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钻完井工程技术
1、取心技术措施：取心工具必须按照使用说明认真检查，钻头水眼畅通，齿刃完好，工具内筒运转灵活，岩心爪无变形，弹性好，工具螺纹完好，不合格工具严禁下入井内。
2、取心操作要求：取心过程中严格执行取心操作要求，下钻操作平稳，杜绝猛刹、猛放，控制下放速度，严防顿钻，钻头距井底一个单根深度时，开泵循环清洁井底。
3、钻井技术措施：配套升级钻井泵、循环系统、高频固控设备，实现强化参数钻井；推广应用大扭矩螺杆钻具、射流冲击器、机械式旋冲工具、低压耗水力振荡器等提速工具；试验控压循环排气技术，解决钻遇高压裂缝性气层时循环排气时间过长的问题；攻关超长水平段快速钻井技术、“一趟钻”钻井提速技术，储备立体井网分支井安全成井技术；攻关油基钻井液堵漏技术，提高堵漏时效和成功率，储备合成基超润滑钻井液技术。
钻井技术简介钻井技术是石油工程中重要的环节之一，它是通过钻井设备将钻头在地下钻孔，以达到获取地下矿藏或取得地质信息的目的。
本文将对钻井技术进行简要介绍。
一、钻井工艺流程钻井工艺流程包括井选、井设计、钻井液、钻具、钻井工艺等环节。
1. 井选：根据勘探资料、地质构造、矿藏分布等因素，选择合适的井位。
2. 井设计：根据勘探目标和井位条件，设计钻井参数，确定钻井方法、井眼直径、井深等。
3. 钻井液：钻井液是一种循环流动在井孔中的重要物质，它具有冷却钻头、携带岩屑、平衡地层压力等作用。
4. 钻具：包括钻杆、钻铤、钻头等，用于将钻头运行到井底。
5. 钻井工艺：包括井下作业、钻井参数调整、固井、完井等环节，以达到钻井目标。
二、钻井方法常见的钻井方法有旋转钻井、振动钻井、冲击钻井和旋挖钻井等。
1. 旋转钻井：通过旋转钻头，使钻头切削地层，将岩屑带到井口。
2. 振动钻井：利用振动原理，使钻头在井底振动，破碎地层并带出岩屑。
3. 冲击钻井：利用冲击力将钻头推进地层，达到钻井的目的。
4. 旋挖钻井：利用旋转钻头和钻铤，通过推进钻进地层，形成井孔。
三、钻井技术1. 钻头选择：根据地层性质和井设计要求，选择合适的钻头，如钻头形状、刀具结构等。
2. 钻井液控制：钻井液的配方和控制对钻井过程至关重要，需要根据地层条件和钻井目标进行调整。
3. 钻井参数调整：包括钻速、转速、钻压、钻力等参数的调整，以保证钻井的顺利进行。
4. 钻井过程监测：通过测井、岩芯分析、地层测试等手段，获取地下地质信息，指导钻井工作。
5. 固井：在钻完井后，通过注入水泥浆或其他填充材料，将井壁固定，防止地层塌陷和井壁塌陷。
6. 完井：包括井内装置的安装和地面设备的调试，使井口能够正常产生石油或天然气。
四、钻井技术的应用钻井技术广泛应用于石油勘探、开发和生产过程中。
1. 石油勘探：通过钻井技术，获取地下地质信息，确定石油储层的分布、厚度等参数。
2. 石油开发：通过钻井技术，建立油井系统，实现石油的开采、生产和输送。
渤海油田钻井提效新技术及其应用实践邓建明;刘小刚;马英文;崔治军;叶周明【摘要】渤海油田部分油田已进入综合调整开发期,钻完井工程面临地质油藏条件复杂、环保和安全形势日益严峻、油气开发成本高等难题.通过创新发展优快钻完井技术体系,形成了渤海油田钻井提效新技术体系,包括加密井网表层防碰技术、膨润土深钻技术、硬地层钻头综合优选技术、中深部地层钻具组合优化技术等.这一系列钻井提效新技术已在歧口18-1、垦利3-2及秦皇岛32-6等油田取得成功应用,较一次优快钻井作业效率提高40.54％,具有广阔的推广和应用价值.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2016(028)003【总页数】5页(P106-110)【关键词】渤海油田;钻井提效新技术;加密井网表层防碰;膨润土深钻;硬地层钻头综合优选;中深部地层钻具组合优化;作业效率【作者】邓建明;刘小刚;马英文;崔治军;叶周明【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452【正文语种】中文【中图分类】TE24220世纪90年代中期，原油市场低迷，而渤海地区大部分已探明油气田属于边际油气田，高效低成本钻井成为开发渤海边际油气田的必由之路。
通过学习和创新，创立了适合渤海油田的优快钻井技术体系。
优快钻井技术是通过集成先进、适用技术，创新作业流程和结合应用现代管理模式而形成的一项系统优化配套技术，体现了实现油气田开发效益最大化的理念[1]，在渤海油田发展中起到了举足轻重的作用，已成为中国海油的一种“优快”精神。
目前渤海油田已进入大开发阶段，面临着2个方面的难题：一方面，预开发的油田中储量大、油品好的大型优质油田越来越少，综合调整项目、稠油油田、三低油田等开发效益差油田比例较大；另一方面，社会公众环保意识逐步提升，提升发展的质量和效益已经成为社会期待的发展模式。
钻井新技术及发展方向分析1 钻井技术新进展1.1石油钻机钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。
近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。
主要进展有:(1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。
(2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。
(3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。
1.2随钻测量技术1.2.1随钻测量与随钻测井技术21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。
与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。
由于该技术的市场价值大,世界范围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。
1.2.2电磁波传输式随钻测量技术为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。
1.2.3随钻井底环空压力测量技术为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling, APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。
小井眼钻井完井技术摘要:目前吐吐油田小井眼侧钻、加深技术是油田老井挖潜增效和套损井治理最有效的措施之一;但小井眼钻井完钻后,在完井过程中容易出现各种问题的井,占总井数67%;完井周期过长,占建井周期的50%左右。
为此对井筒处理、完井管柱结构优化、固井工艺等方面开展了研究,形成了小井眼完井技术系列,在现场取得了良好的应用效果。
关键词:小井眼井筒处理固井1 小井眼完井技术对策1.1 优化钻井液体系针对小井眼存在环空间隙小、摩阻大、井壁稳定性差、下钻波动压力大、易发生测井仪器、套管下入难等问题,针对以上情况对钻井液提出了更高的要求。
根据纳米乳液钻井液技术的优点,在小井眼侧钻井中应用纳米乳液钻井液技术,既能保证钻井顺利,又能保证完钻后无需较大调整泥浆性,就能满足测井、下套管时泥浆性能要求。
纳米乳液聚合物钻井液的配方:46%坂土＋0.3%～0.5%KPAM+0.2%NaOH+1%NaHPAN+0.3%～0.5%CMC+0.2%XC+0.2%XY-27+2.5%～3%纳米乳液+1%～1.5%极压润滑剂。
纳米乳液聚磺钻井液:4%～6％坂土＋0.3%～0.5%KPAM+0.2%NaOH+0.3%～0.5%CMC+0.2%XC+0.2%SMT+2%SPNH+3%LYDF+2%SMP+1%PSC +2.5%～3%纳米乳液+1%～1.5%极压润滑剂。
根据现场实验证明,纳米乳液钻井液有以下优点:①该体系适用性强,可满足不同施工工艺过程要求。
②良好的润滑性和减阻防卡功能。
③强抑制性和稳定井壁功能。
④对储层较好的保护效果。
⑤对环境污染小。
1．2 井筒处理技术测井和下套管是侧钻井最重要的工p根据实验可知水泥环厚度在12.7mm～25.4mm内,抗压强度随水泥环厚度增加而增加,在水泥环厚度大于25.4mm后强度增加较慢;而剪切强度随厚度增加而减小,渗透率随厚度的增加而增大,但是水泥环厚度在12.7mm～25.4mm内剪切强度降低和渗透率增加弧度较小,水泥环的厚度超过25.4mm,剪切强度急剧减小和渗透率急剧增大,一般小井眼选择水泥环厚度在20mm～25.4mm。
第一章水平井一：水平井的概念井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。
二：水平井的优缺点：2. 水平井的分类？根据造斜井段的曲率半径分为（1）长半径水平井——造斜曲率2—6度/30米，曲率半径305-914米（2）中半径水平井——造斜曲率7—50度/30米，曲率半径38-213米（3)段半径水平井5—10度/米，曲率半径6-12（4）超短半径水平井—水力直接造斜，水平段长50-60米。
3. 水平井的使用范围？长半径水平井：用于地面障碍，远距离位置；海洋；油层位于城市下；底层遮挡；中半径水平井：生物焦；裂缝性地层；减缓气锥；减缓水锥；短半径水平井：盖层为复杂地层；复杂油层；薄油层；超短半径水平井：松软地层；浅砂地层；沥青砂油层；4. 影响井眼轨迹的因素及控制方法？1. 因素：底部钻柱的力学性能；地层岩石状态以及钻头与岩石的相互作用；钻井工艺参数及其它参数的影响；2. 方法：（1）用以往的经验合理选用钻进工具，合理设计各种底部钻具组合（增斜，降斜，稳斜），以尽量减少实钻轨迹与理论设计轨迹之间的误差，这是现场过去普遍采用的方法；（2）用钻头测向力（指钻柱给钻头的横向力）定性测算井斜趋势；（3）用钻头合力方向作为实际钻进方向；（4）把最终是钻头测向力为零的井眼曲率定位钻井曲率。
（5）把钻头轴线方向作为预计的钻进方向（6）用岩石—钻头相互作用模型决定钻进方向。
5.水平井的完井方式以及适应的底层条件？1）裸眼完井：（1）岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌的储层（2）不要求层段分隔的储层（3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩（4）短或极短曲率半径的水平井2）割缝衬管完井：（1）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层（2）不要求层段分隔的储层（3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层3）带ECP的割缝衬管完井：（1）要求不用注水泥实施层段分隔的注水开发储层（2）要求实施层段分隔，但不要求水力压裂的储层（3）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层（4）天然裂缝性或横向非均质的碳酸盐岩或硬质砂岩储层4）射孔完井：（1）要求实施高层段分离的注水开发井（2）要求实施水力压裂作业的储层（3）裂缝形砂岩储层5）裸眼预充填砾石完井：（1）岩性胶结疏松，出砂严重的中，粗，细粒砂岩储层（2）不要求分隔层段的储层（3）热采稠油油藏6）套管内预充填完井：（1）岩性胶结疏松，出砂严重的中，粗，细粒砂岩储层（2）裂缝性砂岩储层（3）热采稠油油藏第二章大位移井6.大位移井的定义及使用范围及关键钻井技术？定义：是指测量深度等于或大于真垂直深度两倍的井关键技术：1扭矩/阻力：（1）定向剖面最优化（2）泥浆润滑性（3）降低扭矩的工具（4）摩阻预测计算机模拟2.钻柱设计：（1）接头应力平衡（2)高扭矩丝扣化合物（3）高抗扭接头（4）高强度钻杆材料选择3.井眼稳定性：（1）岩体性能描述和参数输入（2）计算与模拟（3）井眼的监测及验证（4）井眼净化：（1）流量（2）流变性（3）钻杆旋转（4）起钻前充分循环（5）井眼净化监测（6）固相控制第四章深井超深井一：为什么深井、超深井的钻速低？：1．由于地质因素和井身结构设计不合理造成复杂情况影响钻速；2．国产大尺寸钻头结构单一，型号少，不能满足深井段地层岩性变化的需全；3．破岩机械能量不足；4．水力能量不足，井底岩屑清除不净；5在易斜地区，为了控制井斜被迫采用小钻压吊打；6钻井液性能及井眼净化不好，造成井下复杂情况；7深部致密硬塑性泥页岩地层难钻，造成钻速低；8．小井眼钻井装备不配套，影响深部小井眼钻速。
二：提高深井、超深井钻速的措施？1.运用井下动力钻具；3 / 7 2010级钻井技术版权所有翻版必究2.使用顶部驱动系统；3.使用欠平衡压力钻井；4.使用井下液体增压器；5.用水射流钻井装置；三：窄密度窗口带来什么问题？主要地层相关问题(1)地层压力高、破裂压力低,压力窗口窄;(2)地质岩性、压力预测不准;(3)同一裸眼井段中多套压力层系;(4)地应力较高,岩石水敏性较强,井壁稳定性较差;(5)井壁易塌、易漏、易缩径;(6)超高压、高含硫问题。
主要施工工程问题(1)窄密度窗口下的高密度钻井液漏失;(2)出现“涌漏同层、又涌又漏”的情况;(3)深井溶洞性地层的密度置换问题;(4)常规套管结构满足不了施工需要;(5)漏层的地层压力梯度差异较大,出现井下复杂情况;(6)深井和高温高压井循环压耗过高,引起安全窗口不够四：窄密度的处理方式？1．确定窄安全窗口2．扩大安全窗口3．环空压力和ECD控制4．其他应用技术五:常用井深结构的改进方法或途经？1、增大上部套管和井眼尺寸2、采用小井眼钻井技术3、采用下无接箍和偏心钻头扩眼钻井技术4、优化套管|井眼尺寸组合，设计新的套管柱组合六：控制井斜的实质？轨迹控制：⏹直井防斜打直。
⏹特殊工艺井控制井斜和方位，使轨道与轨迹相一致。
井斜控制标准由以井斜角为主改为井眼曲率为主，放宽了井斜角的控制之后，钻速明显提高，控制住狗腿严重度就能避免各种复杂情况和事故。
七：空压钻井的优点？气体钻井具有可以大幅提高钻速、缩短钻井周期、有效保护和发现油气层、克服井漏、防止水敏性泥页岩坍塌、延长钻头使用寿命等优点,是开发低压低渗油气田行之有效的方法,目前正逐渐成为我国油气田勘探开发的主导技术之一八：无风险钻井（NDS）的优点：(1)使用聚焦伽马测井数据进行导向；(2)伽马和井斜1—2章由贾清坤编写；第3—5章由李代波、贺凯编写；第5—9章由李蜀涛编写；感谢各位的支持角传感器离钻头更近；(3)智慧马达中的传感器可以和MWD中的传感器结合使用，而这可以通过电磁和泥浆脉冲实现双向通信；(4)仪器短，可以更早地探测到地层边界；(5)安装在马达上的测斜仪能提供真实的倾斜角测量数据，无需对马达弯度进行校正第五章欠平衡钻井技术一：欠平衡钻井的概念：欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）低于底层孔隙压力。
二：欠平衡的优势：（1）减少对油气层的伤害层，有效保护油气层，提高油气井的产量；（2）实时发现地质异常情况，及时评价低渗油气层；（3）有效控制漏失，减少和避免压差卡钻等井下复杂情况的发生，减少作业和相关的费用；（4）提高机械钻速，延长钻头使用寿命，缩短钻井周期，降低钻井成本；（5）可以在钻井过程中生产油气；三：欠平衡的分类：欠平衡钻井系列分为：①气体钻井，包括空气、天然气和氮气钻井，密度适用范围0～0.02克/立方厘米；②雾化钻井，密度适用范围0.02～0.07克/立方厘米；③泡沫钻井液钻井，包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围O.07～0.60克/立方厘米；④充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两种方式。
井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。
其密度适用范围为0.7～O.9克/立方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法；⑤水或卤水钻井液钻井，密度适用范围1～1.30克/立方厘米；⑥油包水或水包油钻井液钻井，密度适用范围为0.8～1.02克/立方厘米；⑦常规钻井液钻井(采用密度减轻剂)，密度适用范围大于O.9克/立方厘米；⑧泥浆帽钻井，国外称之为浮动泥浆钻井，用于钻地层较深的高压裂缝层或高含硫化氢的气层。
欠平衡钻井技术按工艺分类可分为两种：流钻是指使用普通钻井液的欠平衡钻井；人工诱导欠平衡钻井是指由于地层压力太低，必须采用特殊的钻井液和工艺才能建立欠平衡。
四：欠平衡地面专用设备欠平衡钻井所用的地面常规装备有：氮或压缩气供应装置、容积小且压力大的注液泵、液-气混合管汇、节流管汇、钻屑或钻井液取样器、化学剂注射泵、采油分离系统和自动燃烧气体系统国外目前比较先进的专用装备：①高压旋转分流器-防喷器系统②液流导向系统③地面分离系统④隔水管帽旋转防喷器系统⑤实用隔水管装置⑥地面数据采集系统5 / 7 2010级钻井技术版权所有翻版必究五：欠平衡压力控制与常规控制的区别与联系？控制压力钻井(MPD)和欠平衡钻井(UBD)有着类似之处,许多UBD设备同样适用于MPD作业,且MPD发展初期主要依靠UBD理论和设备,其实这两种工艺从应用目的、设备配置、工艺方法与地质工程效果等方面均有一定区别。
UBD钻井主要解决储层伤害问题,提高油气采收率;而MPD则是一种解决钻井复杂问题的作业方法,MPD是为了解决窄安全密度窗口带来的井漏、井塌、卡钻、井涌等井下复杂问题,采用MPD比较经济而有效,因作业时采用的是闭式压力控制系统,更适合于控制井涌,通过动态压力控制或自动节流控制,可以快速控制地层流体侵入井内,安全性高。
UBD和MPD所需设备存在一定区别。
大多数情况下,UBD设备可用于MPD,而为MPD所设计的分离设备的处理能力较小,但其他配套设备更为复杂。
UBD 钻井中所采用的辅助流动管线、储备罐及地质取样设备在MPD钻井中不需要,MPD 还需增加密闭循环系统、CCS、举升泵等,以精确控制井底压力。
通过UBD能够获得地层地质特征参数与综合地质分析;而MPD是将地层流体压制在地层中,因此对产层的识别以及岩石物性不能直接进行评估,但可通过随钻测井(LWD)和随钻测量(MWD)仪进行储层评估。
六:全过程欠平衡实现的意义？七：全过程欠平衡实现的方法？1.关键装备：旋转防喷器、井下套管阀、起钻环控压力补偿系统、欠平衡专用节流系统、欠平衡录井系统、带压测井系统、1—2章由贾清坤编写；第3—5章由李代波、贺凯编写；第5—9章由李蜀涛编写；感谢各位的支持2. ：第六章气体钻井一：气体钻井用的气体类型（哪些方式）？1、空气粉尘钻井2、充气钻井3、泡沫钻井4、雾化钻井5、氮气(废气)钻井二：气体钻井可以解决哪些问题？(1)深部地层钻速太低(2)复杂地层、深井井斜突出(3)钻大尺寸井眼钻速低三：气体钻井适用于哪些地层？①不出水和出水量较少的坚硬地层；②严重漏失的地层；③地层压力低且分布规律清楚的地层；④自然环境严重缺水地区；⑤老油气田的加密井；⑥煤层气开采。
四：气体钻井存在的问题？主要在以下两个方面：1、空气钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水、油气侵显示时，便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式。
所以即使在空气钻井时也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。
2、空气钻井费用高，空气钻井每天耗油量是8吨至10吨。
第七章连续油管一：连续油管概念？连续油管即工作管柱,是一种连续的高强度、高韧性的钢管,缠绕在滚筒上,外径固定不变,其环空压降小于常规钻杆。
连续油管外径尺寸范围一般为一,在连续油管钻井作业中,适合采用外径大于淞连续油管二：连续油管的优缺点优点：(1)能够安全地实现欠平衡压力钻井作业,有利于保护油气层,提高钻速。
