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是:鉆頭進(jìn)尺和機械鉆速。 鉆機八大件 鉆機八大件是指:井架、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、水龍頭、絞車(chē)、轉盤(pán)、泥漿泵。
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。
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;(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)保護井壁,防止井壁垮塌;6)為井下動(dòng)力鉆具傳遞動(dòng)力。
常用的鉆井液凈化設備 常用的鉆井液凈化設備:(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,作用是回收重晶石,分離粘土顆粒;(4)篩筒式離心分離機,作用是回收重晶石。 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→鉆頭→鉆柱外環(huán)形空間→井口、泥漿(鉆井液)槽→鉆井液凈化設備→鉆井液罐。
鉆開(kāi)油氣層過(guò)程中,鉆井液對油氣層的損害 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,增加油氣流動(dòng)阻力。 預測和監測地層壓力的方法 (1)鉆井前,采用地震法;(2)鉆井中,采用機械鉆速法,d、dc指數法,頁(yè)巖密度法;(3)完井后,采用密度測井,聲波時(shí)差測井,試油測試等方法。
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,井內鉆井液液面下降會(huì )降低靜液壓力。
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。 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,提高機械鉆速的一種鉆井方法。
影響機械鉆速的因素 (1)鉆壓、轉速和鉆井液排量;(2)鉆井液性質(zhì);(3)鉆頭水力功率的大小;(4)巖石可鉆性與鉆頭類(lèi)型。 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)內巖心筒:儲存、保護巖心;(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。
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),這種成塊的巖石叫做巖心,通過(guò)它可以測定巖石的各種性質(zhì),直觀(guān)地研究地下構造和巖石沉積環(huán)境,了解其中的流體性質(zhì)等。 平衡壓力鉆井 在鉆井過(guò)程中,始終保護井眼壓力等于地層壓力的一種鉆井方法叫平衡壓力鉆井。
井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有:(1)地層壓力掌握不準;(2)泥漿密度偏低;(3)井內泥漿液柱高度降低;(4)起鉆抽吸;(5)其他措施不當等。
軟關(guān)井 就是在發(fā)現溢流關(guān)井時(shí),先打開(kāi)節流閥,后關(guān)防噴器,再試關(guān)緊節流閥的一種關(guān)井方法。因為這樣可以保證關(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,一旦井內壓力過(guò)大,可節流放噴。
鉆井過(guò)程中溢流顯示 (1)鉆井液儲存罐液面升高;(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。 溢流關(guān)井程序 (1)停泵;(2)上提方鉆桿;(3)適當打開(kāi)節流閥;(4)關(guān)防噴器;(5)試關(guān)緊節流閥;(6)發(fā)出信號,迅速報告隊長(cháng)、技術(shù)員;(7)準確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。
鉆井中井下復雜情況 鉆進(jìn)中由鉆井液的類(lèi)型與性能選擇不當、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)行的現象。 鉆井事故 是指由于檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意,而造成的鉆具折斷、頓鉆、卡鉆及井噴失火等惡果。
井漏 井漏主要由下列現象發(fā)現,(1)泵入井內鉆井液量>返出量,嚴重時(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。漏失越嚴重,泵壓下降越明顯。
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)措施不當等原因,使鉆具在井內長(cháng)時(shí)間不能自由活動(dòng),這種現象叫卡鉆。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。
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)爆炸鉆具側鉆新眼等。 固井 固井就是向井內下。
在實(shí)踐鉆井過(guò)程中,鉆井工作者需要根據地質(zhì)條件及地層特點(diǎn),確定沖洗液的類(lèi)型和性能要求,即選擇合適的鉆井液,這是成功完成一個(gè)鉆進(jìn)項目的關(guān)鍵因素。
經(jīng)過(guò)多年的科研開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐,鉆井液已從僅滿(mǎn)足鉆頭鉆進(jìn)發(fā)展到適應各方面需求的鉆井液體系。例如為快速鉆井服務(wù)的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物鉆井液,防卡鉆井液,針對巖石特點(diǎn)的防塌鉆井液,鉆鹽巖層的飽和鹽水鉆井液,保護油氣層的低密度水包油鉆井液,防堵塞油氣通道的油基鉆井液和開(kāi)發(fā)低壓油氣田的泡沫鉆井液等。
形成了較為完整的鉆井液體系。
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第二節、鉆井與完井工程的主要內容
當今的鉆井技術(shù)已相當成熟,鉆井的旋轉鉆井(見(jiàn)圖1-1)方式也已被普遍采用。在旋轉鉆井方式中,鉆井與完井工程的主要內容如下:
一、鉆進(jìn)
鉆進(jìn)就是用足夠的壓力把鉆頭壓到井底巖石上,使鉆頭牙齒吃入巖石中,用鉆桿帶動(dòng)鉆頭旋轉破碎井底巖石,從而達到增加井深的目的。加到鉆頭上的壓力叫鉆壓。鉆壓是靠鉆柱的重量產(chǎn)生的。鉆進(jìn)的快慢用鉆速(一般稱(chēng)為機械鉆速)表示,它是單位時(shí)間里的進(jìn)尺數,單位為米/小時(shí)。另一種表示法是鉆時(shí),它是單位進(jìn)尺所需要的時(shí)間,單位為分鐘/米。
鉆進(jìn)是鉆井工程的主要內容,它是指用鉆頭破碎巖石,使井眼不斷加深的過(guò)程。由于鉆進(jìn),井不斷加深,鉆柱也要及時(shí)加長(cháng)。鉆柱主要由鉆桿組成,鉆進(jìn)過(guò)程中,每當井加深了一根鉆桿的長(cháng)度后,就向鉆柱中接入一根鉆桿,這個(gè)過(guò)程叫接單根。
鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中會(huì )逐漸磨損,磨損后就應予以更換。為此需要將全部鉆柱從井中起出來(lái),更換新鉆頭。換上新鉆頭后再重新將鉆柱全部下入井內,這個(gè)過(guò)程叫起下鉆。但也可能因為其它原因而進(jìn)行起下鉆。
影響鉆速的因素主要有巖石可鉆性、鉆頭的類(lèi)型、鉆井液性質(zhì)、鉆壓、轉速、鉆井液排量、鉆頭水力功率的大小等。因此,研究地層的基本物理機械性質(zhì)和基本的破碎規律以及影響這些規律的因素,研究鉆頭破巖的機理、結構特點(diǎn),制造工藝及其對地層的適應性,研究鉆井液的性質(zhì)與井眼安全和鉆井速度的關(guān)系,研究鉆井參數(鉆壓、轉速、鉆井液排量、鉆頭水功率)對鉆井速度和井身質(zhì)量影響的規律對安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井的方案的制定和組織實(shí)施都有極其重要的意義。在研究各種因素對鉆井速度、安全和井身質(zhì)量影響規律的基礎上,結合經(jīng)濟評價(jià),建
中國石油報6月28日訊 (特約記者 呂晶 通訊員 趙宗璋)6月15日,由西部鉆探國際鉆井公司50718隊承鉆的玉門(mén)油田重點(diǎn)評價(jià)井長(cháng)209井順利交井。該井首次使用膠乳水泥漿體系固井新工藝獲得成功。
玉門(mén)油田酒東區塊由于井下存在高壓水層、油水層間隔小且油水互層、泥漿密度高等影響固井質(zhì)量的不利因素,完井固井質(zhì)量難以保證,部分井由于固井質(zhì)量問(wèn)題甚至影響到油田勘探開(kāi)發(fā)。針對這個(gè)問(wèn)題,西部鉆探國際鉆井公司派出固井工程服務(wù)公司有關(guān)技術(shù)人員赴天津工程院進(jìn)行技術(shù)調研,經(jīng)過(guò)雙方細致的討論研究,決定在長(cháng)209井完井固井中嘗試使用膠乳水泥漿體系。
回轉式鉆機最早出現在瑞士,那還是19世紀后期,到現在高速金剛石鉆機和深孔鉆探機的出現,為鉆井的科學(xué)提供了條件。
下面武漢鉆井公司清源泉巖土工程有限公司跟大家說(shuō)說(shuō)鉆井機的控制系統有哪些標準。首先,鉆井機的控制系統控制多個(gè)設備,包括絞車(chē)運轉設備和絞車(chē)運轉系統,還有小型鉆井機轉盤(pán)。
轉盤(pán)旋轉是通過(guò)轉盤(pán)拖動(dòng)還有控制系統實(shí)現,通過(guò)對電動(dòng)機的調速,然后經(jīng)過(guò)鉆桿和主動(dòng)鉆桿,來(lái)驅動(dòng)鉆頭旋轉,從而打破巖層鉆井。其次,在鉆井機鉆進(jìn)的時(shí)候還需要對轉盤(pán)轉速進(jìn)行改變,改變的依據就是在鉆井時(shí)泥漿沖洗效果怎樣和泥漿護壁以及井的直徑大小等等。
如果鉆井出現卡鉆的情況,控制系統就會(huì )為了保護鉆井機降低轉速,這樣機械就不容易損壞。最后,絞車(chē)拖動(dòng)鉆井鉆具提升或者下降是通過(guò)控制系統對電動(dòng)機調速,然后驅動(dòng)懸吊系統實(shí)現的,如果絞車(chē)速度超過(guò)正常值,控制系統為了鉆井機的安全停車(chē)。
海洋鉆井平臺(drilling platform)是主要用于鉆探井的海上結構物。
平臺上裝鉆井、動(dòng)力、通訊、導航等設備,以及安全救生和人員生活設施,是海上油氣勘探開(kāi)發(fā)不可缺少的手段。主要分為移動(dòng)式平臺和固定式平臺兩大類(lèi)。
其中按結構又可分為: (1)移動(dòng)式平臺: 坐底式平臺、自升式平臺、鉆井船、半潛式平臺、張力腿式平臺、牽索塔式平臺 (2)固定式平臺:導管架式平臺、混凝土重力式平臺、深水順應塔式平臺固定式鉆井平臺大都建在淺水中,它是借助導管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置,平臺上面鋪設甲板用于放置鉆井設備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的,所以,鉆井平臺的穩定性好,但因平臺不能移動(dòng),故鉆井的成本較高。
為解決平臺的移動(dòng)性和深海鉆井問(wèn)題,又出現了多種移動(dòng)式鉆井平臺,主要包括:坐底式鉆井平臺、自升式鉆井平臺、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺。
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