常规钻井工艺资料.ppt

高温高压气井钻井风险很大 异常高温超压天然气可谓“气老虎”，对开发工程造成极大威胁。这类气藏开发难、风险高、周期长、费用高。 南海崖城21-1构造：1990-1991年相继报废崖城21-1-1井和崖城21-1-2井（设计深度4580ｍ），造成1.6亿元的直接损失；两年后又钻崖城21-1-3井，钻至井深4680ｍ完钻（钻井液密度2.33g/cm3,井底温度206℃），但钻井时间长达268天，钻井费用1.3亿元（不包括完井测试费）。 柯深1井：实钻井深6481米，钻井周期1002天，花费超亿元，但在测试时又因HTHP效应使管柱失效而报废(1996上半年)。 塔里木迪那2井：2001年4月30日钻至4800米遭遇高压（压力系数2.13）而失控,发生严重的井喷着火事故,造成1人死,3人伤,钻井设备化为灰烬,损失惨重,处理事故2个月。 第二节 钻井方法 为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻孔方法。 人工掘井 人力冲击钻井法 机械顿钻钻井法(冲击钻) 旋转钻井法 连续管钻井法 目前普遍使用 钻井方法 钻井方法 分类 依据：如何破碎岩石、怎样取出岩屑、净化井眼 人工掘井：1521年之前。 人力冲击钻：1521～1835年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。实际上是利用了杠杆原理及自由落体的下落冲击作用来钻井的。 特点： 1）破岩与清岩相间进行。 2）冲击力小，破碎效率低。 3）设备简单，起下钻方便。 支架 游梁 悬绳 井壁 钻头 井底 公元二百多年前，在我国自贡开始用人力绳索式“顿钻”法钻盐井和天然气井。号称我国的“第五大发明”。 我国古代钻井系统 古代钻井工具 现代钻井工具 钻井技术发展简史 机械顿钻钻井法：1859～1901年 工艺过程 钢丝绳提升钻头到一定高度 冲击井底，击碎岩石 岩屑、泥土混合成泥水浆 提出钻头 捞出井内的泥水浆 暴露新井底 下放 下捞砂筒 向井内注水 积累到一定量 设计井深 起、下钻费时少，设备简单 (1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的； 优点： 缺点： (2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢； (3)不能进行井内压力控制； (4)只适用于钻直井。 机械顿钻钻井法：1859～1901年 旋转钻井法 旋转钻井：是自1901年发展起来的。 旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。 旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动钻井。 特点是： 1）破岩与清岩相接进行。 2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。 3）设备复杂，起下钻繁琐。 （1）概念时期（1901～1920年）：这个时期内开始将钻井和洗井结合在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥固套管技术。 （2）发展时期（1920～1948年）：这个时期牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步发展，同时出现了大功率钻井设备。 （3）科学化钻井时期（1948～1968年）：这个时期钻井技术有了迅速发展。采用了喷射钻井，镶齿、滑动密封轴承钻头，低固相、无固相不分散体系钻井液及固相控制技术，总结出了影响机械钻速的有关因素，采用了地层压力检测、井控技术及平衡压力钻井技术。 （4）自动化钻井时期（1968～现在）：发展了钻井参数自动检测、综合录井、随钻测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用；发展了优化钻井、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹遥控及自动闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。 旋转钻井技术的发展 旋转钻井法： 转盘带动方补心，方补心带动钻杆旋转 顶部驱动钻井 旋转钻井法 1.转盘旋转钻井法 (1)工艺过程 钻头 吃入地层 破碎岩石 清洗井底 循环洗井液 转盘旋转 钻柱加压 设计井深 转盘旋转钻井法 (2) 特点 目前这种方法在世界各国被广泛使用。 钻杆取代了顿钻中的钢丝绳，能够完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务； 钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率； 在破岩的同时，井底岩屑被清除出来； 提高了钻井速度和效益。 钻头 吃入地层 破碎岩石 清洗井底 循环洗井液 动力钻具旋转 钻柱加压 设计井深 2. 井底动力钻具旋转钻井法 (1)工艺过程 (2)分类 涡轮钻具 螺杆钻具 电动钻具 转动钻头的动力由地面移到井下，直接作用在钻头上，减少了功率损失； 钻柱不旋转，钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩； 井底动力钻具的动力是由电源或井内钻井液流体提供的。 (3) 特点 减速涡轮钻具结构示意图 涡轮钻具定转子 行星减速机构 连续管钻井法(柔杆钻井法) 1.工艺过程 钻头、井下加压装置、动力机 下放至井底 循环洗井液 延伸井眼 钻头旋转，破碎岩石 为动力机提供动力 清洗井底