石油钻探套管钻井技术PPT课件

井
安装
下油层套
生
井底
完
试油
管注水泥
产
完成
成
井口
石油钻井建井过程 第13页/共61页
主要内容
一、钻井的目的和意义 二、钻井的主要程序 三、钻井设备、工具和仪器 四、钻井的发展及趋势 五、钻井关键技术 六、钻井风险 七、钻井取得的成就
第14页/共61页
三、钻井设备、工具和仪器
1. 钻井设备 • 动力系统
定 井 位
候凝 安装 井口
二 开
拆卸 设备 成本 核算
地质 设计
下表 层套 管注 水泥
钻进 取心 测斜 电测井
钻井 设计
钻进 取心 测斜 电测井
下中 层套 管注 水泥
准备 工程
修公路 平场地 打基础 安装 下导管
试车
一 开
安全检查
试油
候凝 安装 井口
钻进
取心
三
测斜
开
电测井
中途测井
移
井口
油
候凝
交
完成
第11页/共61页
二、钻井的主要程序
4. 完井和试油 • 试油
对可能出油（气）的生产层，在降低井内 液柱压力的条件下，诱导油、气入井，然后 对生产层的油、气产量、水产量，地层压力 及油、气物理化学性质等进行测定，这一整 套工艺技术就叫试油。只有通过试油才能知 道油气层含油气情况。
第12页/共61页
第49页/共61页
五、钻井关键技术
2. 携岩技术
•将钻头破碎的岩屑从井底及时清除出去是提高钻 速，减少钻井事故的关键。 •在大斜度井中，由于岩屑在重力作用下落到井壁 下侧，影响钻柱的活动，增大了钻柱的摩阻扭矩， 还容易引起井下复杂情况。

二、压井
第14页/共45页
二、压井
常用压井液
➢ 清水、卤水； ➢ 氯化钙压井液； ➢ 氯化钠压井液； ➢ 泥浆等 。
选择压井工作液的原则
(1)对油层造成的损害程度最低。 (2)其性能应满足本井、本区块地质要求。 (3)能满足作业施工要求，经济合理。
第15页/共45页
二、压井
施工要求
压井液预备量不小于井筒理论容积的1.5倍。 压井前，进口管线必须试压，试压值为预计泵压的1.2～
油井术语和定义
1、油补距：钻井转盘方补心上平面到井口大四通法兰上平面 （或油管挂上平面）之间的距离，单位为米（m）。 2、联顶节方入：钻井转盘方补心上平面到第一根套管接 箍上平面之间的距离。联顶节方入简称联入，单位为 米（m）。 3、人工井底:钻井固井后，在套管内最下部形成的水泥面 叫人工井底。 4、沉砂口袋:油井最下油层底界到人工井底的套管内容积。 沉砂口袋，本标准简称口袋。在适当的地方“口袋” 亦表示油层底界到人工井底的距离，单位为米（m）。 5、替喷:用密度较小的液体将井内密度较大的液体替出， 从而使液柱压力小于油层压力，以诱导油井自喷，这 种作业方法和施工过程，称为替喷。 6、诱喷:用抽汲、气举等机械方式降底井内液面深度，从 而使液柱压力小于油层压力，以诱导油井自喷，这种 作业方法和施工过程，称为诱喷。
7
第7页/共45页
一、通井
探人工井底要求
加压20～30kN，实探二次（系指连续二次）， 深度误差小于0.5m为合格。
实探深度与钻井资料深度误差大于±5m时，必须 下光油管重新落实人工井底深度。若仍不符时， 必须保证口袋大于15m，否则应采取措施（老 井不受此限）。
严禁带封隔器和用结构复杂的原井管柱探人工井 底。

陆上钻井设备
陆上钻井设备包括钻井机、钻杆 和其他工具，用于在陆地上进行 石油勘探和钻井。
钻探设备细节
深入了解钻探设备的各个组成部 分，如钻头、钻杆和钻井液的作 用，有助于理解钻井过程。
地层钻探过程
1 钻探准备
确定钻探位置、选取合适的钻井设备，并做好施工前的准备工作。
2 井身钻探
利用旋转钻头和钻井液进行井身钻探，建立稳定的钻孔，同时进行岩心取样。
《石油钻探基础知识》 PPT课件
本课程将介绍石油钻探的基础知识，通过易懂的内容和生动的图像，帮助您 理解勘探、钻井和控制油井的过程。
油田勘探的定义
油田勘探是通过地质勘探和数据分析来寻找潜在的石油资源的过程。了解油田勘探的步骤和技术是成功钻探的 关键。
钻井平台及设备介绍
离岸钻井平台
离岸钻井平台是在海上建造的钻 井设施，用于在深海中开展石油 钻探。
使用砂浆和套管来加固井筒， 以防止塌陷和地层涌浆。
井眼偏离
通过方向钻井技术和罗盘测量 来控制井眼的方向和位置。
饱和井身
采取减压措施，使用湿气和泡 沫来减少井身饱和的风险。
总结与要点
了解石油钻探的基础知识 理解地层钻探过程 掌握井控与安全措施
掌握钻井平台和设备的介绍 认识钻井液的作用及种类 了解常见的钻井问题及解决方案
3 固井与完井
通过注入固井材料来加固井筒，用于保持井眼的稳定性和控制地层流体。
钻井液的作用及种类
冷却和润滑
钻井液可以冷却钻头，减少摩擦，并降低因高温引起的设备损坏风险。
钻屑携带
钻井液可将钻屑从井底带至地面，使勘探人员能够分析地层数据并做出决策。
泥浆类型
根据地层类型和需求，钻井液可以是水基、油基或气基，每种类型都有其优缺点。

国内套管钻井技术简介 序号 1 2 3 特色技术 单行程套管钻井技术 多行程套管钻井技术 尾管钻井技术 备注 拥有成熟的配套设备，具备了全面推广应用的能力 系统安全可靠，相关配套设备需改进 行业性能检测表明尾管悬挂器设计合理，性能优越
37
（一）单行程套管钻井技术
单行程套管钻井技术，就是指采用一只钻头钻完设计进 尺，中途不进行起下钻和更换钻头作业的套管钻井技术，该技
年， Tesco 公司利用套管
钻 井 技 术 共 钻 井 300 多 口，其中定向井12口。
20
（一）可更换钻头套管钻井系统
3、现场试验及应用效果 套管钻井试验说明，在无事故井中用套管钻井可节约钻井
成本10～15％，而对钻速较快的陆地井可降低钻井成本30％。
3000米井套管钻井与常规钻井用时对比
21
钻复杂井段
钻定向井
取心
4
一、概述
墩钻
破岩慢 携屑差 起下快 破岩快
旋转钻井
携屑好 起下慢
套管钻井
破岩快 携屑好 起下快
1850～1930
1901～现在
1998～将来
5
一、概述
早 在 50 年 代 就
有很多陆上钻井公 司用油管钻生产 井，钻达油气层后 对油管进行固井作
业，而钻头则留在
井下。
6
一、概述
肇东油田套管钻井机械钻速统计
28
（三）尾管钻井系统
Baker Hughes 公司的尾管钻井是将钻杆柱 与尾管钻井系统连接，并通过该系统进行钻
进，尾管钻井过程中尾管是钻柱的一部分，钻
进和下尾管在同一个作业过程中完成。
29
（三）尾管钻井系统
1、主要设备—尾管悬挂器 尾管悬挂器主要由锥套、本体、液缸等组成。

向井内注水
岩屑、泥土混合成泥水浆
积累到一定量
提出钻头
下捞砂筒
捞出井内的泥水浆
暴露新井底
图6－1 顿钻钻井示意图
设计井深
顿钻钻井法
优点： 起、下钻费时少，设备简单 缺点： (1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的； (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。
油气钻井方法及工艺
钻井 利用一定的工具和技术在地层中 钻出一个较大孔眼的过程。
第一节 钻井方法
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。
第一节 钻井方法
人工掘井
钻
井
人力冲击钻井法
方 法
顿钻钻井法
目前普遍使用
分
旋转钻井法
类
连续管钻井法
顿钻钻井法
钢丝绳提升钻头
下放
冲击井底，击碎岩石
连续管钻井法(柔杆钻井法)
钻头、加压装置、动力机 连续管
下放至井底
图6－3 连续管钻井示意图
为动力机提供动力 循环洗井液 钻头旋转，破碎岩石 清洗井底 延伸井眼
连续管钻井法(柔杆钻井法)
特点：
(1)连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省 了时间和劳动量；
(2)在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；
观察井 在已开发的油气田内，为了研究开发过 程中地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
钻机：石油钻井的地面配套
设备，由多种机器设备组成 的一套大功率重型联合工作 机组，可以满足完成钻进、 接单根、起下钻、循环洗井、 下套管、固井、完井及特殊 作业和处理井下事故等要求。
图6－4 大庆I－130型钻机

814 feet
进 每次会议要确定主题，此主题一定是影响销售的阶段性主要矛盾，（比如管理问题、监控问题、战术问题具体战术细节等），围绕主
题展开，并做好详细记录，找出解决问题的办法，在下一阶段的会议中落实、解决。
时 （人9们）在供改应变商惯诚性信的承时诺候书会觉得不舒服和不习惯，潜意识会不由自主地回到从前。如何来克服这84种6情fe况et呢？例如，藤本身具有很强的弹 间 性，在制作藤椅的过程中，需要用火烘烤藤，使之慢慢变形，在压力的作用下，藤才会真正变成所期望的形状。
钻鞋是指在扩眼器本体上镶嵌的PDC牙齿，它使领眼钻头 切削尺寸合理地过渡到扩眼器切削尺寸，使扩眼器使用寿命与 领眼钻头使用寿命更加接近。
俄罗斯已研制出可变径钻头，它可以直接用于套管钻井技 术中。
工艺 工具 装备
钻头与扩眼器
牙轮钻头 配扩眼器
工艺 工具 装备
PDC钻头
3.3使用通过受让或者租借等方式获取的资格、资质证书投标的，属于以他人名义投标。投标人有下列情形之一的，属于以其他方式弄
取芯
应用 Texco公司的两口试验井图解
１＃试验井
●导管 — 95/8″64.74kg/m
P-110 WT-IPC — 12 1/4″裸眼
至39.6米井深 ● 表层套管 — 7 5/8″39.29kg/m
N-80 WT-IPC — 10″裸眼至172.2米井深 ● 生产套管 — 51/2″25.30kg/m PZ-50 — WT-IPC /Buttress
工艺
工具
装备
钻头、扩眼器、钻鞋
在套管钻井中，要求钻头既能通过套管内径，又要钻出比
套管接箍外径大的井眼。因此，钻头必须具有变径功能。即在 提升、下放时钻头尺寸小于套管内径，在钻进时钻头尺寸大于 套管接箍外径。

• 25）提起套管柱，取出卡盘和C型盘； • 26）下放管柱和套管头通过转盘； • 27）钻至设计井深。井口位于26”隔水导
管之上；
• 28）坐封井口套管头，根据需要旋转管柱 以保证翼阀居中；
• 29）泵入稠塞，循环一周； • 30）通过套管钻井矛固井。
Weatherford套管钻井在大港赵东油 田使用情况
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
• Tesco公司就已完成20余口井的钻井作业。套管 钻井技术可以应用于各种直井、定向井、水平井 和开窗侧钻井，目前井深已超过2000m。
• Weatherford套管钻井系统应用比较广泛，国内外 已经应用300多口井，取得较好的效果。
• 国内大港油田在摊海探井和赵东油田开发井的13 3/8”表层套管钻井中使用Weatherford套管钻井 技术成功钻井25口，其中赵东油田开发井24口， 总进尺6143m，最高单井机械钻速243.6m/h，这 是套管钻井在中国首次大规模应用。国内其他油 田及渤海也正在引进和研究这套技术。
地面套管扶正装置
• 在套管钻井中也起了很大的作用。它是一 种遥控的液压动作扶正臂，可以前后左右 移动，保持套管居中，防止套管错扣。该 装置的使用，提高了接套管的速度，尤其 在有风的天气情况下，可以提高下套管的 速度，保证安全作业。

t/s >0
>0 <0 <0
载荷状态 拉伸－内压 压缩－内压 压缩－外挤 拉伸－外挤
影响 z，t z，t z，t z，t
42
3.2 轴向拉力作用下套管抗挤强度的计算 a. 计算公式
z
10Tb A
s
10Ts A
t
Pccdc 2t
s
Pcd c 2t
Pcc
Ps
Pc
1
3 4
Tb Ts
2
1 2
Tb Ts
补救作业费用与基本注水泥作业费的比值为:
表层套管固井：55％
技术套管固井：15％
尾 管 固 井 ：120％ 产 层 固 井 ：84％
(3) 材料用量大，成本高。 一般为钻井总成本的1530％。
9
第一节 井身结构设计
一.井身结构设计的内容
套管的层次； 各层套管的尺寸与下入深度； 井眼尺寸(钻头尺寸)与深度； 水泥返高。
6
概述
5.固井工艺流程
(1) 井眼准备；钻井至预定井深后测井、通井并清洗井眼(循 环钻井液12周)起钻、下套管、安装水泥头及注水泥地面管 汇再循环钻井液12周；
(2) 打隔离液或前置液(一般用量为环空高度100m左右)； (3) 释放下胶塞注水泥(领浆、中浆、尾浆)； (4) 释放上胶塞替钻井液; (5) 碰压(上胶塞下行至套管承托环,泵压突然升高,通常 5.0
在钻井液中
Tb
在空气中
27
1.2 弯曲附加拉力
如果井眼存在较大的井斜变化 或狗腿度时，由于套管弯曲效应 的影响将增大套管的拉力负荷， 特别是在靠近丝扣啮合处，易形 成 裂 缝 损 坏 ， 由 于 API 套 管 的 连 接强度没有考虑弯曲应力，所以 设计时应从套管的连接强度中扣 除弯曲效应的影响，其计算公式 见有关资料。

• 4、其它测井方法 • ⑴井温测井 • ⑵地层倾角测井
•
-
13
第二章 钻井液基础知识
-
14
– 第二章、钻井液基础知识 –钻井液在钻井中的作用。
1、清洗井底，携带岩屑，保持井底清洁，保证 钻头不断地破碎地层，使钻进不中断。
2、平衡地层中的流体（油、气、水）压力，防 止井喷、井漏等井下复杂情况，保护油气层。
• 主要用作聚合物钻井液的降滤失剂，抗 盐、抗钙、抗温能力强。
• ⑶水解聚丙烯腈胺盐
• 代号NH4－HPAN或NPAN，主要用作防塌降 滤失剂，抑制能力强，不提粘，耐高温， 使用时碱度不宜过高。
-
36
• 3、腐植酸类
• 利用褐煤中的腐植酸进行磺化或硝化而 形成的各种盐类。它既有降滤失作用， 又有降粘作用。
• ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、 喷、漏和井塌等事故；
• ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
-
19
• 2、粘度和切力过低也不利于钻井，如： • ⑴洗井不良，井眼净化效果差； • ⑵冲刷井壁加剧，引起井塌等井下事故； • ⑶岩屑过细影响录井。
-
20
• 三）、滤失量和泥饼质量与钻井工作的关系
3、平衡岩石侧压力，并在井壁形成泥饼，保持 井壁稳定，防止地层坍塌。
-
15
4、发挥水力效能，传递动力，冲击井底， 帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度。
5、悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度， 避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的 部分重力。
6、润滑并冷却钻头，钻具。
7、防止地层中盐水、盐岩、石膏、芒硝等 对钻井液的化学污染，防止硫化氢污染 和损害。
-
4
二、钻井中地质录井工作
1、钻时录井