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钻井工艺技术培训教材

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钻井 工艺技术 培训教材
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钻井工艺培训材料 王 永 福 2004年 8月 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 一 、 概述 钻机 是钻井地面设备的总称 。 目前 常用 的钻井方法是旋转钻井 。 它的工 作原 理是 :利用钻头旋转破碎岩石 , 形成井身 ;利用钻柱将钻头送到井底 ;利用起升设备起下钻柱 ;利用转盘或井下动力钻具带动钻柱和 钻 头旋转 ;利用泥浆泵循环钻井液带出井底岩屑 。 为此 , 钻井工艺对钻机有以下基本要求 : 旋转 钻头 的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速 , 并维持一定的 钻 压。 起 下钻具 的能力。要求具有一定的起重量和起升速度 , 并有一定的超载能力 。 洗井的能力。要求能提供足够的水力能量 , 以适应洗井和喷射钻井的 需要。 为适应钻机搬迁的特点 ,还 要求钻机容易安装 、 拆 卸和运输 。 第一章 钻 井设备 概 括 地说 钻机是 由动力机组、传动机组、工作机组、辅助机组及 控 制机组等组成。 第一章 钻 井设备 钻井 按其 工作 性质又可分为八个部分 系统设备 , 它 是一套 大 功率的起重设备。主要由钻井绞车、游动系 ( 钢丝绳、天车、游动滑车及大钩 ) 、悬挂游动系统的井架及起升操作用的工具 ( 如 : 吊钳、 吊环、吊卡、卡瓦及上 扣 器等 ) 组成 ( 图 1它的主要作用是起下 钻 、换钻头、均匀送钻、下套管及进行井下特殊作业等。 第一章 钻 井设备 主要由泥浆泵 、 地面高压循环管汇 、 水龙带 、 水龙头 、钻柱 、 泥浆 净化及调配设备等组成 ( 图 1。 它的主要作用是清洗井底 、携带岩屑 、 在喷射钻井及井下动力钻具钻井顶部驱动钻井中 , 还起到传递动力的作用 。 第一章 钻 井设备 3. 地面旋转钻进设备 ,主要由转盘 、 水龙头 、 方钻杆 、 钻杆 、 钻铤及钻头等组成 。 它的主要作用是不断地破碎岩石 , 加深井眼及处理井下的复杂情况等 。 4. 动力驱动设备 ,它属于钻机的动力机组 , 是驱动起升 、 旋转和循环等三大工作机组的动力设备 。 钻机用的动力设备主要是柴油机 , 其次是交流或直流电动机 。 第一章 钻 井设备 5. 传动系统设备 ,它属示钻机的传动机组。其主要作用是联结动力机与工作机组 ,并将动力传递到各工作机组 (图 1传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、传动链轮及并车、倒车机构等组成。根据能量传递的方式不同 ,可分为机械、液压及液力传动。 6. 控制系统设备 ,它属于钻机的控制机 组 。控制的内容包括 发动机的启动、停车 、变 速和并车等 , 绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向等。控制的方式有机械、气动、 液压和电力控制等 , 随钻机的类型不同而异。控制系统的主要作用是远距离操作指挥和协调各机组正常工作。 第一章 钻 井设备 7. 钻机底座 ,它属于钻机的辅助机组 ,包括井架、钻台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主 要用于安装钻机的各机组 ,是钻机不可缺少的组成部分。 8. 辅助设备 ,它属于钻机的辅助机组 ,包括供气设备、供水设备、供电设备、钻鼠洞设备、防 喷 设备、防火设备、辅助起重设备及保温设备等。它是为整套钻机服务的 ,是钻机不可分割的部分。 第一章 钻 井设备 井架与起升系统 一 、 井架 井架是钻机起升系统的组成部分 。 它的主要作用是安装天车 、 悬挂游车 、 大钩 、 水龙头 、 方钻杆 、 钻杆及钻链等设备 , 相当于起重设备的支架 ,并可存放钻柱 。 因此 ,钻井对井架的基本要求是 : 必须有一定的高度和空间 ;便于安装 、 存放钻柱等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业 ;应具有足够的承载能力 ,以适应井下情况的需要 :结 构 要简单 、 轻便 ,便于搬迁 、拆装和维修 。 •目前国内常用的石油钻井井架有塔型和 第一章 钻 井设备 二 、 天车和游车 1、 天车 钻机的 天 车和游车用钢丝绳穿起来 ,共同组成了钻机的复滑轮系统 (或叫游动系统 )。 天 车是定滑轮组 , 固定在井架的顶部 ;游车是动滑轮组 ,在井架内部的空间上下往复运动 。 它们的主要作用是省力 ,减轻钢丝绳和钻机绞车的负载 ,用十多吨的力可起升上百吨的钻柱 , 获得极大的机械效益 。 2、 游车 游车和天车一样 , 型号较多 ,其基本结构大同小异 。 第一章 钻 井设备 三 、 大钩 大钩是起升系统的设备之一 ,正常钻进时悬挂水龙头、承受井下钻柱的重量 ,起下钻时悬挂吊环吊卡完成起下作业 。 对大钩有以下基本要求 : 有足够的承载能力 ,能缓冲 减 震 、 转动灵活 、 安全制动 、 操作方 便 ,结均紧凑、简单。 第一章 钻 井设备 四 、 钻井绞车 绞车是起升系统设备的起重部分 ,随钻机的类型不同 ,形式有所差异 。 绞车传动机构的主要作用是传递动力 , 以不同的速度驱动转盘和滚筒 。 绞车的刹车机构 , 钻进时 ,通过施加在刹把上的压力大小 , 可以均匀控制滚筒的运动速度和大钩的负荷 ,从而向钻头施加钻压 ,确保 正 常钻进 。 第一章 钻 井设备 一 、 水龙 头 水龙头是旋转 、 起升与循环系统连接的纽带 。它承受井内钻柱的全部重量 ,保持钻具的自由旋转与水龙带相接 ,将钻井液注入井底 ,承受循环过程中的高泵压 ,同时连接钻进过程中不转动 有 的大钩与转动的方钻杆 。 水龙头与转盘 第一章 钻 井设备 二 、 转盘 转盘是钻机旋转系统设备之一 。 其主要作用是 : 在转盘钻井中 ,旋转钻头破碎法石 ;使用井下动力钻具时 ,承受反扭矩 :起下 钻 作业中支撑和悬挂钻柱 ,承受轴向负荷 ,完成上卸扣的操作 ,处理井下复杂情况和进行井下打捞作业时旋转钻柱等 。 第一章 钻 井设备 三、转盘的传动方式 转盘的传动方式 ,随钻机的类型不同而有所差异。现场上常见的有两种方式 : 一是绞车驱动 ;二是万向轴驱动。 又叫链条驱动 ) 转盘的动力是经过绞车的链条传递到转盘上的 。 其主要优点是简化了传动方 式 ,传动距离大 ,但要受绞车情况的影响和限制 。 第一章 钻 井设备 万向轴驱动的动力是经 过 绞车的双排活动链轮 ( 或经传动系统 ) 直接到变速箱 ,再经变速箱通过 万 向轴驱动转盘 , 它的最大特点是不受绞车位置的影响和限制 ,操作上方便 、 灵活 ,变速档次多 。 第一章 钻 井设备 泥浆泵 泥浆泵是钻机循环系统设备之 一 ,它象人的心脏 一 祥 。 常规钻进时 ,循环 钻井液 ,清洗井底 ,辅助钻头更有效地破碎岩石 ;使用井下动力钻具时 , 通过泵 入 的钻井液 ,传递动力带动钻头转动 ; 喷射钻井中 ,通过泵 入 的高压钻井液 , 经过喷嘴转换成水力能量 ,清洁井底并对岩石直接进行水力破碎 ,提高钻进速度 。 根据 钻 井生产技术发展的需要 , 对泥浆泵的要求愈来愈高 ,但其基本要求是 : 功率大 、 泵 压 高 、 排 量大 、 流量稳定 , 耐腐蚀 、 耐磨损 、 易损件寿命长 ,重量轻 、 体积 小 、 拆修方便 、自动化程度高 。 第一章 钻 井设备 泥浆循环流程 泥浆循环系统主要由泥浆泵 、 高压管线 、 水龙带 、 水龙头 、 钻柱及泥浆净化设备等组成 。 其循环流程如下 :动力机驱动泥浆泵 , 泥浆泵从泥浆池中吸入钻井液 ,通过泥浆泵增压后进入高压泥浆管线 、 立管 、 水龙带 、 水龙头 、 钻柱 ,经钻头水眼冲向井底 ,然后由钻柱与井壁的环形空间返出井口 ,再经泥浆净化设备流回泥浆池 。 第一章 钻 井设备 泥浆净化装置 泥浆中的固相含量高时 ,降低钻速 、 加剧钻头磨损 、 污染泥浆性能 、 污染油气层 、 影响固井质量 等 。 钻井时要及时清除泥浆中的固相含量 , 泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和化学清除法。 机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法清除泥浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用 (采用 震动筛 、 除砂器 等固控设备) ,以清除大于 化学清除法是利用选择性的聚沉剂 ,保留泥浆中的粘土颗粒 ,对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法可清除小于 10微米以下的固相颗粒 ,以弥补机械清除法的不足。 第一章 钻 井设备 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 第二章 钻头及钻柱 钻 头 钻头分为:刮刀钻头 、 牙轮钻头 、 金刚石钻头等 。 一 、 刮刀钻头 刮刀钻头是旋转钻井使用最早的钻头类型 。 其结构简单 ,制造方便 , 成本低 。 在泥岩和页岩等软地层中 , 钻井速度比较高 。 国内外前后充分发挥了刮刀钻头的优势 , 取得了很高的指标 , 国内使用刮刀钻头进尺记录达 3000多米 。 刮刀钻头按刀翼数目可分为双翼 ( 鱼尾 ) 、 三翼 、 四翼刮刀钻头 , 常用到的是三翼刮刀钻头 。 上钻头体有丝扣 , 与上部钻具相连 , 完成整个钻具结构;下钻头体上焊接水眼和刀翼;水眼提高喷射效果 ,具有抗冲蚀性;刀翼进行破碎岩石 。 二 、 牙轮钻头 牙轮钻头是近代石油钻井中使用很广的一种钻头 。 这是由于牙轮钻头具有冲击 、 压碎和剪切破碎岩石的作用 , 牙轮钻头与井底的接触面积小 、 比压高 , 工作扭矩小 , 工作刃总长度大等特点 。 从 1909年出现的第一只牙轮钻头 , 经过了近一个世纪 , 牙轮钻头无论是钻头的材质 、 切削部分 、 钻头轴承 、清洗装置等都有很大的改进 。 喷嘴的改进 , 解决了钻头的清洁问题 , 出现了喷射牙轮钻头;使用了硬质合金齿 , 提高了牙轮的抗磨性;使用密封滑动轴承使钻头的工作寿命大大提高 。 第二章 钻头及钻柱 三 、 金刚石钻头 在坚硬而研磨性高的地层钻进 ,金刚石钻头比其它类型钻头的钻速和总进尺高 ,能减少起下钻次数 ,降低钻井成本。近年来大庆油田中深井钻井口数在不断增加,随着钻井技术的不断改进,追求更高的钻井经济效益,金刚石钻头的使用非常普遍。 第二章 钻头及钻柱 钻 柱 在钻井过程中 ,将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用: ( 1)通过它把钻头下到井底和提升到地面。钻井过程中 ,无论钻头能钻多深 ,都必须通过钻柱来实现。 ( 2)钻柱的钻挺部分是加钻压用的 ,使钻头能更有效地吃人地层(禁止用钻杆部分来加压 ,否则钻杆磨损快、断裂快),并能防斜。 ( 3)把旋转运动传给钻头,钻杆可以看作是一根由转盘驱动的传动轴。 ( 4)钻柱将钻井液从地面传送到钻头处 ,因而 ,钻柱也是一根竖直的导管。 ( 5)进行特殊作业 ,如挤水泥、处理井下事故等。钻柱是联通地面和地下的枢纽 ,工作条件十分复杂 ,正确的管理、使用钻柱是非常重要的。 第二章 钻头及钻柱 钻 钻 铤 钻头 铤 钻 铤 钻 杆 稳定器 稳定器 一、钻铤 钻挺接在钻头上面 ,主要是给钻头施加钻压和防止井斜 , 因此它壁厚而粗大 , 单位长度重量大 。 壁厚一般是 38~53毫米 ,相当于同尺寸钻杆的 4~6倍 。 它的直径一般与钻杆接头直径相等 。 这样可以增强刚度 , 受压时不易弯曲 , 因而有利于钻直井眼 。 二 、 钻杆 钻杆是钻柱的基本组成部分 。 它是用无逢钢管制成 , 壁厚一般为 9~11其主要作用是传递扭矩和输送钻井液 ,并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深 。 因此 ,钻杆在石油钻井中占有十分重要的地位 。 三 、 方钻杆 方钻杆位于钻柱的最上端 ,有四方形和六方形两种 。 钻进时 ,方钻杆与方补心 、 转盘补心配合 ,将地面转盘扭矩传递给钻杆 , 以带动钻头旋转 。 四 、 稳定器 在钻铤柱的适当位置安装一定数量的稳定器 , 组成各种类型的下部钻具组合 , 可以满足钻直井时防止井斜的要求 , 钻定向井时可起到控制井眼轨迹的作用 。 此外 ,稳定器的使用还可以提高钻头工作的稳定性 ,从而延长使用寿命 , 这对金刚石钻头尤为重要 。 第二章 钻头及钻柱 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 第三章 大庆油田钻井液体系 大庆油田钻井液现状 、 体系基本配方及性能要求 大庆油田在长期的钻井生产实践中 ,钻井液的发展由早期的钙处理泥浆 、 三钾基泥浆 , 发展为目前所使用的两性复合离子体系 、 乳液高分子体系 、 钾胺聚合物体系 、 甲酸盐体系及油基钻井液等 。 一 、 两性复合离子钻井液体系: 该体系在大庆油田外围开发井 、 勘探井中应用较多 , 其特点是具有较稳定的性能 , 抗高温性能较好 。 1、 基本配方 膨润土 4~6% 纯碱 有机硅腐钾 第三章 大庆油田钻井液体系 2、 钻井液性能要求 两性复合离子钻井液密度,g/行地质要求漏斗粘度,s 50~70失水/泥饼(ml/00第三章 大庆油田钻井液体系 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 第四章 钻井工艺技术及流程 钻井是一项复杂的系统工程 , 包括钻前工程 、 钻井工程和固井工程三个阶段 ,其主要施工工序一般包括:定井位 、 井场及道路勘测 、 基础施工 、 安装井架 、 搬家 、 安装设备 、 一次开钻 、 二次开钻 、 钻进 、 起钻 、 换钻头 、 下钻 、 中途测试 、完井 、 电测 、 下套管 、 固井施工等 。 一 、 钻前准备 ( 1) 编写钻井工程 、 地质设计 ( 2) 井位测量 ( 定井位 ) ( 3) 现场勘查井位 ( 4) 编制钻井运行方案 , 协调钻井队伍及钻井区块关井降压方案 ( 5) 征地 、 动迁 ( 6) 钻机搬迁 ( 7) 钻机安装 ( 8) 一开钻前的准备工作 冲 ( 钻 ) 鼠洞 、 配置钻井液 、 组合一次开钻的钻具结构 、 检查落实各项工具 、 材料的准备情况 。 二 、 钻进工程 1、 一开钻进的工作内容及要求 ( 1)进尺工作 是指井眼不断加深的工作 , 包括纯钻进 、 接单根 、 划眼 、 起下钻 、 循环钻井液等工序 。 接单根:当钻完方钻杆的有效长度时 , 将一根钻杆接到井内钻柱上 , 使之加长操作的过程 。 划眼:在已钻井眼内 , 清除附在井壁上的杂物 , 修整井壁 ,边循环旋转下放或上提钻柱的过程 。 起下钻:将井下的钻柱从井眼内起出来 , 称为起钻;将钻具下到井眼内称为下钻 。 循环钻井液:开泵将钻井液通过循环系统进行循环 。 第四章 钻井工艺技术及流程 ( 2)辅助工作 处理钻井液 , 检查保养设备等工作 。 ( 3)下表层套管 钻完表层后 , 按工程设计要求下表层套管 。 ( 4) 注水泥固井 表层套管下完后 , 进行注水泥固井作业 , 通过固井设备 , 注入到套管与地层的环形空间去 , 把套管和地层固结在一起 。 ( 5) 候凝 第四章 钻井工艺技术及流程 2、 二开钻进 二开钻进是指从表层套管内下入小一级的钻头往下钻进的过程 。 根据地质设计和地下情况 , 可以一直钻进到完钻井深 , 然后下入油层套管完井 。 ( 1) 二开前的准备工作 安装井控设备 , 放喷管线 , 试压 , 组合钻具 。 钻水泥塞 , 磨阻流环式浮箍 、 浮鞋;洗井到开钻水平 。 二开钻进需要钻开地层 、 油层 , 在油气层中钻井要放喷 、防漏 、 防塌 、 防斜等 , 预防井下复杂情况 , 保护好油气层 。 第四章 钻井工艺技术及流程 ( 2)井口放喷器和配套的井控系统应符合钻井设计要求 , 压力等级应和地层压力匹配 , 放喷器芯子尺寸必须与井内钻具一致 。 ( 3) 井控设备的安装质量必须满足油气层安全钻进需要 。 ( 4) 钻具组合:钟摆钻具 , 钻头: ( 5)钻进施工严格按照钻进设计执行,钻井参数主要包括:钻头类型及参数、钻井性能、钻进参数、水力参数;钻进参数主要包括:钻压、转速、排量、立管泵压;水力参数主要包括:上返速度、喷射速度、钻头压降、环空压耗、钻头水功率等。 第四章 钻井工艺技术及流程 ( 6) 辅助工作:定点侧斜 , 处理钻井液 , 修理设备 。 ( 7) 钻进中应进行油气层压力监测工作 , 遇到钻速突然加快 、 防空 、 憋钻 、 跳钻 、 油气水显示等情况 , 应立即停钻循环观察 , 有外溢现象要关井观察 。 ( 8) 钻开油气层前 , 要提高钻井液密度至设计上限 ( 加重泥浆 ) 。 ( 9) 钻开油气层要保护好油层 , 处理好钻井液 , 下钻速度要慢 , 防止压力激动导致井漏 , 上提钻柱不要过快 , 防止抽喷 。 ( 10) 钻开油气层要做好放喷演习 , 设专人观察溢流 。 第四章 钻井工艺技术及流程 三 、 完钻 按钻井地质设计钻进到预计井深 , 留足口袋 , 处理钻井液 , 起钻准备电测 。 四 、 电测 ( 1) 微电极测井方法:主要用微电位和微梯度的差异划分渗透层 。 ( 2) 视电阻率测井方法:利用 用 ( 3) 自然电位测井方法:主要用于划分油水层及求地层水电阻率以及水泥值含量等 。 ( 4) 其它辅助测井方法:主要有井径 、 井斜等满足钻井工程需要和辅助测井解释 。 ( 5) 三侧向测井法:为解决如何求准地层真电阻率而提出的一种电流聚焦测井方法 。 主要用于解决厚层非均匀质和定性判断水淹层问题 。 ( 6) 声速测井法:用于解释油层水淹后孔隙度变化的孔隙度测井方法 。 第四章 钻井工艺技术及流程 五 、 固井施工 ( 1) 固井前准备 1) 下套管就是为了使井内油气能够得到有效的开采 , 在钻完一口井后 , 用管线封隔地层并将油气层深处引导至地面的施工工程 。 2) 处理钻井液至固井要求 。 ( 2) 固井 固井就是向井内下入套管管柱 , 在套管柱与井壁的环形空间注入水泥浆进行封固 , 以在套管外壁和井壁之间形成坚固的水泥环 , 防止井壁垮塌;同时在套管内形成一个从地面至井下由钢管做成的油气通道的过程 。 第四章 钻井工艺技术及流程 固井的目的: 1) 封隔油 、 气水层 , 防止地层间流体相互窜流 , 保护生产层 。 2) 封隔严重漏失层或其它坍塌等复杂地层 。 3) 支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀 。 ( 3) 注水泥方式 1) 常规注水泥方法 。 2) 双级或分级注水泥方法 。 3) 管外注水泥方法 。 ( 4) 常规注水泥方法工艺流程 循环洗井 —— 停泵 —— 卸循环接头 —— 装水泥头 —— 注隔离液 —— 下胶塞入井 —— 注水泥浆 —— 上胶塞入井 —— 注隔离液 —— 碰压 —— 试压 —— 施工结束 第四章 钻井工艺技术及流程 六 、 声波变密度测井 声波变密度是评价钻井固井质量的基本数据 , 是油田开发射孔选层的基本依据之一 , 因此现场应用和评价工作极为重要 ,涉及到下步试油投产和措施提供条件 , 涉及到为今后油层压裂改造提供环境 。 第四章 钻井工艺技术及流程 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 第五章 钻井油气层保护技术 在钻井过程中 , 钻井液 、 完井液是油气层打开时首先接触油气层的工作液 , 易对油气层造成损害 。 油气层一旦受到损害 , 欲恢复到原有的水平是相当困难的 , 费用也是相当昂贵的 。 因此 , 保护油气层的基本方针以预防为主 。钻井过程中防止油气层损害是保护油气层系统工程的第一环节 , 其目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害的 、 固井质量优质的油气井 。 油气层损害具有累加性 , 钻井中对油气层的损害不仅影响油气层发现和油气井的初期产量 , 还会对今后各项作业损害油气层的程度以及作用效果带来影响 。 因此搞好钻井过程中的油气层保护工作 , 对提高勘探 、 开发经济效益至关重要 。 一 、 钻井过程中造成油气层损害原因 在钻井过程中 , 大多数情况是采用正压差钻井 ,既钻井液液柱压力高于地层孔隙压力 。 这样 , 在钻开油气层时 , 在正压差的作用下 , 钻井液的固相进入油气层造成孔喉堵塞 , 其液相进入油气层与油气的岩石和流体作用 , 破坏油气层原有的平衡 , 从而诱发油气层潜在损害因素 , 造成渗透率下降 。 钻井过程中油气层损害原因可以归纳为以下几个方面 : 第五章 钻井油气层保护技术 1、 钻井液中固相颗粒堵塞油气层 2、 钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害 3、 钻井液滤液与油气层流体不配伍引起的损害 4、 油相渗透率变化引起的损害 5、 正压差急剧造成油气损害 6、 钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素 7、 油气层浸泡时间对储层损害 8、 环空返速对储层损害 9、 钻井液性能对储层损害 第五章 钻井油气层保护技术 二 、 保护油气层的钻井工艺技术 钻开油气层钻井液不仅要满足安全 、 快速 、 优质 、 高效的钻井施工需要 , 而且要满足保护油气层的技术要求 。通过多年的研究 , 可归纳以下几个方面: 1、 采取近平衡或欠平衡压力钻井 。 2、 合理降低钻井液密度 , 满足不同压力油气层钻井 。 3、 采用优质钻井液体系 , 降低钻井液中固相颗粒对油气层的损害 。 4、 降低油气层裸眼浸泡时间 。 5、 搞好井控 、 防止井喷 、 井漏等对油气层的损害 。 6、 采取有效的钻关措施 , 降低油层的层间压差 。 第五章 钻井油气层保护技术 第一章 钻 井 设 备 第二章 钻头及钻柱 第三章 大庆油田钻井液体系 第四章 钻井工艺技术及流程 第五章 钻井油气层保护技术 第六章 大庆钻井新技术 第六章 大庆钻井新技术 一 、 水平井 ( 一 ) 、 水平井钻井目的 1、 实施低渗透砂岩油藏水平井钻井完井技术研究 2、 利用水平井技术开采剩余油可行性研究 ( 二 ) 、 井眼轨迹控制技术 1、 第一造斜段控制工艺; 2、 第一稳斜段控制工艺;3、 第二造斜段控制工艺; 4、 探油顶与着陆控制工艺 第六章 大庆钻井新技术 油顶及工具造斜率两个不确定性及测量信息滞后,对薄油层准确探油顶、着陆有较大难度。为确保能准确探明油顶深度和油中位置,保证井眼轨迹准确着陆进靶,提出了安全着陆法。具体方案是从整个轨道的第二造斜段起,以中半径造斜率增斜钻进到某一井斜(称探油顶井斜) ,此时钻头必须位于预定油顶上方的某一高度,留出地质误差可能造成的油顶位置超前钻遇的提前量,随后进行稳斜探油顶,直到确认油顶深度和油中位置之后,然后第二次增斜着陆进靶。 在水平段应用单弯螺杆钻具配合 这是因为导向钻具能以滑移和转盘转两种方式钻进 , 根据 及时改变钻进方式 , 降低轨迹波动幅度 。 第六章 大庆钻井新技术 (三)、水平井完井工艺 水平井测井采用自行研制的 用悬挂式尾管完井法 。 第六章 大庆钻井新技术 二 、 侧钻水平井钻井技术 大庆油田在 “ 九五 ” 期间承担了国家重点科技攻关项目 ” 高含水后期侧钻水平井钻采配套技术 ” 这一课题,共完成了两口套管开窗侧钻水平井,即高 1608井、金侧平 6井。 侧钻井实施情况 高 1608井是大庆第一口中曲率半径侧钻水平井 , 目的层剩余油厚度 考虑地质部门提供的油层垂深误差 , 设计靶区高度为 1m, 设计水平段长 80m, 最大井斜角 该井段铣套管长度 18m( 977m995m) ;造斜点深 钻水平段长 82m;最大井斜角 陆点靶前距 陆点在靶线以上 水平段终点在靶线以上 个水平段波动幅度为靶线上 靶线下 由以上数据可以看出 , 井眼轨迹控制精度相当高 , 水平段在 12m,且波动范围仅为 第六章 大庆钻井新技术 三 、 阶梯式水平井 所谓阶梯式水平是水平井也就是多目标水平井 , 水平井完成第一个水平靶区后 , 通过降斜 、 稳斜 、 增斜 , 或是通过降斜 、 增斜 、 稳斜进入第二个水平靶区 。 该项技术这要适用于开发具有夹层的多个连续薄油层 , 断区块的油层等复杂的油气田 ,它可显著地增加产量 , 大幅度地提高勘探开发综合经济效益 。 第六章 大庆钻井新技术 四、欠平衡钻井 我国几个进行过欠平衡钻井的油田认为:在钻井过程中钻井液柱压力低于地层压力,使产层的流体有控制地进入井筒并将其循环到地面,这一钻井技术称欠平衡钻井。 欠平衡钻井优点 1) 明显减少对产层的损害 , 有效保护油气层 , 从而提高油气井的产量 。 2) 有利于及时发现低压低渗油气层 , 为勘探开发整体方案提供准确依据 。 3) 大幅度提高机械钻速 , 延长钻头使用寿命 , 从而缩短钻井周期 , 减少作业及相关费用 。 4) 有效地控制漏失 , 并减少和避免压差卡钻等井下复杂情况的发生 。 5) 减少或免去油层改造等作业措施及昂贵的费用 。 欠平衡钻井存在的不足 欠平衡钻井有优点 , 但也存在不足 , 一是钻井成本高 ( 因为钻井设备多 , 钻井液费用高 ) ;二是不安全因素多 ( 井喷 、 井塌 ) ;三是有污染更大的机遇 ( 因储层无泥饼 , 压井难于掌握 ) 。 第六章 大庆钻井新技术
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