钻井工程知识

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资源描述

1第一部分钻井工程术语(应知应记住)HSE两书一表:HSE作业计划书,HSE岗位操作指导书,HSE现场检查表。1、油气钻井工程:现代油气钻井工程包括井位选定、钻井作业前的准备、钻进、固井、测试、完井等项作业内容。2、井身结构:包括井中套管的层数及各层套管的直径、下入深度和管外的水泥返深,以及相应各井段钻进所用钻头直径。3、井的类别:按一定的依据划分的井的种类。按钻井的目的可分为探井和开发井;按完钻后的井深可分为浅井、中深井、深井和超深井;按井眼轴线形状可分为直井和定向井。●超深井在中国一般指井深大于6000米的井。●深井一般指深度为3000~6000米的井。●中深井一般指深度为2000~3000米的井。●浅井一般指深度小于2000米的井。4、钻井方法类别●转盘钻井:利用转盘和钻柱带动钻头的旋转钻井方法。●顶部驱动钻井:利用安装在水龙头部位的动力装置带动钻柱旋转的钻井方法。可在起下钻过程中随时恢复旋转和循环。●井底动力钻井:利用井底动力钻具带动钻头的旋转钻井方法。●海上钻井利用固定式或移动式钻井平台在不同水深的海上进行的钻井.●空气(天然气)钻井:用空气(或天然气)作为钻井液体,在一些特定岩层中进行的钻井。●泡沫钻井:用泡沫作为钻井流体进行的钻井。适合于低渗、低压油气层。●充气钻井液钻井:用钻井液和空气的混合物作为钻井流体进行的钻井。●雾化钻井:用水和泡沫剂的混合物注入到空气流中作为钻井液进行的钻井。主要用在钻遇含水或含油砂岩中的流体而无法使井干燥的情况。●平衡压力钻井:作用于井底的压力等于该处地层孔隙压力情况下进行的钻井作业。●欠平衡压力钻井作用于井底的压力略低于该处地层孔隙压力情况下的钻井作业。●近平衡压力钻井作用于井底的压力略大于该处地层孔隙压力情况下的钻井作业。5、钻具:井下钻井工具的简称。一般来说,它是指方钻杆、钻杆、钻铤、接头、稳定器、井眼扩大器、减振器、钻头以及其它井下工具等。●满眼钻具:由外径接近于钻头直径的多个稳定器和大尺寸钻铤组成的下部钻具组合。用于防斜稳斜。●塔式钻具:由直径不同的几种钻铤组成的、上小下大的下部钻具组合。用于防止井斜。●钟摆钻具:在已斜井眼中,钻头以上,切点以下的一段钻铤犹如一个“钟摆”,钻头在这段钻铤的重力的横向分力——即钟摆力作用下,靠向并切削下侧井壁,从而起到减小井斜角的作用。运用这个原理组合的下部钻具组合称钟摆钻具。6、钻柱是指自水龙头以下钻头以上钻具管串的总称。由方钻杆、钻杆、钻铤、2接头、稳定器等钻具所组成。●井下三器指稳定器、减振器和震击器。7、钻进参数:是指钻进过程中可控制的参数,主要包括钻压、转速、钻井液性能、流量及其他水力参数。●钻压:钻进时施加于钻头上的沿井眼前进方向上的力。●转速:指钻头的旋转速度,通常以转每分钟为单位。●排量:单位时间内通过泵的排出口的液体量。通常以升每秒为单位。●泵压:泥浆泵运转工作所产生的压力。以兆帕为单位。●悬重:在充满钻井液的井内,钻柱在悬吊状态下指重表所指轴向载荷称为悬重(即钻柱重力减去浮力);●钻重:钻柱在钻进状态下指重表所指的轴向载荷称为钻重。●悬重与钻重的差值即钻压。●水力参数:喷嘴组合、钻头压降、环空压耗、冲击力、喷射速度、钻头水功率、上返速度、比水马力、排量。8、喷射钻井:利用钻井液流经钻头喷嘴所形成的高能射流充分地清洗井底,使岩屑免于重复切削,并与机械作用联合破碎井底岩石,达到提高机械钻速的一种钻进技术。●喷射式钻头:钻头体上装有能产生高射流喷咀的钻头。●喷咀组合:喷射式钻头喷咀数量和直径的选配。●喷射钻井工作方式:在喷射钻井的水力程序设计中,以钻头或某个水力参数为目标来选择流量及其它水力参数。9、优化钻井技术:在科学地分析总结大量钻井数据和资料的基础上,建立相应的数学模型。据此拟定一整套使质量更好、钻速更快、成本更低的钻井方案。10、定向井:沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离,钻达目标的井。●从式井:在一个井场上或一个钻井平台上,有计划地钻出两口或两口以上的定向井,可含一口直井。●多底井:一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。●多目标定向井:有两个或两个以上目标的定向井。●大斜度井:最大井斜角在60°~86°的定向井。●水平井:井斜角大于或等于86°,并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。●斜直井:用倾斜钻机或倾斜式井架完成的,自井口开始井眼轨迹首先是一段斜直井段的定向井。11、井身质量井身质量的指标包括:套管下深、水泥浆返高、井径扩大率、井斜角、全角变化率、水平位移和闭合方位等。●水平位移:某井段规定点与井口铅垂线的水平距离。●靶心:由地质设计确定的定向井地下坐标点。同义词:目标点。●靶区:允许实钻井眼轴线进入目的层时偏离设计靶心的规定范围。●井斜变化率:单位长度井段井斜角变化值。通常以相邻两侧点间的井斜角变化值与两侧点间井段长度的比值来表示。增斜变化时称增斜率;降斜变化时称降斜率。●方位变化率:单位长度井段方位角变化值。通常以相邻二侧点间的方3位角变化值与二侧点间井段长度的比值来表示。12、测斜●磁性单点照相测斜仪磁力测斜仪的一种。可测量井斜角,所测数据记录在一张照像底片上。一次下井只能照一张照片,取一组数据。●磁性多点照相测斜仪其测量原理与磁性单点测斜仪相同,两者结构相似。不同的是它能在定时器的控制下,每隔一定时间排一张照相照片。从而在预定的井段内多次排照,取得不同井深下的多组井斜和井斜方位数据。13、随钻测量技术(MWD、LWD)利用井下测量仪器和地面接收系统,在钻井的同时,将井下地层钻井参数和井眼方向等信息传输到地面的技术。●有线随钻测量系统:用电缆将井下测量仪器接收随钻测量到的信息参数,在钻进的同时通过电缆传至地面的接收系统。工作时不能转动,接单根时要从钻具内起出测量仪器。可随钻测量井斜角、方位角等参数。●无线随钻测量系统:通过钻井液压力脉冲将井下随钻测量器测得的多项参数采用无线传输传到地面显示系统,它不仅测量井眼方位参数,还可测量钻进参数及地层参数,可对井眼轨道变化适时进行监控和处理。14、取心●转盘钻取心用转盘带动取心工具钻取岩心的作业。●井壁取心用射孔仪器,向已钻出的井壁发射取心器或微型旋转工具钻取岩样的作业。●密闭取心在取心钻进中,使用密闭取心液保护岩心不受污染的取心。●保压取心采用特殊的岩心筒和取心工艺措施,使取出的岩心始终保持在地层中的原始压力状态。●定向取心能够确定岩心所处地层裂缝的倾角、倾向等要素的取心。●取芯收获率:实际取出岩心的长度与取芯进尺之比的百分数。取芯收获率=实取岩心长度(米)/取心进尺%15、钻井液又称泥浆:用作钻井作业的循环流体。●钻井液分类根据钻井液连续相的相态而划分;有以水为连续相的水基钻井液(泡沫除外)、以油为连续相的油基钻井液和以气体为基本介质(气体可为连续相或分散相)的三大类流体。●钻井液性能钻井液具有的适用钻井作业要求的各种性能。主要包括密度、粘度、动切力、滤饼、滤失量、摩阻系数、PH值等。●钻井液柱压力由钻井液柱的重力引起的压力,其大小与钻井液密度和液柱垂直高度有关。●压力当量密度给定深度处的压力除以深度与重力加速度的乘积。●钻井液当量循环密度钻井液密度与环空压耗密度之和。16、井控技术运用现代井控理论、装备和技术,加以科学合理的控制,达到地层——井眼系统的压力平衡的技术。●井控工作九项管理制度:1、井控分级责任制度。2、井控操作证制度。3、井控装置安装、检修、试压制度、4钻开油气层的申报、审批制度。5、防喷演习制度。6、坐岗制度。7、钻井队干部24小时值班制度。8井喷事故逐级汇报制度。9、井控例会制度。●井控装备控制井内溢流、井喷的地面设备、仪器仪表和工具。主要有防4喷系统、套管头、节流管汇、压井管汇、放喷管汇、钻具内防喷工具、液气分离器等。●井控技术操作“四·七动作在钻进、起下钻杆、起下钻铤和空井等四种情况下,完成控制井口、防止井喷的七个动作。1、发出警报。2、停。3、抢。4、开。5、关。6、关。7、看。●附加压力确定钻井液密度时,钻井液柱压力超过地层空隙压力的压力值。油井附加值:1.5—3.5MPa.气井附加值:3—5MPa。●地层破裂压力某一深度处的地层受压(液柱压力或井口施加压力)发生破裂时的压力值。●地层孔隙压力地下岩石孔隙内流动的压力。●溢流井口返出的钻井液量比泵入量大,或停泵后井口钻井液自动外溢的现象。●井涌溢流的进一步发展,钻井液涌出井口的现象。●井喷地层流体(油、气或水)无控制地流入井内并喷出地面的现象。是一种恶性钻井事故。●井喷失控发生井喷后,无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象。●钻开油气层后,下列情况需进行短程起下钻检查油气侵和溢流:a)钻开油气层后第一次起钻前;b)溢流压井后起钻前;c)钻开油气层井漏堵漏后起钻前;d)钻进中曾发生严重油气侵但未溢流起钻前;e)需长时间停止循环进行其他作业(电测、下套管、下油管、中途测试等)起钻前。●短程起下钻的两种基本作法:①一般情况下试起10柱~15柱钻具,再下入井底循环观察一个循环周,循环检测油气上窜速度,若油气侵上窜速度小于提钻时间,便可正式起钻。油气上窜速度计算公式采用“迟到时间法”,同时根据井深附加一定的附加时间,深井(大于4000m)附加时间不宜小于8小时,否则,应循环排除受侵污钻井液并适当调整钻井液密度后再起钻;②特殊情况时(需长时间停止循环或井下复杂时),将钻具起至套管鞋内或安全井段,停泵观察一个起下钻周期或停泵所需的等值时间,再下回井底循环一周,观察一个循环周。若油气侵上窜速度大于等值时间,应调整处理钻井液;若油气侵上窜速度小于等值时间,便可正式起钻。●起钻前要进行短程起下钻,并循环观察。如有异常情况,应采取措施及时处理,循环正常后再提钻。起下钻或短程起下钻时应根据井的深浅、裸眼井段5的长短、井眼尺寸、钻井液性能以及井下情况控制裸眼井段起下钻速度。发现气浸应及时排除,气浸钻井液未经脱气不得重新注入井内。●起钻杆时每3柱向环空灌满泥浆,起钻铤要连续灌浆。若灌入泥浆量大于或小于应灌入量,均应停止起钻作业,进行观察。如有溢流,应及时关井求压。如有井漏,应及时采取相应措施。起完钻要及时下钻,检修设备时应保持井内有一定数量的钻具,并安排专人观察井口。●钻开油气层后,所有车辆应停放在距井口30m以外,必须进入距井口30m以内的车辆,应安装阻火器。●溢流处理和压井措施1)任何情况下关井,其最大允许关井套压不得超过井口装置额定工作压力、套管抗内压强度的80%和薄弱地层破裂压力所允许关井套压三者中的最小值。在允许关井套压内严禁放喷。2)溢流发生后应立即根据关井立压计算压井泥浆密度,并立即组织加重,尽快进行压井作业。压井时应制订预案,并进行风险评估,禁止盲目压井。3)钻杆测试、测井、固井、射孔、试油、完井等作业时,要严格执行安全操作规程和井控措施,避免发生井下复杂情况和井喷失控事故。电测时发生溢流应立即停止电测,尽快起出井内电缆,当不具备起出电缆条件,泥浆涌出转盘面时,可以实施剪断电缆,由钻井队队长(钻井公司实行单井项目管理的井,由项目管理组长决定;实行日费制的井,由钻井监督决定)决定何时切断电缆并进行关井作业,测井队应配备电缆切断工具并负责实施剪断电缆工作。不允许用关闭环形防喷器的方法起电缆。17、压井方法根据溢流情况和井场条件,进行压井作业时采用不同的加重、循环和压井程序,这些统称压井方法。无论何种方法,在压井过程中都应保持井底压力不变。●等候加重法发现溢流后关井求压,待钻井液加重后,用一个循环周完成压井,也叫工程师法。●二次循环法发现溢流关井求压后,第一个循环周用原来的钻井液排出环空中浸污的钻井液,待加重钻井液配好后,于第二个循环周泵入井内压井。也叫司钻法。●空井压井井内无钻具的压井方法。空井压井只能采取置换式压井法。●置换法压井向井内挤入定量钻井液,关井使钻井液下落至井底,然后泄掉相应量的井口压力。重复这一过程,直至井口压力降到一定程度,再强行下钻到井底完成压井的作业。也叫顶部压井法。618、钻井井下事故钻井作业在井内发生的各种事故的总称。按事故性质分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