钻井与完井工程

钻井和完井书籍
关于钻井和完井的书籍有很多，以下是一些可供参考的书籍：
《钻井与完井工程》是哈尔滨工业大学出版社出版的图书，本书讲述钻井工程的地质特性、钻井设备与工具、钻井液、钻井参数优选与设计、井眼轨道设计与轨迹控制、井控技术与压井作业、固井工艺、完井工艺、射孔与井口装置。

《钻井和完井》是中国石化总公司情报研究所出版的图书。

此外，还有《钻井工程设计实用全书》、《石油钻井实用全书》等，建议根据自己的需求和兴趣选择合适的书籍进行阅读。

钻井与完井工程简介钻井与完井工程是油气田开发过程中的关键步骤之一。

钻井是指通过井筒从地表一直钻入地下地层，以获取油气资源或者水源；完井是指在钻井完成后进行井筒封堵和装备安装等工序。

本文将介绍钻井与完井工程的一般步骤和主要设备。

钻井工程钻井步骤钻井过程一般包含以下步骤：1.井址筛选：选择适宜的井址，考虑地质条件、地表环境等因素。

2.钻井设计：根据油田地质情况、目标层位、井口设备等，设计合理的钻井方案。

3.井斜测量与平衡：在井斜段进行位移、倾角和方位的测量，并调整井斜角度和方位，保持钻井平衡。

4.钻井液循环：通过钻井液的循环，冷却钻头，清除井底屑渣，维护井壁稳定。

5.钻井井壁稳定：通过钻井液防止井壁塌陷，保证钻井安全。

6.钻井工具下入和取出：将钻具下入井口或取出井口的过程，包括下钻、吊卸和泥浆循环等。

7.钻井井眼处理：在钻进过程中，对井眼进行必要的处理，以确保井筒质量。

8.油藏测试：在到达目标层位后，进行测试以获得油气储量、渗透率等相关信息。

9.套管下入：在钻完目标层位后，将套管下入井筒中，保护井壁和井筒。

钻井设备在钻井过程中，需要使用多种设备来完成各个步骤的工作。

以下是一些常见的钻井设备：1.钻台：用于支撑钻井作业的平台，包括井楼、井口工作区、钻井设备操控区等部分。

2.钻柱：由钻杆和钻铤组成的钻具，用于传递轴向力和旋转动力。

3.钻头：位于钻柱底部，用于切削岩石层，通常由一组合金牙组成。

4.钻井液系统：包括钻井液搅拌箱、钻井液泵等设备，用于循环输送钻井液，冷却钻头，清除废弃物等。

5.钻井液清洁系统：用于过滤和净化钻井液，保证其质量和性能。

6.钻井控制系统：通过控制钻井液压力和流量，控制钻进速度和井筒稳定。

7.钻井测量仪器：包括井斜仪、方位仪、位移计等，用于测量井斜与方位，并提供导航信息。

8.套管：用于加固井壁和井筒，保证钻井安全，通常包括套管、套管鞋等部分。

完井工程完井步骤完井过程一般包含以下步骤：1.防喷器安装：在井口安装防喷器，预防可能的井喷事故。

钻井与完井工程试题及答案第一章 钻井的工程地质条件三、名词解释1. 岩石的塑性系数是怎样定义的？答：岩石的塑性系数是用来定量表征岩石塑性及脆性大小的参数。

塑性系数为岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前弹性变形功的比值。

2. 什么是岩石的可钻性？答：岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。

即一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。

什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应？答：在“各向压缩效应”试验中，如果岩石孔隙中含有流体且具有一定的孔隙压力，这种孔隙压力的作用降低了岩石的各向压缩效应，这样，把岩石所受外压与内压之差称为有效应力。

上覆岩层压力和岩石内孔隙流体压力的差称为有效上覆岩层压力。

在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作用统称为“各向压缩效应”。

4. 简述地下各种压力的基本概念答：地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。

静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。

地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。

基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。

四、简答题1． 简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层孔隙压力和基岩应力三者之间的关系。

答： 地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。

静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。

地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。

基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。

钻井与完井工程教学大纲
第一章绪论
第一节钻井与完井工程在石油工业中的地位
第二节钻井与完井工程的主要内容
第三节钻井与完井工程技术的发展
第二章井身结构设计
第一节地层压力理论及预测方法
第二节地层破裂压力预测方法
第三节经验坍塌压力预测方法
第四节井身结构设计
第五节生产套管尺寸设计
第三章钻井液
第一节钻井液的功能、组成和类型
第二节粘土胶体化学基础
第三节钻井液的工艺性能
第四节钻井液常用原材料和处理剂
第五节钻井液体系
第四章钻进工艺
第一节钻进过程的系统分析
第二节地层岩性
第三节钻头
第四节水力参数
第五节机械参数
第六节钻具
第七节钻井技术
第五章钻井过程压力控制
第一节压力控制钻井的几个概念
第二节井内波动压力预测方法
第三节遗留及井喷控制
第四节欠平衡钻井技术
第六章井眼轨迹设计与控制
第一节概述
第二节定向井井眼轨迹设计
第三节井眼轨迹测量计算
第四节井眼轨迹控制
第七章固井
第一节套管柱强度设计
第二节油井水泥
第三节固井设备和施工
第四节固井质量检验和评价
第八章完井
第一节完井方法
第二节完井方法的选择
第三节完井井口装置及完井管柱
第四节投产措施
第九章储层保护
第一节储层损害的室内评价技术
第二节钻井过程中的储层保护技术
第三节完井过程中的储层保护技术第十章环境保护
第一节前期工程环境管理
第二节钻井完井施工中的环境保护。

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它涉及了从井口到地下储层的各个环节，需要精心设计和周密执行。

钻井完井工程设计
深井钻井完井工程是指在钻井完成后,通过安装井修为允许深井产生产量所必须进行
的一系列工程措施。

完井工程包括钻杆回收、套管回收、井底工程和井口工程等。

完井工
程设计包括井底结构分析、井口设计、油水电正管理等几个方面。

一、井底结构分析
井底结构分析是指分析井下的地质结构情况，综合计算成孔环境的地层渗透率最大值，得出井底结构方面的设计参数。

一般在深井完井时，靠上覆盖岩石的质量和渗透率的高低
来定位钻井修为的技术指标。

特别是火山岩类型的完井修为，应依据其火山岩层负荷特性
进行施工，避免井下深层压力波动及异常注浆暴露。

二、井口设计
井口设计包括修葺和布网等，井口应具备一定的稳定性，避免受到机械扰动而危及产量。

根据深井完井条件，建立适宜的影响因素和深井完井技术，确定完井前的深井修为方案，配合地质工作能确保井口的稳定性和完善性。

三、油水电正管理
油水电正管理是指通过开发钻井单位实施日常巡查保养，及时发现和消除井口及油水
电正异常信号，确保钻井安全及可靠性操作，以提高安全生产水平和产能。

然后根据实际
情况，采取适当的完井技术或措施，正确处理完井事故。

四、完井脱备
本阶段的完井脱备工程包括井口上的安装脱备与安全保护，如防坠井口护栏、管线检
修及换置等。

在这些脱备工作中，应注意安全，防止发生事故。

然后在安全、完整的井口
上安装试产管道及设备，对井口设前进行试运行，实施有效的安全管理，保证深井设备安
全运行。

简答题1. 简述异常高压地层形成的因素。

答：地层在沉积压实过程中, 能否保持压实平衡重要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小, （2）地层渗透率的大小, （3）地层孔隙减小的速度, （4）排出孔隙流体的能力。

在地层的沉积过程中, 假如沉积速度不久, 岩石颗粒没有足够的时间去排列, 孔隙内流体的排出受到限制, 基岩无法增长它的颗粒和颗粒之间的压力, 即无法增长它对上覆岩层的支撑能力。

由于上覆岩层继续沉积, 岩层压力增长, 而下面的基岩的支撑能力并没有增长, 孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。

假如该地层的周边又有不渗透的地层圈闭, 就导致了地层的欠压实, 从而导致了异常高压的形成。

2. 简述牙轮钻头在井底的运动形式及破岩机理。

答: 牙轮钻头在井底产生的运动形式重要有:（1）在钻柱的带动下产生的公转；（2）由于牙轮安装在牙轮轴上, 在公转的同时产生自转；（3）单、双齿着地使得牙轮钻头的重心上下移动所形成的上下振动；（4）牙轮钻头的三种特殊结构——超顶、移轴、复锥使得牙轮在滚动的同时产生滑动。

牙轮钻头的破岩机理:（1）在钻压作用下形成的压碎作用；（2）牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；（3）三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所导致的剪切破碎。

3. 简述地层流体侵入井眼的重要检测方法。

答: 检测地层流体侵入井眼的重要方法有:（1）在不改变任何钻进参数的条件下, 钻速忽然加快；（2）钻井液池液面上升；（3）钻井液返出流量增长；（4）返出的钻井液温度升高；（5）返出的钻井液密度减少；（6）返出的钻井液导电率变化, 一般油气侵导电率变低, 盐水侵变高；（7）返出的钻井液粘度变化；（8）循环压力下降；（9）返出的钻井液有油气显示（即地面有油气显示）；（10）由于钻井液粘度减少, 使得大钩负荷增大。

4. 述注水泥过程中提高顶替效率的重要措施。

答: （1）采用套管扶正器, 改善套管居中条件；（2）注水泥过程中活动套管, 增大水泥浆流动的牵引力；（3）调整水泥浆性能, 使其容易顶替钻井液；（4）注水泥过程中使水泥浆在环空的流动形成紊流或塞流, 有助于水泥浆的顶替；（5）在注水泥前, 打入一定量的隔离液或清洗液, 增长两者的密度差, 形成有利的“漂浮”。

《钻井与完井工程》复习资料1、钻井的定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。

2、各类井型：(1)地质基准井＜参考井＞:为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井。

(2)预探井:要紧上为探明油田面积，油水边界线，为油田运算可靠工业储量提供资料所钻的井。

(3)详探井:在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好预备的井，这种井在油层部位要求全取心。

(4)生产＜或开发＞井:在已探明储量，有开采工业价值的油田构造上钻产油产气井(5)注水＜气＞井:为了提升采收率，达到稳产所钻的井。

注水注气的要紧目的是为了给地层提供生产油气所必须的能量。

第二章井身结构设计1、井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸(钻头尺寸)与套管尺寸的配合。

2、三压力：(1)地层压力(FormationPressure)PP:是指作用在岩石孔隙流体(油气水)上的压力，也叫地层孔隙压力。

(2)地层破裂压力(FracturePressure)Pf:在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，那个压力称为地层破裂压力。

(3)地层坍塌压力(CavingPressure)Pc:当井内液柱压力低于某一值时，地层显现坍塌，我们称那个压力为地层坍塌压力。

P=0.00981p H(MP)ha3、静液柱压力(Hydrostaticpressure)Ph：由液柱重力引起的压力。

4、上覆岩层压力P0(OverburdenPressure)：某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重力造成的压力。

5、压力梯度：单位高度(或深度)增加的压力值。

6、有效密度(当量密度)：钻井液在流淌过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力，通过有效压力换算得到的液体密度称为当量密度(ECD)。

7、DC指数法推测地层压力的原理：机械钻速随压差的减少而增加。

第一章、绪论第一节、钻井完井工程在石油工业中的地位石油和天然气作为世界上的主要能源和优质化工原料，是当今社会经济发展中重要的生产力要素之一。

目前，世界能源消费的结构比例为：石油40％，天然气22.9％，煤炭27.4％，核能7.1％，水电2.5％，石油和天然气的比例占到世界能源消费的62.9％。

一个国家对石油和天然气的拥有量和占有量已成为综合国力的重要标志。

石油在一个国家的国民经济中的地位和作用是非常重要的，它对于经济、政治、军事和人民生活都有极大的影响。

石油工业是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和化工原材料生产部门。

钻井是石油勘探、石油开发的一个非常重要的环节和手段。

在世界范围内，油田在石油勘探阶段的总投资中钻井的费用达到55%—80%，在石油开发阶段的总投资中钻井的费用超过50%，从中可见钻井工作所占的比重。

一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，许多国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以显示他们在世界石油工业发展史曾经做出的贡献和所处的地位。

石油勘探有多种方法，但钻井是最重要也是最终判断地下是否有油的手段。

当一个地质圈闭经钻探并获得了有工业开采价值的油气流后就算找到了一个油田。

下一步的工作就是进一步搞清楚这个油田的具体范围和出油能力。

因此，在钻探过程中发现油气后，就应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质，还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析，然后再进行扩大钻探，进一步探明圈闭含油气情况，算出地下的油气储藏量有多少。

这样，对一个油田来说，它的初步勘探工作才算结束。

通过地质勘探，发现有工业价值的油田以后，就可以着手准备开发油田的工作了。

油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上，在油藏上合理的分布油井和投产顺序，以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施，把地下石油资源采到地面的全过程。

油田从详探到全面投入开发的工作顺序一般为：在见油的构造带上布置探井，迅速控制含油面积；在已控制的含油面积内，打资料井，了解油层的特征；分区分层试油，求得油层产能参数；开辟生产试验区，进一步掌握油层特性及其变化规律；根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究，作出油层分层对比图、构造图和断层分布图，确定油藏类型；油田开发设计；根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网，钻完后不投产，根据井的全部资料，对全部油层的油砂体进行对比研究，然后修改和调整原方案；在生产井和注水井投产后，收集实际的产量和压力资料进行研究，修改原来的设计指标，定出具体的各开发时期的配产、配注方案。