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起出的钻 头磨损应
更换新钻
头入井
提纲
一.钻井的概念 二.现代钻井系统组成 三.钻井流程
四.固井施工流程
五.岩层评价技术 六.完井技术
四、固井施工流程
下套管
下套管作业与下钻柱非常相似，只是因为套管相 对钻柱直径大，形状结构与钻柱不同，需要特殊 的上扣工具、吊卡和管钳。此外，套管相对于钻 杆线重大，深井下套管对钻机起升能力要求高。
构造井
区域探井
构造井
探井
详探井
开发井
彩551
彩58
彩59
石油钻井的分类
直井 定向井
水平井 大位移井 开窗侧钻井
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成
三.钻井流程 四.固井施工流程 五.岩层评价技术 六.完井技术
二、现代钻井系统组成
动力系统 提升系统 旋转系统 循环系统 井控系统
现代钻井系统组成
加重装置
ห้องสมุดไป่ตู้
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 排出管线
方钻杆
废水池
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
现代钻井系统组成
循环系统
→循环介质
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻 屑 2、润滑和冷却钻 具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、发挥水力效能
现代钻井系统组成
循环系统→流程
泥浆通泥过浆立泵管将经泥水浆龙打带入进循入环钻管柱线
石油钻井发展简史
1. 顿钻钻井时期（1901年以前）
➢1521年，我国在嘉定（乐山）用竹绳冲击 钻钻出第一口油井。
《蜀中广记》：国朝（明） 正德末年，嘉州开盐井，偶 得油水，可以照夜，其光加 倍，沃之以水，则焰俞甚， 扑之以灰则灭…….
➢1835年在四川自贡钻成世界上第一口超千 米深井（1001.42米）— 兴海井，到1997， 累计开采天然气14000万m3。
➢1859年，美国 E.H.Drake 在宾夕法尼亚 用钢绳冲击钻钻出第一口石油井（21.64m)。
➢1878年，福建巡抚丁日昌从美国购买一部 钻机，在台湾苗栗油矿钻成第一口油井。 钻到120米，石油“滚滚而出”，日产油1.5T。
➢1907年，山西巡抚曹鸿引进日本钻机，在 陕北延长钻成延1井，井深81米，日产油1T。
提纲
一.钻井的概念 二.现代钻井系统组成 三.钻井流程 四.固井施工流程 五.岩层评价技术
六.完井技术
六、完井技术
● 完井：从钻开生产层、下油层套管、注水泥固井、射孔 到试采 等一系列生产过程的总称。
是为了改善井底径向流动，使地下油气流
目
能够有效地从井筒流向地面。目前油井完
的
井基本上可分为：固井射孔完井、筛管完
3.采用砾石充填的井， 有利于油井生产
1.有油、 气、水的 井，无法 分层开采
2.无法分 层改造
六、完井技术
（二）固井射孔完井法
适用条件
-- 适用范围广，一般无不适用地层。
类 型
优点
缺点
1.可有选择性地射开地层， 1.出油面积小，
射 实现分层开采
完善程度较差
孔
完 井
2.在生产井段能选择性的进 行修井作业
射孔方法
电缆套管枪射孔
电缆输送过油管负压射孔
油管输送负压射孔
六、完井技术
（三）筛管完井法
适用条件
-- 地层出砂，固井完井储层伤害严 重地层。
类 型
1.
筛 管
2.
完 3.
井
4.
优点
可配合封隔器实现 选择性非固井完井 1. 可实现分层开采 非固井完井，有利 2. 于完井作业过程中 的储层保护 有利于防砂
石油钻井的目的与任务
石油钻井目的及任务：探明含油气构造，开发油气田
普查 详查 区域勘探 油田勘探 油田开发
了解全区区域地址概况，划分构造 单元，初步确定可能含油气层系。
详细研究确定油气聚集带，找出可 供钻探的区域构造。
研究区域的地质构造及含油气远景， 发现工业油气藏（0.3~5t/d）。
探明油田边界和面积，算准储量， 提供油藏全部资料，开辟试验区。
3.可进行各种井下增产措施
4.可以多层完井
2.对井深和射孔 浓度要求严格
3.固井质量要求 高，水泥浆可能
5.适合多种类型油气藏完井 伤害油气层
固井射孔完井法
完井→射孔
可供入井 的射孔枪
射 孔 枪 下 至 油 层
射 孔 弹 射 穿 生 产 套 管
内地 层 油 气 流 入 生 产 套 管
固井射孔完井法
中国石油西部钻探工程有限公司
工程技术知识普及讲座之
钻井工程基本知识
2009年8月
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成 三.钻井流程 四.固井施工流程 五.岩层评价技术 六.完井技术
一、钻井基本概念
利用钻机设备（顿钻 钻机或旋转钻机）和 工具（钻头、钻柱 等），在地下钻出具 有一定深度的圆柱形 井眼（最大钻井深度 超过12000m，1985年 原Soviet Union），以 达到勘探和开发地下 资源之目的。
三、钻进流程
井口防 溢管
防喷器 防喷器
注水泥 施工
下表层 套管
至钻井液净化系统
钻井液 出口
安装井口 防喷器
一开钻进
三、钻进流程
二开钻进
防喷器 防喷器
三开钻进 下生产套管
下中间套管 二开固井
完井固井
三、钻进流程
钻进基本过程包括： 钻进、接单根、起钻、换钻头、下钻等
钻 进：钻头破碎岩石使井眼不断加深 接单根：通过接单根使钻具不断加长 起下钻：将井内钻具起出或将井内起出的钻具重新下到井内 换钻头：起出钻具卸掉旧钻头换上新钻头重新下入井中 循环钻井液：钻头提离井底并保持钻井液的循环
三、钻进流程
接 ① 上提单根并放入鼠洞 单 ② 上提方钻杆，将水龙头推至鼠洞单根的上方
③ 连接水龙头和单根，再把单根与井筒内钻柱相连
根 ④ 用连接好单根并加长的钻柱继续钻进
1
2
3
4
三、钻进流程
钻进流程→接单根
1、上提钻柱，在鼠洞内放置单根(右) 2、安放卡瓦，坐稳下部钻具 3、卸下方钻杆，连接鼠洞内单根 4、接上单根，上提钻柱，重新入井
钻工正在对 扣连接管柱
现代钻井系统组成
旋转装置
→钻头
PDC钻头
取 芯
钻
头
现代钻井系统组成 新
钻
旋转装置
头 正
准
备
三牙轮钻头
入
井
钻 井 液 高 速 流 过 喷 嘴
现代钻井系统组成
旋转装置
→井下钻具旋转方式
钻柱扭振
钻柱横振
钻 柱 纵 振
现代钻井系统组成
4.循环系统 泥浆泵 泥浆池 立管 水龙带 钻柱 分离装置
钻井发展趋势
钻井发展趋势
国内外近十年来发 展的主要钻井技术
水平井 大位移井 小井眼钻井 欠平衡钻井 顶部驱动 连续油管钻井 随钻测量/地质导向 自动化（闭环）钻井
未来的钻井研究项目 ➢高效钻井的专家系统 ➢激光钻井和射孔技术 ➢海上作业能量供应综合系统 ➢井壁稳定性研究 ➢钻井废物管理 ➢固井新材料
（一）裸眼完井法
先期裸眼完井 后期裸眼完井
适用条件
-- 井壁稳定，不易坍塌的碳酸盐、 火山岩或砂岩储层；无底水、无气 顶的单一厚储层或者压力、性质基 本一致的多层储层。
-- 下套管作业难度较大的特殊井 （欠平衡井、水平井等）。
类型
优点
缺点
裸眼 完井
1.油井完善程度好， 有利于提高油井产量
2.减少固井和射 孔损 害油气层
泥
浆
经
井
眼
泥浆泵
环
空
立管
流
泥浆回
回
水龙排带出管线 流管线
泥
(至立管)
浆
池
循环系统→分离装置
现代钻井系统组成
5.井控系统
现代钻井系统组成
5.井控系统
防喷器产品
井
闸板防喷器 环形防喷器
口
防
分流器
旋转防喷器
喷
电缆防喷器 带压作业装置
器
防喷器可实现的功能：
组
1) 密封钻具
2) 强行起下钻
3) 悬挂钻具
三、钻进流程
设计
钻前准备
一开 钻
二开 进
三开
完井测试
油井完成
地质设计、工程设计
修路、平井场、打基础、 设备搬运及安装、准备井口
钻进、（测斜）、（测井）、 下表套固井、安装井口
一开 二开
钻进、（取心）、（测斜）、 （测井）、下技套固井、安装井口
三开
钻进、（取心）、（测斜）、（测井）、
（中途测试）、下油套固井、安装试油井口
1.动力系统
柴油机(黄色)直接驱动发电 机给钻井设备提供电能
电动机驱动泥浆泵工作 (顶部装置为发电机降温)
电力传输动力系统
现代钻井系统组成
1.动力系统
皮带传递动力带动 上部的泥浆泵工作
几台发动机的链条及 齿轮组装在金属盒内
机械传输动力系统
现代钻井系统组成
2.提升系统
不论钻井平台是以 电能还是机械传输动 力，目的都是为了钻 井，所以提升系统必 不可少。一般提升系 统由绞车、滚筒、井 架、天车、游车和钢 丝绳组成。
1
解
2
上开
提吊
套卡
管准
准备
备下
连入
接套
管
四、固井施工流程
固井施工→下套管
用液压大钳拧紧接头
连接好的套管入井