開(kāi)采，不僅有利于防止邊水水竄和底水推進(jìn)，更有利于提高單井產(chǎn)量和采收率。 畢業(yè)論文 12 3.3.2 連續(xù)油管鉆井 的主要優(yōu)勢(shì) 連續(xù)油管鉆井，便于進(jìn)行短半徑、小井眼、欠平衡鉆井，以利于解決以下在勘探開(kāi)發(fā)中的一些特殊問(wèn)題。 （ 1） 對(duì)于低壓易漏失層的鉆探，可以安全方便的進(jìn)行負(fù)壓鉆井， 提高鉆探成功率。 （ 2） 對(duì)于水敏易塌地層的鉆探 ， C T D 可以采用氮?dú)忏@井、油基洗井液鉆井等方法，為泥頁(yè)巖、石膏鹽層和煤層等水敏易塌地層鉆井提供安全可靠的鉆井手段。 （ 3） 對(duì)于已下小套管的老井，在進(jìn)行加深鉆井。因鉆具規(guī)格的限制，常規(guī)鉆井的難度很大，但利用 C T D 技術(shù)進(jìn)行加深鉆井則非常方便。 （ 4） 上部地層復(fù)雜的情況下，采用常規(guī)鉆井技術(shù)鉆水平井，成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、工藝復(fù)雜；利用 C T D 技術(shù)的短半徑、小井眼可以有效的避開(kāi)上部復(fù)雜地層，實(shí)現(xiàn)從油層進(jìn)入 油層，減小風(fēng)險(xiǎn)，降低成本。 3.3.3 連續(xù)油管鉆井設(shè)備 CTD 設(shè)備主要包括：連續(xù)油管裝置、井下工具儀器和循環(huán)除砂裝置三大部分。 （ 1）連續(xù)油管裝置 主要包括連續(xù)油管、注入頭、操作控制裝置和井口防噴裝置四部分。組裝方式主要為兩種，一種是四部分組裝于一臺(tái)車(chē)上，稱(chēng)為連續(xù)油管車(chē) ； 另一種采用撬裝方式。 畢業(yè)論文 13 目前 ， 國(guó)內(nèi)沒(méi)有連續(xù)油管制造廠，世界上幾大連續(xù)油管主要制造商均集中在美國(guó)，它們是優(yōu)質(zhì)油管公司 ， 精密管技術(shù)公司和西南管子公司。用以制造連續(xù)油管的材料有碳素鋼、調(diào)質(zhì)鋼和稀有材料三種。其中稀有材料，例如鈦合金 ， 有質(zhì)量 輕和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格貴，是普通鋼制連續(xù)油管的 6 倍。 1、直接從國(guó)外進(jìn)口連續(xù)油管，作為連續(xù)油管作業(yè)機(jī)配套部件。 2、從國(guó)內(nèi)外找合作廠家生產(chǎn)連續(xù)油管。連續(xù)油管裝在的專(zhuān)用的絞盤(pán)上，其規(guī)格型號(hào)較多，油管的規(guī)格尺寸越大，最小彎曲半徑也就越大。 （ 2） 井下工具儀器 連續(xù)油管鉆井井下工具儀器主要包括鉆頭、馬達(dá)、推進(jìn)器、開(kāi)窗工具、擴(kuò)眼器和隨鉆測(cè)試儀 MWD （ Measurement While Drilling） 。 1、鉆頭 鉆頭主要用金剛石鉆頭，包括 PDC 鉆頭， TSD 鉆頭及天然金剛鉆頭，很少使用牙輪鉆頭。有時(shí)為了擴(kuò)大 井眼，使用井下擴(kuò)眼器。 2、馬達(dá) 馬達(dá)用來(lái)給鉆頭提供旋轉(zhuǎn)扭矩，為了便于增斜和順利通過(guò)短半徑曲率段，井下馬達(dá)制造成外徑小、長(zhǎng)度短、扭矩大、能彎曲 （ 單彎、雙彎和絞鏈?zhǔn)?） 的容積式馬達(dá)。美國(guó) Drelex 公司井下動(dòng)力馬達(dá)，具有氣液兩種介質(zhì)驅(qū)動(dòng)方式，使用方便，性能優(yōu)越。 3、隨鉆測(cè)量?jī)x 隨鉆測(cè)量?jī)x是隨馬達(dá)下入井中邊鉆進(jìn)邊進(jìn)行井眼傾斜角和方位角測(cè)量的儀器，有直讀式和儲(chǔ)存式兩種。多數(shù)采用無(wú)線傳輸直讀方式， 定時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳達(dá)到地面，以便地面進(jìn)行鉆井參數(shù)調(diào)整和控制井眼軌跡。近年來(lái)又出現(xiàn)了隨鉆地震測(cè)量技術(shù) SWD，邊鉆進(jìn)邊進(jìn)行地 震測(cè)量，確定井下巖性，與地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配套處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)向。隨畢業(yè)論文 14 鉆測(cè)井 LWD，在鉆進(jìn)的同時(shí)，隨鉆進(jìn)行伽瑪、電位和成相測(cè)井。 4、推進(jìn)器 推進(jìn)器是給鉆頭加壓的液壓工具，由于連續(xù)油管重量輕，剛度小，不能用其給鉆頭施加鉆壓，一般用專(zhuān)門(mén)的井下推進(jìn)器 （ Do whole Thruster） 實(shí)現(xiàn)加壓鉆進(jìn)目的。 5、引斜器 引斜器是從直井開(kāi)始在套管內(nèi)引斜側(cè)鉆開(kāi)窗的工具，其類(lèi)型很多，有液壓座封，液力座封和火藥爆炸座封等多種形式，應(yīng)用較為廣泛的是液壓座封式。 （ 3） 循環(huán)處理裝置 連續(xù)油管鉆井循環(huán)處理裝置與普通鉆井的區(qū)別很大， 其特點(diǎn)一是輕便，由于連續(xù)油管所鉆井眼小，應(yīng)用排量??；鉆井液用量少，整個(gè)系統(tǒng)比較輕便，大大節(jié)約了井場(chǎng)征地面積；二是密閉 ， 為了保證油基鉆井液、泡沫鉆井液和欠平衡鉆井安全，在分離脫氣前的循環(huán)系統(tǒng)部分是密閉的；三是脫氣，連續(xù)油管常采用欠平衡鉆井，鉆井液返出后，含有油氣或循環(huán)氣，為了保證安全，不但要除砂，而且要脫氣，一般要配除砂器和分離器進(jìn)行除砂和脫氣。 3.3.4 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀 自從 1962年世界上第 1臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)問(wèn)并開(kāi)始用于石油工業(yè)以來(lái)，經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，已成為世界油氣工業(yè)技術(shù)研究和應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)。 CTD 技術(shù)從九十年代開(kāi)始得到了迅速發(fā)展 ， 加拿大是應(yīng)用 CTD 技術(shù)最早，發(fā)展最快的國(guó)家之一，七十年代用 CTD 技術(shù)完成鉆井 15 口井，其中 8 口叢式井， 7 口重鉆加深井。八十年代完成 30口井，進(jìn)入九十年代的五年中 （ 90-94） 已完成 145 口井?？梢哉f(shuō)，畢業(yè)論文 15 世界石油工業(yè)正在經(jīng)歷一次連續(xù)油管技術(shù)革命。 我國(guó)引進(jìn)和利用連續(xù)油管技術(shù)始于 1977 年 ， 我國(guó)引進(jìn)了第 1 臺(tái)Bowen Oil Tools 的產(chǎn)品。四川油田首先利用引進(jìn)的連續(xù)油管設(shè)備進(jìn)行氣井小型酸化、注氮排殘酸、氣舉降液、沖砂、清蠟等一些簡(jiǎn)單作業(yè)。大慶油田自 1 9 8 5 年引進(jìn) Hydra-R 公司的連續(xù)油管設(shè)備以來(lái)，共在 100 多口井中進(jìn)行了修井等多種井下作業(yè)。吐哈油田自 1994 年引進(jìn)續(xù)油管設(shè)備以來(lái) ， 每年的作業(yè)量不斷增加。連續(xù)管技術(shù)在我國(guó)油田已經(jīng)得到認(rèn)可。 3.4 應(yīng)用鉆井新技術(shù)控制污染 3.4.1 鉆井過(guò)程控制和鉆井液固相控制 （ 1） 鉆井過(guò)程控制 1、鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)鉆井和地質(zhì)設(shè)計(jì) ， 優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)和優(yōu)選鉆頭 ， 縮短鉆井周期 ， 實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn) ， 盡量采用小循環(huán) ， 避免鉆井液的增加。 2、在保證安全快速鉆井的前提下 ， 合理調(diào)整鉆井液性能 ， 避免鉆井液頻繁的稀釋和反復(fù)加藥 ， 降低鉆井液量和藥品量 ， 從而降低完井后的廢棄鉆井液處理的量。 3、減少起下鉆、接單根時(shí)的鉆井液噴濺 ， 調(diào)整適宜的鉆井液性能 ， 堅(jiān)持使用防噴盒。 4、設(shè)置專(zhuān)門(mén)的儲(chǔ)砂坑堆放鉆屑 ， 不要把鉆屑沖入廢水池中 ， 或取消大循環(huán)池。 5、鉆井施工完井后 ， 對(duì)剩余的鉆井液組織回收利用。 畢業(yè)論文 16 6、加強(qiáng)泥漿罐和泥漿循環(huán)池的檢查 ， 避免跑冒滴漏現(xiàn)象發(fā)生。 7、井場(chǎng)布局合理 ， 實(shí)施“清污分流” ， 減少污水產(chǎn)生。 （ 2）鉆井液固相控制 鉆井液固相控制系統(tǒng)包括振動(dòng)篩、除砂器、除泥器以及離心機(jī) ， 使用高效振動(dòng)篩以及高速離心機(jī)可大大提高鉆井液中固相物質(zhì)的去除率 ， 從經(jīng)濟(jì)角度分析 ， 提高 固化控制效率 ， 可減少鉆井液稀釋和廢棄鉆井液處理所用的資金。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定表明：若固相控制系統(tǒng)的處理效率提高到 5%， 則含量 4%的低密度固體可大量減少 ， 從而減少鉆井廢棄物量。 3.4.2 鉆井新技術(shù)控制污染 （ 1）小井眼鉆井工藝 小眼井集中地體現(xiàn)在大幅度降低鉆井費(fèi)用 （ 降低 30% 75%） 和最大限度地減輕對(duì)環(huán)境的污染及不良影響方面。在減少環(huán)境污染的情況下基本不影響產(chǎn)能 ， 因而切實(shí)可行、值得推廣。 （ 2） 多功能鉆井液技術(shù) 多功能鉆井液是在原有鉆井液基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化而來(lái)的 ， 即添加不多的水淬高爐礦渣或其他可水化材料 ， 基本上不 影響鉆井液的濾失性、潤(rùn)滑性、流變性、攜巖能力及密度等性能。它在非堿性環(huán)境中呈化學(xué)惰性 ， 可長(zhǎng)期保持流動(dòng)性 ； 而固井時(shí)其泥餅和環(huán)空中殘留鉆井液全部固化 ， 防止了油、氣、水竄復(fù)雜情況 ， 尤其適用于水平井固井施工。它不僅能大幅降低固井成本 ， 還為減少?gòu)U棄鉆井液的污染提供了全新思路。 （ 3）分支井鉆井技術(shù) 畢業(yè)論文 17 分支井也稱(chēng)多底井 ， 即在一口主井眼內(nèi)鉆出兩口或多口分支井眼。分支井在環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)點(diǎn)一是能夠減少鉆井液的用量 ， 從而減少?gòu)U棄鉆井液的產(chǎn)生量 ； 二是能夠更好地利用平臺(tái)和地面設(shè)施 ， 減少井場(chǎng)占地面積 ； 三是由于在一口主井眼內(nèi)鉆出兩口 或多口分支井眼 ， 可減少鉆井巖屑的產(chǎn)生量 ， 減少對(duì)環(huán)境的污染 ； 四是減少了鉆井作業(yè)的時(shí)間 ， 可節(jié)約燃料油 ， 減少?gòu)U氣排放量。 （ 4）應(yīng)用新型鉆井液體系及添加劑 鉆井廢棄物對(duì)環(huán)境的危害性差別很大 ， 這主要取決于所用的鉆井液及其添加劑的類(lèi)型 ， 因此，積極開(kāi)發(fā)并盡量選用低污染或無(wú)污染鉆井液及添加劑 ， 是從根本上治理鉆井液污染的首要措施。 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái) ， 為了減輕鉆井廢棄物對(duì)環(huán)