钻井工程 0 绪论.ppt

,,,钻井工程,期末考试70（开卷考试）平时成绩30作业1个本，10考勤10课堂提问随机10,成绩考核,答疑探工楼612,,姓名罗志华电话82321976办公地点工程技术学院612E-mailluozhihua,钻井工程,钻井（drilling是获取地下资源的重要手段，不仅用于油气工业，在非油气方面的应用也很广。如探矿、建筑工业、水文地质、地热能的利用。钻井贯穿在在整个油田的勘探、开发过程中，不同阶段，任务不同。有剖面井、探井、资料井、生产井、注水井、检查井、调整井等。,石油勘探开发的基本过程与各阶段的主要工作,修整井场、安装调试钻井设备、租用钻井平台或钻井船；,钻井与完井过程ProcessofwellDrillingCompletion,钻进、下表层套管、注水泥、等候凝固；,换小一点的钻头钻进、下技术套管、注水泥、等候凝固；,撤离钻井设备（安装采油设备）,再换小一点的钻头钻进,再换小一点的钻头钻进、测井、下油层套管、注水泥、测井射孔、试油；,钻井设计,①井眼轨迹设计定向井水平井②确定井身结构套管的下入层次,深度,套管和井眼尺寸的配合.③套管设计套管强度设计④水力参数设计钻井泵功率,排量,泵压以及钻头水功率,钻头水压和环空钻井液上返速度等.,,钻井设计,⑤钻具组合（BHAbottomholeassembly⑥钻头选型⑦钻井液设计⑧固井设计.,钻井设计实例,1.油田地质概况2.钻井设备及钻井方式3.井槽排列4.丛式井设计5.井身结构及套管程序,6.固井设计7.钻井液选择8.单井钻井工期和费用9.钻井总工期和费用,本课程主要内容,第一章钻井的工程地质条件地层力学特性和压力特性第二章钻进工具钻头、钻柱第三章钻进参数优选钻压、转速、钻进方程、水力参数第四章井眼轨道设计及轨迹控制轨道设计、防斜理论与技术、定向钻井工艺与技术第五章油气井压力控制地层压力的平衡与控制第六章固井与完井井身结构设计与套管设计,,绪论,一、旋转钻井技术发展的四个时期,,钻井和洗井相结合，牙轮钻头的使用，水泥固井等；,牙轮钻头、固井工艺、钻井液等技术得到进一步发展，钻井相关设备进一步改进；,概念时期1901～1920,发展时期1920～1948,一、旋转钻井技术发展的四个时期,高压喷射钻井高效牙轮钻头（镶齿、滑动密封轴承钻头）优质钻井液（低固相、无固相不分散体系钻井液）优选钻井参数（优选钻压、转速和水力参数）地层压力检测技术、油气井压力控制技术钻井液固相控制技术平衡压力钻井技术。,,科学化钻井时期1948～1969,突出的技术成就,一、旋转钻井技术发展的四个时期,主要体现电子仪表、自动测量和计算机在钻井工程中的应用－－,,自动化钻井时期1969～,随钻测量、综合录井、自动化钻机、地质和自动导向、垂直钻井系统、膨胀管技术、小井眼、欠平衡压力钻井、大位移水平井和分枝井、连续管钻井、超高压喷射钻井技术等。,二十世纪的10项重大技术,欠平衡压力钻井－－1970’S牙轮钻头－－1909年水平井钻井－－1925年电测井－－1927年水力射孔－－1932年海洋钻井－－1945年水力压裂－－1947年反射地震－－1950’S连续管技术－－1970年顶驱－－1990’S,,二、钻井技术发展的趋势,1、钻井与油气田的勘探开发紧密相连2、井眼轨迹的多样化（特殊工艺井）3、提高机械钻速（特别是深井超深井）欠平衡压力钻井、超高压钻井动力钻旋转钻PDC钻头（或其它特种钻头）4、自动导向钻井井眼轨迹的自动控制5、自动化钻井数据采集地面（综合录井仪）；地下MWD、LWD、FEWD数据传输（存储分析处理决策）反馈到井场执行机构，形成优化钻井的闭环系统。现代钻井技术是各项新技术的综合集成，是领域的拓宽，是学科的交叉与复合。,,三、影响钻井技术发展的因素,油气勘探和开发目标增加储量，增加产量，提高效益，降低成本。增加储量扩大勘探领域海洋、沙漠、戈壁、深部地层。各种钻井新技术正是在这种形势的要求下而相继产生。典型的钻井新技术有水平井、大位移井、欠平衡压力钻井、小井眼井、超深井、分支井、多底井、导向钻井等。,,1、油气勘探和开发的要求,三、影响钻井技术发展的因素,电子信息技术、计算机技术的迅猛发展带动了钻井技术的发展，电子计算机技术在钻井工程中的应用使钻井工程走向智能化有了可能。典型的技术有数据的实时采集（地面的综合录井仪、井下MWD、LWD、FEWD）、数据的远程传输、导向钻井等。,,2、科学技术发展的影响,四、石油工业的发展前景,,从我国的情况来看，陆上石油资源储量为694亿吨，目前探明172.8亿吨，探明率为25，陆上天然气资源量为30万亿立方米，目前探明1.2万亿立方米，探明率仅为4。,四、石油工业的发展前景,,西部地区（包括塔里木、准葛尔、吐哈和柴达木四个盆地）石油资源量占全国总资源量的38，探明率仅为9，是我国石油产量主要接替地区。西部地区的石油资源量的73埋藏在深部地层，所以要靠深井和超深井进行勘探开发。东部地区是我国石油的主力产区，浅层和中深层的勘探程度较高，深层较低，如渤海盆地石油资源的探明率为38，且探明的主要在浅层和中深层，深部地层尚有53亿吨的石油储量可供勘探。中部地区（包括陕甘宁、四川两大盆地）是天然气的集中区，但探明率极低，有52的天然气资源量在深部地层，所以中部地区深井超深井的钻井工作量将大幅度增加。深井超深井钻井技术在我国有广阔的前景。,深井、超深井钻井技术,深井井深在45006000米的直井。超深井井深在60009000米的直井。特超深井井深超过9000米的直井。特点*裸眼井段长，要钻穿多套地层压力系统；*井壁稳定性条件复杂；*井温梯度和压力梯度高；*深部地层岩石可钻性差；*钻机负荷大。深井超深井钻井是一项复杂的系统工程，经济和技术上有很大的风险性。,,深井、超深井钻井技术,从1976年到1985年，完成了170口深井和10口超深井。其中四川的关基井7175米，新疆的固2井7002米。80年代末期以来，我国的深井超深井进入大规模的应用阶段，1986至1997年我国共完成深井超深井688口，其中超深井34口。塔里木的塔参1井目前是我国最深的井，井深达7200米。,,美国于1938年钻成世界上第一口4573米的深井，1949年钻成6255米的超深井；,1984年前苏联创造了12200米的世界超深井的记录。,德国于1994年钻成一口9107米的超深井。,1976年4月30日我国在四川地区完成了第一口6011米的超深井。,水平井和大位移井,1999年英国北海的M-16SPZ井，其水平位移达到10728米，平垂比大6.7。全井井深世界第二世界最深油气井，11278米；,关键技术1、管柱的摩阻和扭矩2、钻柱设计3、轨道设计4、井壁稳定5、井眼清洗6、固井完井7、轨迹控制,,,西江24-1边际油田,西江24-3海上平台,97年在我国的南海东部，菲利浦斯公司完成的西江24-3-A14井完钻井深达9238米，垂深2985米，水平位移8062.7米，垂深与位移比12.7。,,桩314井,完钻井深3750米完钻垂深2632.44米，水平位移2051.55米。,,用水平井连通有高低差的两孤立油藏,三维大位移井,多底井,一个主井眼中钻出两个以上同尺寸的井眼。,,,,水平井开发多层系油气藏,,开窗侧钻井分支井多底井,,,套管侧钻井,侧钻井是一种投资少、见效快、经济效益显著的老油田开发技术，世界各国都非常重视，许多油田都把他作为重新认识老油田、使老油田增储上产和提高最终采收率的重要手段。,,地质导向钻井,利用近钻头处实时采集的地质地层参数，超前预测和识别油气层，并根据需要调整井眼轨迹，引导钻头准确钻达油气富集区域。国外对地质导向的研究始于八十年代末，主要有美国、英国、德国、法国和挪威等国家。,,主要参考书,1.钻井工艺原理（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣主编，1988。2.钻井工程理论与技术石油大学出版社，陈庭根管志川主编，2000。3.国外高效钻井新理论新方法中国石油集团经济和信息研究中心主编。4.钻井工具使用手册科学出版社，刘景伊主编，1990。,,