鉆井工程緒論

1、鉆井工程理論與技術(shù)鉆井工程理論與技術(shù)緒論緒論第一章第一章 鉆井的工程地質(zhì)條件鉆井的工程地質(zhì)條件第二章第二章 鉆進(jìn)工具鉆進(jìn)工具第三章第三章 鉆井液鉆井液第四章第四章 鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選第五章第五章 井眼軌道設(shè)計(jì)及軌跡控制井眼軌道設(shè)計(jì)及軌跡控制第六章第六章 油氣井壓力控制油氣井壓力控制第七章第七章 固井與完井固井與完井第八章第八章 其他鉆井技術(shù)及作業(yè)其他鉆井技術(shù)及作業(yè)1.鉆井工藝原理鉆井工藝原理（上、中、下），石油工業(yè)出版社，劉希圣（上、中、下），石油工業(yè)出版社，劉希圣教授主編。教授主編。 2.鉆井工藝技術(shù)基礎(chǔ)鉆井工藝技術(shù)基礎(chǔ)石油大學(xué)出版社，王瑞和教授編著。石油大學(xué)出版社，王瑞和教授編著。3

2、. 鉆井工程鉆井工程 郝瑞主編（中等專業(yè)用書）。郝瑞主編（中等專業(yè)用書）。4. 實(shí)用鉆井工程實(shí)用鉆井工程中國(guó)石油天然氣總公司情報(bào)研究所，徐云英中國(guó)石油天然氣總公司情報(bào)研究所，徐云英主編。主編。5. 噴射鉆井理論與計(jì)算噴射鉆井理論與計(jì)算石油工業(yè)出版社，張紹槐編著。石油工業(yè)出版社，張紹槐編著。6. 最優(yōu)化鉆井理論基礎(chǔ)與計(jì)算最優(yōu)化鉆井理論基礎(chǔ)與計(jì)算石油工業(yè)出版社，郭學(xué)增編著。石油工業(yè)出版社，郭學(xué)增編著。主要參考書主要參考書緒緒 論論主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、石油鉆井概述一、石油鉆井概述 1石油鉆井的概念石油鉆井的概念 2石油鉆井的種類石油鉆井的種類二、鉆井技術(shù)的發(fā)展二、鉆井技術(shù)的發(fā)展 1鉆井技術(shù)的發(fā)展

3、階段鉆井技術(shù)的發(fā)展階段 2旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展三、鉆井的基本工藝過程三、鉆井的基本工藝過程1石油鉆井的概念石油鉆井的概念 所謂石油鉆井是指為了勘探和開發(fā)地下石油和天然氣而所謂石油鉆井是指為了勘探和開發(fā)地下石油和天然氣而在地表鉆鑿一個(gè)通往地下油氣層直徑很小的井眼的工作。在地表鉆鑿一個(gè)通往地下油氣層直徑很小的井眼的工作。2石油鉆井的種類石油鉆井的種類A A把鉆井按鉆井的目的進(jìn)行分類把鉆井按鉆井的目的進(jìn)行分類一、石油鉆井概述一、石油鉆井概述n區(qū)域普查井區(qū)域普查井 ：基準(zhǔn)井、剖面井、：基準(zhǔn)井、剖面井、 參數(shù)井、構(gòu)造井參數(shù)井、構(gòu)造井n探井：預(yù)探井、詳探井、邊探井探井：預(yù)探井、詳探井、邊探

4、井n開發(fā)井：生產(chǎn)井（油井、氣井）、注入井（注水井、注氣井）開發(fā)井：生產(chǎn)井（油井、氣井）、注入井（注水井、注氣井）n特殊用途井：檢查井、觀察井、調(diào)整井、特殊用途井：檢查井、觀察井、調(diào)整井、 救援井等。救援井等。n基準(zhǔn)井：在區(qū)域普查階段，為了了解地層的沉積特征基準(zhǔn)井：在區(qū)域普查階段，為了了解地層的沉積特征和含油氣情況、驗(yàn)證物探成果而鉆的井。和含油氣情況、驗(yàn)證物探成果而鉆的井。n剖面井：是為了研究地層巖性、巖相變化，為尋找含油剖面井：是為了研究地層巖性、巖相變化，為尋找含油 氣構(gòu)造而鉆的井。氣構(gòu)造而鉆的井。n參數(shù)井：為了解區(qū)域構(gòu)造，提供巖石物性參數(shù)而鉆的井。參數(shù)井：為了解區(qū)域構(gòu)造，提供巖石物性參數(shù)而

5、鉆的井。n構(gòu)造井：為了了解地質(zhì)構(gòu)造特征、驗(yàn)證物探成果，并編構(gòu)造井：為了了解地質(zhì)構(gòu)造特征、驗(yàn)證物探成果，并編 制地下某一標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)造圖。制地下某一標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)造圖。n探井：為了確定油氣藏是否存在及其埋藏位置（預(yù)探探井：為了確定油氣藏是否存在及其埋藏位置（預(yù)探 井），對(duì)油氣藏進(jìn)行工業(yè)評(píng)價(jià)及取得油氣開發(fā)所需井），對(duì)油氣藏進(jìn)行工業(yè)評(píng)價(jià)及取得油氣開發(fā)所需 的地質(zhì)資料（詳探井），圈定油氣藏邊界及其儲(chǔ)量的地質(zhì)資料（詳探井），圈定油氣藏邊界及其儲(chǔ)量 （邊探井）。（邊探井）。n生產(chǎn)井：在進(jìn)行油田開發(fā)時(shí)，為開采石油和天然氣而鉆的生產(chǎn)井：在進(jìn)行油田開發(fā)時(shí)，為開采石油和天然氣而鉆的井。井。n注入井：開發(fā)后期為了提高采收

6、率及開發(fā)速度，而對(duì)油田注入井：開發(fā)后期為了提高采收率及開發(fā)速度，而對(duì)油田進(jìn)行注水注氣以補(bǔ)充和合理利用地層能量所鉆的井。進(jìn)行注水注氣以補(bǔ)充和合理利用地層能量所鉆的井。n檢查井：油田開發(fā)到某一含水階段，為了搞清各油層的壓檢查井：油田開發(fā)到某一含水階段，為了搞清各油層的壓力和油、氣、水分布狀況，剩余油飽和度的分布和變化情力和油、氣、水分布狀況，剩余油飽和度的分布和變化情況。況。n觀察井：油田開發(fā)過程中專門用來了解地下動(dòng)態(tài)的井觀察井：油田開發(fā)過程中專門用來了解地下動(dòng)態(tài)的井n調(diào)整井：油田開發(fā)中后期，為進(jìn)一步提高開發(fā)效果和調(diào)整井：油田開發(fā)中后期，為進(jìn)一步提高開發(fā)效果和 最終采收率，而調(diào)整原有開發(fā)井網(wǎng)所鉆井

7、。最終采收率，而調(diào)整原有開發(fā)井網(wǎng)所鉆井。n救援井：為了救援而鉆的井。救援井：為了救援而鉆的井。B B把鉆井按井斜角不同分類：把鉆井按井斜角不同分類： 直井、定向井、水平井直井、定向井、水平井 直井：井口與井底在同一條鉛垂線上直井：井口與井底在同一條鉛垂線上 定向井：沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡鉆達(dá)目的層，井口定向井：沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡鉆達(dá)目的層，井口 與井與井底不在同一條鉛垂線上。底不在同一條鉛垂線上。 水平井：沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡以井斜角水平井：沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡以井斜角 85的角度進(jìn)的角度進(jìn)入目的層。入目的層。C C把鉆井按井深不同分類：把鉆井按井深不同分類：n淺井淺井 H2500m2

8、500m；n中深井中深井 2500H45002500H4500；n深井深井 4500H60004500H6000mH6000m。1鉆井技術(shù)的發(fā)展階段鉆井技術(shù)的發(fā)展階段（1）人工掘井：）人工掘井：1521年之前年之前（2）人力沖擊鉆：）人力沖擊鉆： 15211835年，是靠人力、撈砂筒、特殊鉆頭、懸繩、年，是靠人力、撈砂筒、特殊鉆頭、懸繩、游梁等來完成的。游梁等來完成的。 實(shí)際上是利用了杠桿原理及自由落體的下落沖擊作用來鉆實(shí)際上是利用了杠桿原理及自由落體的下落沖擊作用來鉆井的。井的。二、鉆井技術(shù)的發(fā)展二、鉆井技術(shù)的發(fā)展n特點(diǎn)是：特點(diǎn)是： a.破巖與清巖相間進(jìn)行。破巖與清巖相間進(jìn)行。 b.沖擊力小

9、，破碎效率低。沖擊力小，破碎效率低。 c.設(shè)備簡(jiǎn)單，起下鉆方便。設(shè)備簡(jiǎn)單，起下鉆方便。（3）機(jī)械頓鉆（沖擊鉆）：）機(jī)械頓鉆（沖擊鉆）：18591901年年支架游梁懸繩井壁鉆頭井底（4）旋轉(zhuǎn)鉆：是自）旋轉(zhuǎn)鉆：是自1901年發(fā)展起來的。年發(fā)展起來的。n旋轉(zhuǎn)鉆井是靠動(dòng)力帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程中對(duì)井底巖石旋轉(zhuǎn)鉆井是靠動(dòng)力帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程中對(duì)井底巖石進(jìn)行破碎，同時(shí)循環(huán)鉆井液以清潔井底的鉆井方法。進(jìn)行破碎，同時(shí)循環(huán)鉆井液以清潔井底的鉆井方法。n旋轉(zhuǎn)鉆井又分為轉(zhuǎn)盤鉆井、井下動(dòng)力鉆具鉆井、頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)鉆井又分為轉(zhuǎn)盤鉆井、井下動(dòng)力鉆具鉆井、頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井。鉆井。n特點(diǎn)是：特點(diǎn)是： a.破巖與

10、清巖同時(shí)進(jìn)行。破巖與清巖同時(shí)進(jìn)行。 b.旋轉(zhuǎn)動(dòng)力大，轉(zhuǎn)速高，破碎效率高。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力大，轉(zhuǎn)速高，破碎效率高。 c.設(shè)備復(fù)雜，起下鉆繁瑣。設(shè)備復(fù)雜，起下鉆繁瑣。2旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展（1）概念時(shí)期（）概念時(shí)期（19011920年）年） 這個(gè)時(shí)期內(nèi)開始將鉆井和洗井結(jié)合在一起，并使用了牙輪鉆頭這個(gè)時(shí)期內(nèi)開始將鉆井和洗井結(jié)合在一起，并使用了牙輪鉆頭和注水泥固套管技術(shù)。和注水泥固套管技術(shù)。（2）發(fā)展時(shí)期（）發(fā)展時(shí)期（19201948年）年） 這個(gè)時(shí)期牙輪鉆頭、固井工藝、鉆井液等得到進(jìn)一步發(fā)展，同這個(gè)時(shí)期牙輪鉆頭、固井工藝、鉆井液等得到進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了大功率鉆井設(shè)備。時(shí)出現(xiàn)了大功率鉆井設(shè)

11、備。（3）科學(xué)化鉆井時(shí)期（）科學(xué)化鉆井時(shí)期（19481968年）年） 這個(gè)時(shí)期鉆井技術(shù)有了迅速發(fā)展。采用了噴射鉆井，鑲這個(gè)時(shí)期鉆井技術(shù)有了迅速發(fā)展。采用了噴射鉆井，鑲齒、滑動(dòng)密封軸承鉆頭，低固相、無固相不分散體系鉆井液齒、滑動(dòng)密封軸承鉆頭，低固相、無固相不分散體系鉆井液及固相控制技術(shù)，總結(jié)出了影響機(jī)械鉆速的有關(guān)因素，采用及固相控制技術(shù)，總結(jié)出了影響機(jī)械鉆速的有關(guān)因素，采用了地層壓力檢測(cè)、井控技術(shù)及平衡壓力鉆井技術(shù)。了地層壓力檢測(cè)、井控技術(shù)及平衡壓力鉆井技術(shù)。（4）自動(dòng)化鉆井時(shí)期（）自動(dòng)化鉆井時(shí)期（1968現(xiàn)在）現(xiàn)在） 發(fā)展了鉆井參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、綜合錄井、隨鉆測(cè)量技術(shù)等計(jì)發(fā)展了鉆井參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、綜

12、合錄井、隨鉆測(cè)量技術(shù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)在鉆井工程中的應(yīng)用；發(fā)展了優(yōu)化鉆井、井口機(jī)械化算機(jī)技術(shù)在鉆井工程中的應(yīng)用；發(fā)展了優(yōu)化鉆井、井口機(jī)械化自動(dòng)化工具、自動(dòng)化鉆機(jī)、井眼軌跡遙控及自動(dòng)閉環(huán)控制技術(shù)自動(dòng)化工具、自動(dòng)化鉆機(jī)、井眼軌跡遙控及自動(dòng)閉環(huán)控制技術(shù)等新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備。等新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備。 一口井的建井過程按其順序可分為三個(gè)階段，即鉆前準(zhǔn)備、一口井的建井過程按其順序可分為三個(gè)階段，即鉆前準(zhǔn)備、鉆進(jìn)、固井和完井。鉆進(jìn)、固井和完井。 1鉆前準(zhǔn)備鉆前準(zhǔn)備 2鉆進(jìn)鉆進(jìn) 3固井和完井固井和完井三、鉆井的基本工藝過程三、鉆井的基本工藝過程n改變鉆頭尺寸（井眼尺寸）開始新的井段的工藝叫開鉆。改變鉆頭尺寸（井眼尺寸）開始新的井段的工藝叫