鉆井基礎(chǔ)知識1.doc

鉆井知識基礎(chǔ)一、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計1、井身結(jié)構(gòu)包括：(1)一口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管相應(yīng)的鉆頭直徑和鉆進深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等。2、確定井身結(jié)構(gòu)尺寸：一般由內(nèi)向外依次進行，先確定生產(chǎn)套管尺寸，再確定下入生產(chǎn)套管的井眼尺寸，然后確定中層套管尺寸.3、套管與井眼間隙：過小，小套管困難，固井質(zhì)量難保證，過大，不經(jīng)濟一般大于10mm。如17-1/2與13-3/8間隙為52.3mm，12-1/4與9-5/8間隙33.3mm。目前套管尺寸從4-1/2到20共14種尺寸規(guī)格，每中尺寸規(guī)格又分多種鋼級和壁厚。目前見到的鉆頭尺寸從4-5/8到26共23種尺寸。4、套管柱類型：導(dǎo)管（引導(dǎo)一開鉆井液），表層套管（安裝井口，繼續(xù)鉆井，懸掛以后各層套管），技術(shù)套管（封隔不同的壓力層，保護生產(chǎn)套管），生產(chǎn)套管，尾管，組合套管，異徑套管。5、井口安裝過程（1）一開鉆井、下套管、固井、（候凝？）、導(dǎo)管打孔放漿、割導(dǎo)管、掉起、焊環(huán)形鋼板（內(nèi)圈不焊）、初凝、放漿、割套管（2）吊裝套管頭，底盤焊接（內(nèi)外），安裝井口。（3）二開鉆進，下套管，固井，上提防噴器組（固定在大梁上，提前松套管頭螺栓），放好套管掛，上提套管，放掛下落，下放套管（坐掛），割套管，甩防噴器。安裝套管頭，安裝防噴器。某井井身結(jié)構(gòu)圖二、各次開鉆井口第1次開鉆第2次開鉆套管頭結(jié)構(gòu)卡瓦式。第3次開鉆三、鉆柱組合1、通常的組成部分有：方鉆桿：在鉆柱的最上端，用于傳遞扭矩，有四方鉆桿，六方鉆桿（四方比六方允許有更大的間隙，六方傳遞的平穩(wěn)性更好，欠平衡，且原管更?。?72，150）。鉆桿：鋼級：D55、E75、X95，G105，S135，V，最小屈服強度psi=6890pa0.007Mpa，尺寸：2-3/8，2-7/8，3-1/2，4，4-1/2，5，5-1/2，（6-5/8）加重鉆桿：用在鉆桿與鉆鋌間，緩和剛度變化，代替鉆鋌（小井眼，水平井，減少扭矩，卡鉆）。尺寸：3-1/2，4，4-1/2，5鉆鋌：提供鉆壓（80%，中和點，浮力系數(shù)），穩(wěn)定鉆頭，克服井斜，螺旋。穩(wěn)定器：提高鉆頭穩(wěn)定性，防斜，控制軌跡，專用接頭、螺桿、其它工具。2、鉆柱的基本作用是：(1)起下鉆頭；(3)傳遞動力；(2)施加鉆壓；(4)輸送鉆井液；(5)進行特殊作業(yè)：擠水泥、測試、處理井下事故等。3、鉆柱組合類型（1）滿眼組合鉆頭穩(wěn)定性好，井眼曲率小，允許更大的鉆井參數(shù)，不能降斜。（2）鐘擺組合：鐘擺力抵抗造斜力，控制井斜（增，減），允許的參數(shù)小。（3）塔式組合第1次開鉆組合鉆 具 組 合 結(jié) 構(gòu)說 明鐘擺組合名 稱數(shù)量1 9、8鉆鋌均采用螺旋鉆鋌。2方鉆桿上下必須帶旋塞、鉆臺備好5箭形回壓凡爾。3一開用鐘擺鉆具的鐘擺效應(yīng)將井眼開直。5 1/4方鉆桿1NC561*520 18鉆鋌38隨鉆震擊器18鉆鋌3NC611*NC560 19鉆鋌117 1/2扶正器19鉆鋌117 1/2扶正器19鉆鋌19減震器或9鉆鋌1730*NC610117 1/2鉆頭1第2次開鉆組合鉆具組合結(jié)構(gòu)說 明滿眼組合鐘擺組合1方鉆桿上下必須帶旋塞、鉆臺備好5箭形回壓凡爾。2如井斜超標或方位基本不變,而位移有超標趨勢,應(yīng)將滿眼鉆具結(jié)構(gòu)改為鐘擺鉆具結(jié)構(gòu),降斜鉆進(鉆壓5-15噸,轉(zhuǎn)速60-70轉(zhuǎn)/分)。3若鉆遇漏層和垮塌等復(fù)雜地層，可視井下復(fù)雜程度將扶正器甩掉。圖名稱數(shù)量圖名稱數(shù)量5 1/4方鉆桿15 1/4方鉆桿1411*5201411*52015鉆桿-5鉆桿-5加重鉆桿155加重鉆桿15NC561*4101NC561*410 18鉆鋌38鉆鋌38隨鉆震擊器18隨鉆震擊器18鉆鋌148鉆鋌1412 1/4扶正器112 1/4扶正器1NC611*NC5601NC611*NC56019鉆鋌29鉆鋌1NC561*NC6101NC561*NC610112 1/4扶正器112 1/4扶正器1NC611*NC5601NC611*NC56019減震器或9鉆鋌19鉆鋌1NC561*NC61019減震器或9鉆鋌112 1/4扶正器1630*NC610112 1/4鉆頭112 1/4鉆頭1第3次開鉆組合鉆 具 組 合 結(jié) 構(gòu)說 明滿 眼 組 合鐘 擺 組 合16 1/4鉆鋌采用螺旋鉆鋌。2方鉆桿上下必須帶旋塞、鉆臺備好5箭形回壓凡爾。3如井斜超標或方位基本不變,而位移有超標趨勢,應(yīng)將滿眼鉆具結(jié)構(gòu)改為鐘擺鉆具結(jié)構(gòu),降斜鉆進(鉆壓5-15噸,轉(zhuǎn)速60-70轉(zhuǎn)/分)。4若鉆遇鹽層和垮塌及膏鹽層等復(fù)雜地層，可視井下復(fù)雜程度將扶正器甩掉。 圖名 稱數(shù)量圖名 稱數(shù)量5 1/4方鉆桿15 1/4方鉆桿1411*5201411*52015鉆桿-5鉆桿-5加重鉆桿155加重鉆桿15NC461*4101NC461*41016 1/4鉆鋌36 1/4鉆鋌36 1/4震擊器16 1/4震擊器16 1/4鉆鋌176 1/4鉆鋌178 1/2扶正器18 1/2扶正器16 1/4鉆鋌26 1/4鉆鋌18 1/2扶正器18 1/2扶正器16 1/4減震器或6 1/4DC16 1/4鉆鋌18 1/2扶正器16 1/4減震器或6 1/4DC1430*NC4601430*NC46018 1/2鉆頭18 1/2鉆頭1三、鉆井參數(shù)1、鉆壓，廠家有推薦參數(shù)，牙輪鉆頭最大1.2KN/mm，17-1/2鉆頭可到533KN（合54噸），12-1/4鉆頭可到373KN（合38噸），但一般都只用到推薦最大鉆壓的50%-70%。2、轉(zhuǎn)速：隨著鉆頭質(zhì)量的不斷提高，允許的參數(shù)值越來越高，江漢的某些鉆頭允許開到300RPM（轉(zhuǎn)/分）。3、泵壓：破巖效率，越高越好，但受到設(shè)備的能力限制，且要考慮具體情況。四、鉆井液1、鉆井液的主要性能：(1)密度；平衡地層壓力和構(gòu)造應(yīng)力，過大則：損害油層，降低鉆速，壓差卡鉆，憋漏地層，消耗水動力。(2)流動性：粘度（流動阻力），切力（結(jié)構(gòu)強度，阻礙液層剪切變形）等；過大則：流阻大，能耗高，鉆速慢；凈化不良，井下復(fù)雜；泥包鉆頭，卡噴漏塌。過低則洗井不良，沖刷井壁。剪切稀釋性（觸變性），水眼粘度，環(huán)空粘度。(3)造壁性：失水量，泥餅厚度。失水大則：損害油氣層，泡垮地層，井眼阻卡。(4) 固相，含砂量，大，密度增加，影響鉆速，泥餅松軟，井壁不穩(wěn)，固井差，摩擦系數(shù)大，井眼不暢通，壓差卡鉆，磨損鉆頭和鉆具；(5)酸堿度；腐蝕，流變性。2、鉆井液的主作用是：1)攜帶（清潔沖刷井底，不重復(fù)切削）、懸浮（防沉砂）巖屑；2)冷卻、潤滑鉆頭和鉆具； 3)利用鉆井液液柱壓力，平衡地層壓力，防止井噴；4)保護井壁（泥餅），防止井壁垮塌；5)傳遞水動力，噴射，螺桿。3、常用的鉆井液凈化設(shè)備常用的鉆井液凈化設(shè)備：(1)振動篩，作用是清除大于篩孔尺寸的砂粒；(2)旋流分離器，作用是清除小于振動篩篩孔尺寸的顆粒；(3)螺桿式離心分離機，作用是回收重晶石，分離粘土顆粒；(4)篩筒式離心分離機，作用是回收重晶石。4、鉆井中鉆井液的循環(huán)程序鉆井液罐 經(jīng)泵地面管匯立管水龍帶、水龍頭鉆柱內(nèi)鉆頭鉆柱外環(huán)形空間井口、泥漿(鉆井液)槽鉆井液凈化設(shè)備鉆井液罐。 5、鉆開油氣層過程中，鉆井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害：(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙；(3)鉆井液濾液中離子與地層離子作用產(chǎn)生沉淀堵塞通道； (4)產(chǎn)生水鎖效應(yīng)，增加油氣流動阻力。靜液壓力，是由鉆井液本身重量引起的壓力。鉆井中變化，巖屑的進入會增加液柱壓力，油、氣水侵會降低靜液壓力，井內(nèi)鉆井液液面下降會降低靜液壓力。防止鉆井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鉆井液；起鉆及時灌滿鉆井液。 五、鉆頭分類：刮刀鉆頭；牙輪鉆頭；金剛石鉆頭；硬質(zhì)合金鉆頭；特種鉆頭等。衡量鉆頭的主要指標是：鉆頭進尺和機械鉆速。 六、鉆機八大件 井架、天車、游動滑車、絞車、大鉤、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵。七、套管柱下部結(jié)構(gòu)迪那203井：13 3/83496.99，12-1/4*4692，8:00-9:40下套管,套管下深4690.01m(共下入套管420根，其中244.5mm11.99mm197根2199.28m，250.8mm15.88mm223根4690.01m，套管產(chǎn)地:日本，鋼級:KO110TB，總長:4691.30m，（口袋0.7），套余:1.29m，下深:4690.01m；浮鞋:4690.01m，浮箍:4643.96-4644.36m，乘托環(huán):4621.52m，分級箍位置:2501.19-2501.97m)-11:00灌泥漿,接地面管線-14:30循環(huán)鉆井液-14:35試壓25MPa-14:40注前置液7m3-15:10注水泥漿52m3(阿H級水泥100t),水泥漿密度最大2.29,最小2.23,平均2.26-（釋放一級膠塞），15:15注后置液5.3m3-16:40替泥漿172m3，碰壓815MPa-18:00檢查回流,投重力塞。-8:00循環(huán)調(diào)整鉆井液。:00-12:00循環(huán)調(diào)整鉆井液-12:05注前置液5m3-12:45注水泥漿75m3(阿H級水泥120t)，水泥漿密度最大2.09，最小2.03，平均2.05-12:50壓膠塞、注后置液5.1m3-13:30替泥漿92m3，碰壓、關(guān)孔、關(guān)孔壓力820MPa-8:00候凝，安裝井口。（9 5/8套管坐封噸位90t）。1、組合：浮鞋+套管4根（2）+浮箍+套管2根（1）+乘托環(huán)+分級箍+套管2、引鞋浮鞋：引導(dǎo)套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；3、浮箍（套管回壓凡爾）：防止水泥漿回流。4、承托環(huán)：承托一級膠塞、碰壓?？刂扑嗳叨?；5、套管扶正器：使套管在鉆井中居中，提高固井質(zhì)量。6、重力塞：打開循環(huán)孔7、關(guān)孔塞：關(guān)閉循環(huán)孔，同時代替二級膠塞碰壓。8、前置液：提高水泥漿頂替鉆井液效率，改善水泥環(huán)質(zhì)量，避免水泥污染鉆井液，9、后置液：避免污染，改善頂替效果。八、井控裝備1、概要（1）、組成：防噴器，控制裝置，節(jié)流壓井管匯，內(nèi)防噴工具，加重裝置，灌漿裝置，分離器，監(jiān)測儀表。（2）、特點：動作迅速，操作維修方便，安全可靠。（3）、通徑：180、230、280、346、426、476、528、540、680共9種。 壓力級別：14、21、35、70、105， 代號：FZ，2FZ，（3FZ），F(xiàn)H2、環(huán)形防噴器（多效能、萬能）功能：（1）封閉各種形狀（方鉆桿，取芯工具、電纜、鋼絲繩等）工具與井筒環(huán)空； （2）全封井口； （3）過18度鉆桿，強行起下鉆?，F(xiàn)場：保護膠芯，不做封零試驗，不轉(zhuǎn)動鉆具，過18度接頭，油壓不超過10.5，不長期關(guān)井，不作為瀉壓工具，妥善保管。錐形膠芯：儲膠量小，上推力小，耗油小，變形小，外形?。ㄊ莞撸?。組合膠芯：內(nèi)膠芯，外膠芯，無支撐，純膠（磨損下，壽命長），體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封零不理想。3、閘板防噴器（1）封閉相應(yīng)尺寸的鉆具，全封。（2）特殊情況下殼體側(cè)門進行泥漿循環(huán)。（3）剪斷鉆桿。（4）懸掛鉆具。閘板尺寸與井內(nèi)鉆具尺寸對應(yīng)（變徑閘板），全封，剪切，承重，長期封井，不適宜活動鉆具。殼體，閘板，活塞，活塞桿，油缸等組成。鍛件，液壓開關(guān)側(cè)門，更換閘板快速，自激式密封，所有運動件密封?，F(xiàn)場：不得打開瀉壓，每次起下鉆開關(guān)一次。4、控制系統(tǒng)為開關(guān)防噴器和放噴閥提供液壓能，一般用“氣控液”型，操縱氣動換向閥。代號：FKQ6406，F(xiàn)K防噴器控制系統(tǒng)，Q氣控，640儲能器容積640升，6控制對象6個。5、節(jié)流管匯壓井過程中，通過節(jié)流管匯提供一定的井口回壓來維持穩(wěn)定的井底壓力。通過節(jié)流閥的泄壓作用，降低井口壓力，實現(xiàn)“軟關(guān)井”，放噴，保護井口。關(guān)鍵部件：節(jié)流閥，平板閥。6、內(nèi)防噴工具 上下旋塞（保護水龍帶），回壓閥（箭形，投入式，浮閥）。7、分離器分離混入泥漿的天然氣，回收泥漿。九、井控工藝井控概念，1、溢流，井底壓力=靜液柱壓力+環(huán)空壓耗+井口壓力溢流原因：地層壓力掌握不準；鉆井液柱高度降低（灌泥漿不滿，漏失）；鉆井液密度降低（空氣帶入鉆井液）；抽吸作