鉆井工藝技術(shù)培訓(xùn)教材

1、鉆井工藝培訓(xùn)材料 王王 永永 福福 20042004年年8 8月月一、概述一、概述 鉆機是鉆井地面設(shè)備的總稱。目前常用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)鉆機是鉆井地面設(shè)備的總稱。目前常用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)鉆井。它的工作原理是鉆井。它的工作原理是: :利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石, , 形成井身形成井身; ;利利用鉆柱將鉆頭送到井底用鉆柱將鉆頭送到井底; ;利用起升設(shè)備起下鉆柱利用起升設(shè)備起下鉆柱; ;利用轉(zhuǎn)盤或井利用轉(zhuǎn)盤或井下動力鉆具帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)下動力鉆具帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn); ;利用泥漿泵循環(huán)鉆井液帶出利用泥漿泵循環(huán)鉆井液帶出井底巖屑。為此井底巖屑。為此 , , 鉆井工藝對鉆機有以下基本要求鉆井

2、工藝對鉆機有以下基本要求: : 旋轉(zhuǎn)鉆頭的能力。要求鉆機能提供足夠的扭矩和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)鉆頭的能力。要求鉆機能提供足夠的扭矩和轉(zhuǎn)速, 并維持一定的鉆壓。并維持一定的鉆壓。 起下鉆具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度起下鉆具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度, 并有一定的超載能并有一定的超載能力。力。洗井的能力。要求能提供足夠的水力能量洗井的能力。要求能提供足夠的水力能量, 以適應(yīng)洗井和噴射鉆井的需要。以適應(yīng)洗井和噴射鉆井的需要。為適應(yīng)鉆機搬遷的特點為適應(yīng)鉆機搬遷的特點, ,還要求鉆機容易安裝、拆卸和運輸。還要求鉆機容易安裝、拆卸和運輸。 第一章 鉆井設(shè)備 第一章 鉆井設(shè)備 1.提升系統(tǒng)設(shè)備，

3、提升系統(tǒng)設(shè)備，它是一套大功率的起重設(shè)備。它是一套大功率的起重設(shè)備。主要由鉆井絞車、游動系（鋼絲繩、天車、游主要由鉆井絞車、游動系（鋼絲繩、天車、游動滑車及大鉤）、懸掛游動系統(tǒng)的井架及起升動滑車及大鉤）、懸掛游動系統(tǒng)的井架及起升操作用的工具（如：吊鉗、操作用的工具（如：吊鉗、 吊環(huán)、吊卡、卡吊環(huán)、吊卡、卡瓦及上扣器等）組成（圖瓦及上扣器等）組成（圖1-11-1）。它的主要作）。它的主要作用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進行井下特殊作業(yè)等。行井下特殊作業(yè)等。 第一章 鉆井設(shè)備 第一章 鉆井設(shè)備 第一章 鉆井設(shè)備 第一章 鉆井設(shè)備 第一章 鉆井設(shè)備 一、

4、井架一、井架 井架是鉆機起升系統(tǒng)的組成部分。它的主要作用是安裝天井架是鉆機起升系統(tǒng)的組成部分。它的主要作用是安裝天車、懸掛游車、大鉤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿及鉆鏈等設(shè)備車、懸掛游車、大鉤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿及鉆鏈等設(shè)備, , 相當于起重設(shè)備的支架相當于起重設(shè)備的支架, ,并可存放鉆柱。因此并可存放鉆柱。因此, ,鉆井對井架的鉆井對井架的基本要求是：必須有一定的高度和空間基本要求是：必須有一定的高度和空間; ;便于安裝、存放鉆柱便于安裝、存放鉆柱等設(shè)備和有利于安全快速地進行起下鉆作業(yè)等設(shè)備和有利于安全快速地進行起下鉆作業(yè); ;應(yīng)具有足夠的承應(yīng)具有足夠的承載能力載能力, ,以適應(yīng)井下情況的需要以適

5、應(yīng)井下情況的需要: :結(jié)構(gòu)要簡單、輕便結(jié)構(gòu)要簡單、輕便, ,便于搬遷、便于搬遷、拆裝和維修。拆裝和維修。目前國內(nèi)常用的石油鉆井井架有塔型和目前國內(nèi)常用的石油鉆井井架有塔型和A A型兩種。型兩種。 第一章 鉆井設(shè)備 二、天車和游車二、天車和游車 1 1、天車、天車 鉆機的天車和游車用鋼絲繩穿起來鉆機的天車和游車用鋼絲繩穿起來, ,共同組成了鉆機的共同組成了鉆機的復(fù)滑輪系統(tǒng)復(fù)滑輪系統(tǒng)( (或叫游動系統(tǒng)或叫游動系統(tǒng)) )。天車是定滑輪組。天車是定滑輪組, , 固定在井固定在井架的頂部架的頂部; ;游車是動滑輪組游車是動滑輪組, ,在井架內(nèi)部的空間上下往復(fù)運在井架內(nèi)部的空間上下往復(fù)運動。它們的主要作用

6、是省力動。它們的主要作用是省力, ,減輕鋼絲繩和鉆機絞車的負載減輕鋼絲繩和鉆機絞車的負載, ,用十多噸的力可起升上百噸的鉆柱，獲得極大的機械效益。用十多噸的力可起升上百噸的鉆柱，獲得極大的機械效益。 2 2、游車、游車 游車和天車一樣游車和天車一樣, , 型號較多型號較多, ,其基本結(jié)構(gòu)大同小異。其基本結(jié)構(gòu)大同小異。 第一章 鉆井設(shè)備 三、大鉤 大鉤是起升系統(tǒng)的設(shè)備之一 ,正常鉆進時懸掛水龍頭、承受井下鉆柱的重量,起下鉆時懸掛吊環(huán)吊卡完成起下作業(yè)。對大鉤有以下基本要求：有足夠的承載能力,能緩沖減震、轉(zhuǎn)動靈活、安全制動、操作方便,結(jié)均緊湊、簡單。第一章 鉆井設(shè)備 四、鉆井絞車四、鉆井絞車 絞車是

7、起升系統(tǒng)設(shè)備的起重部分絞車是起升系統(tǒng)設(shè)備的起重部分, ,隨鉆機的類型隨鉆機的類型不同不同, ,形式有所差異。絞車傳動機構(gòu)的主要作用是傳形式有所差異。絞車傳動機構(gòu)的主要作用是傳遞動力，以不同的速度驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和滾筒。絞車的剎遞動力，以不同的速度驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和滾筒。絞車的剎車機構(gòu)，鉆進時車機構(gòu)，鉆進時, ,通過施加在剎把上的壓力大小，可通過施加在剎把上的壓力大小，可以均勻控制滾筒的運動速度和大鉤的負荷以均勻控制滾筒的運動速度和大鉤的負荷, ,從而向鉆從而向鉆頭施加鉆壓頭施加鉆壓, ,確保正常鉆進。確保正常鉆進。 第一章 鉆井設(shè)備 一、水龍頭一、水龍頭 水龍頭是旋轉(zhuǎn)、起升與循環(huán)系統(tǒng)連接的紐帶。水龍頭是旋轉(zhuǎn)、

8、起升與循環(huán)系統(tǒng)連接的紐帶。它承受井內(nèi)鉆柱的全部重量它承受井內(nèi)鉆柱的全部重量, ,保持鉆具的自由旋保持鉆具的自由旋轉(zhuǎn)與水龍帶相接轉(zhuǎn)與水龍帶相接, ,將鉆井液注入井底將鉆井液注入井底, ,承受循環(huán)過承受循環(huán)過程中的高泵壓程中的高泵壓, ,同時連接鉆進過程中不轉(zhuǎn)動有的同時連接鉆進過程中不轉(zhuǎn)動有的大鉤與轉(zhuǎn)動的方鉆桿。大鉤與轉(zhuǎn)動的方鉆桿。 水龍頭與轉(zhuǎn)盤水龍頭與轉(zhuǎn)盤 第一章 鉆井設(shè)備 二、轉(zhuǎn)盤二、轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)盤是鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備之一。其主要轉(zhuǎn)盤是鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備之一。其主要作用是：在轉(zhuǎn)盤鉆井中作用是：在轉(zhuǎn)盤鉆井中, ,旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎法石旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎法石; ;使用井下動力鉆具時使用井下動力鉆具時, ,承受反扭矩承

9、受反扭矩: :起下鉆作起下鉆作業(yè)中支撐和懸掛鉆柱業(yè)中支撐和懸掛鉆柱, ,承受軸向負荷承受軸向負荷, ,完成上完成上卸扣的操作卸扣的操作, ,處理井下復(fù)雜情況和進行井下處理井下復(fù)雜情況和進行井下打撈作業(yè)時旋轉(zhuǎn)鉆柱等。打撈作業(yè)時旋轉(zhuǎn)鉆柱等。 第一章 鉆井設(shè)備 三、轉(zhuǎn)盤的傳動方式三、轉(zhuǎn)盤的傳動方式 轉(zhuǎn)盤的傳動方式轉(zhuǎn)盤的傳動方式, ,隨鉆機的類型不同而有所差隨鉆機的類型不同而有所差異?，F(xiàn)場上常見的有兩種方式：一是絞車驅(qū)動；異?，F(xiàn)場上常見的有兩種方式：一是絞車驅(qū)動；二是萬向軸驅(qū)動。二是萬向軸驅(qū)動。 1. 1.絞車驅(qū)動（又叫鏈條驅(qū)動）絞車驅(qū)動（又叫鏈條驅(qū)動） 轉(zhuǎn)盤的動力是經(jīng)過絞車的鏈條傳遞到轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)盤的動

10、力是經(jīng)過絞車的鏈條傳遞到轉(zhuǎn)盤上的。其主要優(yōu)點是簡化了傳動方式的。其主要優(yōu)點是簡化了傳動方式, ,傳動距離大傳動距離大, ,但要受絞車情況的影響和限制。但要受絞車情況的影響和限制。 第一章 鉆井設(shè)備 2. 2.萬向軸驅(qū)動萬向軸驅(qū)動 萬向軸驅(qū)動的動力是經(jīng)過絞車的雙排活萬向軸驅(qū)動的動力是經(jīng)過絞車的雙排活動鏈輪（或經(jīng)傳動系統(tǒng)）直接到變速箱動鏈輪（或經(jīng)傳動系統(tǒng)）直接到變速箱, ,再再經(jīng)變速箱通過萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，它的最大特經(jīng)變速箱通過萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，它的最大特點是不受絞車位置的影響和限制點是不受絞車位置的影響和限制, ,操作上方操作上方便、靈活便、靈活, ,變速檔次多。變速檔次多。 第一章 鉆井設(shè)備 泥漿

11、泵泥漿泵 泥漿泵是鉆機循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備之一泥漿泵是鉆機循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備之一, ,它象人的心臟一祥。常它象人的心臟一祥。常規(guī)鉆進時規(guī)鉆進時, ,循環(huán)鉆井液循環(huán)鉆井液, ,清洗井底清洗井底, ,輔助鉆頭更有效地破碎巖石；輔助鉆頭更有效地破碎巖石；使用井下動力鉆具時使用井下動力鉆具時, , 通過泵入的鉆井液通過泵入的鉆井液, ,傳遞動力帶動鉆頭傳遞動力帶動鉆頭轉(zhuǎn)動；噴射鉆井中轉(zhuǎn)動；噴射鉆井中, ,通過泵入的高壓鉆井液，經(jīng)過噴嘴轉(zhuǎn)換成通過泵入的高壓鉆井液，經(jīng)過噴嘴轉(zhuǎn)換成水力能量水力能量, ,清潔井底并對巖石直接進行水力破碎清潔井底并對巖石直接進行水力破碎, ,提高鉆進速提高鉆進速度。根據(jù)鉆井生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要

12、度。根據(jù)鉆井生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要, , 對泥漿泵的要求愈來愈對泥漿泵的要求愈來愈高高, ,但其基本要求是：功率大、泵壓高、排量大、流量穩(wěn)定但其基本要求是：功率大、泵壓高、排量大、流量穩(wěn)定, , 耐腐蝕、耐磨損、易損件壽命長耐腐蝕、耐磨損、易損件壽命長, ,重量輕、體積小、拆修方便、重量輕、體積小、拆修方便、自動化程度高自動化程度高 。第一章 鉆井設(shè)備 泥漿循環(huán)流程泥漿循環(huán)流程 泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要由泥漿泵、高壓管線、水泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要由泥漿泵、高壓管線、水龍帶、水龍頭、鉆柱及泥漿凈化設(shè)備等組成。其龍帶、水龍頭、鉆柱及泥漿凈化設(shè)備等組成。其循環(huán)流程如下循環(huán)流程如下: :動力機驅(qū)動泥漿泵動力機驅(qū)動泥漿泵

13、, , 泥漿泵從泥泥漿泵從泥漿池中吸入鉆井液漿池中吸入鉆井液, ,通過泥漿泵增壓后進入高壓通過泥漿泵增壓后進入高壓泥漿管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆柱泥漿管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆柱, ,經(jīng)鉆經(jīng)鉆頭水眼沖向井底頭水眼沖向井底, ,然后由鉆柱與井壁的環(huán)形空間然后由鉆柱與井壁的環(huán)形空間返出井口返出井口, ,再經(jīng)泥漿凈化設(shè)備流回泥漿池。再經(jīng)泥漿凈化設(shè)備流回泥漿池。 第一章 鉆井設(shè)備 泥漿中的固相含量高時泥漿中的固相含量高時, ,降低鉆速、加劇鉆頭磨損、污染降低鉆速、加劇鉆頭磨損、污染泥漿性能、污染油氣層、影響固井質(zhì)量等。鉆井時要及時清除泥漿性能、污染油氣層、影響固井質(zhì)量等。鉆井時要及時清除泥漿中

14、的固相含量，泥漿中固相含量的清除常用機械清除法和泥漿中的固相含量，泥漿中固相含量的清除常用機械清除法和化學(xué)清除法?；瘜W(xué)清除法。 機械清除法是利用重力沉淀、篩濾和離心旋流等機械方法機械清除法是利用重力沉淀、篩濾和離心旋流等機械方法清除泥漿中的固相含量。此法在現(xiàn)場上普遍采用（采用震動篩、清除泥漿中的固相含量。此法在現(xiàn)場上普遍采用（采用震動篩、除砂器等固控設(shè)備）除砂器等固控設(shè)備）, ,以清除大于以清除大于l0l0微米的鉆屑。微米的鉆屑。 化學(xué)清除法是利用選擇性的聚沉劑化學(xué)清除法是利用選擇性的聚沉劑, ,保留泥漿中的粘土顆粒保留泥漿中的粘土顆粒, ,對普通粘土顆粒起聚沉作用而達到清除有害固相的目的。此

15、法對普通粘土顆粒起聚沉作用而達到清除有害固相的目的。此法可清除小于可清除小于1010微米以下的固相顆粒微米以下的固相顆粒, ,以彌補機械清除法的不足。以彌補機械清除法的不足。 第一章 鉆井設(shè)備 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆鉆 頭頭 鉆頭分為：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等鉆頭分為：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等。 一、刮刀鉆頭一、刮刀鉆頭 刮刀鉆頭是旋轉(zhuǎn)鉆井使用最早的鉆頭類型。其結(jié)構(gòu)簡單，刮刀鉆頭是旋轉(zhuǎn)鉆井使用最早的鉆頭類型。其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低。在泥巖和頁巖等軟地層中，鉆井速度比較制造方便，成本低。在泥巖和頁巖等軟地層中，鉆井速度比較高。國內(nèi)外前后充分發(fā)揮了刮刀鉆頭的優(yōu)

16、勢，取得了很高的指高。國內(nèi)外前后充分發(fā)揮了刮刀鉆頭的優(yōu)勢，取得了很高的指標，國內(nèi)使用刮刀鉆頭進尺記錄達標，國內(nèi)使用刮刀鉆頭進尺記錄達30003000多米。刮刀鉆頭按刀翼多米。刮刀鉆頭按刀翼數(shù)目可分為雙翼（魚尾）、三翼、四翼刮刀鉆頭，常用到的是數(shù)目可分為雙翼（魚尾）、三翼、四翼刮刀鉆頭，常用到的是三翼刮刀鉆頭。三翼刮刀鉆頭。上鉆頭體有絲扣，與上部鉆具相連，完成整個上鉆頭體有絲扣，與上部鉆具相連，完成整個鉆具結(jié)構(gòu)；下鉆頭體上焊接水眼和刀翼；水眼提高噴射效果，鉆具結(jié)構(gòu)；下鉆頭體上焊接水眼和刀翼；水眼提高噴射效果，具有抗沖蝕性；刀翼進行破碎巖石。具有抗沖蝕性；刀翼進行破碎巖石。 二、二、 牙輪鉆頭牙輪

17、鉆頭 牙輪鉆頭是近代石油鉆井中使用很廣的一種鉆牙輪鉆頭是近代石油鉆井中使用很廣的一種鉆頭。這是由于牙輪鉆頭具有沖擊、壓碎和剪切破碎頭。這是由于牙輪鉆頭具有沖擊、壓碎和剪切破碎巖石的作用，牙輪鉆頭與井底的接觸面積小、比壓巖石的作用，牙輪鉆頭與井底的接觸面積小、比壓高，工作扭矩小，工作刃總長度大等特點。從高，工作扭矩小，工作刃總長度大等特點。從19091909年出現(xiàn)的第一只牙輪鉆頭，經(jīng)過了近一個世紀，牙年出現(xiàn)的第一只牙輪鉆頭，經(jīng)過了近一個世紀，牙輪鉆頭無論是鉆頭的材質(zhì)、切削部分、鉆頭軸承、輪鉆頭無論是鉆頭的材質(zhì)、切削部分、鉆頭軸承、清洗裝置等都有很大的改進。噴嘴的改進，解決了清洗裝置等都有很大的改

18、進。噴嘴的改進，解決了鉆頭的清潔問題，出現(xiàn)了噴射牙輪鉆頭；使用了硬鉆頭的清潔問題，出現(xiàn)了噴射牙輪鉆頭；使用了硬質(zhì)合金齒，提高了牙輪的抗磨性；使用密封滑動軸質(zhì)合金齒，提高了牙輪的抗磨性；使用密封滑動軸承使鉆頭的工作壽命大大提高。承使鉆頭的工作壽命大大提高。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 三、金剛石鉆頭三、金剛石鉆頭 在堅硬而研磨性高的地層鉆進,金剛石鉆頭比其它類型鉆頭的鉆速和總進尺高,能減少起下鉆次數(shù),降低鉆井成本。近年來大慶油田中深井鉆井口數(shù)在不斷增加，隨著鉆井技術(shù)的不斷改進，追求更高的鉆井經(jīng)濟效益，金剛石鉆頭的使用非常普遍。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆鉆 柱柱 在鉆井過程中

19、在鉆井過程中, ,將方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等用各種接頭連接起來組成入井的將方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等用各種接頭連接起來組成入井的管串稱為鉆柱。鉆柱有如下基本作用：管串稱為鉆柱。鉆柱有如下基本作用：（1 1）通過它把鉆頭下到井底和提升到地面。鉆井過程中）通過它把鉆頭下到井底和提升到地面。鉆井過程中, ,無論鉆頭能鉆多無論鉆頭能鉆多深深, ,都必須通過鉆柱來實現(xiàn)。都必須通過鉆柱來實現(xiàn)。（2 2）鉆柱的鉆挺部分是加鉆壓用的）鉆柱的鉆挺部分是加鉆壓用的, ,使鉆頭能更有效地吃人地層（禁止用使鉆頭能更有效地吃人地層（禁止用鉆桿部分來加壓鉆桿部分來加壓, ,否則鉆桿磨損快、斷裂快），并能防斜。否則鉆桿磨損快、斷裂快

20、），并能防斜。（3 3）把旋轉(zhuǎn)運動傳給鉆頭，鉆桿可以看作是一根由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的傳動軸。）把旋轉(zhuǎn)運動傳給鉆頭，鉆桿可以看作是一根由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的傳動軸。（4 4）鉆柱將鉆井液從地面?zhèn)魉偷姐@頭處）鉆柱將鉆井液從地面?zhèn)魉偷姐@頭處, ,因而因而, ,鉆柱也是一根豎直的導(dǎo)管。鉆柱也是一根豎直的導(dǎo)管。（5 5）進行特殊作業(yè)）進行特殊作業(yè), ,如擠水泥、處理井下事故等。鉆柱是聯(lián)通地面和地下如擠水泥、處理井下事故等。鉆柱是聯(lián)通地面和地下的樞紐的樞紐, ,工作條件十分復(fù)雜工作條件十分復(fù)雜, ,正確的管理、使用鉆柱是非常重要的。正確的管理、使用鉆柱是非常重要的。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆鉆鋌鉆頭鋌鉆鋌鉆桿穩(wěn)

21、定器穩(wěn)定器一、鉆鋌一、鉆鋌鉆挺接在鉆頭上面鉆挺接在鉆頭上面, ,主要是給鉆頭施加鉆壓和防止井斜，因此它壁厚而粗大，單位主要是給鉆頭施加鉆壓和防止井斜，因此它壁厚而粗大，單位長度重量大。壁厚一般是長度重量大。壁厚一般是38533853毫米毫米, ,相當于同尺寸鉆桿的相當于同尺寸鉆桿的4646倍。它的直徑一般與倍。它的直徑一般與鉆桿接頭直徑相等。這樣可以增強剛度，受壓時不易彎曲，因而有利于鉆直井眼。鉆桿接頭直徑相等。這樣可以增強剛度，受壓時不易彎曲，因而有利于鉆直井眼。二、鉆桿二、鉆桿鉆桿是鉆柱的基本組成部分。它是用無逢鋼管制成，壁厚一般為鉆桿是鉆柱的基本組成部分。它是用無逢鋼管制成，壁厚一般為9

22、11mm911mm。其主要。其主要作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液, ,并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。因此并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。因此, ,鉆桿鉆桿在石油鉆井中占有十分重要的地位。在石油鉆井中占有十分重要的地位。三、方鉆桿三、方鉆桿方鉆桿位于鉆柱的最上端方鉆桿位于鉆柱的最上端, ,有四方形和六方形兩種。鉆進時有四方形和六方形兩種。鉆進時, ,方鉆桿與方補心、轉(zhuǎn)方鉆桿與方補心、轉(zhuǎn)盤補心配合盤補心配合, ,將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。四、穩(wěn)定器四、穩(wěn)定器在鉆鋌柱的適當位置安裝一定數(shù)量的穩(wěn)定器，組成各種類型的下

23、部鉆具組合，可在鉆鋌柱的適當位置安裝一定數(shù)量的穩(wěn)定器，組成各種類型的下部鉆具組合，可以滿足鉆直井時防止井斜的要求，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。此外以滿足鉆直井時防止井斜的要求，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。此外, ,穩(wěn)定器的使用還可以提高鉆頭工作的穩(wěn)定性穩(wěn)定器的使用還可以提高鉆頭工作的穩(wěn)定性, ,從而延長使用壽命，這對金剛石鉆頭從而延長使用壽命，這對金剛石鉆頭尤為重要尤為重要。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 大慶油田鉆井液現(xiàn)狀、體系基本配方及性能要求大慶油田鉆井液現(xiàn)狀、體系基本配方及性能要求 大慶油田在長期的鉆井生產(chǎn)實踐中，大慶油田在長期的鉆井生產(chǎn)實踐中，鉆井液的發(fā)展由早期

24、的鈣處理泥漿、三鉆井液的發(fā)展由早期的鈣處理泥漿、三鉀基泥漿，發(fā)展為目前所使用的兩性復(fù)鉀基泥漿，發(fā)展為目前所使用的兩性復(fù)合離子體系、乳液高分子體系、鉀胺聚合離子體系、乳液高分子體系、鉀胺聚合物體系、甲酸鹽體系及油基鉆井液等。合物體系、甲酸鹽體系及油基鉆井液等。 2 2、鉆井液性能要求、鉆井液性能要求 兩性復(fù)合離子鉆井液密度，g/cm3執(zhí)行地質(zhì)要求漏斗粘度，s5070失水/泥餅(API)，ml/mm4/1PH值89塑性粘度，mPas2333屈服值，Pa812n值0.650.55K值, Pasn0.30.610秒鐘切力，Pa1.02.010分鐘切力，Pa4.06.0含砂量，%0.6電阻率（18），m

25、3.5鉆井液類型鉆井液性能二、乳液高分子鉆井液體系二、乳液高分子鉆井液體系 該體系在大慶油田老區(qū)調(diào)整井，二次及三次加密該體系在大慶油田老區(qū)調(diào)整井，二次及三次加密井中使用較多，其特點是成本低，配制容易。井中使用較多，其特點是成本低，配制容易。 1 1、乳液高分子體系鉆井液配方：膨潤土、乳液高分子體系鉆井液配方：膨潤土5t+5t+純純堿堿160kg +160kg +清水清水50m50m3 3預(yù)水化預(yù)水化24h24h，用，用JS-EJS-E將粘度調(diào)至將粘度調(diào)至4045s4045s，密度加重到地質(zhì)設(shè)計要求?；蜣D(zhuǎn)鉆井液，密度加重到地質(zhì)設(shè)計要求?；蜣D(zhuǎn)鉆井液10m10m3 3，混漿后加入，混漿后加入JS-E

26、JS-E包被劑包被劑300400kg300400kg，F(xiàn)H-C FH-C 200kg200kg，性能達到設(shè)計要求。，性能達到設(shè)計要求。 2 2、鉆井液性能要求、鉆井液性能要求 0加重井深加重井深完鉆固 井 前457050704550855111898989初切（Pa）0.51.52.04.02.04.0終切（Pa）2.05.04.0124.0123281040104051551522井 段 (m)密 度(g/cm3)依據(jù)地質(zhì)要求漏斗粘度（s）塑性粘度（mPas）動切力（Pa）含砂量（%）API濾失量（ml）泥 餅（mm）PH 值切力 0加重井深加重井深完鉆固井前407045654550初切（P

27、a）020402終切（Pa）0428248551113.53.53.53.5井段mm密 度(g/cm3)依據(jù)地質(zhì)要求漏斗粘度（s）電阻率（m）（18）浮筒切力API濾失量（ml）泥餅（mm）含砂量（%）四、甲酸鹽鉆井液體系簡介四、甲酸鹽鉆井液體系簡介大慶油田針對外圍低壓低滲透儲層的特性，研制開發(fā)了甲酸鹽鉆井液，其特點是：大慶油田針對外圍低壓低滲透儲層的特性，研制開發(fā)了甲酸鹽鉆井液，其特點是：能滿足能滿足178mm178mm和和200mm200mm井眼開發(fā)鉆井的施工要求井眼開發(fā)鉆井的施工要求, ,無井塌、井漏、卡鉆事故的發(fā)無井塌、井漏、卡鉆事故的發(fā)生。抑制性強，井壁穩(wěn)定效果好，井眼規(guī)則，井徑擴大

28、率小。該鉆井液是一種有生。抑制性強，井壁穩(wěn)定效果好，井眼規(guī)則，井徑擴大率小。該鉆井液是一種有利于儲層保護和增產(chǎn)的體系。利于儲層保護和增產(chǎn)的體系。（1 1）密度高，最高達）密度高，最高達2.3g/cm2.3g/cm3 3( (甲酸銫甲酸銫) )；（2 2）對地層損害小，滲透率恢復(fù)值最高達）對地層損害小，滲透率恢復(fù)值最高達85%85%；（3 3）固相含量低，泥餅薄而韌且可酸化，壓差卡鉆潛力??；）固相含量低，泥餅薄而韌且可酸化，壓差卡鉆潛力??；（4 4）井眼清潔能力好，對頁巖抑制性強；）井眼清潔能力好，對頁巖抑制性強；（5 5）和油田所有硬件相配伍；）和油田所有硬件相配伍；（6 6）腐蝕性低，對環(huán)境

29、污染??；）腐蝕性低，對環(huán)境污染??；（7 7）鉆井液易維護且可回收利用；）鉆井液易維護且可回收利用；（8 8）甲酸鹽能夠增加聚合物的高溫穩(wěn)定性，最高可抗溫）甲酸鹽能夠增加聚合物的高溫穩(wěn)定性，最高可抗溫170170。 五、油基鉆井液簡介五、油基鉆井液簡介 1 1、大慶應(yīng)用的油包水鉆井液基本配方、大慶應(yīng)用的油包水鉆井液基本配方 7580%7580%柴油柴油+35%SP-80+24.5%+35%SP-80+24.5%油酸油酸+2.55%+2.55%環(huán)烷酸酰胺環(huán)烷酸酰胺+46%+46%有機土有機土+35%+35%氧化瀝青氧化瀝青+2520%CaCl+2520%CaCl2 2（202030%30%）+35

30、%CaO+35%CaO 2 2、主要鉆井液性能要求、主要鉆井液性能要求粘 度 s45120失 水 （ 油ml）2切 力 Pa110/530泥 餅 mm1PH值1013含 砂 %400第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 鉆井是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括鉆前工程、鉆井工程和固井工程三個階段，鉆井是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括鉆前工程、鉆井工程和固井工程三個階段，其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬家、安裝設(shè)備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、家、安裝設(shè)備、一次開

31、鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、完井、電測、下套管、固井施工等。完井、電測、下套管、固井施工等。一、鉆前準備一、鉆前準備（1 1）編寫鉆井工程、地質(zhì)設(shè)計）編寫鉆井工程、地質(zhì)設(shè)計（2 2）井位測量（定井位）井位測量（定井位）（3 3）現(xiàn)場勘查井位）現(xiàn)場勘查井位（4 4）編制鉆井運行方案，協(xié)調(diào)鉆井隊伍及鉆井區(qū)塊關(guān)井降壓方案）編制鉆井運行方案，協(xié)調(diào)鉆井隊伍及鉆井區(qū)塊關(guān)井降壓方案（5 5）征地、動遷）征地、動遷（6 6）鉆機搬遷）鉆機搬遷（7 7）鉆機安裝）鉆機安裝（8 8）一開鉆前的準備工作）一開鉆前的準備工作 沖（鉆）鼠洞、配置鉆井液、組合一次開鉆的鉆具結(jié)構(gòu)、檢查落實各項工具、材

32、料的沖（鉆）鼠洞、配置鉆井液、組合一次開鉆的鉆具結(jié)構(gòu)、檢查落實各項工具、材料的準備情況。準備情況。 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 （2)2)輔助工作輔助工作處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設(shè)備等工作。處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設(shè)備等工作。（3)3)下表層套管下表層套管鉆完表層后，按工程設(shè)計要求下表層套管。鉆完表層后，按工程設(shè)計要求下表層套管。（4 4）注水泥固井）注水泥固井表層套管下完后，進行注水泥固井作業(yè)，通過固井表層套管下完后，進行注水泥固井作業(yè)，通過固井設(shè)備，注入到套管與地層的環(huán)形空間去，把套管和設(shè)備，注入到套管與地層的環(huán)形空間去，把套管和地層固結(jié)在一起。地層固結(jié)在一起。 （5 5）

33、候凝）候凝 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 （2)2)井口放噴器和配套的井控系統(tǒng)應(yīng)符合鉆井設(shè)計要求，壓井口放噴器和配套的井控系統(tǒng)應(yīng)符合鉆井設(shè)計要求，壓力等級應(yīng)和地層壓力匹配，放噴器芯子尺寸必須與井內(nèi)鉆具一力等級應(yīng)和地層壓力匹配，放噴器芯子尺寸必須與井內(nèi)鉆具一致。致。 （3 3）井控設(shè)備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進需要。）井控設(shè)備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進需要。 （4 4）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：PDCPDC。 （5 5）鉆進施工嚴格按照鉆進設(shè)計執(zhí)行，鉆井參數(shù)主要包括：）鉆進施工嚴格按

34、照鉆進設(shè)計執(zhí)行，鉆井參數(shù)主要包括：鉆頭類型及參數(shù)、鉆井性能、鉆進參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進參數(shù)鉆頭類型及參數(shù)、鉆井性能、鉆進參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進參數(shù)主要包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、立管泵壓；水力參數(shù)主要包括：主要包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、立管泵壓；水力參數(shù)主要包括：上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 （6 6）輔助工作：定點側(cè)斜，處理鉆井液，修理設(shè)備。）輔助工作：定點側(cè)斜，處理鉆井液，修理設(shè)備。 （7 7）鉆進中應(yīng)進行油氣層壓力監(jiān)測工作，遇到鉆速突然）鉆進中應(yīng)進行油氣層壓力監(jiān)測工作

35、，遇到鉆速突然加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應(yīng)立即停加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應(yīng)立即停鉆循環(huán)觀察，有外溢現(xiàn)象要關(guān)井觀察。鉆循環(huán)觀察，有外溢現(xiàn)象要關(guān)井觀察。 （8 8）鉆開油氣層前，要提高鉆井液密度至設(shè)計上限（加）鉆開油氣層前，要提高鉆井液密度至設(shè)計上限（加重泥漿）。重泥漿）。 （9 9）鉆開油氣層要保護好油層，處理好鉆井液，下鉆速）鉆開油氣層要保護好油層，處理好鉆井液，下鉆速度要慢，防止壓力激動導(dǎo)致井漏，上提鉆柱不要過快，防度要慢，防止壓力激動導(dǎo)致井漏，上提鉆柱不要過快，防止抽噴。止抽噴。 （1010）鉆開油氣層要做好放噴演習(xí)，設(shè)專人觀察溢流。）鉆開油氣層要做好放噴

36、演習(xí)，設(shè)專人觀察溢流。 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 第四章第四章 鉆井工藝技術(shù)及流程鉆井工藝技術(shù)及流程 在鉆井過程中，鉆井液、完井液是油氣層打開時首先在鉆井過程中，鉆井液、完井液是油氣層打開時首先接觸油氣層的工作液，易對油氣層造成損害。油氣層一旦接觸油氣層的工作液，易對油氣層造成損害。油氣層一旦受到損害，欲恢復(fù)到原有的水平是相當困難的，費用也是受到損害，欲恢復(fù)到原有的水平是相當困難的，費用也是相當昂貴的。因此，保護油

37、氣層的基本方針以預(yù)防為主。相當昂貴的。因此，保護油氣層的基本方針以預(yù)防為主。鉆井過程中防止油氣層損害是保護油氣層系統(tǒng)工程的第一鉆井過程中防止油氣層損害是保護油氣層系統(tǒng)工程的第一環(huán)節(jié)，其目的是交給試油或采油部門一口無損害或低損害環(huán)節(jié)，其目的是交給試油或采油部門一口無損害或低損害的、固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的油氣井。油氣層損害具有累加性，鉆的、固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的油氣井。油氣層損害具有累加性，鉆井中對油氣層的損害不僅影響油氣層發(fā)現(xiàn)和油氣井的初期井中對油氣層的損害不僅影響油氣層發(fā)現(xiàn)和油氣井的初期產(chǎn)量，還會對今后各項作業(yè)損害油氣層的程度以及作用效產(chǎn)量，還會對今后各項作業(yè)損害油氣層的程度以及作用效果帶來影響。因此搞好鉆井

38、過程中的油氣層保護工作，對果帶來影響。因此搞好鉆井過程中的油氣層保護工作，對提高勘探、開發(fā)經(jīng)濟效益至關(guān)重要。提高勘探、開發(fā)經(jīng)濟效益至關(guān)重要。 二、保護油氣層的鉆井工藝技術(shù)二、保護油氣層的鉆井工藝技術(shù) 鉆開油氣層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高鉆開油氣層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效的鉆井施工需要，而且要滿足保護油氣層的技術(shù)要求。效的鉆井施工需要，而且要滿足保護油氣層的技術(shù)要求。通過多年的研究，可歸納以下幾個方面：通過多年的研究，可歸納以下幾個方面： 1 1、采取近平衡或欠平衡壓力鉆井。、采取近平衡或欠平衡壓力鉆井。 2 2、合理降低鉆井液密度，滿足不同壓力油氣層鉆井。、合理降低鉆井

39、液密度，滿足不同壓力油氣層鉆井。 3 3、采用優(yōu)質(zhì)鉆井液體系，降低鉆井液中固相顆粒對油、采用優(yōu)質(zhì)鉆井液體系，降低鉆井液中固相顆粒對油氣層的損害。氣層的損害。 4 4、降低油氣層裸眼浸泡時間。、降低油氣層裸眼浸泡時間。 5 5、搞好井控、防止井噴、井漏等對油氣層的損害。、搞好井控、防止井噴、井漏等對油氣層的損害。 6 6、采取有效的鉆關(guān)措施，降低油層的層間壓差。、采取有效的鉆關(guān)措施，降低油層的層間壓差。 第六章 大慶鉆井新技術(shù) 一、水平井一、水平井（一）、水平井鉆井目的（一）、水平井鉆井目的 1 1、實施低滲透砂巖油藏水平井鉆井完井、實施低滲透砂巖油藏水平井鉆井完井技術(shù)研究技術(shù)研究 2 2、利用

40、水平井技術(shù)開采剩余油可行性研、利用水平井技術(shù)開采剩余油可行性研究究 第六章 大慶鉆井新技術(shù) 第六章 大慶鉆井新技術(shù) （三）、水平井完井工藝（三）、水平井完井工藝 水平井測井采用自行研制的水平井測井采用自行研制的CSUCSU測測井裝備配套的鉆桿輸送式水平井測井儀井裝備配套的鉆桿輸送式水平井測井儀器下井工具；采用懸掛式尾管完井法。器下井工具；采用懸掛式尾管完井法。 第六章 大慶鉆井新技術(shù) 二、側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)二、側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù) 大慶油田在大慶油田在“九五九五”期間承擔(dān)了國家重點科技攻關(guān)項目期間承擔(dān)了國家重點科技攻關(guān)項目”高含水后期側(cè)高含水后期側(cè)鉆水平井鉆采配套技術(shù)鉆水平井鉆采配套技術(shù)”這一課題，共完成了兩口套管開窗側(cè)鉆水平井，這一課題，共完成了兩口套管開窗側(cè)鉆水平井，即高即高160-160-側(cè)平側(cè)平3838井、金側(cè)平井、金側(cè)平6 6井。井。 側(cè)鉆井實施情況側(cè)鉆井實施情況 高高160-160-側(cè)平側(cè)平3838井是大慶第一口中曲率半徑側(cè)鉆水平井，目的層剩余油厚井是大慶第一口中曲率半徑側(cè)鉆水平井，目的層剩余油厚度度3.5m3.5m，考慮地質(zhì)部門提供的油層垂深誤差，設(shè)計靶區(qū)高度為，考慮地質(zhì)部門提供的油層垂深誤差，設(shè)計靶區(qū)高度為1m1m，設(shè)計水，設(shè)計水平段長平段長80m80m，最大井斜角，最大井斜角88.188.1度。度。 該井段銑套管長度該井段銑套管長度18m18m（97