鉆井基礎(chǔ)知識

1、鉆井工程基本知識鉆井工程基本知識莫里青常規(guī)井鉆井技術(shù)的應(yīng)用莫里青常規(guī)井鉆井技術(shù)的應(yīng)用20132013年年2 2月月利雅得能源公司利雅得能源公司鄒千波鄒千波 提提 綱綱三三.鉆井流程鉆井流程二二.現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技術(shù)完井技術(shù)一、鉆井基本概念一、鉆井基本概念 鉆井鉆井:利用鉆機設(shè)備（頓鉆鉆機或利用鉆機設(shè)備（頓鉆鉆機或旋轉(zhuǎn)鉆機）和工具（鉆頭、鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆機）和工具（鉆頭、鉆柱等），在地下鉆出具有一定深度等），在地下鉆出具有一定深度的圓柱形井眼的工程。以達到勘的圓柱形井眼的工程。以達到勘探和開發(fā)地下資源的目的。（世探和開發(fā)地下資源的目的。（世界最深

2、油井是界最深油井是1992年年Soviet Union鉆成，鉆井深度鉆成，鉆井深度12260m）鉆井工程：是指利用專業(yè)設(shè)備和鉆井工程：是指利用專業(yè)設(shè)備和技術(shù)，按技術(shù)，按設(shè)計設(shè)計要求，有控制要求，有控制的鉆出合格的油氣生產(chǎn)通道的工的鉆出合格的油氣生產(chǎn)通道的工藝過程。藝過程。 西方早期鋼繩鉆機西方早期鋼繩鉆機1. 頓鉆鉆井時期（頓鉆鉆井時期（1901年以前）年以前） 蜀中廣記蜀中廣記：國朝（明）：國朝（明）正德末年，嘉州開鹽井，偶正德末年，嘉州開鹽井，偶得油水，可以照夜，其光加得油水，可以照夜，其光加倍，沃之以水，則焰俞甚，倍，沃之以水，則焰俞甚，撲之以灰則滅撲之以灰則滅.1521年，我國在嘉定（

3、樂山）用竹繩沖擊年，我國在嘉定（樂山）用竹繩沖擊 鉆鉆出第一口油井。鉆鉆出第一口油井。1835年在四川自貢鉆成世界上第一口超千年在四川自貢鉆成世界上第一口超千 米深井（米深井（1001.42米）米） 興海井，到興海井，到1997， 累計開采天然氣累計開采天然氣1.4億億m3。1859年，美國年，美國 E.H.Drake 在賓夕法尼亞在賓夕法尼亞 用鋼繩沖擊鉆鉆出第一口石油井（用鋼繩沖擊鉆鉆出第一口石油井（21.64m)。1878年，福建巡撫丁日昌從美國購買一部年，福建巡撫丁日昌從美國購買一部 鉆機，在臺灣苗栗油礦鉆成第一口油井。鉆機，在臺灣苗栗油礦鉆成第一口油井。 鉆到鉆到120米，石油米，石

4、油“滾滾而出滾滾而出”，日產(chǎn)油，日產(chǎn)油1.5T。1907年，山西巡撫曹鴻引進日本鉆機，在年，山西巡撫曹鴻引進日本鉆機，在 陜北延長鉆成延陜北延長鉆成延1井，井深井，井深81米，日產(chǎn)油米，日產(chǎn)油1T。石油鉆井發(fā)展簡史石油鉆井發(fā)展簡史石油鉆井發(fā)展簡史石油鉆井發(fā)展簡史 1900年，德國發(fā)明旋轉(zhuǎn)鉆井（轉(zhuǎn)盤鉆）。年，德國發(fā)明旋轉(zhuǎn)鉆井（轉(zhuǎn)盤鉆）。 1936年，國民政府引進德國四套旋轉(zhuǎn)鉆機。年，國民政府引進德國四套旋轉(zhuǎn)鉆機。 1937年，在四川巴縣開鉆巴年，在四川巴縣開鉆巴1井井，1939年年11 月鉆至月鉆至1420米完鉆。米完鉆。 （1）概念時期（）概念時期（19011920） （2）發(fā)展時期（）發(fā)展時

5、期（19201948） （3）科學(xué)化鉆井（）科學(xué)化鉆井（19481969） （4）自動化鉆井（）自動化鉆井（1969 ） 2. 旋轉(zhuǎn)鉆鉆井時期（旋轉(zhuǎn)鉆鉆井時期（1901年以后）年以后）鉆井發(fā)展趨勢鉆井發(fā)展趨勢石油鉆井目的及任務(wù)：石油鉆井目的及任務(wù)：探明含油氣構(gòu)造，開發(fā)油氣田探明含油氣構(gòu)造，開發(fā)油氣田 普普 查查詳詳 查查區(qū)域勘探區(qū)域勘探油田勘探油田勘探油田開發(fā)油田開發(fā)了解全區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況，劃分構(gòu)造了解全區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況，劃分構(gòu)造單元，初步確定可能含油氣層系。單元，初步確定可能含油氣層系。詳細(xì)研究確定油氣聚集帶，找出可詳細(xì)研究確定油氣聚集帶，找出可供鉆探的區(qū)域構(gòu)造。供鉆探的區(qū)域構(gòu)造。研究區(qū)域的地質(zhì)

6、構(gòu)造及含油氣遠(yuǎn)景，研究區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造及含油氣遠(yuǎn)景，發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣藏（發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣藏（0.35t/d）。）。 探明油田邊界和面積，算準(zhǔn)儲量，探明油田邊界和面積，算準(zhǔn)儲量，提供油藏全部資料，開辟試驗區(qū)。提供油藏全部資料，開辟試驗區(qū)。油氣開采、補充能量、井網(wǎng)調(diào)整油氣開采、補充能量、井網(wǎng)調(diào)整 基準(zhǔn)井基準(zhǔn)井 參數(shù)井參數(shù)井構(gòu)造井構(gòu)造井預(yù)探井預(yù)探井 （野貓井）（野貓井）詳探井詳探井 評價井評價井 資料井資料井油油、氣井氣井 注水井注水井 調(diào)整井調(diào)整井石油鉆井的目的與任務(wù)石油鉆井的目的與任務(wù)把鉆井按鉆井的目的進行分類：把鉆井按鉆井的目的進行分類：p 區(qū)域普查井區(qū)域普查井 ：基準(zhǔn)井：基準(zhǔn)井, ,剖面井剖面井, ,

7、 參數(shù)井參數(shù)井, ,構(gòu)造井構(gòu)造井p 探井：預(yù)探井、詳探井探井：預(yù)探井、詳探井, ,邊探井邊探井p 開發(fā)井：生產(chǎn)井（油井、氣井）開發(fā)井：生產(chǎn)井（油井、氣井）, , 注入井（注水井注入井（注水井, ,注氣井）注氣井）p 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。石油鉆井的種類石油鉆井的種類石油鉆井的分類石油鉆井的分類 直井直井 定向井定向井 水平井水平井 大位移井大位移井 開窗側(cè)鉆井開窗側(cè)鉆井按鉆井井型進行分類：按鉆井井型進行分類： 提提 綱綱三三.鉆井流程鉆井流程一一.鉆井的概念鉆井的概念四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技術(shù)完井技術(shù)二、

8、現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成二、現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成柴油機柴油機(黃色黃色) 通過聯(lián)動機將通過聯(lián)動機將動能傳遞給轉(zhuǎn)盤和泥漿泵動能傳遞給轉(zhuǎn)盤和泥漿泵柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電后，驅(qū)動各循環(huán)罐上的后，驅(qū)動各循環(huán)罐上的用電設(shè)備（生活區(qū)用電）用電設(shè)備（生活區(qū)用電）進行工作。進行工作?，F(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成聯(lián)動機構(gòu)通過皮帶傳遞動聯(lián)動機構(gòu)通過皮帶傳遞動力，帶動泥漿泵工作。力，帶動泥漿泵工作。幾臺發(fā)動機的鏈條及幾臺發(fā)動機的鏈條及齒輪組裝在金屬盒內(nèi)齒輪組裝在金屬盒內(nèi)現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成不論鉆井平臺是以不論鉆井平臺是以電能還是機械傳輸動電能還是機械傳輸動力，目的都是為了鉆力，目的都是為了鉆井

9、，所以提升系統(tǒng)必井，所以提升系統(tǒng)必不可少。一般提升系不可少。一般提升系統(tǒng)由絞車、滾筒、井統(tǒng)由絞車、滾筒、井架、天車、游車和鋼架、天車、游車和鋼絲繩組成。絲繩組成。現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成 絞車由帶鋼絲繩的滾筒、絞車由帶鋼絲繩的滾筒、貓頭軸、離合器、換向齒貓頭軸、離合器、換向齒輪輪-鏈條及剎車裝置組成鏈條及剎車裝置組成 貓頭分為摩擦式貓貓頭分為摩擦式貓頭和自動貓頭頭和自動貓頭現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成游車下部的大鉤正游車下部的大鉤正在鎖住水龍頭提環(huán)在鎖住水龍頭提環(huán)司鉆控制轉(zhuǎn)盤進行旋轉(zhuǎn)司鉆控制轉(zhuǎn)盤進行旋轉(zhuǎn)鉆進鉆進現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井

10、系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成牙輪鉆頭牙輪鉆頭現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成p鉆井液的性能主要有：鉆井液的性能主要有：(1)密度；密度；(2)粘度；粘度；(3)屈服屈服值；值；(4)靜切力；靜切力；(5)失水量；失水量；(6)泥餅厚度；泥餅厚度；(7)含砂量；含砂量；(8)酸堿度；酸堿度；(9)固相、油水含量。固相、油水含量?，F(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成泥漿回泥漿回流管線流管線立管水龍帶排出管線排出管線(至立管至立管)泥漿泵泥漿泵現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成除氣器除氣器除泥器除泥器除沙器除沙器現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)

11、代鉆井系統(tǒng)組成 提提 綱綱一一.鉆井的概念鉆井的概念二二.現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技術(shù)完井技術(shù)第一次第一次開鉆驗收開鉆驗收第二次第二次開鉆驗收開鉆驗收固井施固井施工檢查工檢查打開油打開油氣層前驗氣層前驗收收套管及套管及附件檢查附件檢查核實核實鉆井工鉆井工程驗收認(rèn)程驗收認(rèn)證證鉆井工鉆井工程資料驗程資料驗收收油水井油水井交接交接鉆井工鉆井工程完井驗程完井驗收記錄收記錄監(jiān)督工作流程圖監(jiān)督工作流程圖設(shè)設(shè) 計計鉆前準(zhǔn)備鉆前準(zhǔn)備一開一開二開二開三開三開油井完成油井完成地質(zhì)設(shè)計、工程設(shè)計地質(zhì)設(shè)計、工程設(shè)計修路、平井場、打基礎(chǔ)、修路、平井場、打基礎(chǔ)、設(shè)備搬運及安

12、裝、準(zhǔn)備井口設(shè)備搬運及安裝、準(zhǔn)備井口鉆進、（測斜）、（測井）、鉆進、（測斜）、（測井）、下表套固井、安裝井口下表套固井、安裝井口鉆進、（取心）、（測斜）、鉆進、（取心）、（測斜）、（測井）、下技套固井、安裝井口（測井）、下技套固井、安裝井口鉆進、（取心）、（測斜）、（測井）、鉆進、（取心）、（測斜）、（測井）、（中途測試）、下油套固井、安裝試油井口（中途測試）、下油套固井、安裝試油井口一開二開三開 鉆鉆 進進 三、鉆進流程三、鉆進流程防噴器防噴器防噴器防噴器至鉆井液凈化系統(tǒng)一開鉆進下表層套管注水泥施工安裝井口防噴器井口防溢管鉆井液出口三、鉆進流程三、鉆進流程二開鉆進下中間套管防噴器防噴器防噴器

13、防噴器二開固井三開鉆進下生產(chǎn)套管完井固井三、鉆進流程三、鉆進流程鉆進基本過程包括：鉆進基本過程包括： 鉆進、接單根、起鉆、換鉆頭、下鉆等鉆鉆 進：鉆頭破碎巖石使井眼不斷加深進：鉆頭破碎巖石使井眼不斷加深接單根：通過接單根使鉆具不斷加長接單根：通過接單根使鉆具不斷加長起下鉆：將井內(nèi)鉆具起出或?qū)⒕畠?nèi)起出的鉆具重新下到井內(nèi)起下鉆：將井內(nèi)鉆具起出或?qū)⒕畠?nèi)起出的鉆具重新下到井內(nèi)換鉆頭：起出鉆具卸掉舊鉆頭換上新鉆頭重新下入井中換鉆頭：起出鉆具卸掉舊鉆頭換上新鉆頭重新下入井中循環(huán)鉆井液：鉆頭提離井底并保持鉆井液的循環(huán)循環(huán)鉆井液：鉆頭提離井底并保持鉆井液的循環(huán)三、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程三

14、、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程三、鉆進流程 起出的起出的鉆頭磨損鉆頭磨損應(yīng)更換新應(yīng)更換新鉆頭入井鉆頭入井三、鉆進流程三、鉆進流程 提提 綱綱三三.鉆井流程鉆井流程一一.鉆井的概念鉆井的概念二二.現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成五五.完井技術(shù)完井技術(shù)四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程四、固井施工流程 提提 綱綱三三.鉆井流程鉆井流程一一.鉆井的概念鉆井的概念二二.現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成四四.固井施工流程固井施工流程五五.完井技術(shù)完井技術(shù) 提提 綱綱三三.鉆井流程鉆井流程一一.鉆井的概念鉆井的概念二二.現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成現(xiàn)代鉆井系統(tǒng)組成四四.固井施工流程固井施工流程 完井：完井：從鉆開生產(chǎn)層、下油層套管、注水泥固井、射孔從鉆開生產(chǎn)層、下油層套管、注水泥固井、射孔 到試采到試采 等一系列生產(chǎn)過程的總稱。等一系列生產(chǎn)過程的總稱。 五、完井技術(shù)五、完井技術(shù)目目的的是為了改善井底徑向流動，使地下油氣流是為了改善井底徑向流動，使地下油氣流能夠有效地從井筒流向地面。目前油井完能夠有效地從井筒流向地面。目前油井完井基本上可分為：固井射孔完井、篩管完井基本上可分為：固井射孔完井、篩管完井、裸眼完井等。井、裸眼完井等