钻井基础知识(技术员)

中原石油工程有限公司钻井四公司钻井基础知识SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION二O一三年十二月丁向京一、钻井设计内容二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点地质概况井身结构轨道设计钻具组合油气层压力控制钻井液固井设计施工重点技术要求和复杂提示一、钻井设计内容SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点1地质概况2设计依据3质量要求4井身结构5轨道设计6钻井设备7钻具组合与强度校核8钻头选型与钻井参数9取心设计10钻井液11油气层保护要求12油气井压力控制13固井设计14钻井施工重点技术要求15中途测试要求16完井井口装置17弃井要求18职业健康、安全、环保要求19钻井资料要求20钻井进度计划21投资预算依据SY/T5333-2012《钻井工程设计格式》一、钻井设计内容SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点掌握设计重点内容。全面了解全部设计内容。熟悉设计主要内容，包括井型、井别、钻探目的、井身结构、质量要求、钻井液体系、井控要求。重点关注审批人员提示、地层倾角倾向、质量要求、造斜点、油气水层位置、地层压力系数、注水井动态、各层套管所封层位及目的、邻井复杂提示、特殊地层等。一、钻井设计内容SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点重视设计的严肃性。具有法律性质，不能随意更改。更改将追究当事人责任。学会重视设计，尊重设计要求。邻井资料调研。落实同区块完成井井下复杂、钻头使用、轨迹控制规律、钻井液体系及钻井液性能。根据调研资料，认清重点和难点，减少施工盲目性。二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（一）地质概况靶心要求解读两靶垂深差位移差穿靶井斜、中靶最小井斜、中靶最大井斜靶心半径地质分层解读。β45°时，钻头上倾β60°时，钻头下倾β=45°~60°时，不确定不同尺寸钻铤弯曲临界钻压，供参考。钻铤名义直径（英寸）直径mm重量kg/m第一次弯曲临界钻压t第二次弯曲临界钻压t外径内径82031001927．214．375219．38．015．8197901896．913．67177．8801565．210．375164．35．510．97016611．0061/4158．857．2135．14．18．253/4146．0575972．95．870111．23．26．443/4120．750．869．51．83．741/410838631．53．033/49532491．12．1031/288．944．539．60．831．65井号卫77-×井别开发井设计井深（垂深）2950（米）建议井口构造位置卫城区块卫77块靶心要求靶心靶心坐标垂深（米）靶心半径（米）IＸ：3970645Ｙ：20352380259020ⅡＸ：3970940Ｙ：20352320295020ⅢX：Y：发标日期2007年×月×日发标单位采油三厂钻探目的落实并开发卫77块沙四段－中生界油藏分层数据层位深度（m）断距（m）地层倾向地层倾角备注明化镇组1200馆陶组1400东营组1670沙一段中下1920120°±5°±沙二段上2210120°±5°±下沙三段上中2320140°±15°±下2570140°±15°±沙四段2670100°±30°±中生界2950100°±30°±完钻原则落实并开发卫77块沙四段－中生界油藏取资料要求按开发井要求录取资料•方位线确定方法：•N坐标＝XⅡ-XⅠ•E坐标＝YⅡ-YⅠ•tg￠=△E坐标/△N坐标•E坐标――东西坐标两靶差值•N坐标――南北坐标两靶差值•￠―――双靶方位线•也可以使用画坐标图的方法，直观又简单。钻井基础知识—钻井设计要点定井位：方位一致—穿靶井斜—确定轨迹—最佳靶前位移—最小靶前位移靶点由来？SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION穿靶井斜、最大井斜、最小井斜先确定两靶垂深差和位移差，即△H和△S。然后用公式：tgаmax＝△S/△H求出аmax例如上例中的卫77-×井：H=2950-2590=360(m)S=[295²+(-60)²]½=301.04(m)则：tgаmax＝△S/△H=301.04/360=0.836可得最大井斜：аmax=39.9°钻井基础知识—钻井设计要点最大井斜、最小井斜示意图△H△S水平井设计靶前位移300m，则该井若按单增剖面设计，靶前位移300m即为该剖面曲率半径，根据公式可计算出理论每米增斜率为57.3/300=0.191（°）。其它剖面增斜率均大于单增剖面，因此工具造斜率不应低于19.1°/100m。地质分层根据地层规律判断方位漂移。岩性介绍，注意钻头、复杂、钻井液应对措施。二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（二）井身结构了解本井难度。钻机提升能力明确施工井套管层次目的。不出现喷漏同存，封住易塌、易漏等上下矛盾的层位必封点的确定。套管下深应以达到封固目的为准则，不能单纯根据井深确定。套管尺寸与井眼尺寸。套管与井眼间隙最小9.5～12.7mm范围，最好为19mm。间隙较小时，注意套管接箍、钻井液密度、注水泥及井眼曲率等问题。目前国内常用的套管、钻头系列为：（26）20—（171/2）133/8—（121/4）95/8—（81/2）7—（57/8）41/2。二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（三）轨道设计宏观控制轨迹待钻剖面优化根据定向难度提前做好准备考虑轨迹改变导致的施工风险直井段位移影响：正向、反向、侧向以优快、轨迹圆滑为准则设计待钻剖面。二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（四）钻具组合熟悉常用钻具组合以井身质量和井下安全为原则钻铤尺寸直井：钟摆、满眼、塔式定向井：增斜、降斜、稳斜钻铤尺寸决定井眼有效直径允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径钻铤柱中最下一段钻铤（不少于一柱）外径应不小于允许最小外径，才能保证套管顺利下入。组合中采用稳定器，可以采用稍小外径钻铤。钻铤中选用的最大外径钻铤应保证在打捞作业中能够套铣，相邻两段钻铤外径差值不超过25.4mm。常规组合：钻井基础知识—钻井设计要点二、钻井设计要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—钻井设计要点（五）油气层压力控制执行相关标准（六）钻井液要求：保障井下安全提高机械钻速保护油气层（七）固井设计井眼准备，固井配合。（八）重点提示复杂地层提示注水井影响一、岗位职责SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理1、贯彻执行技术指令。根据技术部门的施工方案下达具体的技术指令。2、全面负责钻井质量。有技术决定权，对违反设计的现象有权制止。3、负责钻头、钻具及指重表、测斜仪的检查与管理，对特殊下井工具做到认真检查丈量，并绘图备查。4、对井下安全负责。井下异常时有临时处置权。5、负责井队技术培训和新技术、新工艺的试验推广工作。6、对送达现场的各种钻具、工具、套具负责验收，不合格的有权拒收，有权提出更换。负责现场计量器具的校准和周检，确保准确可靠。7、资料收集、整理和分析。填写工程井史和有关报表审查工程报表，填写井史，收集整理各项工程技术资料报表，做好月度技术经济指标分析和完井技术总结，并按时上交。8、时时掌握钻井动态，每日向上级生产和技术部门汇报当日生产技术工作，特殊情况按规定汇报。9、负责日常井控管理，包括设备维护保养、井控岗位落实、加重物资储备等。“一高一低”“八个关键环节”二、工作程序SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理1、按巡回检查路线及要点进行检查。掌握井下情况，针对出现的问题，提出预防、处理措施，并组织实施，有困难及时向上级汇报。检查注水井情况。2、按规定时间汇报，开电台会，制定下步生产计划。3、布置班组作业计划，确定钻井参数，提出安全措施。交接班应了解钻具使用情况。4、换记录卡片，检查指重表、传感器。5、中途检查技术措施、安全措施执行情况。钻进过程中注意观察震动筛岩屑，与地质录井沟通，了解井下情况、在岗情况、钻具管理、钻井液性能变化、钻井液量及坐岗情况，对关键点检查和记录，工具到井验收（型号、数量、厂家、尺寸、时间、钢级、丈量等）。6、起钻前5柱下钻后5柱，井下复杂或特殊情况，技术员上钻台。起下钻过程中检查座岗情况，是否灌满泥浆，有无拨活塞现象。起钻前、起钻完、下钻完核对钻具。下钻完开泵循环时观察震动筛返出情况。7、检查井控工作关键点。8、整理班报表，一天工作总结分析，写工作日记。9、巡回检查路线、内容，见表。三、工序要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理一开联顶节长度=一开联入+0.4～0.5m。根据套管长度确定一开井深。一开井深=表层套管总长(留一根短的备用)+确定的联入+口袋深度。口袋深度尽量少留，0.3～0.5m为宜。一开重点措施：软地层利用水马力钻进前几个单根，确保井眼开直，前40～50m钻进参数为一档、单泵钻进，后用双泵二档钻进；硬地层钻压小于所下钻铤一次弯曲值；注意观测井口防垮塌。钻完一开井深，循环时要不停上下活动钻具，防大肚子井眼。起钻防“拔活塞”。下表层套管时引鞋及前2～3根套管上扣后采取加固措施；套管下完井口居中固井时技术员要在水泥车上记录替浆量，预替水泥浆液面深度=套管下深-20m，根据套管的每米环容和预替水泥浆液面深度计算替浆量，原则是宁少勿多，防止替空。三、工序要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理项点点数检查内容值班房3(1)工程班报表(2)钻具记录(3)设备运转记录泥浆房1钻井液性能地质房4(1)钻时(2)地层(3)岩性(4)油气显示循环系统3(1)震动筛、除砂器、除泥器、马达搅拌器的运转情况(2)泥浆量及液面(3)座岗观察及记录钻台8指重表转盘负荷井下情况：悬重、摩阻、井口井下工具井场3（1）入井钻具准备（2）液控房及压力、操作台（3）液压泵运转、油量三、工序要点SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理二开出表层套管钻铤出套管鞋前采用一档吊打，之后可用更高档位钻进，逐步加至设计钻压。开泵注意事项下钻中途开泵。原因一是下钻遇阻需要中途开泵冲或划眼；二是防堵水眼中途顶通；三是井深后为降低井底开泵泵压中途顶水眼破坏钻井液结构力。开泵先小排量顶通，防止开泵过猛造成井下复杂，开泵顶通时时间不宜过长。下钻到底开泵。一是小排量开泵后根据泵压等具体情况逐渐提高排量，沉砂较多时要保证小排量循环时间，防大排量造成沉砂突然堵塞环空憋漏地层；二是旋转转盘破坏泥浆结构力后不要定点转转盘，而要上下大幅度活动钻具；三是循环、划眼期间或钻杆内外存在较大压差时接单根、修泵要防止钻具内泥浆长时间倒返，防井垮与堵水眼。四、质量控制SINOPECZHONGYUANOILFIEDSERVICECORPORATION钻井基础知识—现场技术管理井身质量、钻井液质量、套管质量、固井质量和井口质量。1、井身质量。含井身轨迹和井径扩大率两项，井身轨迹考核全