鉆井基礎(chǔ)知識(shí)

1、鉆井基礎(chǔ)知識(shí)1 鉆頭鉆頭主要分為：刮刀鉆頭；牙輪鉆頭；金剛石鉆頭；硬質(zhì)合金鉆頭；特種鉆 頭等。衡量鉆頭的主要指標(biāo)是：鉆頭進(jìn)尺和機(jī)械鉆速。2 鉆機(jī)八大件鉆機(jī)八大件是指：井架、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、水龍頭、絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、泥 漿泵。3 鉆柱組成及其作用鉆柱通常的組成部分有：鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩(wěn)定器、專(zhuān)用接頭及方鉆桿。 鉆柱的基本作用是： (1)起下鉆頭； (2)施加鉆壓； (3)傳遞動(dòng)力； (4)輸送鉆井液； (5) 進(jìn)行特殊作業(yè)：擠水泥、處理井下事故等。4 鉆井液的性能及作用鉆井液的性能主要有： (1)密度；(2)粘度；(3)屈服值； (4)靜切力； (5)失水量； (6)泥餅厚度； (7)含砂量；

2、 (8)酸堿度； (9)固相、油水含量。鉆井液是鉆井的血液， 其主作用是： 1)攜帶、懸浮巖屑； 2)冷卻、潤(rùn)滑鉆頭和鉆具； 3)清洗、沖刷井底， 利于鉆井；4）利用鉆井液液柱壓力，防止井噴；5）保護(hù)井壁，防止井壁垮塌；6） 為井下動(dòng)力鉆具傳遞動(dòng)力。5常用的鉆井液凈化設(shè)備常用的鉆井液凈化設(shè)備：（1振動(dòng)篩，作用是清除大于篩孔尺寸的砂粒；（2） 旋流分離器，作用是清除小于振動(dòng)篩篩孔尺寸的顆粒；（3）螺桿式離心分離機(jī)，作 用是回收重晶石，分離粘土顆粒；（4）篩筒式離心分離機(jī)，作用是回收重晶石。6鉆井中鉆井液的循環(huán)程序鉆井 液罐 經(jīng)泵地面 管匯立管水龍帶、水龍頭鉆柱內(nèi)鉆頭鉆 柱外環(huán)形空間井口、泥漿（鉆

3、井液）槽鉆井液凈化設(shè)備鉆井液罐。7鉆開(kāi)油氣層過(guò)程中，鉆井液對(duì)油氣層的損害主要有以下幾種損害：（1）固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；（2）濾失液使地層中 粘土膨脹而堵塞地層孔隙；（3）鉆井液濾液中離子與地層離子作用產(chǎn)生沉淀堵塞通 道；（4）產(chǎn)生水鎖效應(yīng)，增加油氣流動(dòng)阻力。8預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)地層壓力的方法（1）鉆井前，采用地震法；（2）鉆井中，采用機(jī)械鉆速法，d、de指數(shù)法，頁(yè)巖 密度法；（3）完井后，采用密度測(cè)井，聲波時(shí)差測(cè)井，試油測(cè)試等方法。9鉆井液靜液壓力和鉆井中變化靜液壓力，是由鉆井液本身重量引起的壓力。 鉆井中變化，巖屑的進(jìn)入會(huì)增 加液柱壓力，油、氣水侵會(huì)降低靜液壓力，井內(nèi)鉆井液液面下降會(huì)降低靜液

4、壓力。 防止鉆井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鉆井液；起鉆及時(shí)灌滿(mǎn)鉆井液。10噴射鉆井噴射鉆井是利用鉆井液通過(guò)噴射式鉆頭噴嘴時(shí)，所產(chǎn)生的高速射流的水力作 用，提高機(jī)械鉆速的一種鉆井方法。11影響機(jī)械鉆速的因素（1）鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆井液排量；（2）鉆井液性質(zhì)；（3）鉆頭水力功率的大??；（4） 巖石可鉆性與鉆頭類(lèi)型。12鉆井取心工具組成（1）取心鉆頭：用于鉆取巖心；（2）外巖心筒：承受鉆壓、傳遞扭矩；（3）內(nèi)巖 心筒：儲(chǔ)存、保護(hù)巖心；（4）巖心爪：割斷、承托、取出巖心；（5還有懸掛軸承、 分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。13取巖心取巖心是在鉆井過(guò)程中使用特殊的取心工具把地下巖石成塊地取到地面上 來(lái)

5、，這種成塊的巖石叫做巖心，通過(guò)它可以測(cè)定巖石的各種性質(zhì)， 直觀地研究地 下構(gòu)造和巖石沉積環(huán)境，了解其中的流體性質(zhì)等。14平衡壓力鉆井在鉆井過(guò)程中，始終保護(hù)井眼壓力等于地層壓力的一種鉆井方法叫平衡壓力 鉆井。15井噴是地層中流體噴出地面或流入井內(nèi)其他地層的現(xiàn)象。 引起井噴的原因有：（1） 地層壓力掌握不準(zhǔn)；（2）泥漿密度偏低；（3）井內(nèi)泥漿液柱高度降低；（4）起鉆抽吸； （5）其他措施不當(dāng)?shù)取?6軟關(guān)井就是在發(fā)現(xiàn)溢流關(guān)井時(shí)，先打開(kāi)節(jié)流閥，后關(guān)防噴器，再試關(guān)緊節(jié)流閥的一 種關(guān)井方法。因?yàn)檫@樣可以保證關(guān)井井口套壓值不超過(guò)允許的井口套壓值， 保證 井控安全，一旦井內(nèi)壓力過(guò)大，可節(jié)流放噴。17鉆井過(guò)程中

6、溢流顯示（1）鉆井液儲(chǔ)存罐液面升高；（2）鉆井液出口流速加快；（3）鉆速加快或放空；（4） 鉆井液循環(huán)壓力下降；（5）井下油、氣、水顯示；（6）鉆井液在出口性能發(fā)生變化。18溢流關(guān)井程序（1）停泵；（2）上提方鉆桿；（3適當(dāng)打開(kāi)節(jié)流閥；（4）關(guān)防噴器；（5）試關(guān)緊節(jié)流 閥；（6）發(fā)出信號(hào)，迅速報(bào)告隊(duì)長(zhǎng)、技術(shù)員；（7）準(zhǔn)確記錄立柱和套管壓力及泥漿增 量。19鉆井中井下復(fù)雜情況鉆進(jìn)中由鉆井液的類(lèi)型與性能選擇不當(dāng)、 井身質(zhì)量較差等原因， 造成井下遇 阻、遇卡、以及鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)重蹩跳、井漏、井噴等，不能維持正常鉆井和其他作業(yè) 的正常進(jìn)行的現(xiàn)象。20 鉆井事故是指由于檢查不周、違章操作、處理井下復(fù)雜情況的措

7、施不當(dāng)或疏忽大意， 而造成的鉆具折斷、頓鉆、卡鉆及井噴失火等惡果。21 井漏井漏主要由下列現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，(1)泵入井內(nèi)鉆井液量返出量，嚴(yán)重時(shí)有進(jìn)無(wú)出； (2)鉆井液罐液面下降， 鉆井液量減少； (3)泵壓明顯下降。 漏失越嚴(yán)重，泵壓下降 越明顯。22 卡鉆及造成原因卡鉆就是在鉆井過(guò)程中因地質(zhì)因素、 鉆井液性能不好、 技術(shù)措施不當(dāng)?shù)仍颍?使鉆具在井內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間不能自由活動(dòng)， 這種現(xiàn)象叫卡鉆。 主要有黏附卡鉆、 沉砂卡 鉆、砂橋卡鉆、井塌卡鉆、縮徑卡鉆、泥包卡鉆、落物卡鉆及鉆具脫落下頓卡鉆 等。23 處理卡鉆事故的方法(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸

8、鉆具側(cè)鉆新眼等。24固井固井就是向井內(nèi)下入一定尺寸的套管串，并在其周?chē)⑷胨酀{，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏松、易塌、易漏等復(fù)雜地層；封 隔油、氣、水層，防止互相竄漏；安裝井口，控制油氣流，以利鉆進(jìn)或生產(chǎn)油氣。25井身結(jié)構(gòu)包括：(1一 口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管 相應(yīng)的鉆頭直徑和鉆進(jìn)深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等等。26套管柱下部結(jié)構(gòu)(1)引鞋：引導(dǎo)套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；(2)套管鞋：引導(dǎo)在其內(nèi) 部起鉆的鉆具進(jìn)入套管；(3)旋流短節(jié)：使水泥漿旋流上返，利于替泥漿，提高注 水泥質(zhì)量；(4)套管回壓凡爾：防止水泥漿回流

9、，下套管時(shí)間阻止泥漿進(jìn)入套管； (5)承托環(huán)：承托膠塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在鉆井中居中， 提高固井質(zhì)量。27注水泥施工工序下套管至預(yù)定深度一裝水泥頭、循環(huán)泥漿、接地面管線一打隔離液一注水泥 頂膠塞替泥漿碰壓注水泥結(jié)束、候凝。28 完井井口裝置(1)套管頭 -密封兩層套管環(huán)空，懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量； (2) 油管頭 -承座錐管掛，連接油層套管和采油樹(shù)、放噴閘門(mén)、管線； (3)采油樹(shù)-控 制油氣流動(dòng)，安全而有計(jì)劃地進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)行完井測(cè)試、注液、壓井、油井清蠟 等作業(yè)。29 尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井內(nèi)， 只對(duì)下部新鉆出的裸眼井段下套管注 水泥進(jìn)行封

10、固的固井方法。 尾管有三種固定方法： 尾管座于井底法； 水泥環(huán)懸掛 法；尾管懸掛器懸掛法。30 試油在鉆井發(fā)現(xiàn)油、氣層后，還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面， 并經(jīng)過(guò)測(cè)試而取得油、 氣層產(chǎn)量、 壓力等動(dòng)態(tài)資料， 以及油、氣、水性質(zhì)等工作， 稱(chēng)做試油 (氣 )。31 射孔 鉆井完成時(shí)，需下套管注水泥將井壁固定住，然后下入射孔器，將 套管、水泥環(huán)直至油 (氣 )層射開(kāi)，為油、氣流入井筒內(nèi)打開(kāi)通道，稱(chēng)做射孔。目 前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能?chē)娏魇缴淇灼鲀纱箢?lèi)。32 井底污染井底污染又稱(chēng)井底損害， 是指油井在鉆井或修井過(guò)程中， 由于鉆井液漏失或 水基鉆井液的濾液漏入地層中，使井

11、筒附近地層滲透率降低的現(xiàn)象。33 誘噴射孔之前，為了防止井噴事故，油、氣井內(nèi)一般灌滿(mǎn)壓井液。射孔后，為了 將地層中液體導(dǎo)出地面，就必需降低壓井液的液柱，減少對(duì)地層中流體的壓力。 這一過(guò)程是試油工作中的一道工序，稱(chēng)為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提 撈法、氣舉法等。34 鉆桿地層測(cè)試鉆桿地層測(cè)試是使用鉆桿或油管把帶封隔器的地層測(cè)試器下入井中進(jìn)行試 油的一種先進(jìn)技術(shù)。 它既可以在已下入套管的井中進(jìn)行測(cè)試， 也可在未下入套管 的裸眼井中進(jìn)行測(cè)試；既可在鉆井完成后進(jìn)行測(cè)試，又可在鉆井中途進(jìn)行測(cè)試。35 電纜地層測(cè)試在鉆井過(guò)程中發(fā)現(xiàn)油氣顯示后， 用電纜下入地層測(cè)試器可以取得地層中流體 的樣品和測(cè)量地層壓力， 稱(chēng)做電纜地層測(cè)試。 這種測(cè)試方法比較簡(jiǎn)單， 可以多次 地、重復(fù)地進(jìn)行。36 油管傳輸射孔油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下， 射孔后可以直接使地層的流體經(jīng) 油管導(dǎo)致地面，不必在射孔時(shí)向井內(nèi)灌入大量壓井液， 避免井底污染的一種先進(jìn) 技術(shù)。37巖石孔隙度巖石的孔隙度是指巖石中未被固體物質(zhì)充填的空間體積Vp與巖石總體積Vb的比值。用希臘字母 表示，其表達(dá)式為：=V孔隙/ V巖石x 100%=Vp / Vbx 100%38地層原油體積