钻进工艺技术.pptx

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1、是是是是直直直直接接接接作作作作用用用用于于于于钻钻钻钻头头头头上上上上的的的的压压压压力力力力，是是是是使使使使钻钻钻钻头头头头破破破破碎碎碎碎岩岩岩岩石石石石的的的的最最最最基基基基本本本本参数，也是最活跃的因素。参数，也是最活跃的因素。参数，也是最活跃的因素。参数，也是最活跃的因素。一、钻压一、钻压一、钻压一、钻压钻进速度钻进速度钻进速度钻进速度钻头的磨损速度和工作寿命钻头的磨损速度和工作寿命钻头的磨损速度和工作寿命钻头的磨损速度和工作寿命确定钻压的大小确定钻压的大小确定钻压的大小确定钻压的大小图图图图7 7 7 71 1 1 1 钻压与钻速的关系曲钻压与钻速的关系曲钻压与钻速的关系曲钻

2、压与钻速的关系曲线线线线钻压钻压钻压钻压(W)(W)(W)(W)与钻速与钻速与钻速与钻速(V(V(V(Vm m m m)()()()(直线直线直线直线abababab段段段段)的关系：的关系：的关系：的关系：W W W W。称为。称为。称为。称为门限钻压门限钻压门限钻压门限钻压。它是。它是。它是。它是abababab线在钻压铀上的截距，线在钻压铀上的截距，线在钻压铀上的截距，线在钻压铀上的截距，相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主要与岩石性质有关。要与岩石性质有关。要与岩

3、石性质有关。要与岩石性质有关。第1页/共38页钻压对钻头牙齿磨损速度钻压对钻头牙齿磨损速度钻压对钻头牙齿磨损速度钻压对钻头牙齿磨损速度的影响关系式为：的影响关系式为：的影响关系式为：的影响关系式为：钻压与轴承磨损速度钻压与轴承磨损速度钻压与轴承磨损速度钻压与轴承磨损速度的关系式为：的关系式为：的关系式为：的关系式为：钻头牙齿的磨损量对钻速钻头牙齿的磨损量对钻速钻头牙齿的磨损量对钻速钻头牙齿的磨损量对钻速的影响关系式：的影响关系式：的影响关系式：的影响关系式：h h h h为牙齿的磨损量；为牙齿的磨损量；为牙齿的磨损量；为牙齿的磨损量；D D D Dl l l l和和和和D D D D2 2 2

4、 2为钻压影响系数，与钻头的尺寸有关；为钻压影响系数，与钻头的尺寸有关；为钻压影响系数，与钻头的尺寸有关；为钻压影响系数，与钻头的尺寸有关；B B B B为轴承的磨损量；为轴承的磨损量；为轴承的磨损量；为轴承的磨损量；y y y y是钻压指数，对于普通的水基洗井液是钻压指数，对于普通的水基洗井液是钻压指数，对于普通的水基洗井液是钻压指数，对于普通的水基洗井液y=1.5y=1.5y=1.5y=1.5；C C C C2 2 2 2为牙齿磨损系数，与牙齿结构及地层岩性有关。为牙齿磨损系数，与牙齿结构及地层岩性有关。为牙齿磨损系数，与牙齿结构及地层岩性有关。为牙齿磨损系数，与牙齿结构及地层岩性有关。第

5、2页/共38页二、转速二、转速二、转速二、转速图图图图7 7 7 72 2 2 2 转速与钻速的关系曲线转速与钻速的关系曲线转速与钻速的关系曲线转速与钻速的关系曲线1 1 1 1软地层，井底清洁；软地层，井底清洁；软地层，井底清洁；软地层，井底清洁；2 2 2 2软地层，井底不净；软地层，井底不净；软地层，井底不净；软地层，井底不净；3 3 3 3硬地层，净化不充分。硬地层，净化不充分。硬地层，净化不充分。硬地层，净化不充分。如果每旋转一周都有相同的破碎深度，那么钻如果每旋转一周都有相同的破碎深度，那么钻如果每旋转一周都有相同的破碎深度，那么钻如果每旋转一周都有相同的破碎深度，那么钻速将会随转

6、速的增加而直线地增大。但实际上速将会随转速的增加而直线地增大。但实际上速将会随转速的增加而直线地增大。但实际上速将会随转速的增加而直线地增大。但实际上并非如此。并非如此。并非如此。并非如此。转速与转速的关系：转速与转速的关系：转速与转速的关系：转速与转速的关系：为转速指数，一般小于为转速指数，一般小于为转速指数，一般小于为转速指数，一般小于1 1 1 1，其值与岩性有关。，其值与岩性有关。，其值与岩性有关。，其值与岩性有关。n n n n为转速；为转速；为转速；为转速；在钻压一定时，如果增加转速，牙齿和轴承的磨损在钻压一定时，如果增加转速，牙齿和轴承的磨损在钻压一定时，如果增加转速，牙齿和轴承

7、的磨损在钻压一定时，如果增加转速，牙齿和轴承的磨损速度也将加快，它反过来又会影响到机械钻速和钻速度也将加快，它反过来又会影响到机械钻速和钻速度也将加快，它反过来又会影响到机械钻速和钻速度也将加快，它反过来又会影响到机械钻速和钻头寿命等。头寿命等。头寿命等。头寿命等。第3页/共38页三、水力因素三、水力因素三、水力因素三、水力因素在钻进过程中，从钻头上的喷嘴中喷射出的在钻进过程中，从钻头上的喷嘴中喷射出的在钻进过程中，从钻头上的喷嘴中喷射出的在钻进过程中，从钻头上的喷嘴中喷射出的洗井液洗井液洗井液洗井液(射流射流射流射流)，对钻进过程发挥对钻进过程发挥对钻进过程发挥对钻进过程发挥着着着着三种作用

8、三种作用三种作用三种作用：清洁、净化井底，避免重复切削；清洁、净化井底，避免重复切削；清洁、净化井底，避免重复切削；清洁、净化井底，避免重复切削；保持和扩大预破碎带裂缝；保持和扩大预破碎带裂缝；保持和扩大预破碎带裂缝；保持和扩大预破碎带裂缝；直接水力破岩。直接水力破岩。直接水力破岩。直接水力破岩。最主要的作用最主要的作用最主要的作用最主要的作用保持井底清洁要经过三个过程：保持井底清洁要经过三个过程：保持井底清洁要经过三个过程：保持井底清洁要经过三个过程：首先是使破碎的岩屑离开岩石母体；首先是使破碎的岩屑离开岩石母体；首先是使破碎的岩屑离开岩石母体；首先是使破碎的岩屑离开岩石母体；然后是岩屑在井

9、底被移动；然后是岩屑在井底被移动；然后是岩屑在井底被移动；然后是岩屑在井底被移动；最后由上返的洗井液将其从环空举升到地面。最后由上返的洗井液将其从环空举升到地面。最后由上返的洗井液将其从环空举升到地面。最后由上返的洗井液将其从环空举升到地面。对钻速的对钻速的对钻速的对钻速的影响最大影响最大影响最大影响最大第4页/共38页常用常用常用常用钻头水功率钻头水功率钻头水功率钻头水功率表示：表示：表示：表示：压持效应压持效应压持效应压持效应：由于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑由于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑由于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑由

10、于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。被压持在井底不易脱离的现象。被压持在井底不易脱离的现象。被压持在井底不易脱离的现象。克服压持效应依靠克服压持效应依靠克服压持效应依靠克服压持效应依靠射流的冲击压力射流的冲击压力射流的冲击压力射流的冲击压力和和和和漫流的横向推力。漫流的横向推力。漫流的横向推力。漫流的横向推力。射流喷速和流量射流喷速和流量射流喷速和流量射流喷速和流量(洗井液的水力能量洗井液的水力能量洗井液的水力能量洗井液的水力能量)N N N Nb b b b钻头水功率，钻头水功率，钻头水功率，钻头水功率，kWkWkWkW；P P P Pb b b

11、b钻头喷嘴压降，钻头喷嘴压降，钻头喷嘴压降，钻头喷嘴压降，MPaMPaMPaMPa；Q Q Q Q排量，排量，排量，排量，L L L LS S S S。第5页/共38页钻头水功率大，就会使井底的清洁程度高，从而减小重复破碎所消耗的机钻头水功率大，就会使井底的清洁程度高，从而减小重复破碎所消耗的机钻头水功率大，就会使井底的清洁程度高，从而减小重复破碎所消耗的机钻头水功率大，就会使井底的清洁程度高，从而减小重复破碎所消耗的机械能，并能在一定程度上增加水力破碎和使破碎带裂缝扩大的效果，使机械能，并能在一定程度上增加水力破碎和使破碎带裂缝扩大的效果，使机械能，并能在一定程度上增加水力破碎和使破碎带裂缝

12、扩大的效果，使机械能，并能在一定程度上增加水力破碎和使破碎带裂缝扩大的效果，使机械钻速提高。械钻速提高。械钻速提高。械钻速提高。图图图图7 7 7 73 3 3 3 钻速与水力参数的关系曲线钻速与水力参数的关系曲线钻速与水力参数的关系曲线钻速与水力参数的关系曲线第6页/共38页四、洗井液性能四、洗井液性能四、洗井液性能四、洗井液性能洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性等性能指标对钻速都有明显的影响。等性能指标对钻速都有明显的影响。等性能指标对钻速都有明显的影响。等性能指标对钻速都有明显的

13、影响。(1)(1)(1)(1)洗井液洗井液洗井液洗井液密度密度密度密度对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响洗井液密度洗井液密度洗井液密度洗井液密度，压持效应，压持效应，压持效应，压持效应，钻头的破碎效率，钻头的破碎效率，钻头的破碎效率，钻头的破碎效率，钻速钻速钻速钻速。(2)(2)(2)(2)洗井液洗井液洗井液洗井液粘度粘度粘度粘度对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响洗井液粘度洗井液粘度洗井液粘度洗井液粘度，循环系统的压耗，循环系统的压耗，循环系统的压耗，循环系统的压耗，钻头喷嘴的压降，钻头喷嘴的压降，钻头喷嘴的压降，钻头喷嘴的压降，射流对井底的冲击，射流对井底的冲击，

14、射流对井底的冲击，射流对井底的冲击作用作用作用作用，改善清岩效果，改善清岩效果，改善清岩效果，改善清岩效果，钻进速度钻进速度钻进速度钻进速度。(3)(3)(3)(3)洗井液洗井液洗井液洗井液固相含量及其分散性固相含量及其分散性固相含量及其分散性固相含量及其分散性对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响对钻速的影响固相含量增加固相含量增加固相含量增加固相含量增加会会会会降低钻进速度降低钻进速度降低钻进速度降低钻进速度和和和和钻头、泥浆泵寿命钻头、泥浆泵寿命钻头、泥浆泵寿命钻头、泥浆泵寿命；小于小于小于小于lmlmlmlm的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。的胶体颗粒越

15、多，对钻速的影响越大。的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散体系洗井液。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散体系洗井液。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散体系洗井液。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散体系洗井液。第7页/共38页第二节第二节 钻进参数选择钻进参数选择钻进是钻压、钻速、水力参数、洗井液性能等共同作用的过程。钻进是钻压、钻速、水力参数、洗井液性能等共同作用的过程。钻进是钻压、钻速、水力参数、洗井液性能等共同作用的过程。钻进是钻压、钻速、水力参数、洗井液性能等共同作用的过程。要达到要达到要达到要达到高效率、低成本高效率、低成本高效率、低成本

16、高效率、低成本钻井的目的，必须钻井的目的，必须钻井的目的，必须钻井的目的，必须合理确定出钻进施工中的各参合理确定出钻进施工中的各参合理确定出钻进施工中的各参合理确定出钻进施工中的各参数值及其相互的配合关系，采用先进技术数值及其相互的配合关系，采用先进技术数值及其相互的配合关系，采用先进技术数值及其相互的配合关系，采用先进技术，提高钻进效益。，提高钻进效益。，提高钻进效益。，提高钻进效益。一、平衡压力钻井技术一、平衡压力钻井技术一、平衡压力钻井技术一、平衡压力钻井技术基本内容基本内容基本内容基本内容：在井内洗井液压力与地层压力相平衡的条件下进行钻进，以便有效地保在井内洗井液压力与地层压力相平衡的

17、条件下进行钻进，以便有效地保在井内洗井液压力与地层压力相平衡的条件下进行钻进，以便有效地保在井内洗井液压力与地层压力相平衡的条件下进行钻进，以便有效地保护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，缩短建井周期，降低钻井成本。缩短建井周期，降低钻井成本。缩短建井周期，降低钻井成本。缩短建井周期，降低钻井成本。科学依据科学依据科学依据科学依据：根据地

18、层的压力来确定所用洗井液的密度。根据地层的压力来确定所用洗井液的密度。根据地层的压力来确定所用洗井液的密度。根据地层的压力来确定所用洗井液的密度。第8页/共38页二、高压喷射钻井技术二、高压喷射钻井技术二、高压喷射钻井技术二、高压喷射钻井技术基本原理基本原理基本原理基本原理：使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效率，并使水力作用与机械破碎相结合，提高钻进速度与进尺。率，并使水力作用与机械破碎相结合，提高钻进速度与进尺。率，并使水力作用与机械破

19、碎相结合，提高钻进速度与进尺。率，并使水力作用与机械破碎相结合，提高钻进速度与进尺。三种不同的喷射钻井工作方式三种不同的喷射钻井工作方式三种不同的喷射钻井工作方式三种不同的喷射钻井工作方式：(1)(1)(1)(1)最大水功率理论及其工作方式最大水功率理论及其工作方式最大水功率理论及其工作方式最大水功率理论及其工作方式 (2)(2)(2)(2)最大冲击力理论及其工作方式最大冲击力理论及其工作方式最大冲击力理论及其工作方式最大冲击力理论及其工作方式(3)(3)(3)(3)最大喷射速度理论最大喷射速度理论最大喷射速度理论最大喷射速度理论用得最多用得最多用得最多用得最多有时使用有时使用有时使用有时使用

20、第9页/共38页三、优选参数钻井技术三、优选参数钻井技术1 1钻速模式钻速模式杨格杨格(Young F(Young FS)S)修正公式修正公式KKKK岩岩石石可可钻钻性性系系数数，与与岩岩石石硬硬度度、钻钻头头类类型型及及洗洗井井液液性能有关，可由实验确定；性能有关，可由实验确定；C C C Cp p p p压差影响系数，当压力平衡时，压差影响系数，当压力平衡时，C C C Cp p p p1 1 1 1；C C C Ch h h h水力参数影响系数，井底达到充分净化时，水力参数影响系数，井底达到充分净化时，C C C Ch h h h1 1 1 1使用最广泛使用最广泛第10页/共38页2 2

21、 2 2钻头牙齿磨损速度模式钻头牙齿磨损速度模式钻头牙齿磨损速度模式钻头牙齿磨损速度模式A A A Af f f f地地地地层层层层研研研研磨磨磨磨性性性性系系系系数数数数，其其其其含含含含义义义义是是是是当当当当钻钻钻钻压压压压、转转转转速速速速和和和和牙牙牙牙齿齿齿齿的的的的磨磨磨磨损损损损状状状状况况况况一一一一定定定定时时时时，牙牙牙牙轮轮轮轮钻钻钻钻头头头头牙牙牙牙齿齿齿齿的的的的磨磨磨磨损损损损速速速速度度度度与与与与地地地地层层层层的的的的研研研研磨磨磨磨性性性性成成成成正正正正比，具体数值可由实验确定；比，具体数值可由实验确定；比，具体数值可由实验确定；比，具体数值可由实验确定

22、；Q Q Q Q1 1 1 1和和和和Q Q Q Q2 2 2 2由钻头类型决定的转速影响系数；由钻头类型决定的转速影响系数；由钻头类型决定的转速影响系数；由钻头类型决定的转速影响系数；D D D D1 1 1 1和和和和D D D D2 2 2 2由其直径决定的钻压影响系数；由其直径决定的钻压影响系数；由其直径决定的钻压影响系数；由其直径决定的钻压影响系数；C C C C1 1 1 1牙齿磨损减慢系数，均可从相应表中查得。牙齿磨损减慢系数，均可从相应表中查得。牙齿磨损减慢系数，均可从相应表中查得。牙齿磨损减慢系数，均可从相应表中查得。第11页/共38页3 3 3 3钻头轴承磨损速度模式钻头轴

23、承磨损速度模式钻头轴承磨损速度模式钻头轴承磨损速度模式b b b b为轴承工作系数，它取决于轴承结构、钻头类型、尺寸以及为轴承工作系数，它取决于轴承结构、钻头类型、尺寸以及为轴承工作系数，它取决于轴承结构、钻头类型、尺寸以及为轴承工作系数，它取决于轴承结构、钻头类型、尺寸以及洗井液性能等因素，由实际钻井资料中求出。洗井液性能等因素，由实际钻井资料中求出。洗井液性能等因素，由实际钻井资料中求出。洗井液性能等因素，由实际钻井资料中求出。B B B B为钻头的轴承磨损量，单位时间内的磨损量即为磨损速度，为钻头的轴承磨损量，单位时间内的磨损量即为磨损速度，为钻头的轴承磨损量，单位时间内的磨损量即为磨损

24、速度，为钻头的轴承磨损量，单位时间内的磨损量即为磨损速度，新钻头新钻头新钻头新钻头B B B B0 0 0 0，轴承损坏则，轴承损坏则，轴承损坏则，轴承损坏则B B B B1 1 1 1。第12页/共38页4 4 4 4钻进成本模式钻进成本模式钻进成本模式钻进成本模式C C C Ct t t t 每米钻进成本，元米；每米钻进成本，元米；每米钻进成本，元米；每米钻进成本，元米；C C C Cb b b b 钻头成本，元只；钻头成本，元只；钻头成本，元只；钻头成本，元只；C C C Cr r r r 钻机作业费，元时；钻机作业费，元时；钻机作业费，元时；钻机作业费，元时；T T T Tt t t

25、t、T T T Ts s s s、T T T Td d d d 分别为起下钻时间，接单根时间和纯钻进时间，时；分别为起下钻时间，接单根时间和纯钻进时间，时；分别为起下钻时间，接单根时间和纯钻进时间，时；分别为起下钻时间，接单根时间和纯钻进时间，时；H H H H 钻头总进尺，米。钻头总进尺，米。钻头总进尺，米。钻头总进尺，米。第13页/共38页第三节第三节 井斜及控制井斜及控制一、井斜的基本概念一、井斜的基本概念一、井斜的基本概念一、井斜的基本概念井斜井斜井斜井斜：井眼轴线和铅垂线之间的偏离。井眼轴线和铅垂线之间的偏离。井眼轴线和铅垂线之间的偏离。井眼轴线和铅垂线之间的偏离。井斜角井斜角井斜角

26、井斜角：井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。图图图图7 7 7 74 4 4 4 井身轴线的垂井身轴线的垂井身轴线的垂井身轴线的垂直投影和水平投影图直投影和水平投影图直投影和水平投影图直投影和水平投影图方位角方位角方位角方位角：井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向的夹角的夹角的夹角的夹角(顺时针方向顺时针方向顺时针方向顺时针方向)。井底水平位移井底水平位移井底水平位移井底水平位移S

27、 S S S：指井眼轨道上某点至井口的距离在水指井眼轨道上某点至井口的距离在水指井眼轨道上某点至井口的距离在水指井眼轨道上某点至井口的距离在水平面上的投影。平面上的投影。平面上的投影。平面上的投影。井斜变化率：井斜变化率：井斜变化率：井斜变化率：指单位井眼长度井斜角变化值。指单位井眼长度井斜角变化值。指单位井眼长度井斜角变化值。指单位井眼长度井斜角变化值。指单位井眼长度方位角变化值。指单位井眼长度方位角变化值。指单位井眼长度方位角变化值。指单位井眼长度方位角变化值。指单位井眼长度内井眼全角的变化值，指单位井眼长度内井眼全角的变化值，指单位井眼长度内井眼全角的变化值，指单位井眼长度内井眼全角的变

28、化值，通常也叫通常也叫通常也叫通常也叫狗腿度狗腿度狗腿度狗腿度。方位变化率：方位变化率：方位变化率：方位变化率：井眼曲率：井眼曲率：井眼曲率：井眼曲率：第14页/共38页二、井斜的危害二、井斜的危害二、井斜的危害二、井斜的危害井深会被歪曲，地质资料不真实，甚至会漏掉油、气层；井深会被歪曲，地质资料不真实，甚至会漏掉油、气层；井深会被歪曲，地质资料不真实，甚至会漏掉油、气层；井深会被歪曲，地质资料不真实，甚至会漏掉油、气层；由于实际钻开点和设计点偏离较远，可能会打乱油、气田的开发方案，降低由于实际钻开点和设计点偏离较远，可能会打乱油、气田的开发方案，降低由于实际钻开点和设计点偏离较远，可能会打乱

29、油、气田的开发方案，降低由于实际钻开点和设计点偏离较远，可能会打乱油、气田的开发方案，降低原油采收率。原油采收率。原油采收率。原油采收率。起下钻困难，钻柱工作条件恶化，还会造成粘附卡钻、键槽卡钻等复杂情况。起下钻困难，钻柱工作条件恶化，还会造成粘附卡钻、键槽卡钻等复杂情况。起下钻困难，钻柱工作条件恶化，还会造成粘附卡钻、键槽卡钻等复杂情况。起下钻困难，钻柱工作条件恶化，还会造成粘附卡钻、键槽卡钻等复杂情况。固井时，下套管遇阻，套管不能居中，固井质量难以保证。固井时，下套管遇阻，套管不能居中，固井质量难以保证。固井时，下套管遇阻，套管不能居中，固井质量难以保证。固井时，下套管遇阻，套管不能居中，

30、固井质量难以保证。会对以后的采油、修井等作业带来困难。会对以后的采油、修井等作业带来困难。会对以后的采油、修井等作业带来困难。会对以后的采油、修井等作业带来困难。第15页/共38页三、井斜的标准三、井斜的标准三、井斜的标准三、井斜的标准表表表表7 7 7 71 1 1 1 胜利油田生产井的井斜标准胜利油田生产井的井斜标准胜利油田生产井的井斜标准胜利油田生产井的井斜标准胜利油田探井的井斜标准胜利油田探井的井斜标准胜利油田探井的井斜标准胜利油田探井的井斜标准：2000m2000m2000m2000m井深最大井斜角不得超过井深最大井斜角不得超过井深最大井斜角不得超过井深最大井斜角不得超过5555；2

31、500m2500m2500m2500m井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过6666；3200m3200m3200m3200m井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过井深最大井斜角不超过8888。我国已规定了井斜变化率要小于我国已规定了井斜变化率要小于我国已规定了井斜变化率要小于我国已规定了井斜变化率要小于3333100100100100米的标准。米的标准。米的标准。米的标准。第16页/共38页四、井斜的原因四、井斜的原因四、井斜的原因四、井斜的原因1 1 1 1地质条件地质条件地质条件地质条件对井斜的影响对井斜的影响对井斜的影响对

32、井斜的影响 沉积岩大都是非均质的，具有典型的各向异性。沉积岩大都是非均质的，具有典型的各向异性。沉积岩大都是非均质的，具有典型的各向异性。沉积岩大都是非均质的，具有典型的各向异性。平行于层理方向的岩石强度大，破碎比较困难。平行于层理方向的岩石强度大，破碎比较困难。平行于层理方向的岩石强度大，破碎比较困难。平行于层理方向的岩石强度大，破碎比较困难。由于岩性的变化、软硬交错而引起井斜。由于岩性的变化、软硬交错而引起井斜。由于岩性的变化、软硬交错而引起井斜。由于岩性的变化、软硬交错而引起井斜。2 2 2 2下部钻柱弯曲下部钻柱弯曲下部钻柱弯曲下部钻柱弯曲对井斜的影响对井斜的影响对井斜的影响对井斜的影

33、响3 3 3 3 钻井设备安装不合适，钻具本体弯曲，丝扣歪曲钻井设备安装不合适，钻具本体弯曲，丝扣歪曲钻井设备安装不合适，钻具本体弯曲，丝扣歪曲钻井设备安装不合适，钻具本体弯曲，丝扣歪曲等也会引起井斜等也会引起井斜等也会引起井斜等也会引起井斜第17页/共38页五、井斜的控制五、井斜的控制五、井斜的控制五、井斜的控制井斜出现后采取相应的纠斜钻具和措施进行纠斜。井斜出现后采取相应的纠斜钻具和措施进行纠斜。井斜出现后采取相应的纠斜钻具和措施进行纠斜。井斜出现后采取相应的纠斜钻具和措施进行纠斜。通过使用防斜钻具和措施防止井斜的出现；通过使用防斜钻具和措施防止井斜的出现；通过使用防斜钻具和措施防止井斜的

34、出现；通过使用防斜钻具和措施防止井斜的出现；1 1 1 1防斜钻具及原理防斜钻具及原理防斜钻具及原理防斜钻具及原理防斜原理防斜原理防斜原理防斜原理：使钻头上面的一段钻铤具有尽可能大的刚度和大的直径，与井眼保持使钻头上面的一段钻铤具有尽可能大的刚度和大的直径，与井眼保持使钻头上面的一段钻铤具有尽可能大的刚度和大的直径，与井眼保持使钻头上面的一段钻铤具有尽可能大的刚度和大的直径，与井眼保持较小的间隙，以便在钻进过程中受钻压作用时不易弯曲，并保持钻柱始终居于井较小的间隙，以便在钻进过程中受钻压作用时不易弯曲，并保持钻柱始终居于井较小的间隙，以便在钻进过程中受钻压作用时不易弯曲，并保持钻柱始终居于井较

35、小的间隙，以便在钻进过程中受钻压作用时不易弯曲，并保持钻柱始终居于井眼中心，使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿着原来的井眼方向钻进。眼中心，使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿着原来的井眼方向钻进。眼中心，使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿着原来的井眼方向钻进。眼中心，使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿着原来的井眼方向钻进。防斜钻具防斜钻具防斜钻具防斜钻具：一般是采用刚性强的大尺寸钻具，常用的有一般是采用刚性强的大尺寸钻具，常用的有一般是采用刚性强的大尺寸钻具，常用的有一般是采用刚性强的大尺寸钻具，常用的有扶正器组合刚性满眼钻扶正器组合刚性满眼钻扶正器组合刚性满眼钻扶正器

36、组合刚性满眼钻具、塔式防斜钻具、方钻铤防斜钻具具、塔式防斜钻具、方钻铤防斜钻具具、塔式防斜钻具、方钻铤防斜钻具具、塔式防斜钻具、方钻铤防斜钻具等。等。等。等。第18页/共38页2 2 2 2纠斜钻具及原理纠斜钻具及原理纠斜钻具及原理纠斜钻具及原理(1)(1)(1)(1)钟摆钻具纠斜钟摆钻具纠斜钟摆钻具纠斜钟摆钻具纠斜利用斜井内切点以下钻铤重量所产生的利用斜井内切点以下钻铤重量所产生的利用斜井内切点以下钻铤重量所产生的利用斜井内切点以下钻铤重量所产生的横向力横向力横向力横向力将钻头推向井眼下侧，以达到减将钻头推向井眼下侧，以达到减将钻头推向井眼下侧，以达到减将钻头推向井眼下侧，以达到减小井斜的目

37、的。小井斜的目的。小井斜的目的。小井斜的目的。钟摆力钟摆力钟摆力钟摆力(2)(2)(2)(2)偏重钻铤纠斜偏重钻铤纠斜偏重钻铤纠斜偏重钻铤纠斜偏重钻铤即是沿普通钻铤的一根母线钻一排均匀分布的孔，从而使钻铤一边重，偏重钻铤即是沿普通钻铤的一根母线钻一排均匀分布的孔，从而使钻铤一边重，偏重钻铤即是沿普通钻铤的一根母线钻一排均匀分布的孔，从而使钻铤一边重，偏重钻铤即是沿普通钻铤的一根母线钻一排均匀分布的孔，从而使钻铤一边重，一边轻。钻具在旋转时，产生一个朝向重边的离心力，且转速越高，离心力越一边轻。钻具在旋转时，产生一个朝向重边的离心力，且转速越高，离心力越一边轻。钻具在旋转时，产生一个朝向重边的离

38、心力，且转速越高，离心力越一边轻。钻具在旋转时，产生一个朝向重边的离心力，且转速越高，离心力越大。这样就对斜井眼的下侧井壁产生一个较大的冲击力，而使井斜减小。大。这样就对斜井眼的下侧井壁产生一个较大的冲击力，而使井斜减小。大。这样就对斜井眼的下侧井壁产生一个较大的冲击力，而使井斜减小。大。这样就对斜井眼的下侧井壁产生一个较大的冲击力，而使井斜减小。(3)(3)(3)(3)涡轮钻具纠斜涡轮钻具纠斜涡轮钻具纠斜涡轮钻具纠斜涡轮钻具与造斜工具相结合，向原井斜的反方向造斜，以达纠斜之目的。涡轮钻具与造斜工具相结合，向原井斜的反方向造斜，以达纠斜之目的。涡轮钻具与造斜工具相结合，向原井斜的反方向造斜，以

39、达纠斜之目的。涡轮钻具与造斜工具相结合，向原井斜的反方向造斜，以达纠斜之目的。第19页/共38页第四节第四节 洗井与洗井液洗井与洗井液一、洗井一、洗井一、洗井一、洗井清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。洗井的循环流程：洗井的循环流程：洗井的循环流程：洗井的循环流程：洗井循环流程洗井循环流程洗井循环流程洗井循环流程洗井的主要任务：洗井的主要任务：洗井的主要任务：洗井的主要任务：保证井眼清洁保证井眼清洁保证井眼清洁保证井眼清洁循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空中循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空

40、中循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空中循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空中携带岩屑上返到地面。携带岩屑上返到地面。携带岩屑上返到地面。携带岩屑上返到地面。循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让其下沉。循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让其下沉。循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让其下沉。循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让其下沉。第20页/共38页二、洗井液功能及类型二、洗井液功能及类型二、洗井液功能及类型二、洗井液功能及类型洗井液洗井液洗井液洗井液：在钻井过程中，能够完成洗井循环而达到清洗井眼目的的流体。在钻井过程中，能够完成洗井循环而达到清洗井眼目的的流体。在钻井过程中，能够完成洗井循环而达到清

41、洗井眼目的的流体。在钻井过程中，能够完成洗井循环而达到清洗井眼目的的流体。包括包括包括包括泥浆、清水、空气泥浆、清水、空气泥浆、清水、空气泥浆、清水、空气和和和和天然气天然气天然气天然气。最常用最常用最常用最常用固相颗粒悬浮在水或油中所形成固相颗粒悬浮在水或油中所形成固相颗粒悬浮在水或油中所形成固相颗粒悬浮在水或油中所形成的一种分散体系的一种分散体系的一种分散体系的一种分散体系1 1 1 1洗井液洗井液洗井液洗井液功能功能功能功能(1)(1)(1)(1)清洗井底携带岩屑清洗井底携带岩屑清洗井底携带岩屑清洗井底携带岩屑(2)(2)(2)(2)悬浮岩屑悬浮岩屑悬浮岩屑悬浮岩屑(3)(3)(3)(3

42、)阻止地层中油、气、水流入井内阻止地层中油、气、水流入井内阻止地层中油、气、水流入井内阻止地层中油、气、水流入井内(4)(4)(4)(4)保护井壁，防止井壁坍塌保护井壁，防止井壁坍塌保护井壁，防止井壁坍塌保护井壁，防止井壁坍塌(5)(5)(5)(5)冷却、润滑钻头和钻柱冷却、润滑钻头和钻柱冷却、润滑钻头和钻柱冷却、润滑钻头和钻柱(6)(6)(6)(6)向井底传递水功率向井底传递水功率向井底传递水功率向井底传递水功率(7)(7)(7)(7)了解地层了解地层了解地层了解地层(8)(8)(8)(8)减轻钻柱或套管拄的悬重减轻钻柱或套管拄的悬重减轻钻柱或套管拄的悬重减轻钻柱或套管拄的悬重第21页/共3

43、8页三、洗井液性能及维护三、洗井液性能及维护三、洗井液性能及维护三、洗井液性能及维护1 1 1 1、密度、密度、密度、密度2 2 2 2、粘度、粘度、粘度、粘度3 3 3 3、切力、切力、切力、切力4 4 4 4、失水量和泥饼厚度、失水量和泥饼厚度、失水量和泥饼厚度、失水量和泥饼厚度5 5 5 5、含砂量、含砂量、含砂量、含砂量6 6 6 6、pHpHpHpH值值值值(酸碱度酸碱度酸碱度酸碱度)2 2 2 2洗井液洗井液洗井液洗井液类型类型类型类型水基体系水基体系水基体系水基体系、油基体系油基体系油基体系油基体系和和和和空气一天然气体系空气一天然气体系空气一天然气体系空气一天然气体系用的最多用

44、的最多用的最多用的最多用的最少用的最少用的最少用的最少第22页/共38页第五节第五节 特殊钻井工艺技术特殊钻井工艺技术一、取心钻井一、取心钻井一、取心钻井一、取心钻井1 1 1 1取心工具取心工具取心工具取心工具图图7 76 6 取芯取芯工具组成示意工具组成示意图图1 1取芯钻头；取芯钻头；2 2 2 2岩心爪；岩心爪；3 3 3 3内岩心筒；内岩心筒；4 4 4 4外岩心筒；外岩心筒；5 5 5 5扶正器；扶正器；6 6 6 6回压凡尔；回压凡尔；7 7 7 7悬挂轴承；悬挂轴承；8 8 8 8悬挂装置悬挂装置 取出岩心取出岩心取出岩心取出岩心取芯过程三个环节：取芯过程三个环节：取芯过程三个

45、环节：取芯过程三个环节：钻出岩心钻出岩心钻出岩心钻出岩心 保护岩心保护岩心保护岩心保护岩心取芯工具：取芯工具：取芯工具：取芯工具：取心钻头、岩心筒及悬挂装置、取心钻头、岩心筒及悬挂装置、取心钻头、岩心筒及悬挂装置、取心钻头、岩心筒及悬挂装置、岩心爪等岩心爪等岩心爪等岩心爪等第23页/共38页2 2 2 2取心工艺取心工艺取心工艺取心工艺(1)(1)(1)(1)取心工具的选择取心工具的选择取心工具的选择取心工具的选择主要依据地层岩性和井下条件，合理选择钻头、岩心爪的类型及工具主要依据地层岩性和井下条件，合理选择钻头、岩心爪的类型及工具主要依据地层岩性和井下条件，合理选择钻头、岩心爪的类型及工具主

46、要依据地层岩性和井下条件，合理选择钻头、岩心爪的类型及工具长度。长度。长度。长度。(2)(2)(2)(2)取芯钻进参数配合取芯钻进参数配合取芯钻进参数配合取芯钻进参数配合钻压、转速和排量等参数均要比全面钻进钻头用的要小些钻压、转速和排量等参数均要比全面钻进钻头用的要小些钻压、转速和排量等参数均要比全面钻进钻头用的要小些钻压、转速和排量等参数均要比全面钻进钻头用的要小些。但要但要但要但要适当适当适当适当，否则，太小则钻速慢、进尺低，取心时间长、效益低，且对保护岩心否则，太小则钻速慢、进尺低，取心时间长、效益低，且对保护岩心否则，太小则钻速慢、进尺低，取心时间长、效益低，且对保护岩心否则，太小则钻

47、速慢、进尺低，取心时间长、效益低，且对保护岩心亦不利。亦不利。亦不利。亦不利。第24页/共38页(3)(3)(3)(3)取心工艺取心工艺取心工艺取心工艺做好准备工作做好准备工作做好准备工作做好准备工作开泵循环开泵循环开泵循环开泵循环缓慢下放到井底缓慢下放到井底缓慢下放到井底缓慢下放到井底取心钻进取心钻进取心钻进取心钻进割心操作割心操作割心操作割心操作起钻到地面起钻到地面起钻到地面起钻到地面取出岩心取出岩心取出岩心取出岩心测量、记录测量、记录测量、记录测量、记录距井底距井底距井底距井底10m10m10m10m到达预定进尺到达预定进尺到达预定进尺到达预定进尺慢转一段时间慢转一段时间慢转一段时间慢转

48、一段时间第25页/共38页二、定向钻井二、定向钻井二、定向钻井二、定向钻井定义定义定义定义：使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。1 1 1 1定向井井身剖面定向井井身剖面定向井井身剖面定向井井身剖面(1)(1)(1)(1)井身剖面井身剖面井身剖面井身剖面设计原则设计原则设计原则设计原则必须保证实现定向钻井的目的；必须保证实现定向钻井的目的；必须保证实现定向钻井的目的；必须保证实现定向钻井的目的；尽可能利用地层

49、自然造斜规律；尽可能利用地层自然造斜规律；尽可能利用地层自然造斜规律；尽可能利用地层自然造斜规律；有利于安全、快速钻进；有利于安全、快速钻进；有利于安全、快速钻进；有利于安全、快速钻进；有利于以后的采油和修井作业。有利于以后的采油和修井作业。有利于以后的采油和修井作业。有利于以后的采油和修井作业。第26页/共38页(2)(2)(2)(2)井身剖面井身剖面井身剖面井身剖面类型类型类型类型图图图图7 7 7 77 7 7 7 定向井剖面的基本类定向井剖面的基本类定向井剖面的基本类定向井剖面的基本类型型型型类型类型类型类型I I I I造斜深度较浅，在达到所要求的井斜造斜深度较浅，在达到所要求的井斜

50、造斜深度较浅，在达到所要求的井斜造斜深度较浅，在达到所要求的井斜角后，保持这个角度钻达目的层。角后，保持这个角度钻达目的层。角后，保持这个角度钻达目的层。角后，保持这个角度钻达目的层。适用于适用于适用于适用于不需要下中间套管和具有不需要下中间套管和具有不需要下中间套管和具有不需要下中间套管和具有单一油层的中深井中，或水平位单一油层的中深井中，或水平位单一油层的中深井中，或水平位单一油层的中深井中，或水平位移较大的深井中。移较大的深井中。移较大的深井中。移较大的深井中。类型类型类型类型在接近下表层套管的井深开始造斜，造斜完后下表层套管，然后稳斜钻在接近下表层套管的井深开始造斜，造斜完后下表层套管