钻井工艺过程.pptx

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1、 一口井从开钻到完钻，实质上是要做好如下三件事：一是破碎岩石；二是取出岩屑，保护井壁；三是固井和完井，形成油流通道。第1页/共31页一、井身结构与一、井身结构与钻具组合钻具组合 1.井身结构 井身结构指的是下入井中套管层数、尺寸、规格和长度以及各层套管相应的钻头直径。一口井的井身结构是根据已掌握的地质情况和要求的钻井深度在开钻前拟定的。图例图例：1 1、导管；、导管；2 2、表层套管；、表层套管；3 3、表层套管水泥环；、表层套管水泥环；4 4、技术套管；、技术套管；5 5、技术套管水泥环；、技术套管水泥环；6 6、高压气层；、高压气层；7 7、高压水层；、高压水层；8 8、易塌地层；、易塌地

2、层；9 9、井眼；、井眼；1010、油层套管；、油层套管；1111、主油层；、主油层；1212、油层套管水泥环。、油层套管水泥环。第2页/共31页导管：防止地表土层垮塌，引导钻头入井，并导引上返的钻井液流入钻井液池。导管下入的深度通常为2040m。表层套管：下入表层套管的目的在于加固上部疏松岩层的井壁和安装防喷器，为下一步钻井提供良好条件，一般深度为30100m，最深可达300400m。技术套管：位于表层套管以内的套管。下技术套管是为了隔绝上部的高压油、气、水层或漏失层及坍塌层。（1）深井、超深井及地质情况复杂时，需下多层技术套管。（2）在满足钻井工艺要求的前提下，为节省钢材，应少下或不下技术

3、套管。油层套管：下入井内的最后一层套管，形成坚固的井筒，使生产层的油或气由井底沿这层套流至井口。在各层套管与井壁的环形空间，都应注入水泥加固固井。第3页/共31页2.2.钻具组合钻具组合 钻具组合，或叫钻具配合：指根据地质条件与井身结构、钻具来源等，决定钻井时用什么样的钻头、钻铤、钻杆和方钻杆配合连接起来组成钻柱。合理的钻具配合是确保优质快速钻井的重要条件。入井钻具应尽量简单。能满足要求时，尽量只用一种尺寸钻杆，以简化钻井器材的准备，便于起下作业和处理井下事故。深井时，由于钻柱自重很大，钻杆强度不够，便采用复合钻杆；两种钻杆尺寸可相差一级，大尺寸者在上部。一口井的井身结构和钻具配合可以在钻井过

4、程中根据具体情况作适当调整。第4页/共31页选择钻机时，必须保证该钻机的起重能力能满足提升最重钻杆柱和下最重套管柱的要求。制定钻机标准系列时，应依据系列井深L相应的标准井身结构与钻具组合，以确定钻机有关的基本参数。第5页/共31页二、钻前工程二、钻前工程 开钻以前准备工作是很重要的。除应做好充分思想、组织准备外，尚应做好各项物质准备工作。1.平井场，打水泥基础。2.钻井设备的搬迁和安装。设备的就位和安装找正均应严格地依照设备使用说明书的要求进行，否则将会严重损害设备的使用寿命。3.井口准备工作：下导管和钻鼠洞。4.备足钻井所需各种器材，如钻杆、钻铤、钻头及钻井泵必要的配件等。第6页/共31页在

5、井口中央掘一圆形井，下入导管，并用石子、水泥浆固结。在离井口中心不远处的钻台前侧，钻一1718m的浅洞，下入一根钢管叫做鼠洞，用来在钻井过程中存放方钻杆。有的钻机附设有专用的钻鼠洞设备，但大多数情况下是用清水直接刺出来的。在转盘外侧离其中心一米多处钻一浅孔，下入一根钢管，称为小鼠洞，用来在钻进过程中接单根时存放单根。第7页/共31页三、钻进三、钻进 钻进是进行钻井生产取得进尺的唯一手段。目标：优质、快速打井，缩短建井周期，降低成本。1.全井钻进过程 第一次开钻，下表层套管。第二次开钻，从表层套管内用小一些的钻头往下钻进。如地层情况不复杂，可直接钻到预定井深完井；若遇到了复杂地层，用泥浆难以控制

6、时，便要起钻下技术套管中间套管。第三次开钻，从技术套管内用再小一些的钻头往下继续钻进。依上述同样道理，或可一直钻达预定井深，或再下第二层套管，再进行第四次、第五次开钻。最后，钻完全井深，下油层套管，进行固井完井作业。第8页/共31页2.2.钻进作业钻进作业 钻进，概括起来可包括如下几道工序：下钻将由钻头、钻挺、方钻杆组成的钻杆柱下入井中，使钻头接触井底，准备钻进。正常钻进接单根起钻换钻头钻进作业的各道工序中，仅纯钻进取得钻井进尺，其余都是辅助操作。第9页/共31页下钻下钻包括下述操作：包括下述操作：挂吊卡，以高速档提升空吊卡至一立根高度；二层台处扣吊卡，将立根稍提移至井眼中心，对扣；拉猫头旋绳

7、上扣或用旋绳器；用猫头和大钳紧扣；稍提钻柱，移出吊卡或提出卡瓦；用机械刹车和水刹车或其它辅助刹车控制下放速度，将钻柱下放一立根距离；借助吊卡或用卡瓦将钻柱轻座在转盘上，从吊卡上脱开吊环。再去挂吊卡，重复上述操作，直至下完全部立根，接上方钻杆准备钻进。第10页/共31页正常钻进又称纯钻进：启动转盘或井底动力钻具，通过钻杆柱带动井底钻头旋转；借助手刹车，给钻头施加适当的压力钻压，以破碎岩石；与此同时，开动泥浆泵循环泥浆，冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。只要根据不同的地层情况、钻进深度、钻头类型等，使转速n，转/分、钻压P，吨、排量Q，升/分和泥浆性能各自都处于最佳参数值，就能获得最快的钻进

8、速度 第11页/共31页接单根接单根 随着正常钻进的继续进行，井眼不断加深，需不断地接长钻杆柱，每次接入一根钻杆，此作业称为接单根。接单根包括以下操作：上提钻柱全露方钻杆，并将钻柱座在转盘上用吊卡或卡瓦；卸开并微提方钻杆移至小鼠洞上方与小鼠洞中的单根对扣；拉猫头旋绳上扣或用旋绳器；从小鼠洞中提出单根移至井中钻柱上方，对扣；用猫头和旋绳旋上接头丝扣；用猫头、大钳紧扣；稍提钻柱，移开吊卡提出卡瓦，放钻柱至井底，继续钻进。第12页/共31页起钻起钻 需要更换新钻头时，便将井中全部钻柱取出，此称起钻作业。起钻包括以下操作：上提钻具全露方钻杆，让钻柱座在转盘上；旋下方钻杆，将方钻杆一水龙头置大鼠洞中；提

9、升钻柱至一立根高度一般由23单根组成一立根，并让钻柱座在转盘上用吊卡或卡瓦；用大钳和猫头或松扣气缸松扣；上钳卡住接头，转盘正转卸扣；移立根入钻杆盒和二层台指梁中，摘开吊卡；下放空吊卡至井口。起下一立根时要重复上述操作步骤。每一立根构成一起钻操作循环。第13页/共31页换钻头换钻头 起钻末了，将钻头提出井口，用专用工具卸下旧钻头，换上新钻头。换完钻头，便又开始下钻，重复上述作业。下钻正常钻进接单根起钻换钻头-下钻，构成正常钻进作业的大循环，重复不己，直至钻达预定井深。第14页/共31页四、固井与完井四、固井与完井 当钻穿油、气层达到预定井深时，钻进阶段即告结束。下一步就要进行油井的加固和完成，即

10、所谓的固井与完井。1.固井 在钻成的井眼内下入一串轴心线重合的套管柱，并在套管柱与井壁的环形空间里注入水泥进行封固，即称固井。依井身结构不同，钻井过程中一般需要进行多次固井工作。整个固井工作包括套管柱设计，下套管和注水泥。2.完井 固井后，油层被水泥和套管封固着，必须设法使油气层和井筒沟通。合理的井底结构应保证油层具有最大的渗滤面，与油井有最好的连通性，要能防止油、气、水互窜；对多层油井，要能保证各油层问互不串通，以便进行分层开采。第15页/共31页套管层次示意图套管层次示意图 下套管固井以分隔油、气、水层的原理图第16页/共31页下套管工序类似下钻，但在井口要使用一些专用工具，在套管柱上要一

11、些附加装置，如引鞋、套管鞋、回压阀、阻流环、扶正器等。整个套管柱的整个套管柱的下部结构如图下部结构如图 第17页/共31页 引鞋：为避免下套管时管柱下端插入井壁，装有锥形引鞋。引鞋用易钻的材料做成，如生铁、水泥、硬木和塑料。第18页/共31页 套管鞋：它是接在引鞋上部的一厚壁短节，内侧车有锥面，用以防止钻头或钻杆接头在起下钻时被套管下部挂住。第19页/共31页 回压阀：在离引鞋一定距离上装有回压阀，以防止泥浆倒流入套管内。第20页/共31页 阻流环：又叫承托环，与回压阀装成一体，它是用来阻挡木塞的，以保证在套管内留有一段水泥，使套管脚封固良好。第21页/共31页 扶正器：为防止很长的套管柱偏向

12、井壁一侧，在套管柱上装有若干套管扶正器，它由数片富有弹性的钢片装成，状如灯笼，外径略大于井径。第22页/共31页注水泥用水泥车和气动下灰车。水泥头套管液体水泥浆木塞阻流环流程当水泥浆全部注入井中后，向套管内放入一个木塞或胶塞。水泥车再把泥浆或清水注意不是水泥浆打入套管，压着木塞，驱赶在其下方的水泥浆下行，使水泥浆不断地被挤入环形空间。当木塞和阻流环承托环相碰时，水泥泵上的泵压便突然升高碰压，而环形空间中的水泥浆也正好上返至设计高度。停泵，固井工作即可结束。第23页/共31页 水源水源计量水箱计量水箱水水泵下灰车泵下灰车水泥混水泥混合漏斗合漏斗（水泥浆）（水泥浆）水泥混合池水泥混合池 （水泥（水

13、泥浆）水泥泵浆）水泥泵井口水井口水泥头泥头套管内套管内套管套管外环形空间外环形空间 。注水泥时流程注水泥时流程如下如下：第24页/共31页1 1射孔完成法射孔完成法2 2裸眼完成法裸眼完成法3 3贯眼完成法贯眼完成法 4 4衬管完成法衬管完成法5 5堵塞器完成法堵塞器完成法 2.油井完成的方法 一、一、裸眼完成法裸眼完成法 ；二、；二、贯眼完成法贯眼完成法 ；三、；三、衬管完成法衬管完成法 ；四、；四、堵塞器完成法堵塞器完成法 1 1、油层；、油层；2 2、套管；、套管；3 3、水泥环、水泥环 4 4、带孔筛管；、带孔筛管；5 5、衬管；、衬管；6 6、封隔器、封隔器完井后还必须进行诱导油流的

14、工作。当完成了诱导油流的工作后，一口井的钻井工作才告结束，人员和设备即可转移至新井位，开始新井的钻井工作。第25页/共31页射孔完成法示意图射孔完成法示意图1 1、套管；、套管；2 2、水泥环；、水泥环；3 3、油层；油层；4 4、射孔弹；、射孔弹；5 5、电缆。、电缆。钻开整个油层后，下套管注水钻开整个油层后，下套管注水泥。泥。再下再下射孔枪射孔枪，发射子弹射穿，发射子弹射穿套套管、水泥环和油层管、水泥环和油层，使，使油层与油层与油井油井通过这些弹孔道相连通通过这些弹孔道相连通 。优点是：能分隔油、气、水层；优点是：能分隔油、气、水层；可任意选择出油层位；能有效可任意选择出油层位；能有效地防

15、止井璧坍塌。地防止井璧坍塌。对于岩石比较坚硬和稳定的油对于岩石比较坚硬和稳定的油气层，在没有油、气、水互相气层，在没有油、气、水互相干扰的情况下，可采用不把油干扰的情况下，可采用不把油气层用水泥封固的完井方法。气层用水泥封固的完井方法。第26页/共31页2 2裸眼完成法裸眼完成法 此法完井渗滤面积大，油流阻力小；但井底易坍塌。钻开油层，在油层部位下入带眼的筛管；只用水泥将油层以上的套管封固起来:水泥伞可防止筛管处进水泥。此法油流阻力小，但不能防止油层坍塌，不能任意选择出油层位。3贯眼完成法 第27页/共31页4 4衬管完成法衬管完成法 油层套管下到油层顶部，固井；再钻开油层下入带孔眼的衬管。衬

16、管长度可根据油层厚度来决定。衬管上部装有一个堵塞器和悬挂器，前者用以隔开油层和井眼上部，后者将衬管挂于套管尾部。此法完井优缺点类似于贯眼完成法。5堵塞器完成法 只将带有堵塞器胶皮，封隔器等的油管下到油层顶部的“台肩”处。第28页/共31页复习题复习题1.一口井从开钻到完钻，实质上是要做好哪几件事？2.简述井身结构的概念。3.简述钻井过程中下入导管、表层套管、技术套管和油层套管的目的或作用。4.简述钻具组合的概念。5.钻前工程中井口准备工作都有哪些内容？鼠洞和小鼠洞的主要用途各是什么？6.简述全井钻进过程的主要工序。7.简述钻进作业的主要工序。8.简述下钻的主要操作步骤。9.简述正常钻进（纯钻进）的主要操作。第29页/共31页复习题复习题10.何谓接单根？接单根作业包括哪些操作？11.何谓起钻作业？起钻包括哪些操作？12.按顺序简述正常钻进作业大循环的主要操作。13.何谓固井？固井工作包括哪些内容？14.何谓完井？常用的完井方法有哪些？15.简述注水泥的主要操作和注水泥时的流程。第30页/共31页感谢您的观看！第31页/共31页