上井知識(shí)總結(jié)

1、-、石油工程基礎(chǔ)知識(shí)1 .鉆井工程常識(shí)：六大系統(tǒng)，各個(gè)崗位組成及分工，井場(chǎng)布置，工作環(huán)境，井場(chǎng)安全2 .油氣井分類3 .定向井、水平井基礎(chǔ)知識(shí)：基本概念（角差、工具面是重點(diǎn)），井身軌跡控制方法（軌跡類型，定向工具：彎接頭、螺桿、無磁鉆鋌、定向接頭；定向造斜，復(fù)合鉆進(jìn)，地質(zhì)導(dǎo)向，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向）二、 定向測(cè)量?jī)x器（北京海藍(lán) MWD ）1 .儀器的組成結(jié)構(gòu)、功能作用及工作原理2 .儀器的安裝、拆卸、初始化設(shè)置及調(diào)試等3 .儀器現(xiàn)場(chǎng)工作流程3、 現(xiàn)場(chǎng)工作1 .建井程序2 .定向測(cè)斜流程3 .擺工具面4 .井身軌跡設(shè)計(jì)與軌跡控制軟件的使用方法5 .井下鉆具組合（BHA ）設(shè)計(jì)第一章石油工程基礎(chǔ)知識(shí)一.鉆井工

2、程基本常識(shí)1 .鉆機(jī)六大系統(tǒng)：起升系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)2 .崗位組成及分工：井隊(duì)干部：隊(duì)長(zhǎng)，副隊(duì)長(zhǎng)，指導(dǎo)員，技術(shù)員，井隊(duì)員工：司鉆，副司鉆，內(nèi)鉗工，外鉗工，井架工，機(jī)械工，電工,司機(jī)，場(chǎng)地工（3-4人），泥漿工，3 .井場(chǎng)布置：井架，住井房，值班房，地質(zhì)錄井房，綜合錄井房，技術(shù)服務(wù)房，泥漿房，油氣井分類水平位三定向井、水平井基礎(chǔ)知識(shí)1.基本概念：(1)井身軌跡：是指一口已鉆成的井的實(shí)際井眼軸線形狀。(2)井深：指井口(通常以轉(zhuǎn)盤面為基準(zhǔn))至測(cè)點(diǎn)的井眼長(zhǎng)度，也有人稱之為斜深，國(guó)外稱為測(cè)量 井深(Measurement Depth)；井深是以鉆柱或電纜的長(zhǎng)度來測(cè)量

3、的。井深常以字母“Dp”表示，單位為米(m)。(3)井斜角：(通常稱井斜)是指過井眼軸線上某測(cè)點(diǎn)作井眼軸線 的切線，該切線向井眼前進(jìn)方向延伸的部分稱為井眼方向線，井眼 方向線與重力線之間的夾角就是井斜角。井斜英文縮寫是Inc ,單位為度(° ),其變化范圍一般在0° 90。，但有時(shí)也有大于90。的 情況。(4)井斜方位角：(通常稱方位)某測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線投影到水 平面上，稱為井眼方位線，或井斜方位線；以正北方位線為始邊， 順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到井眼方位線上所轉(zhuǎn)過的角度即井眼方位角。方位 英文縮寫是Azi,單位為度(° ),其變化范圍在 0° 360°

4、;。（5）垂深：是指軌跡上某點(diǎn)至井口所在水平面的距離。（6）北坐標(biāo)、東坐標(biāo)（N坐標(biāo)、E坐標(biāo)）：是指軌跡上某點(diǎn)在以井口為原點(diǎn)的水平面坐標(biāo)系里的坐標(biāo)值，單位是米（m 位移(8)井底水平位移：井口與井底兩點(diǎn)在水平投影面上的直線距離，如圖示,Sa、S斯A B點(diǎn)的水平井底閉合方位角：從正北方向順時(shí)針轉(zhuǎn)至井口與井底的水平投影的連線的夾角，如圖示，。視平移：（亦稱投影位移）是指水平位移在設(shè)計(jì)方位線上的投影長(zhǎng)度如圖所示,Va、Vb為A點(diǎn)、B點(diǎn)的視平移。設(shè)計(jì)方位戰(zhàn)用(10)井眼曲率：井眼軸線上從 A點(diǎn)到B點(diǎn)，其切線轉(zhuǎn)過的空間夾角成為井眼變化角，以丫表示。A到B井段長(zhǎng)度為 L,則井眼曲率(常用 K表示)可以用下式

5、來表示：K=y/L表示單位長(zhǎng)度井眼的井眼變化角。井眼曲率有兩種表示方法，即全角變化率和狗腿度。(11)全角變化率：涉及到兩個(gè)概念，井斜變化率和方位變化率，是指單位長(zhǎng)度井段的井斜和方位變化值；全角變化率是通過數(shù)學(xué)上微分幾何原理，將其兩者綜合考慮推導(dǎo)出來的，計(jì)算公式是：-2 ： -12 sin2 - c式中，¥表示全角變化率，口表示井斜變化率，e表示方位變化率，etc表示測(cè)段平均井斜角，01c =(0tA +gB y2 o(12)狗腿度：假設(shè)井眼軌跡為平面圓弧曲線，狗腿度計(jì)算公式是：cos二 cos： a cos： b sin : a sin : b cos式中，aA> 1aB表示

6、a點(diǎn)、B點(diǎn)井斜，巾表示A、B點(diǎn)方位差，= * b-*a °在實(shí)際工程中，狗月1度的單位是。/30m,表示每30m的井段，其全角變化值，一般范圍在0-8°為安全值，超過 8°井眼曲率就比較高，需要適當(dāng)調(diào)整。(13)磁偏角：在某一地區(qū)，以地理北極方向線為始邊，以磁北極方向線為終邊，順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度稱為磁偏角。(14)磁方位校正：用磁性測(cè)斜儀測(cè)得的方位角稱為磁方位角，它是以磁北方位線為基準(zhǔn)的。由于大地磁場(chǎng)隨著地理位置和時(shí)間在不斷變化，所以需要以地理真北方位線為基準(zhǔn)進(jìn)行校正，這種校正稱為磁方位校正。換算的方法如下：真方位角=磁方位角+東磁偏角真方位角=磁方位角一西磁偏角(

7、15)造斜點(diǎn)KOP (kick off point ):開始定向造斜的位置稱為造斜點(diǎn)，通常以該點(diǎn)的井深來表示。下圖是最簡(jiǎn)單的三段式定向井(即直一增一穩(wěn))，K點(diǎn)即為造斜點(diǎn)。(16)造斜率：造斜工具的造斜能力，即該造斜工具所鉆出的井段的井眼曲率。(18)工具面：造斜工具(如螺桿或彎接頭)，其本身都有一個(gè)很小的彎角，彎角兩邊軸線所形成的平面即為工具面。(18)工具面方向線：工具面與井底圓面所交直線，由圓心指向螺桿彎角方向的矢量線。(17)井底高邊方向線：定向井在井斜大于10°的時(shí)候，井底圓與水平面成一定傾角，由井底圓的圓心指向圓上最高點(diǎn)的矢量線稱為高邊方向線，如圖所示。(19)工具面角：(

8、在現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)稱工具面)分為磁力工具面和重力工具面兩種。 磁力工具面：在垂直井眼中，井底圓與水平面平行，因此沒有高邊方向線，以磁北方位線為基準(zhǔn)，順時(shí)針轉(zhuǎn)到工具面方向線所轉(zhuǎn)過的角度即為磁力工具面(因?yàn)闇y(cè)斜儀器是以磁北方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，所以這里也以磁北方位代替正北方位)。這時(shí)的磁力工具面大小與井眼方位大小是相等的。在現(xiàn)場(chǎng)工程施工中，井斜角小于 10。的時(shí)候，工具面都以磁力工具面為準(zhǔn)。定向施工時(shí)，工具面若對(duì)著井眼方位(及磁北工具面=0。)定進(jìn)，則全力增斜。如下圖所示，工具面角在 270° -90° ,造斜工具可以增井斜，90° -270?？梢越稻?；工具面角在0° T80

9、° ,造斜工具可以增方位，180° -360°可以降方位。360* (0重力工具面：以高邊方向線現(xiàn)場(chǎng)工程施工中，在井斜角大于10。的時(shí)候，工具面以重力工具面為準(zhǔn)。以高邊方向線為基準(zhǔn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到工具面方向線所轉(zhuǎn)過的角度即為重力工具面角，如圖所示。在現(xiàn)場(chǎng)工程施工中，井斜角大于 10。的時(shí)候，工具面都已重力工具面為準(zhǔn)。定向施工時(shí)，工具面與井斜、方位關(guān)系同上。(20)角差：螺桿彎角到定位接頭鍵槽順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度，如下圖所示:量角差的過程是：先用粉筆沿螺桿彎角向上劃一條垂直直線到定位鍵位置,后用卷尺量出由螺桿彎角 A到定位鍵B的距離AB,最后在量出定位接頭周長(zhǎng) C,則:角

10、差=AB/C X360記住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1.是從螺桿彎角到定位鍵，即 彎到鍵；2.是沿由上往下看順時(shí)針方向，即右手到左手方向(21)反扭角：螺桿在定向鉆進(jìn)的時(shí)候，由于鉆頭和地層的摩擦阻力，工具面會(huì)向反方向轉(zhuǎn)動(dòng) 一定角度。其大小與底層、鉆壓、螺桿本身及井深等因素有關(guān)。一般，鉆壓越大，反扭角越 大，反之越?。坏貙釉接?，反扭角越大，反之越小。2.井身軌跡控制方法(1)軌跡類型：常見的有三段式，五段式，雙增式定向井三段式軌跡模式定向井五段式模式定向井雙增式軌跡模式(2)造斜工具:造斜工具的發(fā)展過程:旋轉(zhuǎn)鉆井方式滑動(dòng)鉆井方式彎接頭+井底動(dòng)力鉆具（第二代）40-60年代| 斜向器（Whipstock）（第一

11、代）30年代射流鉆頭肘節(jié)工具/彎外殼螺桿鉆具 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向造斜工具/ .（第三代）70-90年代（第四代）90年代末出現(xiàn)1）斜向器:2）彎接頭：彎接頭跟直螺桿配合，這種結(jié)構(gòu)的造斜機(jī)理是：一方面使鉆頭傾斜，造成對(duì)井底的不對(duì)稱切削，從而改變井眼方向；另一方面井壁迫使彎曲部分伸直，使鉆頭受到鉆柱的彈性力的作用， 從而產(chǎn)生側(cè)向切削，改變井眼方向。無磁鉆鋌定位彎接頭彎接頭+直螺桿3）彎螺桿：直接頭跟彎螺桿配合，其造斜原理與彎接頭+直螺桿造斜原理相同，但造斜能 力更大。無磁鉆鋌定位直接頭、直接頭+彎螺桿在現(xiàn)場(chǎng)工程施工中，應(yīng)用最普遍的還是直接頭+彎螺桿，它造斜能力大，安全系數(shù)高,可以采用滑動(dòng)螺桿定進(jìn)和轉(zhuǎn)盤 +螺

12、桿復(fù)合鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)隨鉆測(cè)量（ MWD ）導(dǎo)向鉆進(jìn)。滑動(dòng)螺桿定進(jìn)：是指在鉆進(jìn)過程中，轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)，靠螺桿（井下動(dòng)力馬達(dá)）帶動(dòng)鉆頭鉆進(jìn)，按照不同的工具面實(shí)現(xiàn)變井斜變方位的定向鉆進(jìn)。在此過程中，鉆具不轉(zhuǎn)動(dòng)，只是沿著井壁向前滑動(dòng)。轉(zhuǎn)盤+螺桿復(fù)合鉆進(jìn)：是指在鉆進(jìn)工程中，在螺桿帶動(dòng)鉆頭鉆進(jìn)的同時(shí)，開動(dòng)轉(zhuǎn)盤，讓鉆頭在井底向四周均勻向前鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)打直井眼穩(wěn)斜的效果。在此過程中，鉆具除了沿井壁向前滑動(dòng)，還做旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿定進(jìn)復(fù)合鉆進(jìn)（3）螺桿：螺桿是將循環(huán)鉆井液的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎巖石的機(jī)械能的一種井下動(dòng)力鉆具。有直螺桿和彎螺桿之分，彎螺桿又包括單彎螺桿和雙彎螺桿。1）組成：旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成以及傳

13、動(dòng)軸總成。2）工作原理：當(dāng)高壓液體進(jìn)入鉆具時(shí)， 迫使轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)（定子和轉(zhuǎn)子組成了馬達(dá)），馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳 遞到傳動(dòng)軸和鉆頭上，達(dá)到鉆井的目的。旁通*軸承外筒麻動(dòng)接頭鉆頭萬向接頭扶正嚼轉(zhuǎn)子定于3）優(yōu)點(diǎn)：增加了鉆頭扭矩和功率，提高了進(jìn)尺率；減少了鉆桿和套管的磨損和損壞;可準(zhǔn)確地進(jìn)行定向、造斜、糾偏。第二章 定向測(cè)量?jī)x器（MWD ）一儀器的組成結(jié)構(gòu)、功能作用及工作原理二儀器的安裝、拆卸、初始化設(shè)置及調(diào)試等三儀器現(xiàn)場(chǎng)工作流程一個(gè)單根打完 停轉(zhuǎn)盤后上提鉆具 1-2m停泵一分鐘 開泵等待序列 6,測(cè)值測(cè)斜完畢，停泵接單根 接完單根后下放鉆具離井底1-2m開泵等定向上鉆臺(tái)擺工具面下放鉆

14、具到井底定進(jìn)第三章現(xiàn)場(chǎng)工作一建井程序一口井的建井過程從確定井位到最后試油投產(chǎn)，要完成許多作業(yè)。按其順序可分為三個(gè)階段，即：鉆前準(zhǔn)備、鉆進(jìn)和完井，而每個(gè)階段又包括許多具體工藝作業(yè)。1 .鉆前準(zhǔn)備在確定井位、完成井的設(shè)計(jì)后，鉆前工程是鉆井施工中的第一道工序，它主要包括：（1）修公路：修建通往井場(chǎng)的運(yùn)輸用公路，以便運(yùn)送鉆井設(shè)備及器材等；井場(chǎng)及設(shè)備基礎(chǔ)準(zhǔn)備：根據(jù)井的深淺、設(shè)備的類型及設(shè)計(jì)要求來平整場(chǎng)地，進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)施工（包括鉆機(jī)、井架、鉆井泵等的基礎(chǔ)）。鉆井設(shè)備搬運(yùn)及安裝：包括設(shè)備就位、找正、調(diào)整、固定，鉆井循環(huán)管線和油、氣、水、保溫管線 及罐、保溫鍋爐的安裝等；井口設(shè)備準(zhǔn)備：包括挖圓井、下導(dǎo)管并封固

15、、鉆鼠洞及小鼠洞等。2 .鉆進(jìn)鉆進(jìn)是以一定壓力作用在鉆頭上，并帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)使之破碎井底地層巖石的過程。井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過循環(huán)鉆井液被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。加在鉆頭上的壓力是利用部分鉆柱以及鉆鋌的重力來完成的；鉆頭的旋轉(zhuǎn)是由轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)動(dòng)力水龍頭帶動(dòng)鉆柱及鉆頭旋轉(zhuǎn)來實(shí) 現(xiàn)的，在使用井下動(dòng)力鉆具時(shí)，鉆柱不旋轉(zhuǎn)，只有螺桿帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。在鉆進(jìn)過程中，只要鉆具在井 內(nèi)，就應(yīng)不斷循環(huán)鉆井液以免造成井下事故。在鉆進(jìn)中，鉆頭不斷破碎巖石，井眼逐漸加深，則鉆柱也需要接長(zhǎng)，因而需要不斷加接鉆桿，這 一過程叫做接單根。由于鉆頭在井底破碎巖石，鉆頭會(huì)逐漸磨損，機(jī)械鉆速下降。當(dāng)磨損到一定程度則需

16、要更換新鉆 頭，為此，需將全部鉆柱從井內(nèi)起出，這一過程叫做起鉆。更換新鉆頭后，再將新鉆頭及全部鉆柱下 入井內(nèi)，這一過程叫做下鉆。整個(gè)過程簡(jiǎn)稱起下鉆。有時(shí)為了處理事故、測(cè)井等，也需進(jìn)行起下鉆作 業(yè)。在鉆井過程中，井眼不斷加深，所形成井眼的井壁應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，不發(fā)生復(fù)雜情況以保證繼續(xù)鉆進(jìn)。 在鉆進(jìn)中要鉆穿各種地層，而各地層的特點(diǎn)不同，其巖石強(qiáng)度有高有低，有的地層含高壓水、油、氣 等流體，有的含有鹽、石膏、芒硝等成分，這些對(duì)鉆井液都有不良影響，強(qiáng)度低的地層會(huì)發(fā)生坍塌， 或被密度大的鉆井液壓裂等復(fù)雜情況，妨礙繼續(xù)鉆進(jìn)。這種情況就需要下入套管并注入水泥予以封固， 然后用較小的鉆頭繼續(xù)鉆出新的井段。每改變一次鉆

17、頭尺寸（井眼尺寸），開始鉆開新的井段，這一工藝叫開鉆。一般情況下，一口井的鉆進(jìn)過程中應(yīng)有幾次開鉆，井深和地層情況不同，則開鉆次數(shù)也不 同，其基本工藝過程有：第一次開鉆（一開）：從地面鉆出較大井眼，到一定設(shè)計(jì)深度后下表層套管；第二次開鉆（二開）：從表層套管內(nèi)用較小一些的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，若地層不復(fù)雜，則可直接鉆到目的層 后下油層套管完井，如果地層復(fù)雜，很難用鉆井液控制時(shí)，則要下技術(shù)套管，用以分隔復(fù)雜地層； 第三次開鉆（三開）：從技術(shù)套管內(nèi)再用小一點(diǎn)的鉆頭往下鉆進(jìn)。根據(jù)情況，或可一直鉆達(dá)預(yù)定井深， 或再下第二層、第三層技術(shù)套管，再進(jìn)行第四次、第五次開鉆，直到最后鉆到目的地層深度，下油層 套管，進(jìn)行固井

18、、完井作業(yè)。3 .固井和完井固井是在已鉆成的井眼內(nèi)下入套管， 然后在套管與井壁之間的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿，在套管的下段部分或全部環(huán)空，將套管和地層固結(jié)在一起的工藝過程。它可以防止復(fù)雜情況以保證安全繼續(xù)鉆 進(jìn)下一段井眼（對(duì)表層套管及技術(shù)套管）或保證順利開采生產(chǎn)層中的油、氣（M油層套管）。套管柱的上 部在地面用套管頭予以固定。完井工程包括鉆開生產(chǎn)層，確定油氣層和井眼的連通方式（即完井井底結(jié)構(gòu)），確定完井的井口裝置及有關(guān)技術(shù)措施。完井的井底結(jié)構(gòu)可分為四類，即：封閉式井底、敞開式井底、混合式井底和防砂 完井等，它們分別適應(yīng)不同的油氣層條件。完井作業(yè)還包括下油管、裝油管頭和采油樹，然后進(jìn)行替 噴、誘導(dǎo)油流使油氣進(jìn)入井眼，進(jìn)而便可進(jìn)行采油生產(chǎn)。另外在整個(gè)油井的建井過程中還須進(jìn)行錄井 （地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井及綜合錄井）、電測(cè)等工作，必 要時(shí)要取心，探井在鉆到油層時(shí)要進(jìn)行鉆桿測(cè)試工作。二定向作業(yè)流程打定向井或