《工程钻探》复习提纲
绪论
1、钻探工程的基本过程
2个基本工2、钻进的3个基本作业、序、两项重要内容是什么？
3、什么是钻进规程？
4、钻探工程的应用范围和分类？
5、钻孔及其要素
6、根据孔深，钻孔可分为哪几类？
第一章钻进设备
1、什么是钻探设备？
6、钻机的作用？
7、钻探工艺要求钻机能完成的工序是？
8、回转式钻机的基本组成有那些？
9、回转器有哪几种方式？
10、要求回转器的结构与性能必需满足那些要求？
11、给进机构任务是？
12、给进机构其性能应满足那些工艺要求？
13、传动机构的任务是？
14、钻机的技术参数是什么的重要依据？
15、钻机的技术特性参数包括那些内容？
16、选用、评价钻机的原则有那些？
17、钻探对钻机的要求有那些？
18、泥浆泵在钻探工作中的作用？
19、钻探工作对泵的要求？
20、泵按工作原理分为哪几类？
21、往复式泵的主要优点？
22、岩心钻具的组成有哪些？钻杆柱的功用是什么？为了减少钻杆柱的磨损和侵蚀，在什么条件下，如何合理使用以延长钻杆柱的使用寿命？
第二章岩土的可钻性
1、什么是岩土的可钻性？岩土的可钻性及其分级极为重要，它是合理选择什么的依据，同
时也是制定钻探什么的基础和考核什么的依据。
2、在生产中，通常以什么来作为衡量岩土可钻性的指标？岩土的可钻性是个多变量函数，
它主要受哪些因素的影响？目前国内外评价岩土的可钻性有哪些方法？
3、钻头碎岩刃具与岩石作用的主要方式有哪些？
4、碎岩刃具有各种各样的形状，在研究时我们一般抽象为哪两种压头对岩石的作用？
5、布西涅司克的解其正应力δz可用a/z的函数来表达，请写出函数表达式及应力分布曲线？
6、轴向力和切向力共同作用下岩石的应力分布分哪几个区？碎岩工具对岩石的作用有哪些特点？
7、岩石变形破碎有哪几种方式？
8、平底圆柱型、球型、尖楔状切削具压入时的岩石变形破碎过程？
9、关于破碎岩石时消耗的能量与破碎产物的关系，黎金格尔定律和基尔别切夫定律？
10、常用哪些指标来衡量岩石破碎的效果？
第三章回转钻进
第一节硬质合金钻进
1、什么是硬质合金钻进？适用于哪些岩层？有哪些特点？
2、硬质合金钻进对塑性岩石来说，钻头切削具切入岩石的必要条件是什么？钻头切削具的
切入深度与钻压、切削具宽度、刃尖角及岩石的抗压强度成什么比例关系？对脆性岩石来说，回转切削过程的实质是什么？
3、在硬质合金钻进过程中，在碎岩的同时也伴随着切削具的磨损，切削具被磨损的程度由
哪些因素所决定？
4、如何计算切削具磨损的高度？
5、钻探用硬质合金切削具有哪些形状？形状的确定主要考虑哪些因素？
6、取心式硬质合金钻头的结构要素有哪些？硬质合金切削具在空白钻头上镶嵌形式有几
种？构成刃口有哪几个角度？
7、硬质合金切削具在钻头底面上有几种排列方式？硬质合金切削具在钻头底面上的排列形
式，应考虑哪些因素？
8、取心式硬质合金钻头分为哪几类？
9、硬合金钻进规程包括哪些？什么是最优钻进规程？强力钻进规程？特殊钻进规程？
10、如何确定最优的回次钻程时间？
11、不同地层的钻进特点有哪些？
第二节牙轮钻头钻进
1、牙轮钻头钻进的特点有哪些？
2、牙轮钻头的基本参数有哪些？
3、牙轮钻头的碎岩原理？
4、钻压、转速对牙轮钻进的影响是什么？
第三节金刚石钻进
1、金钢石钻进有哪些特点?
2、金刚石聚晶烧结体和金刚石复合片各有哪些特点？
3、金刚石的有哪些物理力学性质？
4、钻探对金刚石有哪些要求？
5、金刚石钻头破碎岩石机理是什么？
6、金刚石钻头有哪几部分组成？分为哪几类？
7、选择金刚石钻头的原则？
第四节钢粒钻进
1、钢粒钻进的特点有哪些？钢粒钻进的缺点和使用上的局限性？
2、钢粒钻进的碎岩方式有那些？
3、钢粒钻进的投砂方法有哪些？
第四章冲击及冲击回转钻进
1、什么是冲击回转钻进？它对哪些岩石有很好的效果？冲击回转钻进用钻头有哪些主要的类型？
第五章其它钻进方法
第六章钻孔冲洗及护壁堵漏
1、钻孔冲洗液的功用？钻探对冲洗液有哪些要求？钻孔冲洗方式有几种？
2、冲洗介质的种类及使用范围有哪些？
3、泥浆的功用？为保证钻探所钻地层的要求，经常对泥浆的哪些性能进行测定？（要求掌
握概念）
4、常用的泥浆处理剂可分为哪几类？在泥浆的化学处理中，无机处理剂起的作用有那些？有机处理剂在泥浆处理中的作用有那些？
5、钻井对造浆膨润土的要求有哪些？
6、什么是复杂地层？分为哪几类？复杂地层的地质成因有那些？
7、在钻进过程中如何对孔内复杂情况进行分析与判断？
8、孔壁岩层经常受哪几种力的影响？防塌泥浆的机理有哪些？
第七章岩矿心采取
1、钻探工程质量指标有哪些？岩矿心采取的质量指标有哪些？
2、岩矿心按采取难易的分类
3、常用的取心工具有哪些？
第八章钻孔弯曲与定向钻进
1、什么是钻孔弯曲？钻孔弯曲会带来哪些不良后果？
2、钻孔的空间位置三要素？钻孔弯曲的原因与规律（特别是地质规律）有哪些？
3、钻孔偏斜的危害性
4、钻孔弯曲必须进行效正，通常把钻孔轨迹绘制在什么平面上？测斜通常是按一定的测距
测量钻孔的——，然后计算各测点的——，画出——。
5、钻孔弯曲采用的计算方法有哪几种？
6、什么是定向钻进？定向钻孔分为哪几类？定向方法有哪些？定向钻孔施工工艺。
第九章水文钻探与成井工艺
1、什么是水文水井钻探？水文水井钻探的特点？水文孔的孔身结构包括哪些内容？综合起
来水文孔一般下哪几种套管以保证钻孔质量？
2、水文水井钻探常用哪些钻进方法？
3、成井工艺包括哪些工序？
4、过滤器有哪些类型？确定过滤器的主要尺寸有哪几个方面？
5、在井管安装前应作好哪些准备工作？
6、什么是止水？止水有哪几种？常用哪些材料？
7、洗井的目的是什么？洗井的方法有哪些？
第十章工程地质勘察钻探和工程施工钻
1、什么是工程地质勘查与工程施工钻探？工程地质钻探的目的有哪些？
2、工程地质孔的类型有哪些?
3、工程地质勘察钻进方法？工程地质常用的成孔方法？
《钻井工程》学习指南 一、课程性质与任务 课程名称 钻井工程 课程性质 《钻井工程》是石油工程专业三大主干专业课之一，是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程。 课程简介 《钻井工程》从钻井工程地质环境、钻进工具、钻井液、现代钻井技术、钻井控制技术、固井完井、钻井工程设计、特殊钻井作业及技术等多方面，系统讲述钻井工程涉及到的基本理论、基本计算、基本设计和现代主要钻井技术的基本工艺过程。 课程教学目的 培养创新型高素质石油工程专门人才，紧密结合专业特点，以传授现代钻井工程的基本理论与方法为主线，理论联系实际，与多种教学和训练方式相结合，通过整个《钻井工程》课程中的生产实习、课堂教学和实验、课程综合设计三个教学环节，再与最后的毕业设计相结合，使学生准确理解钻井工程中的基本概念，掌握钻井的基础知识、基本理论和主要工艺技术，并能够运用所学知识进行基本的计算、设计和综合性分析。达到能够运用所学知识从事工程施工、工程规划和设计、解决工程实际问题、从事科学研究的能力。使学生在工程实践能力方面达到“认识专业--有能力从事生产--有能力进行工程设计和规划生产--有能力进行科研攻关、解决工程或生产中存在的问题”四个层次的提高。 课程学习特点 课程学习主要通过课堂教学、室内实验、专题讲座、网络课件、生产实习、教具战士、网络录像片观看、现场专家讲座及自学多种途径完成。让学生认识钻井对象（地层和岩石）的特征及掌握特征描述的理论及方法、掌握钻井工程及工艺设计的理论基础及基本方法、掌握现代钻井技术的基本原理。利用网络等现代
教育技术的教学方法和教学手段，理论与实际工程相结合，注重突出钻井工程的基础理论以及实用技术讲授，形成实践课堂教学和创新型人才培养体系，从多视角传授知识，使课堂教学与现场参观相结合，便于学生理解和掌握。 课程学时 本课程的整体知识模块分为三个部分，按教学实施顺序分别为：生产实习-课堂教学及实验-综合课程设计。其中：认识实习3天；生产实习2周，主要在油田现场的实践教学基地进行；“课堂教学及实验”56学时（课堂教学50学时，实验4学时，上机2学时）；“综合课程设计”2周，主要在学校进行。 其中，课堂教学内容的知识讲授顺序及学时分配如下： 第一章钻井的工程地质条件（6学时，其中岩石力学实验2学时） 第二章钻进工具（6学时） 第三章钻井液（4学时） 第四章钻进参数优选（10学时，其中上机1学时） 第五章井眼轨道设计及轨迹控制（11学时，其中上机1学时） 第六章油气井压力控制（6学时） 第七章固井与完井（10学时，其中水泥实验2学时） 第八章其它钻井技术及作业（3学时） 二、各章学习指南 本课程是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程，用于培养学生走向工作岗位必需的基本能力。 第一章钻井的工程地质条件 内容简介 本章内容包括地下压力特性及岩石的工程力学性质两部分。 地下压力特性：地下各种压力的概念、异常高压地层成因、地层压力评价方法、地层破裂压力及预测方法； 岩石的工程力学性质：岩石的类型及结构特点、力学性质及影响因素分析、可钻性和研磨性等。 学习目标与要求 掌握地下各种压力的概念，包括静液压力、上覆岩层压力、基岩应力、地层
钻井工程理论与技术复习题 1. 静液压力由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。 2. 静液压力梯度的大小与液体中溶解的矿物或气体的浓度有关。 3.液柱的静液压力随液柱垂直高度的增加而增加 4．上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。 5.上覆岩层压力随深度增加而增大。 6.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。 7.异常高压超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。 异常低压低于正常地层静液压力的地层压力(Pp 第26卷 第5期2005年9月 石油学报 AC TA PETROL EI SIN ICA Vol.26 No.5Sept. 2005 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)“旋转导向钻井系统关键技术研究” (2003AA602013)和中国石油化工集团公司重大攻关项目(J P01005)联合资助。 作者简介:闫文辉,男,1965年9月生,1999年获西安石油学院硕士学位,现为西安石油大学副教授,硕士生导师,主要从事石油机械设计及设备 检测与故障诊断方面的教学和科研工作。E 2mail :ywh369@https://www.doczj.com/doc/a43052134.html, 文章编号:0253Ο2697(2005)05Ο0094Ο04 旋转导向钻井工具的研制原理 闫文辉 彭 勇 张绍槐 (西安石油大学机械工程学院 陕西西安 710065) 摘要:介绍了旋转导向钻井工具的工作原理及结构,指出了研制该工具的主要技术特点。旋转导向钻井工具主要由稳定平台单元、工作液控制分配单元和偏置执行机构单元3部分组成,其测试元件将测得的井眼参数通过短程通讯传输到随钻测量仪,再由随钻测量仪将信息传输到地面。同时,旋转导向钻井工具接收由地面发出的指令,并通过稳定平台单元调控工作液来控制分配单元中的上盘阀高压孔的位置。工作液控制分配单元将过滤后的泥浆依次分配到3个柱塞,给推板提供推靠动力,并使该推靠力的合力方向始终保持在上盘阀高压孔所对应的位置,在近钻头处形成拍打井壁的侧向力。通过对侧向力的大小、方向和拍打频率的调整,可直接控制该工具的导向状态。 关键词:旋转导向钻井工具;测试元件;导向控制;井眼参数;随钻测量中图分类号:TE82 文献标识码:A Mechanism of rotary steering drilling tool YAN Wen 2hui PEN G Y ong ZHAN G Shao 2huai (College of Mechanical Engineering ,X i πan S hi you Universit y ,X i πan 710065,China ) Abstract :The working principle and structure of a rotary steering drilling tool are introduced.The main technical properties of the tool are described.The tool mainly includes three parts :①unit of stabilization platform ;②unit for controlling and assigning work 2ing liquid ;③unit of Push 2the 2Bit working structure.The wellbore data can be transmitted to measurement while drilling (MWD )u 2nit f rom the test component in the tool through a short distance communication component and then transmitted to the instrument on ground by MWD unit.At the same time ,the receiver in the component receives the instruction f rom the instrument on ground ,and then control the high 2pressure hole located on the upper plate hose by controlling and assigning working liquid with a controller in the stabilization platform unit.The unit for controlling and assigning working liquid takes the filtered mud as the working liquid distribu 2ted in three mud pipes in turn.The mud provides the “pad ”with a motive force and maintains the direction of the join force on the position in accord with the high 2pressure hole on the upper valve all the time.Thus there will form a side force near the bit flapping the wall of the well.The adjustment of the size and direction of the side force acted on the wall and the flapping f requency could di 2rectly control the steering state of the drilling tool. K ey w ords :rotary steering drilling tool ;measurement unit ;steering control ;wellbore data ;measurement while drilling 旋转导向钻井技术是20世纪90年代初发展起来的一项自动化钻井新技术。国外钻井实践证明,在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术,既提高了钻井速度、减少了事故,也降低了钻井成本。国外目前主要有3种不同类型的旋转导向钻井系统,即:Auto Trak 旋转闭环钻井系统、Power Drive 调制式全旋转导向钻井系统和Geo 2Pilot 旋转导向自动钻井系统[1～8]。国内学者也对该 技术进行了介绍并开展了相关的研究工作[9～14]。胜利石油管理局与西安石油大学联合,研制和开发了具有自主知识产权的旋转导向钻井系统。该旋转导向钻 井技术主要包括井下旋转自动导向钻井系统、地面监控系统以及将上述两部分相结合的双向通讯技术[15]。笔者主要对井下旋转自动导向钻井系统中的旋转导向钻井工具进行了介绍。 1 旋转导向钻井工具工作原理 旋转导向钻井工具的最基本功能有2种:①导向功能;②稳斜或不导向功能。导向功能是指当需要向某一个井斜、方位导向时,可由稳定平台通过控制轴将上盘阀高压孔的中心即工具面角调整到与所需导向的井斜、方位相反的位置上,这时钻具沿所需的井斜及方位进行 深井钻井技术工艺探讨 深井钻井技术工艺探讨 摘要：钻井过程中，常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。 关键词：深井钻井技术工艺策略 在钻井过程中，常常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。 一、深井钻井所存在的问题分析 深井钻井要穿过多套地层，这些地层跨越的地质时代较多、变化较大，相应的地质条件错综复杂，同一井段可能包括压力梯度相差较大的地层压力体系和复杂地层等，施工时一口井中需要预防和处理几种不同性质的井下复杂情况。再加上深部地层高温、高压、高地层应力等，会使井下复杂的严重程度和处理复杂的难度大大加剧。就目前我国的钻井技术水平来说，钻深井存在的技术问题主要以下几个方面： 钻井的主要装备性能差、比较陈旧，和国外的先进装备相比落后的太远了。上部大尺寸井眼和深部井段提高钻井速度是一大难题。多层套管时，深部井段小井眼的钻井速度问题。减小技术套管磨损和破裂后处理问题。防斜打直技术。深井固井质量问题。井漏、井涌、井塌、缩径等复杂情况的预防和处理。深井定向井、水平井钻井技术。深井钻井液现有体系中的包被剂抗温问题、高温稳定剂的复配问题、 1、磨锐式硬质合金钻头：指具有刃尖角的硬质合金切削具在钻进过程中被岩层不断磨钝,接触面增加,再次使用时需要重新修磨变锐,这类钻头称为磨锐式钻头。 2、自磨式硬质合金钻头：是指硬质合金切削具在钻进过程中虽经磨损,而接触面保持不变的钻头。 3、钻进规程：为提高钻进效率、降低成本、保证质量所采取的技术措施，通常指可由操作者人为改变的参数组合。 4、优质钻进规程：（最优规程）当地质技术条件和钻进方法已确定时，在保证钻孔质量指标（钻孔方向、岩矿心采取率等）的前提下，为获取最高钻速或最低每米钻进成本而选择的钻进参数搭配叫做最优规程。 5、强力钻进规程：（合理钻进规程）在给定的技术装备条件下，当钻进规程参数的选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻机的转速达不到要求，钻具强度不够，冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量指标的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。 6、专用规程：为完成特种取心，矫正孔斜，进行定向钻进等任务所采用的参数搭配称之。 7、表镶金刚石钻头：将较大颗粒金刚石以一定的排列形式单层固嵌在钻头工作表面上的钻头。 8、孕镶金刚石钻头：较小颗粒金刚石埋藏于胎体中能实现“自锐”（自磨出刃）的钻头。 9、孕镶金刚石钻头的100%浓度：当金刚石的体积占胎体工作层体积的1/4时，其浓度即为100%浓度。 10、阀式正作用液动冲击器：它以液体压力推动冲锤下行进行冲击，而以弹簧力作用恢复其原位，故称之为正作用液动冲击器。 11、阀式反作用液动冲击器：它是利用高压液流的压力推动冲锤活塞上行，并压缩工作弹簧储存能量，经弹簧释能而作功。 12、阀式双作用冲击器：它的冲锤活塞正冲程和反冲程均由液体压力推动。 无阀射流式冲击器（无阀的还有射吸冲击器）：射流式冲击器是我国独创的一种采用双稳射流元件作为控制机构的新型钻具。 13、最优冲击间隔：使两次冲击间的岩脊能被全部剪崩或切削掉的最大间隔，一个回次：从往孔内下放钻具到钻进到从孔内提起钻具称之为生产循环中的一个回次。 14、岩石的研磨性：指在岩石与钻头接触的表面上，岩石和岩屑对钻头的磨损作用。（岩石磨损工具的能力） 15、岩石的各向异性：指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性，具体表现在它的强度及变形特性等各方面。 16、岩石的塑性：岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。 17、岩石的硬度：岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。 18、岩石破碎的三种方式：表层破碎、疲劳破碎、体积破碎 19、岩石的强度：固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。 钻探工程考试重点 1.试叙述钻探方法的种类。 A 根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心(无岩心、无心、全面)钻探。 B 根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应类型。 C 根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。 D 根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、海)钻探、地下坑道钻探。 E 根据钻孔布置方法分类——丛状钻探、多井筒钻探、多孔底钻探 F 根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压（200~250MP ａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示 G 根据钻进使用的冲洗液分类 ◆ 清水钻进； ◆ 乳化液钻进； ◆ 泥浆钻进(含加重泥浆)； ◆ 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； ◆ 空气钻进； ◆ 泡沫钻进； ◆ 雾化钻进； ◆ 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失) 2.为何大直径灌注桩需使用反循环成孔？（10分） 反循环：泥浆由孔口进入，利用泵吸、气举等措施抽吸泥浆，泥浆携带钻渣由钻杆上升进入泥浆池 反循环本身所具有的特点，给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。 3.试比较液动冲击钻进与风动冲击钻进的特点？ 液动冲击器与气动冲击器的比较 冲击钻进 手动冲击钻进 机械冲击钻进 冲击器钻进 钻机钻进 液动冲击器钻进 风动冲击器钻进 回转钻进 手动回转钻进 机械回转钻进 深井回转钻进 硬质合金钻进 钻粒钻进 金刚石钻进 螺旋钻进 震动钻进 转盘钻进 井底发动机钻进 涡轮钻进 螺杆钻进 电钻进 其它 冲击回转钻进 图1.5 机械破碎岩石的钻探方法分类 Φ178旋转导向钻井工具机械结构设计 摘要:旋转导向钻井技术是石油工业工程技术领域的关键技术之一，得到了石油钻井工程界的极大关注，发挥着越来越重要的作用，主要应用于水平井、大位移井、超深井、三维多目标井等复杂结构的井作业。本文综述了旋转导向钻井工具的国内外现状，闸明了在我国发展旋转导向钻井技术的重要性和必要性，介绍了它的工作原理及结构组成，指出了研制该工具的主要技术特点。调制式旋转导向钻井工具的导向执行机构是靠内外泥浆液压力差驱动的原理来实现的，这是旋转导向钻井工具能否正常工作的关键。所以，对其液压盘阀分配系统进行分析计算，及其在井下不同工况下所受的力进行分析计算。分析了旋转导向钻井系统的井下钻井工具系的偏置方式和导向方式，完成了导向执行机构机械部分的设计。 关键词:旋转导向钻井工具；机械结构设计；压力差； Φ178 Rotary Steerable Drilling Tool Mechanical Structure Design Abstract:In many oil industry engineering filed key technologies,rotary steerable drilling technology is one that has been paid much attention to in recent years and exhibits more and more importance in oil drilling industry, mainly used in horizontal well,extended reach well,ultra-deep well ,3D multi-target well the complex structure of multi-lateral wells in wells operating. This paper reviews the domestic and international drilling tool status, illustrates the development of rotary steerable drilling technology of the importance and necessity to introduce the working principle and its composition, that the development of the main technical features of the tool. Modulated rotary steerable drilling tool driven by the executing agency is the pressure difference between inside and outside the mud fluid-driven principles to achieve, which is whether the drilling tool to work the key. Therefore,its hydraulic disc distribution system analysis and calculation, and its different working conditions in underground analyzing and calculating the force. Analysis of downhole rotary steerable drilling tool drilling system orientation bias way. Complete guide the design of mechanical parts of the implementing agencies. Key words: Rotary steering drilling tool；Mechanical parts design；Pressure difference 关于石油钻井技术现状探讨 发表时间：2019-01-17T15:31:03.597Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：王飞 [导读] 应立足自身优势，结合我国石油资源的现状，注重自主知识产权的保护，实现我国石油钻井工程技术的可持续发展。 陕西煤田地质油气钻采有限公司陕西西安 710054 摘要：随着科学技术的发展，我国石油钻井工程技术水平也不断提高。由于石油钻井工程是一项复杂的系统性工程，如何选取合适的钻井工艺和钻井技术非常重要。本文主要从我国石油钻井工程的发展历程出发，分析我国石油钻井工程技术的发展现状，结合国际石油钻井工程技术的特点，展望我国石油钻井工程技术的未来发展情况。 关键词：石油钻井技术；发展现状；方案；发展趋势 引言 石油是一种比较珍稀的不可再生资源，在我国的经济建设以及社会发展的过程中，石油发挥了不可替代的作用，但是石油钻井工程是一项相对复杂的工程，在开采过程中，务必要做到相对谨慎，以确保最大可能的减少对油气资源的破坏。在进行油气资源勘探过程中，相关勘探技术人员必须对油气层的地质情况有一个比较清楚的了解，之后再利用各类技术手段对地下油气资源构造进行勘探，对地下油气田的含油气情况以及储量进行估算，最后再由石油开采工作人员将地底的油气资源从地下有效开采出来。因此，石油钻井技术的发展有助于石油的勘探工作的进行，对于增强我国工业水平的，提高我国经济水平以及提升我国综合国力有着十分重要的意义。 一、石油钻井技术发展现状 1、机械装备 伴随着我国科技技术的不断发展，我国石油行业的勘探技术也呈现了不断增长的趋势，当前石油钻井装备在不断更新换代，并且我国科研能力的提升也让石油钻井装备逐渐国产化，这些年来，我国石油钻井设备也开始向国外学习，或是引用先进的钻井设备如电动钻机或电动钻井泵等。我国现在在石油开采中已经熟练掌握了钻井设备的运用，随着自主研发力度的不断增强，我国在大型钻井和相应配套设备上也开始走上了世界先进水平，并且，一些气体钻井设备以及井下操作设备都已经逐渐用上了国产设备，实现了国产化。 2、井下自动化技术 伴随着科学技术的不断发展，我国当前已经掌握了很多井下自动化技术，比如深度测量、能源信息传输以及安全控制等技术，随着我国石油钻井工程技术的不断提升，以及我国石油工程行业对技术提升需求的不断增长，我国油气勘探开采行业中使用井下测量和传输的地位越来越凸显，井下自动化开采技术将成为未来我国石油钻井技术的核心。我国已经随着辛苦的自主研发攻破了许多技术难题，并且现在已经成功拥有了有线和无线两种钻井测量仪，以及电磁波勘探技术，在不断克服技术难题的同时，我国拥有了自动化钻井技术的知识产权，也是现在世界上第三个运用CGDS―1近钻头的先进石油勘测开采国家。 3、石油深井以及超深井钻井技术 随着石油的不断开采，石油已经从浅层开采转向深层开采，这就对石油深井和超深井钻探技术提出了有要求，因此我国在这方面的科研技术支持及投入较大，并经过多年的研发实践，同样取得了重大突破。仅截止到2008年我国就完成了近三百口井，其绝大部分都是以深井和超深井为主，随后，我国更是加大了深井和超深井钻探技术发展的支持力度，对其技术的应用频次也愈加提高，在技术层面同样取得了有效的提升。 二、促进我国石油钻井技术提高的方案 1、结合国外先进技术，加快自主研发技术 当前我国的科技水平与科研力量还比较薄弱，同发达国家相比我国还存在着一定差距，因此我们应当借鉴国外的一些先进技术以及经验成果，学习和消化国外的先进技术，然后努力加快我国石油钻井技术的发展。通过对国外先进的水平井钻井技术进行研究和分析，可将其运用于大多数类型的油气田开采的技术特点，促进我国对这种技术的研究，使得该项石油钻井技术的应用范围得到扩大。另外，学习和研究国外可以测量钻井斜度的技术，通过灵活运用，以解决我国的井斜问题，使得钻井机械的钻井速度得到提升，钻井效率得到提高。同时，要借鉴国外技术，加强我国技术研发力度，降低复杂情况下油井开采难度，增加油井的开采效率。 2、培养专业的钻井技术人才 由于技术人员安全意识以及专业素质不高，极易造成安全事故，所以务必要加强对石油钻井技术人员的安全教育以及专业技能培训工作，使得技术人员的安全施工知识得到提高，安全生产意识得到增强。专业技术人才是实施油井开采工作的关键，是促进钻井技术创新的重要力量，因此对钻井技术的研究加大资金的投入，培养一批具备专业技术知识且具备安全意识的钻井技术人员具有十分重要的意义。技术人员需要转变原先的错误观念，借鉴国外的先进技术，学习新知识新理论，在旧的技术上善于突破与创新，提出新的想法和思路，然后结合我国的石油钻井方面的专业技术知识，以不断促进我国石油钻井技术的革新。 三、石油钻井工程技术的发展方向 1、随钻测量与风险控制 在当前石油钻井工程技术的发展过程中，随钻测量和风险控制对于钻井技术的发展是非常重要的，随钻测量技术作为钻井技术的基础，能够充分收集井下信息，对于地质情况作出分析，并将信息从后期研究转成实时研究，然后从中提取出压力数据来。在经历技术的不断发展后，钻井工程对于套管下井深度已经可以准确测量，并能让钻井液保持最合理的密度，大大提升了钻井平台以及各个设备之间的运作效率，有效控制了石油钻井工程过程中的各种风险，降低了钻井工程的成本。除此之外，我们要充分认识到钻井工程开展过程中可能会存在的各种风险，主要有以下几个方面：第一，井下情况，比如可能遇到的崩塌、倾斜、跑漏等情况，第二，井下可以能遇到的各种事故，比如卡、断裂，以及喷涌的情况，不论哪种井下风险出现，都会造成经济损失和平台安全性没有保障，因此控制井下风险，对于减少钻井费用、缩短钻井周期有十分积极的作用。 2、石油钻井技术的智能化 石油钻井技术的智能化，即工作人员能够通过操作设备完成钻井工作，在设备操作室根据设备的相关操作流程完成钻井操作，不用通 海洋钻井工程复习参考题 一、海洋钻井工艺技术 1、泥线支撑器和泥线悬挂器的区别？ 2、水下井口装置的组成和作用？ 3、隔水管的主要功能？ 4、半潜式或钻井船浮动式平台的海洋钻井作业程序？ 5、海上地层破裂压力特点？ 6、海上发生井喷的危害？ 二、钻井液 1、名词解释：瞬时滤失、动滤失、静滤失、井塌、完井液、 2、简述钻井液的功能。 3、解释静切力、动切力、表观粘度和塑性粘度的物理意义。 4、简述引起井壁不稳定的原因。 5、降滤失剂的降滤失机理？ 6、钻井液固相含量对钻速有何影响？ 7、固相控制设备有几种以及各自的使用范围？ 8、引起井壁不稳定的因素有哪些？ 9、引起油气储层损害的主要原因是什么？如何预防？ 10、海洋钻井液主要有那些特点？ （1）海水钻井液：海水取样分析、配浆需要抗盐的粘土、处理剂能在海水中起作用。 （2）钻井液环保要求高：钻井液满足海洋环保要求，低毒性、对环境友好、可生物降解。 （3）深海条件下低温对钻井液性能的影响：泥浆粘度增高、进入泥浆中的气体发生霜冻，生成气体水合物。 （4）固相控制要求高 11、双梯度钻井的原理？有何优点？ 双梯度钻井技术优点： （1）破裂压力和孔隙压力间“密度窗口”增大,减小井涌和井漏事故,节省处理钻井事故时间和成本 （2）减少套管层数,节省套管及下套管时间和固井时间,缩短建井周期。 （3）解决了泥浆在隔水导管内返速过低和岩屑携带困难问题。 （4）降低对钻井平台和钻机等钻井装备的要求，可以用更小、更便宜的钻井设备钻更深的深水井。 （6）减少泥浆用量,降低成本。 双梯度钻井技术类型： 三、固井与完井 1、名词解释：井身结构、抽吸压力系数、激动压力系数、水泥浆稠化时间、前置液、裸眼完井、射孔完井。 2、井身结构设计原则？ 3、套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？ 4、何谓双向应力椭圆？何时考虑双向应力？ 5、油井水泥的主要成分？油井水泥的水化过程？ 6、固井质量的基本要求？ 7、前置液体系的作用？ 8、提高固井质量的技术措施？ 9、海洋固井工艺？ 10、油井完井有几种方法？各有何特点？ 《钻井工程》期末复习题 一、判断题。 1.随着岩石围压的增大，岩石表现为由塑性向脆性转变。 ( ) 2.对塑性岩石，塑性系数等于１。 ( ) 3.金刚石材料钻头抗冲击性能好。 ( ) 4.方钻杆上端与水龙头连接部位的丝扣为正扣。 ( ) 5.钻井液密度不能过高，也不能过低。为提高钻速，在地层许可的情况下，应尽可能使用低密度钻井液。 ( ) 6.滤饼渗透性是影响钻井液静滤失量的主要因素。 ( ) 7.转速提高，钻头工作刃与岩石接触时间缩短，每次接触时的岩石破碎深度增加。 ( ) 8.目前在油田使用的磁性测斜仪以地球的地理北极为基准。 ( ) 9.一般来说，垂直地层层面方向可钻性高，平行于层面方向可钻性低。 ( ) 10.气侵关井后，关井套压不一定大于关井立压。 ( ) 11.井斜角越小方位越不稳定。 ( ) 12.所谓井眼轨道就是指实钻井眼轴线形状。 ( ) 13.地层的埋藏深度越深，岩石的密度越大，孔隙度越小，上覆岩层压力越小。 ( ) 14.钻井液密度的确定要根据地层压力并考虑井眼的稳定附加一定的安全值。( ) 15.泵压是克服循环系统中摩擦损失所需的压力。 ( ) 16.抽吸压力使井底压力减小。 ( ) 17.静液压力的大小与井眼的尺寸有关。 ( ) 18.声波测井是较普遍用于评价地层压力的一种电阻率测井方法。 ( ) 19.在钻井泵克服这个流动阻力推动钻井液向上流动时，井壁和井底也承受了该流动阻力，因此，井底压力增加。 ( ) 20.钻井液在环空中上返速度越大、井越深、井眼越不规则、环空间隙越小，且钻井液密度、切力越高，则环空流动阻力越大；反之，则环空流动阻力越小。 ( ) 21.若能尽早地发现溢流，则硬关井产生的“水击效应”就较弱，也可以使用硬关井。( ) 22.欠平衡钻井不仅能解决复杂的勘探开发问题，而且能及时发现和有效地保护油气层，是解决高压、高渗、高产能油气资源的一种有效的技术，也是提高产量，降低成本，提高勘探开发综合效益的技术。 ( ) 23.起钻不按规定及时灌注钻井液是造成井喷的直接原因之一。 ( ) 24.多分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼（一级井眼），不能再从一级井眼中钻出子井眼的钻井方式。（）25.小井眼井可以定义为为了降低钻井成本，钻井时90%以上的井段用小于Φ177.8钻头钻成所形成的比常规井径更小的井眼。（） 现代石油钻井工程技术探讨 摘要随着经济的发展，我国科学技术水平有了明显提升，大部分企业开始引进采用先进的生产技术和设备，进行石油钻井开采工作，可是，钻井工程是一项复杂性、系统性的生产活动，如何采用合理的钻井工艺，适用的钻井技术和完井方法是当前企业发展面临的主要难题。本文阐述了我国目前石油钻井工程技术的发展历程和现状，分析了国内和国际钻井技术的差距及发展趋势，并对钻井技术的可持续发展做出了展望。 关键词钻井技术；生产技术；石油钻井 石油作为重要的能源和战略物资，影响着国计民生和国防安全。中华人民共和国成立以来，我国的石油工业不断发展壮大，逐渐成为我国国民经济的支柱产业，为新中国的经济发展和小康社会建设做出了巨大贡献。钻井工程作为石油工业的龙头，是油气勘探开发的主要方式，钻井工程的实施对油气勘探开发的成败起着决定性作用。 1 我国石油钻井工程技术的发展现状 1.1 水平钻井技术的特点以及应用现状 水平钻井技术采用了先进随钻测量仪器以及特殊的井底动力工具，钻成井斜角保持在87度以上，是一种定向钻井技术。当前，我国是第三个掌握这项技术的国家，该技术在国内应用的时间比较早，经过不断的改进和发展，现已经形成了钻具稳平、多开转盘、上下调整等技术特点。钻具稳平重点强调的是钻具的稳定能力，主要在于钻具的选型和组合设计，使用多开转盘是为了减少摩擦阻力，提高机械钻速，通常水平段开钻盘的进尺应控制在总进尺的75%以上。上下调整指的是对铅锤位置与并斜角的调整，注意短起指的是短程起钻，主要是为了保证井壁的质量。运用水平井钻井技术，能够实现动态监控，对已钻井段进行计算，钻具组合的定向和导向状态进行评价，以及分析调整钻井眼。 1.2 大位移井钻技术的特点及应用现状 大位移井钻井在目前属于高精尖的钻井工艺，是一项结合水平井和定位井技术的综合系统工程，该技术存在很多技术难点，随着大位移井钻设计理论的不断优化，国产化配套技术的不断发展，已经掌握了相关的研究方法，存在的技术难点也被相继攻克，现阶段国内浅海区域的油田对该项技术的应用已经成熟，而且取得了很好的经济效益。 1.3 地质导向钻井技术的特点及应用现状 导向工具结合地质导向仪器便形成了地质导向钻井技术，实际上，它是在导向钻井技术的基础上发展起来的，通过将测井和钻井技术工程结合到一起，达到 目录：石油世界 浏览字体：大中小1钻井知识 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。 钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法； 钻井工程》综合复习资料 一、判断题(正确者填T,错误者填F,每题1分) 1 、地层破裂压力梯度一般随地层埋藏深度的增加而增大。( ) 2、在正常压力层段，d c指数随井深的增加呈逐渐减小的趋势。() 3、铣齿牙轮钻头牙齿的磨损速度随牙齿磨损量的增大而减小。( ) 4、钻头压降主要用于克服喷嘴对钻井液的流动阻力。( ) 5、在二维定向井设计轨道上, 某点的水平位移和水平投影长度是相等的。( ) 6、井斜角越大, 井眼曲率也就越大。( ) 7、真方位角( 以地球北极为基准) 等于磁方位角加上东磁偏角。( ) 8、造斜工具用于改变井眼斜度, 但不能用来改变井眼方位。( ) 9、地层流体大量侵入井眼, 将导致钻井液返出量增加, 泥浆罐液面升高。( ) 10、在轴向拉力的作用下, 套管的抗挤强度增大。( ) 11、紊流顶替水泥浆的效率比层流顶替的效率高。( ) 12、采用裸眼完井方法能够避免水泥浆对产层的损害。( ) 13、射孔完井是使用最多的完井方式。( ) 14、岩心收获率与岩心直径有关, 岩心直径大有利于提高岩心收获率。( ) 15、钻井液的n、k 值是宾汉流型的流变参数。( ) 16、控制钻井液滤失量的最好方法是减小压差。( ) 17、在相同的泵压水平下, 采用大尺寸钻杆, 能够降低循环压耗, 提高钻头压降。( ) 18、在钟摆钻具组合中, 扶正器的主要作用增大钻柱刚度, 提高其抗弯能力。( ) 19、关井立管压力等于地层压力与钻柱内钻井液液柱压力之差。( ) 20、用等安全系数发设计套管柱时, 不考虑钻井液浮力的减轻作用。( ) 21 ?用dc指数法检测地层压力时没有考虑到水力因素的影响 22 ?牙轮钻头的复锥目的是为了使牙轮钻头产生轴向滑动剪切掉齿圈间岩石。（） 23. 压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。（） 关于石油勘探钻井技术的研究分析 摘要:本文从深层石油储层的相关概念谈起，然后系统的分析了我国深层石油储层油气富集区勘探的注意事项及相应技术难点的 解决方案，紧接着就我国深层石油储层的勘探钻井技术进行了详细的说明，并对我国深层石油储层勘探钻井技术的发展前景进行了展望。 关键词:石油勘探；钻井技术 abstract: this article from the deep oil reservoir related concepts about, then system analysis of our deep oil reservoir fujiou attention of oil and gas exploration and the corresponding solutions to technical difficulties, and then deep oil reservoir in our country the exploration drilling technology makes a detailed instruction, and the deep reservoir exploration in china oil drilling technology development prospect. keywords: oil exploration; drilling technology 1石油储层的概述 为了更好的使读者能够对深层石油储层有一个全面的认识，以下将从深层石油储层的定义、深层石油储层的类型这二个方面来对深层石油储层作概要性说明。 1.1 深层石油储层的定义 钻井工程 绪论 第一节钻井概述 一、钻井的概念 钻井：利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼（井眼）的过程。 二、钻井的分类 （一）按目的分类 1.探井：为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相应性质等方面资料而钻的井。 （1）区域探井：为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储盖组合，并为物探解释提供参数而钻的探井。 （2）预探井：在确定含油气有利构造的基础上，以发现油气藏为目的而钻的探井。 （3）详探井：在已发现油气构造上，为探明含油气的面积和储量，了解油气层产能为目的而钻的探井。 2.开发井：以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。 （1）生产井：为完成产能任务和生产油、气所钻的井。 （2）注入井：为提高油、气井生产能力所钻的井。（用于注水所钻的井为注水井，用于注气所钻的井为注气井。） （二）按几何形状不同分类 1.直井：井口与井底在同一条铅垂线上。 2.定向井：井口与井底不在同一条铅垂线上。 （1）普通定向井：一个井场内仅钻1口最大井斜角小于60°的定向井。 （2）大斜度井：最大井斜角在60°～80°范围内的定向井。 （3）水平井：最大井斜角大于或等于86°，并保持这种井斜角钻完一定长度井段的井。 （4）大位移井：水平位移/垂深>=2的定向井或水平井（或测深/垂深>= 2的定向井或水平井）。 （5）丛式井：在一个井场（海洋平台）上有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。 （6）多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 （三）按井深不同分类 1.浅井：H<2500m。 2.中深井：2500旋转导向钻井工具的研制原理
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