钻井工艺.docVIP

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油（气）构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。 一、钻井地质基础1、岩石的机械性质 岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。 硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强 岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。 岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程度。也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。 2、岩石性质对钻井的影响 其影响主要表现在：影响钻进速度与钻头尺：使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况：钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井、固井等。 3、钻井中地质录井工作 （1）钻时录井 通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来的过程，一般用“分／米”表示。 井深计算： 井深＝钻具总长+方入 钻具总长＝钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度 到底方入＝井深-钻具总长 （2）岩屑录井 在井深不断加深过程中，按照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑连续收集起来，进行观察、分析，并综合运用各种录井资料进行岩屑归位，以恢复地下原始剖面的过程。 （3）岩心录井 利用取心工具，将井下一定深度地层的岩石以柱状形式取上来，并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。 （4）荧光录井 石油中的油质、沥青等在紫外光的照射下，能发出一种特殊光亮，即荧光。根据荧光显示的亮度及颜色的差别，测定出石油的含量和组成成分，对油气层进行定性和定量解释，就是荧光录井。 荧光录井的方法 ① 岩屑干照法。 ③ 点滴分析法。 二、钻井设备及钻进工具 1、钻井设备 钻井设备由提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、钻机底座及辅助设备等八大系统组成。 （1）钻机的提升系统 为了起下钻具、下套管以及控制钻压、送钻等，钻机装有一套起升设备，主要由绞车、辅助刹车、游动系统（包括天车、游动滑车、大钩及钢丝绳）、井架等组成。 ① 井 架 井架是钻采机械提升系统的重要组成部分之一。它是一种具有一定高度和空间的金属结构物，并且具有较好的整体稳定性。它是悬挂游动系统的载体，它主要由主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和底座组成。 ② 游动系统 在钻机的提升设备中，将天车、游车和大钩用钢 丝绳把它们连接起来，就组成了一个复滑轮系。又称为钻机的游动系统。 ③ 提升绞车 绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机之一。 （2）钻机的旋转系统 旋转系统包括转盘和水龙头两大部分。他们的主要作用是在钻具不断钻进及不断循环钻井液的条件下，保证钻具的旋转。 转盘是一个八字轮的减速器，它将发动机传来的水平旋转运动变为垂直旋转运动。 根据水龙头的功用，水龙头由固定部分、旋转和承转部分以及密封部分组成。 （3）钻机的循环系统 为了用钻井液不断清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。主要包括钻井泵、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备、调配钻井液设备等。在井下动力钻井中，循环系统还担任传递动力的任务。 钻井泵主要由液力端和动力端两大部分组成。三缸单作用泵的液力端包括缸体、活塞、吸入阀、排出阀等部件；动力端包括机座、曲轴、传动轴、连杆、十字头、介杆等部件。 地面管汇，即钻井液循环系统管汇，包括钻井泵吸入管、高压管汇、低压管汇。高压管汇的主要作用是联接钻井泵和旋转系统，用于输送钻井液。有钻井动脉血管之称。它包括钻井泵输出管、闸门组至水龙头之间地面管、立管、水龙带，其耐压均要求达到35兆帕。 低压管汇是指闸门至净化罐之间联接管、净化罐之间联接管汇之总和，其耐压要求达到6兆帕。 （5）辅助设备和工具 ① 电动绞车 ② 电气葫芦 ③ 离心泵 ④ 潜水泵 ⑤ 振动筛 2、钻进工具 （1）钻头 钻头是破碎岩石，形成井眼的主要工具，钻头质量的优劣，它与岩性及其他钻井工艺条将直接影响钻井速度、钻井质量和钻井成本。钻头的种类繁多，目前石油钻井中使用的钻头包括刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头。其中牙轮钻头使用范围最广，应用也较多；刮刀钻头使用最少。这里主要介绍牙轮钻头和金刚石钻头： ① 牙轮钻头 牙轮钻头其结构可分