鉆井基礎(chǔ)知識簡介

1、鉆井基礎(chǔ)知識簡介第一章 鉆井設(shè)備第一節(jié) 概述鉆機(jī)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:利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石, 形成井身;利用鉆柱將鉆頭送到井底;利用起升設(shè)備起下鉆柱;利用轉(zhuǎn)盤或井下動力鉆具帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn);利用泥漿泵循環(huán)鉆井液帶出井底巖屑。為此 , 鉆井工藝對鉆機(jī)有以下基本要求: （1）旋轉(zhuǎn)鉆頭的能力。要求鉆機(jī)能提供足夠的扭矩和轉(zhuǎn)速, 并維持一定的鉆壓。 （2）起下鉆具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度, 并有一定的超載能力。（3）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。（4）為適應(yīng)鉆機(jī)搬遷的特點(diǎn),還要求鉆機(jī)容易安裝、拆卸和運(yùn)輸。

2、概括地說鉆機(jī)是由動力機(jī)組、傳動機(jī)組、工作機(jī)組、輔助機(jī)組及控制機(jī)組等組成（圖1-1）。按其工的性質(zhì)又可分為八個部分。1.提升系統(tǒng)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、 吊環(huán)、吊卡、卡瓦及上扣器等）組成（圖1-1）。它的主要作用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進(jìn)行井下特殊作業(yè)等。2.泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備主要由泥漿泵、地面高壓循環(huán)管匯、水龍帶、水龍頭、鉆柱、泥漿凈化及調(diào)配設(shè)備等組成（圖1-3）。它的主要作用是清洗井底、攜帶巖屑、在噴射鉆井及井下動力鉆具鉆井頂部驅(qū)動鉆井中，還起到傳遞動力的作用。3. 地面旋

3、轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備 主要由轉(zhuǎn)盤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌及鉆頭等組成。它的主要作用是不斷地破碎巖石, 加深井眼及處理井下的復(fù)雜情況等。4. 動力驅(qū)動設(shè)備它屬于鉆機(jī)的動力機(jī)組, 是驅(qū)動起升、旋轉(zhuǎn)和循環(huán)等三大工作機(jī)組的動力設(shè)備。鉆機(jī)用的動力設(shè)備主要是柴油機(jī), 其次是交流或直流電動機(jī)。5. 傳動系統(tǒng)設(shè)備它屬示鉆機(jī)的傳動機(jī)組。其主要作用是聯(lián)結(jié)動力機(jī)與工作機(jī)組,并將動力傳遞到各工作機(jī)組(圖1-4)。傳動系統(tǒng)設(shè)備主要由減速箱、離合器、傳動皮帶輪、傳動鏈輪及并車、倒車機(jī)構(gòu)等組成。根據(jù)能量傳遞的方式不同,可分為機(jī)械、液壓及液力傳動。6. 控制系統(tǒng)設(shè)備它屬于鉆機(jī)的控制機(jī)組?？刂频膬?nèi)容包括發(fā)動機(jī)的啟動、停車、變速和并車

4、等, 絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等工作機(jī)組的啟動、停車、調(diào)速和換向等?？刂频姆绞接袡C(jī)械、氣動、 液壓和電力控制等, 隨鉆機(jī)的類型不同而異?？刂葡到y(tǒng)的主要作用是遠(yuǎn)距離操作指揮和協(xié)調(diào)各機(jī)組正常工作。7. 鉆機(jī)底座它屬于鉆機(jī)的輔助機(jī)組,包括井架、鉆臺動力機(jī)、傳動系統(tǒng)和泥漿泵等的底座。它主要用于安裝鉆機(jī)的各機(jī)組,是鉆機(jī)不可缺少的組成部分。8. 輔助設(shè)備它屬于鉆機(jī)的輔助機(jī)組,包括供氣設(shè)備、供水設(shè)備、供電設(shè)備、鉆鼠洞設(shè)備、防噴設(shè)備、防火設(shè)備、輔助起重設(shè)備及保溫設(shè)備等。它是為整套鉆機(jī)服務(wù)的,是鉆機(jī)不可分割的部分。第二節(jié) 井架與起升系統(tǒng)一、井架井架是鉆機(jī)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

5、頭、方鉆桿、鉆桿及鉆鏈等設(shè)備, 相當(dāng)于起重設(shè)備的支架,并可存放鉆柱。因此,鉆井對井架的基本要求是：必須有一定的高度和空間;便于安裝、存放鉆柱等設(shè)備和有利于安全快速地進(jìn)行起下鉆作業(yè);應(yīng)具有足夠的承載能力,以適應(yīng)井下情況的需要:結(jié)構(gòu)要簡單、輕便,便于搬遷、拆裝和維修。目前國內(nèi)常用的石油鉆井井架有塔型和A型兩種。二、天車和游車1、天車鉆機(jī)的天車和游車用鋼絲繩穿起來,共同組成了鉆機(jī)的復(fù)滑輪系統(tǒng)(或叫游動系統(tǒng))。天車是定滑輪組, 固定在井架的頂部;游車是動滑輪組,在井架內(nèi)部的空間上下往復(fù)運(yùn)動。它們的主要作用是省力,減輕鋼絲繩和鉆機(jī)絞車的負(fù)載,用十多噸的力可起升上百噸的鉆柱，獲得極大的機(jī)械效益。2、游車

6、游車和天車一樣, 型號較多,其基本結(jié)構(gòu)大同小異。三、大鉤大鉤是起升系統(tǒng)的設(shè)備之一 ,正常鉆進(jìn)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。四、鉆井絞車絞車是起升系統(tǒng)設(shè)備的起重部分,隨鉆機(jī)的類型不同,形式有所差異。絞車傳動機(jī)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。絞車的剎車機(jī)構(gòu)，鉆進(jìn)時,通過施加在剎把上的壓力大小，可以均勻控制滾筒的運(yùn)動速度和大鉤的負(fù)荷,從而向鉆頭施加鉆壓,確保正常鉆進(jìn)。第三節(jié) 水龍頭與轉(zhuǎn)盤一、水龍頭水龍頭是旋轉(zhuǎn)、起升與循環(huán)系統(tǒng)連接的紐帶。它承受井內(nèi)

7、鉆柱的全部重量,保持鉆具的自由旋轉(zhuǎn)與水龍帶相接,將鉆井液注入井底,承受循環(huán)過程中的高泵壓,同時連接鉆進(jìn)過程中不轉(zhuǎn)動有的大鉤與轉(zhuǎn)動的方鉆桿。二、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤是鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備之一。其主要作用是：在轉(zhuǎn)盤鉆井中,旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎法石;使用井下動力鉆具時,承受反扭矩:起下鉆作業(yè)中支撐和懸掛鉆柱,承受軸向負(fù)荷,完成上卸扣的操作,處理井下復(fù)雜情況和進(jìn)行井下打撈作業(yè)時旋轉(zhuǎn)鉆柱等。三、轉(zhuǎn)盤的傳動方式轉(zhuǎn)盤的傳動方式,隨鉆機(jī)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；二是萬向軸驅(qū)動。1.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)盤上的。其主要優(yōu)點(diǎn)是簡化了傳動方式,傳動距離大,但要受絞車情

8、況的影響和限制。2.萬向軸驅(qū)動 萬向軸驅(qū)動的動力是經(jīng)過絞車的雙排活動鏈輪（或經(jīng)傳動系統(tǒng)）直接到變速箱,再經(jīng)變速箱通過萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，它的最大特點(diǎn)是不受絞車位置的影響和限制,操作上方便、靈活,變速檔次多。第四節(jié) 泥漿泵泥漿泵是鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備之一,它象人的心臟一祥。常規(guī)鉆進(jìn)時,循環(huán)鉆井液,清洗井底,輔助鉆頭更有效地破碎巖石；使用井下動力鉆具時, 通過泵入的鉆井液,傳遞動力帶動鉆頭轉(zhuǎn)動；噴射鉆井中,通過泵入的高壓鉆井液，經(jīng)過噴嘴轉(zhuǎn)換成水力能量,清潔井底并對巖石直接進(jìn)行水力破碎,提高鉆進(jìn)速度。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高,但其基本要求是：功率大、泵壓高、排量大、流量穩(wěn)定, 耐

9、腐蝕、耐磨損、易損件壽命長,重量輕、體積小、拆修方便、自動化程度高 ,泥漿循環(huán)流程泥漿循環(huán)系統(tǒng)（圖 1-3）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。其循環(huán)流程如下:動力機(jī)驅(qū)動泥漿泵, 泥漿泵從泥漿池中吸入鉆井液,通過泥漿泵增壓后進(jìn)入高壓泥漿管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆柱,經(jīng)鉆頭水眼沖向井底,然后由鉆柱與井壁的環(huán)形空間返出井口,再經(jīng)泥漿凈化設(shè)備流回泥漿池。第五節(jié) 泥漿凈化裝置泥漿中的固相含量高時,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中的固相含量，泥漿中固相含量的清除常用機(jī)械清除法和化學(xué)清除法。機(jī)械清除法是利用重力沉淀、

10、篩濾和離心旋流等機(jī)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、除砂器等固控設(shè)備）,以清除大于l0微米的鉆屑。 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,對普通粘土顆粒起聚沉作用而達(dá)到清除有害固相的目的。此法可清除小于10微米以下的固相顆粒,以彌補(bǔ)機(jī)械清除法的不足。第二章 鉆頭及鉆柱第一節(jié) 鉆頭鉆頭分為：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等。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，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)勢，取得了很高的指標(biāo)，國內(nèi)使用刮刀鉆頭進(jìn)尺記錄達(dá)3000多米。刮刀鉆頭按刀翼數(shù)目

11、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。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，具有抗沖蝕性；刀翼進(jìn)行破碎巖石。二、 牙輪鉆頭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(diǎn)。從1909年出現(xiàn)的第一只牙輪鉆頭，經(jīng)過了近一個世紀(jì)，牙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(jìn)。噴嘴的改進(jìn)，解決了鉆頭的清潔問題，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

12、承使鉆頭的工作壽命大大提高。三、金剛石鉆頭在堅硬而研磨性高的地層鉆進(jìn),金剛石鉆頭比其它類型鉆頭的鉆速和總進(jìn)尺高,能減少起下鉆次數(shù),降低鉆井成本。近年來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(jìn)，追求更高的鉆井經(jīng)濟(jì)效益，金剛石鉆頭的使用非常普遍。第一節(jié) 鉆柱在鉆井過程中,將方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等用各種接頭連接起來組成入井的管串稱為鉆柱。鉆柱有如下基本作用：（1）通過它把鉆頭下到井底和提升到地面。鉆井過程中,無論鉆頭能鉆多深,都必須通過鉆柱來實(shí)現(xiàn)。（2）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（禁止用鉆桿部分來加壓,否則鉆桿磨損快、斷裂快），并能防斜。（3）把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳給鉆頭，

13、鉆桿可以看作是一根由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的傳動軸。（4）鉆柱將鉆井液從地面?zhèn)魉偷姐@頭處,因而,鉆柱也是一根豎直的導(dǎo)管。（5）進(jìn)行特殊作業(yè),如擠水泥、處理井下事故等。鉆柱是聯(lián)通地面和地下的樞紐,工作條件十分復(fù)雜,正確的管理、使用鉆柱是非常重要的。鉆鉆鋌鉆頭鋌鉆鋌鉆桿穩(wěn)定器穩(wěn)定器一、鉆鋌鉆挺接在鉆頭上面,主要是給鉆頭施加鉆壓和防止井斜，因此它壁厚而粗大，單位長度重量大。壁厚一般是3853毫米,相當(dāng)于同尺寸鉆桿的46倍。它的直徑一般與鉆桿接頭直徑相等。這樣可以增強(qiáng)剛度，受壓時不易彎曲，因而有利于鉆直井眼。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911mm。其主要作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液

14、,并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。因此,鉆桿在石油鉆井中占有十分重要的地位。三、方鉆桿方鉆桿位于鉆柱的最上端,有四方形和六方形兩種。鉆進(jìn)時,方鉆桿與方補(bǔ)心、轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心配合,將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。四、穩(wěn)定器在鉆鋌柱的適當(dāng)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,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，這對金剛石鉆頭尤為重要。第3章 鉆井液體系常用泥漿體系介紹1、 聚合物鉆井液體系體系特點(diǎn)：（1）固相含量低；亞微米粒子比例小，剪切稀釋性好，卡森極限粘度低，懸浮攜帶鉆屑能力強(qiáng)，

15、洗井效果好，有利于提高機(jī)械鉆速。（2）具有良好的流變性，主要表現(xiàn)為較強(qiáng)的剪切稀釋性和適宜的流型；（3）鉆進(jìn)速度高；（4）穩(wěn)定井壁能力強(qiáng)，井徑比較規(guī)則；（5）對油氣層的損害小，有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)產(chǎn)層。固相含量少，可減輕固相的侵入，因而減小了損害程度；（6）可防止井漏的發(fā)生，由于鉆井液固相含量低，在不使用加重材料的情況下，鉆井液的液柱壓力低，從而降低了產(chǎn)生漏失的壓力；（7）鉆井成本低；聚合物鉆井液的處理利用量較少，鉆井速度高，縮短了完井周期。2、 甲酸鹽鉆井液體系：1、體系特點(diǎn)：甲酸鹽鉆井液體系就是將甲酸與氫氧化鈉、氫氧化鉀在高溫高壓反應(yīng)下制成堿性金屬鹽，如甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸銫配制成甲酸鹽類水基鉆

16、井液。甲酸鹽鉆井液體系是甲酸鹽與鹽水鉆井液和完井液的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因而除了具有鹽水鉆井液的特點(diǎn)外，還具有其獨(dú)特特點(diǎn)：1 甲酸鹽鉆井液由于其強(qiáng)抑制性，可較好的抑制泥頁巖水化膨脹和分散，也利于減少鉆井液對油氣層的損害；2 甲酸鹽鉆井液醫(yī)藥生物降解，不會造成對環(huán)境的損害；3 鉆具、套管等金屬材料在這種鉆井液中的腐蝕性小，有利于延長金屬材料的使用壽命；4 不需要加重材料就可配高密度鉆井液，甲酸鈉、甲酸鉀類的水溶液密度分別為1.24g/cm3，1.60g/cm3，甲酸銫水溶液的密度更高達(dá)2.3g/cm3，不僅有利于提高機(jī)械速度，而且有利于保護(hù)油氣層；5 甲酸鹽鉆井液的低粘度、高動態(tài)瞬時濾失量有利于提

17、高機(jī)械鉆速；6 甲酸鹽鉆井液具有良好的抗高溫、抗污染能力，并可降低所使用的各種添加劑在高溫條件下的水解和氧化降解進(jìn)度。7 缺點(diǎn)：費(fèi)用高。2、甲酸鹽鉆井液配方：甲酸鹽鹽水+生物聚合物+降濾失劑（低粘聚陰離子纖維素和烷基丙烯磺酸鹽AMPS聚合物的混合物）+超細(xì)碳酸鈣（10，作強(qiáng)降濾失劑）3、甲酸鹽鉆井液使用范圍：1 小井眼深井鉆井；2 水平鉆井和連續(xù)軟管鉆井、完井3 高溫高壓鉆井、完井和修井4 水敏性頁巖鉆井5 鉆儲集層6 鉆鹽層和鹽膏層3、 乙二醇類水基鉆井液體系1、乙二醇類水基鉆井液體系簡介聚合醇大多是聚乙二醇類產(chǎn)品，有丙烯乙二醇，二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘

18、油。聚合醇是一種非離子表面活性劑，溶于水，但其溶解度隨溫度的升高而下降，到達(dá)某個溫度之后，聚合醇溶液就會變成濁狀微乳液，聚合醇部分分解，這時的溫度成為濁點(diǎn)，此現(xiàn)象可逆，當(dāng)溫度降低至濁點(diǎn)溫度以下時，又會重新溶于水中。聚合醇由于具有以上特點(diǎn)，在當(dāng)鉆井液循環(huán)溫度高于聚合醇濁點(diǎn)時，聚合醇鉆井液發(fā)生相分離，不溶解的聚合醇能封堵泥頁巖孔喉，阻止濾液進(jìn)入地層，從而使鉆井液與泥頁巖隔離，起到穩(wěn)定井壁的作用；此外聚合醇可在泥頁巖表面產(chǎn)生強(qiáng)烈吸附，形成一層吸附層，阻止泥頁巖水化、膨脹與分散。聚合醇的濁點(diǎn)與聚合醇鉆井液的化學(xué)組成有關(guān)，并隨其加量及鉆井液含鹽量的增高而下降，因而可通過選用不同種類的聚合醇，調(diào)整聚合醇加

19、量和含鹽量來改變濁點(diǎn)溫度。聚合醇鉆井液體系中加入鉀鹽、鋁鹽等可進(jìn)一步提高其穩(wěn)定井壁的效果，而且加入的聚合醇分子量不能太大，以使其能進(jìn)入泥頁巖的孔喉中，穩(wěn)定井壁。2、聚合醇鉆井液的優(yōu)點(diǎn)：1 聚合醇鉆井液具有很強(qiáng)的抑制性與封堵性，能有效穩(wěn)定井壁；2 聚合醇鉆井液有較好的潤滑性，當(dāng)聚合醇加量為3%時，鉆井液的潤滑系數(shù)可降低80%；3 聚合醇鉆井液對油氣層的損害低，滲透率恢復(fù)值可達(dá)85%以上；4 聚合醇鉆井液毒性低，可生物降解和分解，對環(huán)境影響?。? 通常使用的聚合醇鉆井液體系主要為聚合醇/聚合物鹽水體系，其生物毒性LC50為100000mg/L，完全滿足美國環(huán)?？偩值腖C50=3000mg/L的要求

20、。4、 硅酸鹽鉆井液體系穩(wěn)定井壁機(jī)理：1 硅酸鹽在水中可以形成不同大小的顆粒，其中有離子狀態(tài)的、膠體狀態(tài)的和分子狀態(tài)的，這些顆粒通過吸附、擴(kuò)散等過程聚合到井壁上，封堵地層孔隙和裂縫。2 進(jìn)入地層的硅酸根與頁巖表面或地層水中的鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng)形成的硅酸鈣、硅酸鎂覆蓋巖石表面，封堵地層；3 進(jìn)入地層的硅酸根遇到PH值小于9的地層水立即變成凝膠封堵地層孔喉和裂縫；4 在溫度低于80的稀硅酸鹽鉆井液穩(wěn)定泥頁巖機(jī)理：是通過多個氫鍵、靜電力、和范德華力度疊加與泥頁巖的粘土顆粒形成的超分子化學(xué)力結(jié)合為主，縮合反應(yīng)為輔；溫度高于80，硅酸鹽的硅醇基與粘土礦物的鋁醇基發(fā)生縮合反應(yīng)產(chǎn)生膠結(jié)性物質(zhì)，把粘土礦物顆粒

21、結(jié)合成牢固的界面，封固井壁。5 硅酸鹽穩(wěn)定鹽膏地層機(jī)理：主要是硅酸根與地層中的鈣、鎂離子發(fā)生作用，形成沉淀，從而在地層表面形成堅韌、致密的封固殼來加固井壁。5、 鉀基體系特點(diǎn)：1 抑制泥頁巖造漿，對水敏性泥頁巖具有很好的防塌效果；2 鉆井液中亞微米顆粒含量低，對油層中的粘土礦物其穩(wěn)定作用；3 分散型鉀基鉆井液有較高的固相容度限。6、 正電膠鉆井液體系1 正電膠膠液：清水+0.1%0.3%正電膠2 直井：35%預(yù)水化搬土漿+0.10.3%正電膠+0.31.5%降濾失劑（LV-CMC）+00.3%銨鹽（XY-27）3 定向井或水平井：在直井配方基礎(chǔ)上+潤滑劑（乳化劑+5%原油）4 在易于造漿的地層

22、：補(bǔ)加小陽離子抑制劑5 在強(qiáng)分散弱膨脹砂泥巖互層為了抑制砂泥巖分散：+0.30.5KPAM6 地層裂縫發(fā)育易井塌：+防塌劑+高溫高壓降濾失劑7 礫巖、玄武巖地層：正電膠加量大于0.4%+增大搬土含量，提高粘切，減小對井壁沖刷，有效攜巖。第四章 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，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(jìn)、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、完井、電測、下套管、固井施工等。一、鉆前準(zhǔn)備（1）編寫鉆井工程、地質(zhì)設(shè)計（2）井位測量（定井位）（3）現(xiàn)場勘查井位（4）編制鉆井運(yùn)

23、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）征地、動遷（6）鉆機(jī)搬遷（7）鉆機(jī)安裝（8）一開鉆前的準(zhǔn)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(shí)各項工具、材料的準(zhǔn)備情況。二、鉆進(jìn)工程1、一開鉆進(jìn)的工作內(nèi)容及要求（1)進(jìn)尺工作是指井眼不斷加深的工作，包括純鉆進(jìn)、接單根、劃眼、起下鉆、循環(huán)鉆井液等工序。接單根：當(dāng)鉆完方鉆桿的有效長度時，將一根鉆桿接到井內(nèi)鉆柱上，使之加長操作的過程。劃眼：在已鉆井眼內(nèi)，清除附在井壁上的雜物，修整井壁，邊循環(huán)旋轉(zhuǎn)下放或上提鉆柱的過程。起下鉆：將井下的鉆柱從井眼內(nèi)起出來，稱為起鉆；將鉆具下到井眼內(nèi)稱為下鉆。循環(huán)鉆井液：開泵將鉆井液通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行

24、循環(huán)。（2)輔助工作處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設(shè)備等工作。（3)下表層套管鉆完表層后，按工程設(shè)計要求下表層套管。（4）注水泥固井表層套管下完后，進(jìn)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，把套管和地層固結(jié)在一起。（5）候凝2、二開鉆進(jìn)二開鉆進(jìn)是指從表層套管內(nèi)下入小一級的鉆頭往下鉆進(jìn)的過程。根據(jù)地質(zhì)設(shè)計和地下情況，可以一直鉆進(jìn)到完鉆井深，然后下入油層套管完井。（1）二開前的準(zhǔn)備工作安裝井控設(shè)備，放噴管線，試壓，組合鉆具。鉆水泥塞，磨阻流環(huán)式浮箍、浮鞋；洗井到開鉆水平。二開鉆進(jìn)需要鉆開地層、油層，在油氣層中鉆井要放噴、防漏、防塌、防斜等，預(yù)防井下復(fù)雜情況，保護(hù)好油氣層。（2)井口放噴

25、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)鉆具一致。（3）井控設(shè)備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進(jìn)需要。（4）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：PDC。（5）鉆進(jìn)施工嚴(yán)格按照鉆進(jìn)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(jìn)參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進(jìn)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：上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。（6）輔助工作：定點(diǎn)側(cè)斜，處理鉆井液，修理設(shè)備。（7）鉆進(jìn)中應(yīng)進(jìn)行油氣層壓力監(jiān)測工作，遇到鉆速突然加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應(yīng)立即停鉆循環(huán)觀察，有外溢現(xiàn)象要關(guān)井觀察。（8）鉆開

26、油氣層前，要提高鉆井液密度至設(shè)計上限（加重泥漿）。（9）鉆開油氣層要保護(hù)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，防止抽噴。（10）鉆開油氣層要做好放噴演習(xí)，設(shè)專人觀察溢流。三、完鉆按鉆井地質(zhì)設(shè)計鉆進(jìn)到預(yù)計井深，留足口袋，處理鉆井液，起鉆準(zhǔn)備電測。四、電測（1）微電極測井方法：主要用微電位和微梯度的差異劃分滲透層。（2）視電阻率測井方法：利用0.25米、0.45米短梯度視電阻率比值求滲透率及確定油層厚度；利用2.5米梯度和0.5米電位曲線劃分油水層并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測井的地層對比。（3）自然電位測井方法：主要用于劃分油水層及求地層水電阻率以及水泥值含量等。（4）其它輔

27、助測井方法：主要有井徑、井斜等滿足鉆井工程需要和輔助測井解釋。（5）三側(cè)向測井法：為解決如何求準(zhǔn)地層真電阻率而提出的一種電流聚焦測井方法。主要用于解決厚層非均勻質(zhì)和定性判斷水淹層問題。（6）聲速測井法：用于解釋油層水淹后孔隙度變化的孔隙度測井方法。五、固井施工（1）固井前準(zhǔn)備 1）下套管就是為了使井內(nèi)油氣能夠得到有效的開采，在鉆完一口井后，用管線封隔地層并將油氣層深處引導(dǎo)至地面的施工工程。 2）處理鉆井液至固井要求。（2）固井固井就是向井內(nèi)下入套管管柱，在套管柱與井壁的環(huán)形空間注入水泥漿進(jìn)行封固，以在套管外壁和井壁之間形成堅固的水泥環(huán)，防止井壁垮塌；同時在套管內(nèi)形成一個從地面至井下由鋼管做成的

28、油氣通道的過程。固井的目的： 1）封隔油、氣水層，防止地層間流體相互竄流，保護(hù)生產(chǎn)層。 2）封隔嚴(yán)重漏失層或其它坍塌等復(fù)雜地層。 3）支撐套管和防止地下流體對套管的腐蝕。（3）注水泥方式 1）常規(guī)注水泥方法。 2）雙級或分級注水泥方法。 3）管外注水泥方法。（4）常規(guī)注水泥方法工藝流程循環(huán)洗井停泵卸循環(huán)接頭裝水泥頭注隔離液下膠塞入井注水泥漿上膠塞入井注隔離液碰壓試壓施工結(jié)束六、聲波變密度測井聲波變密度是評價鉆井固井質(zhì)量的基本數(shù)據(jù)，是油田開發(fā)射孔選層的基本依據(jù)之一，因此現(xiàn)場應(yīng)用和評價工作極為重要，涉及到下步試油投產(chǎn)和措施提供條件，涉及到為今后油層壓裂改造提供環(huán)境。第五章 鉆井油氣層保護(hù)技術(shù)在鉆井

29、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。油氣層一旦受到損害，欲恢復(fù)到原有的水平是相當(dāng)困難的，費(fèi)用也是相當(dāng)昂貴的。因此，保護(hù)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(hù)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。因此搞好鉆井過程中的油氣層保護(hù)工作，對提高勘探、開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。一、鉆井過程中造成油氣層損害原因在鉆井過程中，大多數(shù)情況是采用正壓差鉆井，既鉆

30、井液液柱壓力高于地層孔隙壓力。這樣，在鉆開油氣層時，在正壓差的作用下，鉆井液的固相進(jìn)入油氣層造成孔喉堵塞，其液相進(jìn)入油氣層與油氣的巖石和流體作用，破壞油氣層原有的平衡，從而誘發(fā)油氣層潛在損害因素，造成滲透率下降。鉆井過程中油氣層損害原因可以歸納為以下幾個方面。1、鉆井液中固相顆粒堵塞油氣層2、鉆井液濾液與油氣層巖石不配伍引起的損害3、鉆井液濾液與油氣層流體不配伍引起的損害4、油相滲透率變化引起的損害5、正壓差急劇造成油氣損害6、鉆井過程中影響油氣層損害程度的工程因素7、油氣層浸泡時間對儲層損害8、環(huán)空返速對儲層損害9、鉆井液性能對儲層損害二、保護(hù)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)、高效的鉆井施工需要，而且要滿足保護(hù)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：1、采取近平衡或欠平衡壓力鉆井。2、合理降低鉆井液密度，滿足不同壓力油氣層鉆井。3、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。4、降低油氣層裸眼浸泡時間。5、搞好井控、防止井噴、井漏等對油氣層的損害。6、采取有效的鉆關(guān)措施，降低油層的層間壓差。第六章 鉆井新技術(shù)一、水平井（一）、水平井鉆井目的1、實(shí)施低滲透砂巖油藏水平井鉆井完井技術(shù)研究2、