钻井工程技术分类

石油钻井安全技术（一）钻井工程简介为了寻找油气储藏，除了采纳地球物理勘探方法进行勘探外，还必须钻各种探井，为制定开发方案提供具体的资料。

为了开采石油和天然气，要按照油气田的开发方案钻一批生产井和注水井。

在油田的生产过程中，还要钻一些观察井和加密井。

钻井工程是指在初步探明油、气、水储藏状况后，通过钻具(钻头、钻杆、钻铤等)对地层钻孔，然后用套管联接并向下延伸到油、气、水层的过程。

钻井按照施工目的的不同，分为探井和开发井。

探井包括地质井、参数井、预探井、评价井等；开发井包括采油井、采气井、注水(气)井以及调整井、检查研究井、扩边井等。

最古老的钻井方法是冲击钻井法，简称顿钻。

由于这种钻井方法的效率极低，现在已经被旋转钻井所代替。

旋转钻井法是用金属钻杆带动钻头旋转来破碎岩石的一种钻井方法。

它通常使用转盘钻机，由转盘通过方钻杆来带动钻杆和钻头旋转。

目前世界上绝大部分钻井工作量是由旋转钻井法完成的。

现在，也有部分钻机已经开始使用井底动力发动机(主要有涡轮钻具和螺杆钻具两种)，又称井底动力机钻井法。

另外，世界上还有井底发动机与柔性钻杆配合钻井法，但使用极少。

我国石油钻井从1949年建国开始到现在50多年间，经历了组建(1949～1957年)、发展(1958～1977年)和提升(1978年到现在，也叫做钻井提升时期)三个时期。

目前，已经具备了较高的钻井技术水平。

21世纪世界钻井发展的趋势是向自动化、智能化钻井发展，我国将重点发展旋转导向钻井技术、超深井钻井技术、大位移钻井技术、提升老油田产量的各类型钻井技术和强化钻井基础理论研究，强化钻井装备的更新改造技术，并在推广和应用先进的企业管理方法方面做出努力。

一、钻井制定与井场布置(一)钻井制定所有的井都要进行钻井制定。

钻井制定的基本内容包括地质制定、工程制定、进度制定和费用预算四个部分。

钻井制定要本着“科学、安全、经济、环保〞的原则来进行。

地质制定应提供钻探目的和要求、地层孔隙压力、破裂压力、岩性特征、地层剖面、故障提示等资料，并提供邻井的油、气、水显示和复杂状况资料，注明含硫化氢地层深度和估计含量。

石油钻井工程施工技术规范石油钻井工程是现代化石油工业中至关重要的环节之一。

为了确保石油钻井过程的安全与高效，提高油井开发的质量和产能，制定一系列的施工技术规范是必不可少的。

本文将就石油钻井工程施工技术规范进行全面的论述。

一、钻井工程施工技术概述钻井工程施工技术是指在合理地层选择的基础上，运用一定的设备和方法，在钻设和周边地层中孔直径方向挖掘一定的深度和方位的孔洞，以便进一步开展石油勘探、开采或注水等工作。

钻井工程施工技术主要包括工程设计、工程方案、工程施工过程和施工质量控制等方面。

二、钻井设备和工具钻井设备和工具是保证钻井工程顺利进行的基础条件。

钻井设备包括钻井平台、钻机、钻井液循环系统等。

工具则包括钻头、钻杆、套管等。

钻井设备和工具的选择和使用应符合行业标准和规程，同时要重视设备和工具的维护和检修。

三、孔的设计和钻井方案钻井过程中，钻井孔的设计和钻井方案的制定是至关重要的。

钻井孔的设计要充分考虑到层位、地层特征、钻井目标等因素，合理确定钻井深度和孔径。

钻井方案要详细规定各个作业环节的工作程序，如钻探作业程序、套管作业程序等。

四、钻井液循环系统钻井液在钻井过程中有着重要的作用。

它不仅用于冷却和润滑钻头，还用于排除废弃物、控制井壁稳定等。

钻井液循环系统的设计应保证钻井作业的正常进行，减少事故风险。

同时，还应注意控制钻井液的性质和成分，以满足油井开发需要。

五、钻井作业流程钻井作业流程是指钻井过程中各个环节之间的关系和执行的顺序。

通常包括场地准备、组织施工、钻井完了、测试、套管和井口工作等。

在每个环节中，施工人员应严格按照规范和要求进行操作，确保施工工艺的准确和安全。

六、施工现场管理施工现场管理是钻井工程施工技术规范的重要组成部分。

有效的现场管理可以提高施工效率、确保施工质量、提供良好的劳动保护和环境保护。

现场管理应包括组织管理、安全管理、质量管理、环境管理等方面。

七、施工质量控制施工质量控制是钻井工程施工技术规范的核心内容之一。

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RytchFarm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。

石油钻井工程中的钻井技术资料石油钻井工程中，钻井技术资料是必不可少的重要组成部分。

它们提供了对地层和钻井操作的详细描述，为钻井工程师和相关人员提供了准确的信息，以指导钻井过程中的决策和操作。

本文将从不同的角度介绍石油钻井工程中的钻井技术资料。

一、地质勘探资料在石油钻井工程中，地质勘探资料是最基础的资料之一。

它包括地质调查报告、地质测井资料、地质勘探图件等。

地质勘探资料可以提供地层的结构、性质、岩性等信息，为钻井过程中的井眼设计、钻井参数选择等提供基础数据。

二、井眼设计资料井眼设计资料是钻井工程中的重要环节，它针对具体的地质条件和钻井目标，进行井眼轨迹设计。

井眼设计资料包括钻井方案、钻井进度表、钻具选择参数等。

井眼设计资料是在地质勘探资料基础上制定的，旨在实现钻探目标的高效、安全和经济。

三、钻探井筒资料钻探井筒资料是相对于井眼设计资料而言的，在钻井过程中实时获得。

钻探井筒资料记录了井眼信息、地层描述、测井数据以及钻井液性质等。

这些资料既可以用于分析井眼的稳定性和地层情况，也可以用于评估钻井过程中的效果和风险。

四、钻具使用记录资料钻具使用记录资料主要是记录钻具在钻井过程中的使用情况。

包括钻具的尺寸、型号、使用时间以及检查和维修情况等。

钻具使用记录资料能够帮助工程师和相关人员对钻具的状态进行监控，以保证钻井操作的安全和效率。

五、钻井液资料钻井液资料是关于钻井过程中使用的钻井液的信息。

包括钻井液配方、性能参数、测井数据以及钻井液处理过程中产生的废液处理资料等。

钻井液资料是为了保证钻井过程的顺利进行，防止井液污染和井眼塌陷等问题。

六、井口操作资料井口操作资料记录了钻井过程中的各项操作和措施。

包括通报、警示等安全事项，操作步骤、仪器设备使用、井口人员配备等。

井口操作资料的编制是为了确保钻井过程中的安全和规范操作。

综上所述，石油钻井工程中的钻井技术资料对于钻井工程的顺利进行非常重要。

地质勘探资料提供了对地层的详细了解，井眼设计资料为钻井工程提供了指导，钻探井筒资料和钻具使用记录资料能够对钻井情况进行监控，钻井液资料和井口操作资料则确保了钻井过程的安全和高效。

1302023年11月上 第21期 总第417期0引言井工程是目前全球最重要的工程领域之一，是石油产业的中枢和基础[1]。

井工程是石油天然气勘探开发过程中，对地下油气藏进行钻探，形成油气进入地面集输系统的重要工程，对于保障国家能源安全、促进经济发展以及保护生态环境等方面都具有重要的意义。

井工程技术主要分为钻井工程技术、测录井工程技术、完井工程技术、增产与压裂工程技术以及修井工程技术等。

为了更好地推进井工程技术的发展，以及适应不断变化的技术发展和市场需求，进行相关井工程领域的技术定义以及分类分级研究分析和特点总结是十分必要的[2]。

而且推进井工程的技术分类分级对于保障工程安全、推动技术进步、规范管理、保护环境以及适应市场需求等都具有重要的意义。

1研究对象经过对多个不同类型的井工程技术主体对象进行研究分析，综合整体研究分析结果确定的主体对象有井工程技术业务完整且具有代表性的国内外一流油气服务公司及国内外上游油气公司、国内外以油气专业为特色的知名高校、油气领域经典代表著作、国内外重点油气期刊中的文献，研究分析对象具体信息如图1所示。

其中国外两大油服公司以斯伦贝谢和贝克休斯为主，国内油气公司主要包括安东石油、中海油服、中石化石油工程以及中石油测井有限公司等，上游的油气公司以国内外各大油田为主；高校主要以国内中国石油大学为代表的四所著名石油高校，国外则是包括德克萨斯州奥斯汀分校以及德州农工大学为主；专著则主要包括国内经典的《石收稿日期：2023-04-13作者简介：舒刚（1985—），男，四川成都人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：科技管理与石油工程。

国内外井工程技术分类分级方法分析舒 刚 杨 建 陈 艳 谈锦锋 梁 蕊（中国石油西南油气田分公司工程技术研究院，四川成都 610017）摘 要：随着石油勘探开发技术的发展，现代井工程技术体系得到了进一步完善。

井工程技术的分类分级，有助于相关单位人员更全面、更深入地了解各种井工程技术的优缺点，有助于促进井工程技术的进一步发展和应用。

石油钻井基本知识目录一、石油钻井概述 (2)1.1 定义与分类 (3)1.2 发展历程 (4)1.3 石油钻井的重要性 (5)二、钻井设备与工具 (6)2.1 钻井泵 (7)2.2 钻井液 (9)三、钻井工艺技术 (10)3.1 钻前准备 (11)3.2 开钻前的井场布置 (12)3.3 钻进技术 (13)3.4 下套管与固井 (14)3.5 特殊钻井工艺 (16)4.1 地质勘探与油气藏 (18)4.2 岩石与地层特性 (19)4.3 钻井液与储层保护 (21)4.4 环境保护与安全 (21)五、钻井工程设计 (23)5.1 设计原则与方法 (24)5.2 钻井液设计 (25)5.3 钻具组合设计 (26)5.4 钻井进度计划 (28)六、钻井作业与管理 (29)6.1 钻井作业流程 (30)6.2 钻井现场管理 (30)6.3 钻井成本控制 (32)6.4 钻井技术创新与改进 (33)7.1 钻井安全风险与防范 (35)7.2 环境保护措施 (37)7.3 应急预案与事故处理 (38)八、钻井技术发展与展望 (39)8.1 新技术与新材料的应用 (40)8.2 跨界合作与创新 (42)8.3 未来发展趋势与挑战 (43)一、石油钻井概述石油钻井是一个复杂且高度专业化的过程，涉及从地表到地下深处寻找石油的过程。

石油钻井的目标是在地下找到含有石油和天然气的储层，这些储层通常位于地下数百米甚至数千米的深度。

为了找到这些储层，需要对特定的地质结构进行深入研究和理解，并利用先进的钻探技术和设备来实施钻探作业。

石油钻井的过程通常分为勘探钻井和开发钻井两个阶段，勘探钻井阶段主要是为了确定是否存在石油资源，以及了解这些资源的数量和质量。

这一阶段涉及到大量的地质调查和勘探工作，以确定最有潜力的钻探位置。

一旦找到石油资源，就会进入开发钻井阶段，这个阶段的目标是确定储层的位置、规模和性质，并为后续的开采和生产做准备。

浅析钻探工程技术及钻孔技术要点摘要：随着科学技术的进步和国民经济的快速发展，钻探工程在地质勘探、矿物开采等很多领域的应用将会日益增大，并且与其他尖端的科技将会结合应用，如地壳科学深钻等。

本文从地质钻探技术和钻孔技术及其应用两个大方面对钻探工程技术及钻孔技术要点进行了分析。

关键词：钻探工程；技术；钻孔技术；中图分类号： k826.16文献标识码：a 文章编号：一、地质钻探技术根据不同的外力的作用方式，可将现钻探方法分为冲击式钻探、回转式钻探、冲击回转式钻探和振动式钻探，个别特殊地层条件下喷射式钻探也常常被采用。

如果根据钻探切削工具的不同又可将钻探方法分为钢粒钻探、硬质合金钻探和金刚石钻探。

还有一些高效的钻探方法如热力法、熔融法和化学方法等，但这些方法因为成本高、技术难度大而未得到广泛适用。

其中热力法包括高频电流钻、火焰喷射钻、微波钻等，熔融法包含等离子钻、电热钻、激光钻等，而化学方法常用的是利用化学试剂将岩石进行破碎。

1.1冲击式钻探冲击式钻进是始创于中国的一种古老的钻井方法，早在１１世纪传入西方，目前在中国和国外都还在广泛适用。

其钻进原理在于使用钢丝绳或钻杆相连用一字型或十字形钻头，上下运动冲击岩石，同时捞出岩屑和岩粉，形成钻孔。

影响冲击钻进的速度主要是冲击频率、冲击功、冲击方式及传递三要数。

冲击频率对钻进速度的影响根据冲击的频率不同，可将其分为４类：低频、中频、高频和超高频。

冲击频率与钻进效率是成正比的，但当冲击频率达到某一定值后，这个比例关系就不再存在，相反而有所下降。

这是因为单位时间内的重复次数多，孔内的岩屑来不及排出，沉积在钻头部位起到一个缓冲的作用。

另外，冲击频率大，必然冲击时间过短，导致冲击功对于岩石的作用时间不够长，破岩不够完全而达不到高效率的体积破碎。

冲击功大小对钻进速度有着最直接的影响。

1.2冲击回转式钻探冲击回转式钻进的优点在于其能大大提高硬质层转速和回转进尺长度，降低钻孔弯曲程度，明显降低工程成本。

深井和超深井钻井技术全套深井、超深井钻井技术问题主要包括：复杂深井井身结构及套管柱优化设计，深井高效破岩及钻井参数优选技术，深井用系列高效钻头，深井钻井装备以及其他配套技术在深井中的应用等问题。

一、复杂深井井身结构及套管柱优化设计1.井身结构设计传统的井身结构设计方法对生产井和探井没有区分，都是自下而上进行设计，这种设计可以使所设计的套管层次最少，每层套管下入的深度最浅，节省成本。

对于深井钻井，尤其是深探井钻井来说，一般对所钻地区的情况掌握不清，要切实保证钻达目的层、提高深井钻井的成功率，就必须有足够的套管层次储备，以便一旦钻遇未预料到的复杂层位时能够及时封隔，并继续钻进。

但目前的套管、钻头系列有限，只能有2~3层技术套管，只能封隔钻井过程中的2~3个复杂层位。

因而，希望每一层套管都能尽量发挥其作用，希望上部裸眼尽量长些，上部大尺寸套管尽量下得深一些，以便在下部地层钻进时有一定的套管层次储备和避免小井眼完井。

自上而下的设计方法能很好地体现上述想法，可以使设计的套管层次最少，每层套管下入的深度最深，从而有利于保证实现钻探目的，顺利钻达目的层位。

自上而下的设计方法的基本过程是：根据裸眼井段必须满足的约束条件，首先从地表开始向下确定表层套管的下入深度，然后向下逐层设计每一层技术套管的下入深度，直至目的层位裸眼井段必须满足的约束条件均为式中i一—计算点序号，在设计程序中每米取一个计算点；Pmmax ------ 裸眼井段的最大钻井液密度，g/crrP; Ppmax——裸眼井段钻遇的最大地层孔隙压力系数，g/cm3；Sb——抽吸压力系数，g/cm3；Pcmax一—裸眼井段的最大井壁稳定压力系数，g/cm3；Ppi——计算点处的地层孔隙压力系数，g∕cm3;Hi——计算点处的深度，m;△P——压差卡钻允值，MPa;Sg——激动压力系数，g/cm3；Sf——地层破裂压力安全增值系数，g/cm3；Pfi——计算点处的地层破裂压力系数，g∕cm3;Hmax ----- 裸眼井段的最大井深，m;Sk一一井涌允量系数，g/cm3。