石油钻井知识大全(免费).doc

1、目录： 石油世界 浏览字体：大 中 小1 钻井知识钻头钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。钻机八大件钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。钻柱组成及其作用钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3) 传递动力；(4) 输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。钻井液的性能及作用钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3) 屈服值；(4) 静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7) 含砂

2、量；(8) 酸碱度；(9) 固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌； 6)为井下动力钻具传递动力。常用的钻井液净化设备常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒； (2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。钻井中钻井液的循环程序钻井 液罐 经泵地面 管汇立管水龙带、水龙头钻柱内钻头钻柱外环形空间井口、泥浆(钻井液 )槽钻

3、井液净化设备钻井液罐。 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道； (2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道； (4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。预测和监测地层压力的方法(1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc 指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。钻井液静液压力和钻井中变化静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩屑的进入会增加液柱压力，油、气水侵会降低静液压力，井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静

4、液压力变化的方法有：有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。喷射钻井喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。影响机械钻速的因素(1)钻压、转速和钻井液排量；(2)钻井液性质；(3)钻头水力功率的大小；(4) 岩石可钻性与钻头类型。钻井取心工具组成(1)取心钻头：用于钻取岩心；(2)外岩心筒：承受钻压、传递扭矩；(3)内岩心筒：储存、保护岩心；(4)岩心爪：割断、承托、取出岩心；(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。取岩心取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩心，通过它可以测定岩

5、石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。平衡压力钻井在钻井过程中，始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。井喷是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。引起井喷的原因有：(1)地层压力掌握不准；(2)泥浆密度偏低；(3)井内泥浆液柱高度降低；(4)起钻抽吸；(5) 其他措施不当等。软关井就是在发现溢流关井时，先打开节流阀，后关防喷器，再试关紧节流阀的一种关井方法。因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值，保证井控安全，一旦井内压力过大，可节流放喷。钻井过程中溢流显示(1)钻井液储存罐液面升高；(2)钻井液出口流速加快；(3)钻速加

6、快或放空；(4) 钻井液循环压力下降；(5)井下油、气、水显示；(6)钻井液在出口性能发生变化。溢流关井程序(1)停泵；(2) 上提方钻杆；(3) 适当打开节流阀；(4) 关防喷器；(5)试关紧节流阀；(6)发出信号，迅速报告队长、技术员；(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。钻井中井下复杂情况钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因，造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等，不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。钻井事故是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意，而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。井漏井漏主要由下列现象发现，

7、(1)泵入井内钻井液量返出量，严重时有进无出； (2)钻井液罐液面下降，钻井液量减少；(3)泵压明显下降。漏失越严重，泵压下降越明显。卡钻及造成原因卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因，使钻具在井内长时间不能自由活动，这种现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。处理卡钻事故的方法(1)泡油解卡；(2) 使用震击器震击解卡；(3) 倒扣套铣；(4) 爆炸松扣；(5)爆炸钻具侧钻新眼等。固井固井就是向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注入水泥浆，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏松、

8、易塌、易漏等复杂地层；封隔油、气、水层，防止互相窜漏；安装井口，控制油气流，以利钻进或生产油气。井身结构包括：(1)一口井的套管层次；(2)各层套管的直径和下入深度；(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度；(4)各层套管外的水泥上返高度等等。套管柱下部结构(1)引鞋：引导套管入井，避免套管插入或刮挤井壁；(2) 套管鞋：引导在其内部起钻的钻具进入套管；(3)旋流短节：使水泥浆旋流上返，利于替泥浆，提高注水泥质量； (4)套管回压凡尔：防止水泥浆回流，下套管时间阻止泥浆进入套管；(5)承托环：承托胶塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在钻井中居中，提高固井质量。 注水泥施工工序下套管至预

9、定深度装水泥头、循环泥浆、接地面管线打隔离液注水泥顶胶塞替泥浆碰压注水泥结束、候凝。完井井口装置(1)套管头- 密封两层套管环空，悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管头-承座锥管挂，连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线；(3) 采油树-控制油气流动，安全而有计划地进行生产，进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井内，只对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法。尾管有三种固定方法：尾管座于井底法；水泥环悬挂法；尾管悬挂器悬挂法。试油在钻井发现油、气层后，还需要使油、气层中的油、气流从井底流到地面，并经过测试而取得油、气层产量、压力等

10、动态资料，以及油、气、水性质等工作，称做试油(气) 。射孔钻井完成时，需下套管注水泥将井壁固定住，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油(气) 层射开，为油、气流入井筒内打开通道，称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。井底污染井底污染又称井底损害，是指油井在钻井或修井过程中，由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中，使井筒附近地层渗透率降低的现象。诱喷射孔之前，为了防止井喷事故，油、气井内一般灌满压井液。射孔后，为了将地层中液体导出地面，就必需降低压井液的液柱，减少对地层中流体的压力。这一过程是试油工作中的一道工序，称为诱喷。诱喷方法有替喷法、抽吸法、提捞

11、法、气举法等。钻杆地层测试钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。电缆地层测试在钻井过程中发现油气显示后，用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力，称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单，可以多次地、重复地进行。油管传输射孔油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下，射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面，不必在射孔时向井内灌入大量压井液，避免井底污染的一种先进技术。岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空

12、间体积 Vp 与岩石总体积 Vb 的比值。用希腊字母 表示，其表达式为：=V 孔隙 / V 岩石100%=Vp / Vb100%地层原油体积系数地层原油体积系数 o，又称原油地下体积系数，或简称原油体积系数。它是原油在地下的体积(即地层油体积 )与其在地面脱气后的体积之比。原油的地下体积系数 o 总是大于 1。流体饱和度某种流体的饱和度是指：储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。岩石中由几相流体充满其孔隙，则这几相流体饱和度之和就为 1(100%)。石油开采知识渗透率有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗透性，渗透率是岩石渗透性的数量表示。

13、它表征了油气通过地层岩石流向井底的能力，单位是平方米(或平方微米) 。绝对渗透率绝对或物理渗透率是指当只有任何一相(气体或单一液体) 在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理化学作用时所求得的渗透率。通常则以气体渗透率为代表，又简称渗透率 .相(有效) 渗透率与相对渗透率多相流体共存和流动于地层中时，其中某一相流体在岩石中的通过能力的大小，就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值。地层压力及原始地层压力油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力，称为地层压力。地层压力可分三种：原始地层压力，目前地层压力和油、气层静压力。油田未投入开发之

14、前，整个油层处于均衡受压状态，没有流动发生。在油田开发初期，第一口或第一批油井完井，放喷之后，关井测压。此时所测得的压力就是原始地层压力。地层压力系数地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加 10 米时压力的增量。低压异常及高压异常一般来说，油层埋藏愈深压力越大，大多数油藏的压力系数在 0.7-1.2 之间，小于 0.7者为低压异常，大于 1.2 者为高压异常。油井酸化处理酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层，从而在酸液的作用下扩大孔隙空间，溶解空间内的颗粒堵塞物，消除井筒附近使地层渗透率降低的不良影响，达到增产效果。压裂酸化在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的

15、酸处理工艺称为压裂酸化。压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。压裂所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等 )充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井 )或产油量( 油井)。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液 5 种基本类型。高能气体压裂用固体火箭推进剂或液体的火药，在井下油层部位引火爆燃(而不是爆炸) ，产生大量的高压高温气体，在几个毫秒到几十毫秒之内将油层压开多条辐射状，长达 25m 的

16、裂缝，爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合，从而解除油层部分堵塞，提高井底附近地层渗透能力，这种工艺技术就是高能气体压裂。高能气体压裂具有许多优点，主要的有以下几点，不用大型压裂设备；不用大量的压裂液；不用注入支撑剂；施工作业方便快速；对地层伤害小甚至无伤害；成本费用低等。油田开发油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上，在油藏上合理的分布油井和投产顺序，以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施，把地下石油资源采到地面的全过程。油田开发程序油田开发程序是指油田从详探到全面投入开发的工作顺序。1.在见油的构造带上布置探井，迅速控制含油面积。2.在已控制含油面积内，打资料井，了解油层的

17、特征。3.分区分层试油，求得油层产能参数。4.开辟生产试验区，进一步掌握油层特性及其变化规律。5.根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究，作出油层分层对比图、构造图和断层分布图，确定油藏类型。6.油田开发设计。7.根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网。钻完后不投产，根据井的全部资料，对全部油层的油砂体进行对比研究，然后修改和调整原方案。8.在生产井和注水井投产后，收集实际的产量和压力资料进行研究，修改原来的设计指标，定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由于每个油田的情况不同，开发程序不完全相同。油藏驱动类型油藏驱动类型是指油层开采时驱油主要动力。驱油的动力不同，驱动方式也就不同。

18、油藏的驱动方式可以分为四类：水压驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上，油藏的开采过程中的不同阶段会有不同的驱动能量，也就是同时存在着几种驱动方式。可采储量可采储量是指在现有经济和技术条件下，从油气藏中能采出的那一部分油气量。可采储量随着油气价格上涨及应用先进开采工艺技术而增加。采油速度油田(油藏)年采出量与其地质储量的比例，以百分比表示，称做采油速度。采油强度采油强度是单位油层厚度的日采油量，就是每米油层每日采出多少吨油。采油指数油井日产油量除以井底压力差，所得的商叫采油指数。采油指数等于单位生产压差的油井日产油量，它是表示油井产能大小的重要参数。采收率可采储量占地质储量的百分率，称做

19、采收率。采油树采油树是自喷井的井口装置。它主要用于悬挂下入井中的油管柱，密封油套管的环形空间，控制和调节油井生产，保证作业，施工，录取油、套压资料，测试及清蜡等日常生产管理。递减率、自然递减率和综合递减率油、气田开发一定时间后，产量将按照一定的规律递减，递减率就是指单位时间内产量递减的百分数。自然递减率是指不包括各种增产措施增加的产量之后，下阶段采油量与上阶段采油量之比。综合递减率是指包括各种增产措施增加的产量在内的递减率。油田日产水平油田实际日产量的平均值称为日产水平。由于油井间隔一定时间需要在短期内检修或进行增产措施的施工等，每日不是所有的油井都在采油，所以日产水平要低于日产能力。油井测气

20、测气是油井管理中极重要的工作之一，只有掌握了准确的气量和气油比，才能正确地分析和判断油井地下变化情况，掌握油田、油井的注采等关系，更好地管好油井。目前现场上常用的测气分放空测气和密闭测气两大类。测气方法常用的有三种：(1)垫圈流量计放空测气法(压差计测气)；(2)差动流量计(浮子式压差计)密闭测压法；(3)波纹管自动测气法。分层配产分层配产就是根据油田开发要求，在井内下封隔器把油层分成几个开采层段。对各个不同层段下配产器，装不同直径的井下油嘴，控制不同的生产压差，以求得不同的产量。机械采油当油层的能量不足以维护自喷时，则必须人为地从地面补充能量，才能把原油举升出井口。如果补充能量的方式是用机械

21、能量把油采出地面，就称为机械采油。目前，国内外机械采油装置主要分有杆泵和无杆泵两大类。有杆泵地面动力设备带动抽油机，并通过抽油杆带动深井泵。无杆泵不借助抽油杆来传递动力的抽油设备。目前无杆泵的种类很多，如水力活塞泵、电动潜油离心泵、射流泵、振动泵、螺杆泵等。目前应用最广泛的还是游梁式抽油机深井泵装置。因为此装置结构合理、经久耐用、管理方便、适用范围广。泵效抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。其计算公式为：=Q 液 / Q 理100% 式中 深井泵效；Q 液 油井实际产量 (吨/日)；Q 理泵的理论排量(吨/日 ) ，泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适。影响泵效的

22、因素有三个方面：(1)地质因素：包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等；(2)设备因素：泵的制造质量，安装质量，衬套与活塞间隙配合选择不当，或凡尔球与凡尔座不严等都会使泵效降低。(3)工作方式的影响：泵的工作参数选择不当也会降低泵效。如参数过大，理论排量远远大于油层供液能力，造成供不应求，泵效自然很低。冲次过快会造成油来不及进入泵工作筒，而使泵效降低。泵挂过深，使冲程损失过大，也会降低泵效。提高抽油泵泵效方法(1)提高注水效果，保持地层能量，稳定地层压力，提高供液能力。(2) 合理选择深井泵，提高泵的质量(检修)，保证泵的配合间隙及凡尔不漏。

23、 (3)合理选择抽油井工作参数。(4)减少冲程损失。(5) 防止砂、蜡、水及腐蚀介质对泵的侵害。气举采油当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，油井就停止自喷。为了使油井继续出油，需要人为地把气体(天然气) 压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油。海上采油，探井，斜井，含砂，气较多和含有腐蚀性成分因而不宜采用其它机械采油方式的油井，都可采用气举采油。气举采油的优点是井口、井下设备较简单，管理调节较方便。缺点是地面设备系统复杂，投资大，而且气体能量的利用率较低。油田注水利用注水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施称为注水。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量

24、将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。油田注水方式注水方式即是注采系统，其指注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系，可根据油田特点选择以下注水方式：边缘注水，其分为缘外注水、缘上注水和边内注水三种；切割注水；面积注水，可分五点法注水，七点法注水，歪七点法注水，四点法注水及九点法注水等。分层配注在注水井内下封隔器把油层分隔开几个注水层段。下配水器，安装不同直径的水嘴的注水工艺叫分层配注。为了解决层间的矛盾，把注水合理地分配到各层段，保持地层压力，对渗透性好，吸水能力强的层控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。使