控压钻井技术
控压钻井技术
国际钻井承包商欠平衡、控压钻井委员会（IADC UBD&MPD Committee）2003年给出了控压钻井技术的定义：控压钻井是一种自适应的钻井工艺，可以精确控制全井筒环空压力剖面，确保钻井过程中保持“不漏、不喷”的状态，即井眼始终处于安全密度窗口内。之后，国际钻井承包商协会又进一步将控压钻井技术分成两大类别：主动控压钻井技术和被动控压钻井技术。主动控压钻井技术是在钻前设计时融入控压钻井技术的理念，包括井身结构设计、钻井液设计和套管程序设计，从而达到精确控制井筒压力剖面的目的。被动控压钻井技术指使用一些设备如旋转控制头、节流阀和钻杆浮阀等，安全有效地处理井下事故。早期的控压钻井井底压力控制精度在0.35MPa以内，目前控制精度可高达0.1MPa，即基本实现井底压力的恒定。严格来讲，所有井都需要控制压力，都需要实施控压钻井，因为钻井的过程就是利用井筒流体压力（静止压力、动态压力等）来应对地层压力（孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力等）从而实现井内压力系统的某种平衡（近平衡、欠平衡、过平衡等）。钻井过程中的“卡、塌、漏、喷”几乎都跟井底压力有关，因此控压钻井并不是一个新名词，但随着钻井技术的发展，控压钻井被赋予了新的含义，突出体现在“有目的”和“精确控制”，控压钻井的本质就是确定井底压力界限，从而利用多种工具和技术有效控制相应的环空压力剖面以降低窄密度窗口条件下钻进时的风险与成本。
现代控压钻井技术是在欠平衡钻井和气体钻井基础上发展起来的钻井新技术。这三项技术有共同的特点，即都需要使用旋转防喷器、气体处理装置、节流管汇、单流阀等特殊设备。欠平衡钻井主要是为发现和保护储层、减少储层钻井问题、减小对储层的伤害、实现钻井过程中对油藏特性的优化等；气体钻井主要目的是钻井提速，大幅度提高难钻地层的钻井速度；控压钻井主要是为减少钻井过程中的复杂，通过降低大量钻井液的漏失和降低钻井相关的非生产时效等提高钻井经济性。三项技术有交叉，如欠平衡钻井也可以实现提速，气体钻井也可以实现储层保护，控压钻井即可以实现提速也可以实现储层保护等。欠平衡和气体钻井在钻井过程中井筒流体当量泥浆密度低于地层孔隙压力，而控压钻井在钻井过程中井筒当量泥浆密度大于或等于地层孔隙压力。换言之，欠平衡钻井和气体钻井是“欠平衡”，而控压钻井实质上是一种“微过平衡”。
控压钻井技术擅长应对高难度井
与传统过平衡钻井技术相比，控压钻井技术有更多、更有效、更迅速的手段和方法实现对井筒环空压力的控制，实现井底压力的相对不变。与欠平衡钻井技术相比，控压钻井技术是以解决钻井复杂事故为其基本出发点，采用微过平衡方式钻进，钻井过程中不诱导地层流体涌出，但能通过适当工艺设备安全、有效地处理操作中伴随涌入井筒的流体。过去在井口敞开情况下，靠改变泥浆密度调节井底压力，目前利用动态压力控制系统可以通过回压泵、节流阀系统让泥浆形成闭路循环，随时控制井底压力，达到平衡压力钻井。在含酸性有毒气体地层、井壁不稳定地层、漏失压力接近孔隙压力的地层等，控压钻井显示出比欠平衡钻井独特的优越性。
控压钻井工艺采用一系列的设备和技术，通过主动控制环空水力压力剖面，以消除或者降低与井下窄密度窗口环境相关的作业风险和费用。
控压钻井技术主要用于钻进窄密度窗口地层（高温高压井、海上深井等）、钻进衰竭性地层、开发成熟储层、保护易破碎地层，达到安全、高效、快速钻井的目的，减少套管使用，降低井漏和井涌风险，消除地层的呼吸效应，提高储层产量等。
目前控压钻井主要用于一些高难度井，如高温高压井、含酸性有毒气体的碳酸盐岩裂缝性地层、海洋窄密度窗口井，以及以前采用常规方法所无法钻达设计井深的井等。
国内控压钻井技术即将商业应用
正如欠平衡钻井和气体钻井一样，控压钻井不是一项单一的技术，而是一个技术系列，包括动态压力控制系统（DAPC）、井口连续循环系统（CCS）、降低当量泥浆循环密度的工
具（ECD RT）、微流量控制系统（MFC）、泥浆帽钻井（MCD）、加压泥浆帽钻井（PMCD）、双梯度钻井（DGD）、泥浆密度窗口扩大技术等，目前这些系统在油田都得到了成功应用。其中动态压力控制系统、微流量系统、泥浆帽钻井、加压泥浆帽钻井、双梯度钻井等已经得到商业化推广，其它技术正在进行现场试验。由于其它控压钻井技术的局限性，本文主要介绍目前国际上发展迅速、有广阔应用前景的动态压力控制系统和微流量控制系统。
控压钻井的概念最早由Weatherford公司提出，称之为“CPD(Controlled Pressure Drilling）”，不是目前的“Managed Pressure Drilling”。包含了欠平衡钻井、气体钻井和控压钻井（MPD）。随着技术的不断发展，尤其是IADC的定义，MPD逐步取代了CPD，为大家所接受。目前国际上对控压钻井研究很多，形成商业化产品、能够进行现场施工服务的主要有Halliburton公司的动态压力控制系统（DAPC精细控压钻井系统）、Weatherford公司
的Secure Drilling系统（精细流量控制系统）和Schlumberger公司的自动节流控压钻井系统（另有文章重点介绍这三项产品）。
国内许多地方存在适合控压钻井应用的地层，塔里木塔中、库车山前，新疆南缘山前，四川山前和高含硫化氢地区，青海山前地区，渤海湾地区等，这些地区普遍存在着窄密度窗口的安全钻井问题。目前中石油钻井院、川庆钻探公司、西部钻探公司等都在开展控压钻井技术的攻关，许多关键技术已经取得突破，预期在近两年内会进入现场试验阶段，整体提高我国的钻井技术水平，降低非生产时间，提升我国的钻井竞争力。
控压钻井分为常规控压钻井和精细控压钻井，塔里木油田近两年在塔中地区开展了精细控压钻水平井的实验，大大减少了井漏复杂并且延长了水平井水平段长度，其关键设备有PWD（随钻环空压力检测）、自动节流管汇、回压泵系统及控压钻井软件等，都是国外的技术，威德福或哈利伯顿，西部钻探钻研院仿制的精细控压钻井在新疆油田沙门011井2010年试验初步成功。
其实光靠控制井底压力与地层压力保持高度相近并不能解决溢漏问题，只能够实时调节井底压力来减弱影响。尤其像塔中，进入产层气窜入泥浆。只能减弱漏的程度。最好是在微漏的状态下继续钻进。个人认为精细控压结合调整好泥浆性能，比如造壁性好，高粘的泥浆。
控压钻井技术、设备与应用 在大多数钻井作业中，大量经费用于解决钻井相关的问题，包括卡钻、井漏和过高的泥浆成本。为了降低这类问题所引起的非生产时间（NPT）百分比，其目的是控制环空压力损失，特别是在因孔隙压力和破裂压力梯度太靠近而被称为窄安全密度窗口，如果我们能够解决这个问题，钻探井花费将下降，从而使以前认为难以钻进的窄安全密度窗口井也可以实现钻井。控压钻井（MPD）是一种新技术，它通过控制环空压力损失使我们能够克服这些类型的钻井问题。由于石油行业对这项技术了解程度还不够深入，文章讲述了控压钻井技术原理，并着重描述在钻井中应用的巨大优势。 标签：控压钻井（MPD）；恒定井底压力（CBHP）；压泥浆帽钻井（PMCD）；双梯度（DG）；返出流量控制（RFC） 1 简介 1.1 简介 世界能源需求在不断增加以满足发展中国家对能源的需要。日益增长的能源消耗，迫使科学家和工程师们去发现另一种能源获取的新方法，或寻找更好的方法以更高效率的获取我们已使用多年的能源。 世界上现有的大部分剩余油气资源将比过去更难开采。事实上，很多人认为容易开采部分的能源已经被开采。随着石油价格的飙升，生产井的安全钻井和成本控制效益尤为重要。 考虑到所有的这些问题，MPD现在应该被视为一种技术，它可以通过减少与传统海上钻井有关的过度钻井相关费用，以显著增长钻井效益。由于NPT（非生产时间）成本对海上钻井具有更大的经济影响，海底环境是这项技术潜力最大化行业环境。 此外，作为MPD的主要优势，减少钻井相关的非生产时间，使在技术上和经济上较常规方法更具钻探前景，这将不可避免的借助目前MPD在几个条件和环境中所呈现出的优点。许多钻井决策者的规避风险心理导致该行业在接受新技术方面已经落后其他行业。 至目前为止，正如那些在陆地上和海上已经首次应用MPD的公司所期望，这些应用大多有最具挑战性和以其他方式不可替代的优势，即替代传统邻钻井失败或严重超预算的应用前景。 1.2 基本概念的定义 1.2.1 地层孔隙压力
第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况
（表一）
10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制
5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL
高压气井动态控压固井新技术及应用 发表时间：2018-11-14T20:39:03.023Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：陈婉怡 [导读] 摘要：钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础，但是由于地质条件可预知性差，特别是在窄安全密度窗口地层中，钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动，导致井漏、井涌等问题，增加非生产时间，导致勘探开发费用大幅度提高。 中海油田服务股份有限公司天津 300459 摘要：钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础，但是由于地质条件可预知性差，特别是在窄安全密度窗口地层中，钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动，导致井漏、井涌等问题，增加非生产时间，导致勘探开发费用大幅度提高。常规的钻井工艺过程中，主要通过改变钻井液密度实现环空压力的控制，但该处理措施一般耗时较长，容易使复杂情况恶化，而且需要额外的钻井液添加剂，增加了作业成本；另外，在窄密度窗口地层（如裂缝性漏失地层）中钻进时，安全钻井液密度窗口往往不到0.02g/cm3，而环空循环摩阻通常在0.03-0.15g/cm3之间，因此极易发生开泵漏失、停泵溢流的复杂情况。为此，文章对高压气井动态控压固井新技术及应用方面进行分析，具有重要的现实意义。 关键词：动态控压；新技术；固定 引言：控压钻进是实现井底压力快速地稳定在安全钻井液密度窗口内的重要钻井工艺技术，自动节流管汇是实施该技术的关键。综合考虑控压钻井工艺要求和海上钻井平台面积有限的局限性，设计一种具有层式空间结构的撬装自动节流管汇，并配套设计液压控制系统。该自动节流管汇是一套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动化系统，具有节流控压、压力补偿、放喷、流量和压力监测等功能，而且优化了阀件布置，大大降低了整套设备的占地面积，提高了设备通用性，为海上控压钻井技术的应用和设备配套提供了借鉴。 一、控压钻井节流控制原理 常规钻井主要通过调整钻井液密度，继而改变静液柱压力，实现井底压力的改变，但该处理方法一般耗时较长。考虑在井口处施加一定的回压，通过改变也能起到改变井底压力的目的，这就是所谓的控压钻井，由于压力改变为机械波传播速度，井底压力调控速度较快。控压钻井的实质是在井口处安装一定的节流装置，通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算，对节流装置的开度进行精确调整，改变钻井液流过该装置时产生的节流压差，从而在井口环空处的产生一定的回压，最终影响井底压力。控压钻井自动控制的对象是回压值。根据钻井过程中钻井液的循环状态，钻井施工可以分为钻进或循环、停泵、开泵和停止循环四种工况，为了实现不同工况下的安全高效钻进，有必要保持井底压力的恒定。 二、控压钻井自动节流管汇设计 自动节流管汇是控压钻井技术的执行机构，决定着控压钻井作业的成败。在钻井过程中，由于受钻井工况、设备及施工操作等因素的影响，井眼环空压力经常发生变化，并且各影响因素（如井眼轨迹、钻压、转速）之间相互关联、相互作用。要实现井底压力的快速准确控制，必须具备一整套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动节流管汇，要求该管汇具备以下基本功能：第一，正常钻进时，能够利用节流作用在井口套管环空处形成回压；第二，停止循环时，能够利用回压泵形成小循环，在井口环空处形成回压；第三，能够实时准确监测钻井液返出量；第四，发生紧急情况时，具有放喷功能。由于海上钻井平台面积有限，为了节省管汇安装空间和满足海上控压钻井的需要，作者采用了层式空间撬装结构设计，顶层包括液动节流阀A、液动节流阀B、1个流量计、3个四通和2个手动板阀；中间层包括液动板阀A和3个手动板阀；底层包括液动板阀B、手动板阀C、手动板阀D、5个四通、1个单向阀、1个岩屑过滤装置和1个压力传感器。管汇与外部设备及管汇内部设备间的连接及安装如下图所示，顶层和中层的设备按图中箭头所示向上翻转，该管汇与控制柜等配套设备安装在撬装底座上，结构合理而紧凑，不仅满足了节流、压力补偿、流量监测和放喷等工艺需要，而且便于运输安装及海上平台安装使用，有效节省管汇占地面积（中石油钻井院研制的精细控压钻井自动节流管汇占地面积14.63m2，与其相比减少近5m2），扩展了控压钻井的应用范围。 节流管汇示意图如下： 为了适用于海洋平台环境及场地要求，该液控系统的高压管路材质选用316L不锈钢，集中组装在控制柜内，与节流管汇一起安装在撬装底座上。该系统额定工作压力为10.5MPa，采用一台气动液泵和一台手动泵为系统提供液压源，通过蓄能器为系统保压，以维持各阀的正常工作及换向关闭，而且能够实现超压（≥23.5MPa）自动排放功能，以维持各阀的正常开启。该系统可通过远程自动控制、本地手动控制两种模式精确控制两只液动节流阀和两只液动平板阀的开关，而且为了保证操作安全，远控和手动控制具有互锁功能。第一，远程控制模式。通过计算机采用电控液方式控制高压液压油导通或关闭，从而对管线系统进行控制，实现对两只液动节流阀和两只液动平板阀开关的远程控制。第二，本地手动控制模式。若计算机控制系统出现问题，可以通过控制柜面板手动调节节流阀开度和平板闸阀的开关，本地控制采用液动换向阀直接控制液压回路，实现通道的切换和阀门开度的调节。自动节流管汇液控系统的回路设计主要包括气体回路、节流阀控制回路、平板阀控制回路。其中，气体回路。气体回路采用干净干燥的压缩气体，主要用于驱动气动液体增压泵的启停、调节气动增压泵的输出压力等。节流阀控制回路。节流阀控制是整个液控系统设计的关键，需要确保钻进期间井底压力的伺服控制。管汇中有两个液控节流阀YJ1_top和YJ2_top，要求能够同时对两个节流阀进行独立控制，因此，设计了两个相同的节流阀控制回路。自动控制时，节流阀阀位传感器接收信号，计算机自动控制比例电磁阀的阀芯开口度，调整高压液体的流量，可实现管汇节流阀开大或关小的速度及位置。现场手动控制时，能够手动控制三位四通换向阀，可控制高压液体进入节流阀上腔（或下腔），同时节流阀下腔（或上腔）的回油流回回液
控压钻井技术规程 一、打开油气层前准备 1、打开油气层前要进行控压技术交底（交底内容:地质、工程、钻井液和井控装备、控压措施等方面）；技术交底由钻井监督和地质监督组织，预测地层硫化氢含量高地层压力异常井有有项目部井控专家组织,井队、录井、泥浆、控压、定向井及井控专家等相关人员参加，可以在钻开油气层验收时进行。交底要以本井钻井、地质设计和本井实际情况为依据，全面分析可能存在的井控风险，制定有针对性的技术措施和应急预案，并形成本井控压钻井作业指令书由井队遵照执行。如油田有新的规定,按油田规定执行。 2、由项目经理部依据设计确定钻开油气层的密度。 3、对井控装备、硫化氢检测与防护、泥浆材料、重浆及除硫剂的储备、人员配备、井控专家到井情况、应急预案及演练、钻开油气层提出问题的整改情况等进行全面检查合格后，方可打开油气层。 4、根据邻井实钻情况，预测油气显示层位井深，在钻开显示层前要预先在钻井液中加入2%的除硫剂进行预处理，并维持出口钻井液的PH值为11以上，现场除硫剂储备不少于5吨（以设计为准），新浆补充须符合钻井时的PH值和除硫剂的含量； 5、根据钻井井控实施细则或钻井设计的相关规定，现场确保储备比重1.40g/cm3以上重浆有效量80m3以上，石灰石储备100吨以上（以设计为准）。 6、强化泥浆和录井坐岗监测制度，无论任何作业工况，钻井班
都必须落实专人24小时坐岗，观察钻井液池液面变化和钻井液出口情况，确保第一时间发现溢流，迅速准确关井，并按汇报程序汇报。 7、奥陶系目的层作业，钻具内必须带两只浮阀（MWD接头前和出套管鞋安装），起钻前必须在井底充分循环(一周半以上)进出口钻井液密度差不超过0.02g/cm3正常后方可进行起钻作业，油气层以上300m严格控制起钻速度，起钻必须按起出钻具体积（闭排）的1.5倍挤灌井浆。地质录井队人员和泥浆坐岗人员必须依次记录灌入量，并核对与起出钻具体积是否相符，同时要观察灌钻井液的间隙中出口管是否断流等情况。 8、钻进中若遇到钻速突然加快、放空、气测及油气水显示异常等情况，立即停钻观察，泥浆工和录井队加强液面的监测。如出现井漏失返，立即吊灌起钻(吊灌量是起出钻具体积的1.5～2倍)，起到套管鞋，关井观察，泥浆工和录井核对好灌入量。 二、常规控压钻井技术措施 1、打开油气层关井观察15分钟后，如果套压≤5 MPa，直接进行常规控压作业，井口控压值≤5 MPa；若井口套压＞5MPa，可请示提高钻井液密度，利用工程师法节流循环压井，降低井口压力，最终井口控压值≤5MPa，液面基本稳定，进行常规控压钻进。 2、控压循环或钻进期间在钻井液中及时增加除硫剂含量，保持钻井液的PH值为11以上，维护钻井液性能；井口控压不大于5MPa 以微过平衡方式继续控压钻进，出口点火，专人监测空气中H2S含量。如果钻井液中H2S含量在一个迟到时间内大于20PPm时，立即进行
精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用——郭庆丰 深井、复杂井钻井技术专场： 中国石油集团钻井工程技术研究院郭庆丰演讲——精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用 尊敬的主持人，各位专家上午好。我是来自中石油钻井院的郭庆丰，很荣幸有这个机会把我们院的精细控压的研究和应用情况跟各位专家汇报。 我汇报分为五个方面，首先对控压钻井技术，包括它的国内外的一些应用和发展情况做一个简要的概况。这一段就是IDC对控压钻井的定义，首先控压钻井的最终的目的就是控制压力剖面，有两个技术的特征，首先要做到精细控制，第二就是自适应。自适应就是分为两个层面，一个是控压钻井的技术和装备要对井下工况的压力波动的自适应，所以同这个来讲只有具备了这两个特征才是控压钻井技术。 我们钻井从现代钻井开始基本是与压力打交道，所以压力控制是深入到钻井各方面的一个东西。所以这一块我们加了一个精细，就是有别于之前的简单的一些控制。而控压钻井具体要干什么，它主要的核心观念就是为了钻井的安全。这张图很简单的把控压钻井的一些原理说明了一下，因为技术原理很简单，就是因为常规钻井的压力波动超出了我们地层允许的可以称之为窄的窗口，所以说无法进行正常的钻井，带来了一系列的问题，而控压钻井是井底的压力波动曲线，相对于常规的波动它是很小，所以说它在蓝线和黑线的窄窗口中安全的进行钻井。 窄窗口面临的主要地层问题我们总结了六点，窄窗口主要面临就是超高压和含有硫的问题，还有井壁易塌，还有地应力高等。这是因为地质问题导致我们面临的工程问题，也是主要分为了六点。常规我们现在控压解决的核心焦点就是A和B，就是说我们在窄窗口上使用了高密度的钻井液导致了漏失，或者窄窗口上涌漏同存，我们实验中发现同存的可能性很小，基本上是同时存在。 控压钻井的主要作用和优势分为了三个方面。首先控压钻井消失了对井底压力的影响，这样就保证安全施工。第二个是井底的压力极巨见效，调节了密度钻井的空间。因为控压钻井主要是调节井口活压，通过它先进的装备我们可以调节井底的压力，调节状况。它是以一个循环周为计数，它的压力传递是压力波，基本上2秒可以作用到井底。所以对原来出现的一些情况我们就可以解决，这样就解决了原来的风险井、低效井，甚至原有技术不可能打的井我们都可以解决，这是主要分为六个方面。 主要的核心还是针对地层出现的压力体系多，压力异常，包括压力窗口窄的情况。第一个就是压力的敏感地层，上部的异常高、低压，枯竭油气层，深海的海底等等的压力的问题。 从2004年到2007年在北海亚太、墨西哥湾以及中国的南海和西部地区存在的寨口问题相当突出。下面就简要的介绍一下国内外控压钻井发展的情况，从这个曲线可以看到从上世纪60年代已经开始了这方面的应用，但是因为那时候的我们的油漆开采还没有进入到非常
塔中常规控压钻井操作规程 一、钻开目的层前准备 1、控压技术交底 技术交底由项目部组织，井队、录井、泥浆、欠平衡、定向井等相关人员参加，在二开中完时进行，以本井钻井、地质设计为依据，结合邻井实钻情况进行交底。 交底内容：预测油气显示层位井深、钻遇裂缝溶洞井段、地层压力、硫化氢含量；邻井钻井情况，可能钻遇的复杂情况等及针对性的技术措施和应急预案。 2、物资器材准备：应在满足钻井设计的前提下，还应满足 （1）钻井液：密度1.40g/cm3×80m3，密度1.30 g/cm3×80m3，坂土浆60 m3，地面循环量150 m3，若罐容不足应增加应急罐。石灰石100吨，重晶石100吨，除硫剂10吨。 （2）内防喷工具：箭型止回阀6只，旋塞4只，浮阀2只。 （3）应急设备：对讲机9部，硫化氢监测仪7台，（其中1000PPm高量程2台），可燃气体监测仪3台，空气呼吸器15套。 （4）700型或1050型压裂车1台（EPCC临时基地值班）。供浆系统1套，具备分别采用砂泵和螺杆泵给压裂车供浆功能。 3、钻开目的层验收：由项目部组织，在进入目的层前100m进行，对井控装备、硫化氢检测与防护、泥浆材料、重
浆及除硫剂的储备、应急预案及演练、技术交底提出问题的整改情况等进行检查合格后，方可钻开目的层。 二、技术操作要求 （一）基本要求 1、钻井液密度：进入目的层前100米调整泥浆密度，泥浆密度值低于设计给定地层压力系数0.02g/cm3。 2、除硫剂和PH值：根据邻井实钻情况，预测油气显示层位井深，在钻开显示层前100～150米，在钻井液中加入1～3%的除硫剂，钻井液的PH值≥10，现场除硫剂储备5吨以上，循环泥浆PH值降低后，应及时提高PH值和补充除硫剂，新浆补充须符合钻进时的PH值和除硫剂的含量。 3、内防喷工具：近钻头安装1只箭回，钻具出套管鞋位置安装1只旋塞+1只箭回（旋塞在下，箭回在上）。 4、反循环压井管线：试压28MPa，冬季做好防冻保温，进入目的层每次起钻完进行吹扫。 5、钻具探伤：进入目的层后，每次起钻对钻具进行探伤，并将井口1000米钻具，倒换至下部。 6、上水罐：保持单罐上水，确保计量快速、准确。 7、点火要求：在建立循环和通过节流管汇观察时，应保持液气分离器排气管出口有常明火。 8、死卡：配套与钻具尺寸相匹配的死卡及固定钢丝绳。当一个迟到时间内H2S持续出现、套压超过10MPa和井内钻具较少时应安装死卡。 9、应急设备：配备对讲机9台，井控专家、值班干部、
控压钻井技术 控压钻井技术 国际钻井承包商欠平衡、控压钻井委员会（IADC UBD&MPD Committee）2003年给出了控压钻井技术的定义：控压钻井是一种自适应的钻井工艺，可以精确控制全井筒环空压力剖面，确保钻井过程中保持“不漏、不喷”的状态，即井眼始终处于安全密度窗口内。之后，国际钻井承包商协会又进一步将控压钻井技术分成两大类别：主动控压钻井技术和被动控压钻井技术。主动控压钻井技术是在钻前设计时融入控压钻井技术的理念，包括井身结构设计、钻井液设计和套管程序设计，从而达到精确控制井筒压力剖面的目的。被动控压钻井技术指使用一些设备如旋转控制头、节流阀和钻杆浮阀等，安全有效地处理井下事故。早期的控压钻井井底压力控制精度在0.35MPa以内，目前控制精度可高达0.1MPa，即基本实现井底压力的恒定。严格来讲，所有井都需要控制压力，都需要实施控压钻井，因为钻井的过程就是利用井筒流体压力（静止压力、动态压力等）来应对地层压力（孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力等）从而实现井内压力系统的某种平衡（近平衡、欠平衡、过平衡等）。钻井过程中的“卡、塌、漏、喷”几乎都跟井底压力有关，因此控压钻井并不是一个新名词，但随着钻井技术的发展，控压钻井被赋予了新的含义，突出体现在“有目的”和“精确控制”，控压钻井的本质就是确定井底压力界限，从而利用多种工具和技术有效控制相应的环空压力剖面以降低窄密度窗口条件下钻进时的风险与成本。 现代控压钻井技术是在欠平衡钻井和气体钻井基础上发展起来的钻井新技术。这三项技术有共同的特点，即都需要使用旋转防喷器、气体处理装置、节流管汇、单流阀等特殊设备。欠平衡钻井主要是为发现和保护储层、减少储层钻井问题、减小对储层的伤害、实现钻井过程中对油藏特性的优化等；气体钻井主要目的是钻井提速，大幅度提高难钻地层的钻井速度；控压钻井主要是为减少钻井过程中的复杂，通过降低大量钻井液的漏失和降低钻井相关的非生产时效等提高钻井经济性。三项技术有交叉，如欠平衡钻井也可以实现提速，气体钻井也可以实现储层保护，控压钻井即可以实现提速也可以实现储层保护等。欠平衡和气体钻井在钻井过程中井筒流体当量泥浆密度低于地层孔隙压力，而控压钻井在钻井过程中井筒当量泥浆密度大于或等于地层孔隙压力。换言之，欠平衡钻井和气体钻井是“欠平衡”，而控压钻井实质上是一种“微过平衡”。 控压钻井技术擅长应对高难度井 与传统过平衡钻井技术相比，控压钻井技术有更多、更有效、更迅速的手段和方法实现对井筒环空压力的控制，实现井底压力的相对不变。与欠平衡钻井技术相比，控压钻井技术是以解决钻井复杂事故为其基本出发点，采用微过平衡方式钻进，钻井过程中不诱导地层流体涌出，但能通过适当工艺设备安全、有效地处理操作中伴随涌入井筒的流体。过去在井口敞开情况下，靠改变泥浆密度调节井底压力，目前利用动态压力控制系统可以通过回压泵、节流阀系统让泥浆形成闭路循环，随时控制井底压力，达到平衡压力钻井。在含酸性有毒气体地层、井壁不稳定地层、漏失压力接近孔隙压力的地层等，控压钻井显示出比欠平衡钻井独特的优越性。 控压钻井工艺采用一系列的设备和技术，通过主动控制环空水力压力剖面，以消除或者降低与井下窄密度窗口环境相关的作业风险和费用。 控压钻井技术主要用于钻进窄密度窗口地层（高温高压井、海上深井等）、钻进衰竭性地层、开发成熟储层、保护易破碎地层，达到安全、高效、快速钻井的目的，减少套管使用，降低井漏和井涌风险，消除地层的呼吸效应，提高储层产量等。 目前控压钻井主要用于一些高难度井，如高温高压井、含酸性有毒气体的碳酸盐岩裂缝性地层、海洋窄密度窗口井，以及以前采用常规方法所无法钻达设计井深的井等。 国内控压钻井技术即将商业应用
1.1 写出以下名词的解释或定义。（10分） （1）多分支井钻井： （2）几何导向钻井： （3）地质导向钻井： （4）套管钻井： （5）控压钻井： （6）泥浆帽钻井（mudcap drilling ）： 1.2根据课程学习对现代钻井技术包含的内容和未来钻井技术发展方向做一简单评述。（10分） 1.2 根据课程学习分析我国（或所在单位）钻井技术发展现状、存在问题和努力方向。（10分） 1.3 根据课程学习分析我国钻井技术发展现状、存在问题和努力方向。（10分） 1.4 写出十种以上钻井新技术的中、英文名称。（10分） 1.5 写出如下英文缩写词的英文全称和中文含义。（10分） 2.1 完成一口水平井的设计和施工将包含哪些方面的技术研究工作？（10分） 2.2 水平井有那几种井眼类型？简述超短半径径向水平井的实现方法（给出原理图）。（10分） 2.3 简述水平井方位、压裂裂缝走向与地应力的关系。（10分） 2.4 简述短半径侧钻水平井技术的优点、设计原则。（10分） 2.5 如何确定侧钻水平井开窗位置，简述套管开窗的常用方法。（10分） 2.6 简述水平井钻井钻导眼的作用和类型特征（绘图并给出解释）。（10分） 2.7 简述水平井裸眼（机械）封隔器分段压裂的工艺方法和作业程序（最好有结构图做辅助说明）。（10分） 2.7 绘出一种水平井裸眼分段压裂作业管柱（压裂管柱）的结构示意图，标明各主要部件的名称，描述其实现分段压裂的作业流程。（10分） 2.8 简述水平井水力喷射分段压裂的工艺原理、方法（作业程序）和特点。（10分） 2.9 介绍几种（三种以上）常用的水平井分段压裂方法，简述其工艺流程和特点。（10分） 2.10 什么是工厂化作业？简述或举例说明钻井过程中是如何进行工厂化作
目录 1. 设计依据 (1) 1.1 ........................ 构造名称：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡1 1.2 ........................................ 地理及环境资料1 1.3 .............................................. 地质要求1 1.4 .................................... 地质分层及油气水层1 2. 技术指标及质量要求 (5) 2.1井身质量要求 (5) 2.2 钻头、套管程序及固井质量要求 (5) 2.3 钻井取心质量要求 (5) 3．工程设计 (7) 3.1井身结构 (7) 3.2 钻机选型及钻井要紧设备 (8) 3.3 钻具组合 (10) 3.4 钻井液设计及气层爱护要求 (11) 3.5 钻头及钻井参数设计 (14) 3.6 油气井压力操纵 (16) 3.7 取心设计 (18) 3.8 中途测试安全措施 (20) 3.9 固井设计 (20) 3.10 各次开钻或分井段施工重点要求 (25) 3.11 完井设计 (29)
3.12 弃井要求 (30) 3.13 钻井进度打算 (30) 4. 健康、安全与环境治理 (32) 4.1 差不多要求 (32) 4.2 健康、安全与环境治理体系要求 (32) 4.3 关键岗位配置要求 (33) 4.4 健康治理要求 (33) 4.5 安全治理要求 (35) 4.6 环境治理要求 (38) 5. 完井提交资料 (40) 5.1 完井提交资料 (40) 6. 附则 (41) 6.1 钻井施工设计要求 (41) 6.2 专门施工作业要求 (41)
控压钻井技术的研究与应用 发表时间：2017-07-26T17:23:25.697Z 来源：《基层建设》2017年第10期作者：闫雷[导读] 摘要：随着经济的发展，石油资源的需求量不断增加，提高石油开采效率，降低开采成本是当前石油企业关注的重要课题，控压钻井技术是当前石油钻探中常用的钻井技术，其是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的自适应钻井程序的钻井技术，其目的是确保井底压力环境极限和控制环空水力压力剖面的一致性。 长城钻探钻井三公司辽宁盘锦 124010 摘要：随着经济的发展，石油资源的需求量不断增加，提高石油开采效率，降低开采成本是当前石油企业关注的重要课题，控压钻井技术是当前石油钻探中常用的钻井技术，其是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的自适应钻井程序的钻井技术，其目的是确保井底压力环境极限和控制环空水力压力剖面的一致性。本文对控压钻井进行了简介，阐述了现行控压钻井技术的应用，分析了未来的控压钻井技术的发展趋势。 关键词：控压钻井；应用；发展控压钻井技术是近年来发展起来的一项解决复杂钻井问题的重要技术。它是经过很多改进的一种钻井程序，能够精确控制井筒环空的压力剖面，并平衡境内的压力，有效地减少因为井内压力造成的事故的发生，其最终目标是保证井底压力和环空水力的压力剖面保持一致。正因为控压钻井技术的优点，近年来被各大油田广泛使用。 一、控压钻井技术简介 对于石油开采总的控压钻井技术有着各种各样的介绍方法，即使这些表达的方式不是完全一样的，但是在对于这种技术的优势和特征上面还是基本上相同的。这种技术主要运用在需要细致的调控这整个油井井眼压力狈面的，在实际开采中应用的钻井流程，这种方法要达到的目标是可以保证井底压力可以在承受的范围以内波动。 我国对于这种技术也有着自己的研究，并且给出了有关这种技术的概念，也就是说，在大体上这种技术的有点是能够让开采石油的成本降低、操控比较简单、时间比较短、效率比较高等等，重点是表现在以下几个方面：第一，在石油钻井的流程当中，地质的表层流体非常轻易的就可以侵入，这样就程度比较大的影响钻井效果有的时候甚至是造成了钻井的故障的发生，平添了钻取程度比较深的井的危险。如果将控压钻井技术的话，那么就可以对于井底的内部环境压力进行良好的操控，提升了整个钻井的效果。第二，这种技术可以对压力的回流、流体的质量和体积之比、流体的变化性能等进行实时的监督调控，而且在钻井过程中对于这些监督控制的情况可以产生相对的措施，这样就可以产生速度比较快的、效率比较高的、成本比较低的故障处理方式。第三，这种技术可以实现孔缝隙压力和挤压破裂压力之间的调控监督测量，或者在没有开始之前就进行预计检测，在比较靠前的时间之内就可以对易于产生的井涌、井的泄漏、井的坍塌等故障进行良好的防护工作，这样就尽量能让损失降到最低。 二、控压钻井技术的应用 1、精细控压钻井技术 通过对控压钻井技术进行有效的使用，可以较为迅速的对井口回压进行提升，进而对井口与井底的压力进行有效的控制。这样一来，就防止了钻井过程中钻探深部复杂底层出现的有害气体泄漏、井漏、井涌等安全问题。一旦实现了对于井侵进一步扩散的防止，将大大提升施工作业的安全性与可靠性。精细控压钻井技术可通过井下适时测压工具将井底压力、钻具组合、钻井液性能、钻井液流量等数据传送到电脑软件，通过运算发出指令，从而有效调节控制井口和井底压力。我们将精细控压钻井技术与常规的控压技术进行一定程度的对比分析，不难发现精细控压钻井技术在数据获取方面更为优越，它能够实时获取到井底的压力数据，并对压力状况进行充分的结合，然后在此基础之上完成压力补偿操作，有效实现了井内压力的自动调控和压力液的不间断循环。 2、微流量控压钻井技术 对于微流量控压钻井技术而言，其优点主要表现在如下几个方面：装备相对简单、操作方面的灵活性较强、无风险且能够对地下钻井进行实时监测。微流量控压钻井技术的工作原理主要如下：通过精确的控制钻井液的流入量和流出量来调节钻井液流量等参数，将采集到的地层压力的所有信号传送到计算机采集系统中，经计算机处理后进行下一步指示，实现安全钻井。通过对微流量控压钻井技术进行有效的使用，能够在很大程度哈桑对压液的监控精度进行提高，同时，它还能够提高石油钻井的安全性。 3、Reel Well钻井技术 相比于前两种控压钻井技术而言，Reel Well钻井技术较为新型，这一技术的优势主要体现在如下方面：提高钻井的安全性与作业效率；在有压力挑战性的底层钻进中发挥重要作用。对于Reel Well钻井技术来说，它主要是基于钻井液流动的控制仪器研究之上，其设备主要是由双壁钻杆、滑动活塞、双浮动阀等组成。Reel Well钻井技术的特点主要表现在三个方面。分别是无隔水管钻井、闭路循环系统以及井眼清洁。 三、未来控压钻井技术的发展 1、压钻井技术的适应环境 通过控压钻井技术，能够有效地保证在密度较小的井口进行工作，还能够适应于高温高压的环境，防止油气渗漏的现象发生，能够减少操作人员手动的步骤，尽可能的保证工程的自动化，使用各种搭配的设备，能够保证加快了钻井工作的速度，保证了工作质量，防止工程的事故发生。 2、国内控压钻井技术的不足 现阶段，国内使用的控压钻井技术还存在着很多的不足，还不能够保证在钻井过程中的充气平衡，但是向国外借取设备的费用比较高，还不能解决实际问题，这就直接的导致了控压钻井技术在国内的使用，还达不到最良好的效果。这就要求我们要能够对国内使用的控压钻井技术进行研究，改进充气平衡的问题，能够补充在使用过程中的不足，还能够在一定程度上提升了控压钻井技术的实用性。 3、降低控压钻井技术的使用成本 现阶段，国内外的控压钻井技术在使用的过程中，尽管能够降低一定的生产成本，但是价格还是比较昂贵。这就要求我们在新技术的研究过程中，要能够对其成本进行控制，能够使控压钻井技术更加的具有经济性，能够得到更大范围的推广，方便了石油开采工程的使用。
钻井欠平衡及控压钻井井控要求 第七十四条欠平衡钻井 （一）实施条件 1. 地质条件： （1）作业井段的地层岩性、地层压力、流体性质基本清楚； （2）地层稳定； （3）含硫井不允许进行欠平衡钻井。 2. 设备条件： （1）井架底座净空高度满足安装钻井井控和欠平衡钻井专用井口装置的要求； （2）转盘通径能够通过旋转控制头旋转总成； （3）使用不压井起下钻装置时，钻台面应具备安装条件。 （二）欠平衡钻井设计 1. 欠平衡钻井井控设计应以钻井地质设计提供的岩性剖面、岩性特征、压力剖面、地温梯度、油气藏类型、地层流体特征及邻井试油情况等资料为依据。 2. 欠平衡钻井井控设计应纳入钻井工程设计，其井身结构、井控装备配套和井控措施等方面的设计应满足欠平衡钻井的特殊安全要求。 3. 欠平衡钻井方式的选择和欠压值的确定应综合考虑
地层特征、井壁稳定性、地层压力、地层破裂压力、预计产量、地层流体和钻井流体的特征、套管抗内压及抗外挤强度和地面设备处理能力等因素。 （三）欠平衡钻井准备 1. 防喷器组 （1）应根据设计井深、预测地层压力、预计产量及设计欠压值等情况，选择压力级别匹配的旋转防喷器或旋转控制头； （2）旋转防喷器或旋转控制头应安装在常规钻井井口防喷器组合之上。 2. 油气储层欠平衡钻井需另外安装并使用一套欠平衡钻井专用节流管汇，其压力级别不低于旋转防喷器或旋转控制头的额定工作压力； 3. 液相欠平衡钻井应配备液气分离器，油井应配备撇油罐和储油罐； 4. 在近钻头位置至少安装一只常闭式钻具止回阀；气体钻井使用的钻具止回阀应进行气密封试压，并试压合格； 5. 排气管线点火口接出距井口50m以远有点火条件的安全地带，且距除液气分离器排气管线及放喷管线外的各种设施距离不小于20m；所有气体燃烧系统都应配备自动点火装置或自动引燃装置以及防回火装置； 6. 由业主单位组织相关施工单位成立现场欠平衡施工
控压钻井新技术及其应用 Dave Elliott 壳牌勘探与生产公司荷兰海牙 Julio Montilva 壳牌勘探与生产公司美国得克萨斯州休斯敦Paul Francis 荷兰海牙 几十年来，钻井工程师们一直都是采取谨慎控制泥浆比重，使其静水压力高于所钻地层孔隙压力的做法。如今，工程师们发现通过在地面控制压力来控制井底钻井工况具有很大的优势，从而突破了以往在井壁稳定性和地层破裂压力方面遇到的限制。 Don Reitsma Jaye Shelton 得克萨斯州休斯敦 Vincent Roes Talisman能源公司 加拿大艾伯塔省卡尔加里 《油田新技术》2011 年春季刊：23 卷，第 1 期。?2011 斯伦贝谢版权所有。 在编写本文过程中得到以下人员的帮助，谨表谢意：休斯敦的 SonnY EsPEY，Paul FREDERicks，WaYnE Matlock，MaRiE MERlE，MikE RaffERtY，RoGER SutER 以及 ERic WilsHusEn。 HOLD 是斯伦贝谢公司的商标。 AUTOCHOKE 和 WARP 是 M-I 有限责任公司的商标。 钻井作业处在高压与低压环境 内。异常的地层压力可能会导致机械 钻速降低，钻井成本增加，甚至钻井 失败。随着这种情况的频繁出现，作 业者现在都致力于使用不同于以往的 钻井新技术来避免发生压力相关的钻 井问题。其中一种新技术便是控压钻 井技术（MPD）。 传统的钻井技术通过控制井眼环 空的静水压力来防止地层流体进入井 筒。最理想的情况：钻井液或泥浆经 过钻柱从环空返出期间能够产生一个 高于所钻地层孔隙压力但又低于其破 力范围就是钻井窗口，或称为孔隙压 力-破裂梯度窗口。一旦ECD超出这一 范围，作业人员就必须下套管，开始 钻进下面较小的井眼。保持井底压力 高于地层孔隙压力梯度的钻井方式称 为过平衡钻井（OBD）。自20世纪初 期，绝大多数井都是采用这种方式钻 进的。但是OBD也有其弊端，其中最 大的弊端就是为了平衡地层压力而增 加钻井液密度，使得ECD接近地层的 初始破裂压力，因此不得不下入多级 套管来防止井漏。 在某些情况下，尤其是超深水 14 裂压力的当量循环密度（ECD）[1]。钻 井专家将这一压力称为破裂梯度。介 于孔隙压力和初始破裂压力之间的压 钻井，即使在浅层段，相对于地层强 度，孔隙压力也可能很高，这就迫使 作业者在钻达目的层之前下入大批套 油田新技术
钻井工程设计概述(doc 42页)
目录 1.设计依据 (1) 1.1构造名称：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 (1) 1.2地理及环境资料 (1) 1.3地质要求 (1) 1.4地质分层及油气水层 (1) 2.技术指标及质量要求 (5) 2.1井身质量要求 (5) 2.2 钻头、套管程序及固井质量要求 (5) 2.3 钻井取心质量要求 (5) 3．工程设计 (7) 3.1井身结构 (7) 3.2 钻机选型及钻井主要设备 (8) 3.3 钻具组合 (10) 3.4 钻井液设计及气层保护要求 (11) 3.5 钻头及钻井参数设计 (14) 3.6 油气井压力控制 (16) 3.7 取心设计 (18) 3.8 中途测试安全措施 (20) 3.9 固井设计 (20) 3.10 各次开钻或分井段施工重点要求 (25) 3.11 完井设计 (29) 3.12 弃井要求 (30) 3.13 钻井进度计划 (30) 4. 健康、安全与环境管理 (32) 4.1 基本要求 (32) 4.2 健康、安全与环境管理体系要求 (32) 4.3 关键岗位配置要求 (33) 4.4 健康管理要求 (33) 4.5 安全管理要求 (35) 4.6 环境管理要求 (38) 5. 完井提交资料 (40) 5.1 完井提交资料 (40) 6. 附则 (41) 6.1 钻井施工设计要求 (41) 6.2 特殊施工作业要求 (41)
1.设计依据 钻井工程设计依据：延1001井钻井地质设计；有关技术规范及技术法规。 1.1构造名称：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 1.2地理及环境资料 1.2.1井口坐标：纵：4127306.3 (m)，横：19340286.53 (m) 1.2.2地面海拔：1481.46 (m) 1.2.3构造位置：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 1.2.4地理位置：陕西省延安市安塞县王家湾乡王茂湾北东约1Km处 1.2.5气象资料（在预计施工期内，本地区的风向、风力、气温和大风雪、汛期等情况）： 井区属大陆性季风半干旱气候，春季干旱多大风，夏季高温多雷雨，秋季凉爽而短促，冬季漫长且干旱。日照充足，雨热同季。年平均气温8℃，年平均降雨量445mm,无霜期146d。本区第四系含水性较强，潜水位较浅。 春秋季多西北风、多沙尘暴天气；夏秋季节易发山洪、山体滑坡等灾害性地质现象。 1.2.6地形地貌及交通情况： 工区地处黄土高原腹地，地表侵蚀切割强烈，沟壑梁峁发育，地形起伏较大。地表为第四系未固结成岩的松散黄色粘土。该井距主干公路较远，交通不太方便，通讯条件基本上能满足要求。 1.3地质要求 1.3.1 井别：预探井井型：直井 1.3.2 设计井深：3623 (m) 1.3.3 目的层位：石千峰组，石盒子组，山西组，太原组，本溪组，马家沟组兼探延长组。 1.3.4 钻探目的：了解古生界二迭系石千峰组、石盒子组、山西组、太原组、石炭系本溪组和奥陶系马家沟组储层发育及含油气情况；兼探中生界侏罗系延安组和三叠系延长组油层。 1.3.5 完钻原则：进入马家沟组马5520m无油气显示完钻 1.3.6 完井方法：全套管射孔完井
钻井过程的主要危险及控制措施 一）钻井设备简介 1．概述钻井设备（简称钻机）是指石油天然气钻井过程中所 需各种机械设备的总称。钻机主要部件必须相互配合才能完成钻机起升、循环和旋转的3 项主要工作。按按动力设备的不同通常可分为机械传动钻机、电动钻机和复合钻机三种。主要包括以下系统：（1）提升系统：主要作用是用来起、下钻柱（或下套管），以实现钻头的钻进送钻等工作。 （2）旋转系统：主要作用是由动力机 组驱动转盘，通过转盘方补心带动方钻杆（钻杆和钻铤）、方钻杆再带着钻头旋转进行钻井。（3）循环系统：主要作用是钻井过程 中，通过动力机组带动泥浆泵来循环钻井流体，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆和钻铤，将泥浆池的泥浆送到钻头处，以实现钻井流体将井底的钻屑带到地面。（4）动力设备：主要作用 是为驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机工作提供动力。（5）传 动系统：主要作用是把发动机的能量传递或分配给各工作机。（6）控制系统：为了指挥各系统协调地工作，在整套钻机中安装有各种控制设备。 （7）底座：包括钻台底座、机房底座和泥浆底 座等。（8）辅助设备：主要功能是为了正常钻井作业提供配套 支撑。钻机所必须具有的主要设备共7 大部件：绞车、井架、天车、游车、水龙头、转盘、钻井泵
2．钻机辅助设备及工具（1）发电机。目前，几乎所有电驱动钻 机的发电机都用柴油机作动力。（2）空气压缩机及储气瓶组。 几乎所有钻机的联动机上都配有小型空气压缩机和带储气设备的电动空气压缩机，以便给气控制装置、气离合器、气动马达、气动工具等提供气源和动力。（3）泥浆储存设备。完整的泥浆循环系 统通常都有一套泥浆储存设备：如沉淀罐（或池）、吸入罐（或池）、储存罐（或池）。（4）钻井仪表。钻井仪表系统可单指一个指 示表，也可以包括各种仪器。如钻井（多）参数仪、泥浆液面记录（报警）仪、大钳扭矩表、泥浆泵压力表和记录仪等。（5）刹车机构：机械刹车、辅助刹车、其他设施。 3．井控装置井控装置指实施油气井压力控制所需的设备、管汇 和专用工具仪表。井控装置是在钻井过程中，确保安全生产的重要装备。（二）钻井工艺技术 1．喷射钻井技术利用钻井液流经钻头喷嘴所形成的高压射流充 分地清洗井底，使岩屑免于重复切削，并与机械作用（钻头破岩）联合破岩，从而提高钻速的钻井技术叫喷射钻井技术。从钻头喷嘴喷出的射流具有很高的喷射速度，井底能得到很大的冲击力和水功率，从而有效地净化清洁井底，同时借助于射流的冲击压力作用和漫流横推作用，使机械钻速大大提高。
第一章定向井（水平井）钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井）