當前位置: 首頁 » 百科 » 油企百科 » 石油鉆井工程

石油鉆井工程

發布日期:2017-02-04  來源:石油百科 瀏覽次數:1687
核心提示:利用石油鉆井設備從地面開始沿設計軌道鉆穿多套地層到達預定目的層(油氣層或可能油氣層),形成油氣采出或注入所需流體(水、氣、

利用石油鉆井設備從地面開始沿設計軌道鉆穿多套地層到達預定目的層(油氣層或可能油氣層),形成油氣采出或注入所需流體(水、氣、汽)的穩定通道(即油氣井),并在鉆進過程中和完鉆后,完成取心、錄井、測井和測試工作,取得勘探、開發和鉆井所需各種信息的系統工程。為了安全快速地完成一口井的鉆井任務,施工前必須精心做好鉆井設計。鉆井設計通常包括鉆井地質設計和鉆井工程設計兩個部分,鉆井工程設計包括工藝技術設計、工期設計和鉆井費用預算等。

1鉆井方法

根據破巖方式的不同,常用的鉆井方法有沖擊鉆井法、旋轉鉆井法和旋沖鉆井法3種。

沖擊鉆井法 又稱頓鉆鉆井法,利用頓鉆鉆機(見石油鉆機)使鉆桿和鉆繩產生上下往復動作,從而帶動頓鉆鉆具在井內作上下往復動作,使頓鉆鉆頭對井底進行沖擊,破碎巖石,破碎后的巖石用撈筒撈到地面,然后再繼續沖擊鉆進,如此往復,逐漸形成井眼。頓鉆鉆井法鉆井具有鉆井成本低、設備簡單等優點,但由于工藝相對落后、鉆速慢、不能用于鉆較深的井和高壓油氣井等,現場已很少采用。

旋轉鉆井法 通過地面動力設備(轉盤、頂部驅動鉆井裝置或動力水龍頭)或井下動力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續旋轉,同時利用接在鉆頭上部的一段鉆柱(鉆鋌)的重力向鉆頭連續不斷施加鉆壓,將巖石切削或碾壓成碎屑,巖石碎屑由鉆井流體不斷地將其帶到地面,并從鉆井流體中分離出來。這種鉆井方法較之沖擊鉆井法可大幅度提高鉆井效率及適應各種復雜的井下地層情況,已替代沖擊鉆井法成為各地普遍使用的鉆井方法。

在旋轉鉆井工藝技術研究過程中,形成了以下7項應用基礎理論組成的學科:鉆井巖石破碎力學、鉆井巖石工程力學、鉆井管柱力學、鉆井流體化學、鉆井流體力學、井下控制工程學和鉆井技術經濟學。這些工藝技術的發展大大提高了鉆井效率。

旋沖鉆井法 在旋轉鉆井的基礎上,再加上一個沖擊器,使鉆頭在沖擊動載和旋轉的聯合作用下破碎巖石的一種鉆井方法。從實際使用結果看,這種鉆井方法適用于鉆硬巖石及深部地層,在淺部及泥頁巖中較旋轉鉆井方法效果不明顯,是對旋轉鉆井方法的一種補充。

2鉆井設備

主要包括石油鉆機、鉆井工具、鉆井儀器和輔助設備等。旋轉鉆井法采用的鉆機主要由井架及提升裝置、動力機及傳動裝置、鉆井泵及鉆井液循環系統等組成,用于實現鉆柱(管柱)的提升和旋轉以及鉆井液的循環等功能。鉆井工具和鉆井儀器用于鉆井過程中對地層壓力的控制和對鉆井工藝參數的監測與控制等。

在陸地上鉆井時,鉆井設備在井場上的布置見天車;2—井架;3—二層臺;4—游動滑車;5—大鉤;6—水龍頭;7—吊卡;8—方鉆桿;9—方補心;10—方瓦;11—小鼠洞;12—鼠洞;13,14—大鉗;15—絞車;16—指重表;17—司鉆控制臺;18—值班室;19—水龍帶;20—蓄能裝置;21—管子坡道;22—管架;23—井架底座;24—鉆井液出口管線;25—振動篩;26—節流管匯;27—分離器;28—脫氣裝置;29—鉆井液儲備池;30—鉆井液池;31—除泥器;32—除砂器;33—離心機;34—鉆井泵;35—干水泥儲備罐;36—儲水罐;37—發電機;38—防噴器組'>圖1,如在水面上(湖上或海上)鉆井,則根據水深,采用固定式平臺或移動式平臺(如自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺或鉆井船等)。

3鉆井程序

一口井從開鉆到完成,要經過很多道工序,可分為鉆前、鉆進和完井三個不同階段。

鉆前 開鉆前的準備工作主要包括(見鉆前工程):

(1)定井位。地質師根據地質上或生產上的需要確定井底位置。當井身軸線按鉛垂線設計時,井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線上,這就是直井。如果井身軸線定向偏離鉛垂線,井口位置不與井底在同一鉛垂線上,這就是定向井。

(2)修路。為了將各種設備與物資運入井場,需要修路。因有時滿載車總重可達30~40t或多,公路應能通行重載車。對于海上鉆井,人員、設備與物資由專門的補給船或直升機運送。

(3)修井場。在井口周圍平整并適當壓實鋪墊出一塊場地以供施工之用。井場面積因鉆機而異,大型鉆機約需120m×90m,中型鉆機約為100m×60m,形狀大致呈長方形,可因地制宜。

(4)打基礎。為了保證設備在鉆井過程中不會下陷,要打基礎(或稱基墩)?;A可用方木、水泥預制塊或在現場用混凝土澆灌。

(5)安(裝)設備。立井架,安裝鉆機、鉆井泵及鉆井液循環系統等(見鉆機拆遷安裝)。

3.1 鉆進

從次開鉆起到鉆完全部井深這一階段的工作。以一定壓力作用在鉆頭上,使鉆頭的刃部吃入巖石,并用接在鉆頭上部的鉆柱帶動鉆頭旋轉以破碎井底巖石,所產生的巖屑通過鉆井流體循環到地面上來,井就會逐漸加深。鉆頭加到地層上的壓力叫鉆壓,是靠鉆柱在鉆井流體中的自重的一部分產生的。鉆柱從地面一直延伸到井底,井有多深,鉆柱就有多長。隨著井的加深,鉆柱也逐漸增長,其重量也逐漸加大。過大的鉆壓將會引起鉆頭、鉆柱、設備過早的損壞,所以必須將大于所要求鉆壓的那部分鉆柱重量吊懸起來,不使其作用到鉆頭上。下部形成鉆壓的那部分鉆柱處于壓應力狀態,上部被吊懸部分處于拉應力狀態。

鉆進時要循環鉆井流體,鉆井流體可以是以水、油為基礎的懸浮液體,也可以是空氣或天然氣等氣體。鉆井流體經中空的鉆柱內孔注入,從鉆頭水眼中流出,清洗鉆頭,沖向井底,將鉆屑沖離井底,攜帶著巖屑進入井眼與鉆柱之間的環形空間向上返到地面(見圖2)。返出地面的鉆井流體在分離出鉆屑后被再次注入井內,循環使用。(見鉆井液循環系統)

鉆進包括如下作業:

(1)接單根。在鉆進過程中,由于井在不斷加深,鉆柱也要及時接長,每次接入一根鉆桿叫做接單根。通常每根單根長近10m,打一口井要接很多次單根。用頂部驅動鉆井裝置時接立根(一般由三個單根組成)。

(2)起下鉆。在井底破碎巖石的鉆頭會逐漸磨損,當鉆頭磨損到一定程度后,破巖速度就會很慢,需要換新鉆頭。為此,需將鉆柱從井中取出(起鉆),換新鉆頭后再將新鉆頭及鉆柱下入井內(下鉆)。這一過程稱為起下鉆。一口井一般要用多只鉆頭才能鉆成,可能需多次起下鉆。有時為了處理井下復雜情況和事故,進行測井、取心等作業,也需要起下鉆作業。

(3)固井。一口井在鉆鑿過程所形成的井(筒)壁應當是穩定的,才能保證繼續向下鉆進。實際上,井眼所要穿過的地層性質各異:有的地層巖石堅硬,井眼形成以后可以維持較長時間而不致坍塌;有的地層則很松軟、破碎,巖石極易坍塌落入井內;有的地層內含高壓油、氣、水等流體;有的地層強度不高,易被壓裂,造成鉆井液漏失;有的地層含有鹽、石膏、芒硝等成分,對鉆井液產生不良影響等。盡管地層復雜多變,還是得設法將這些地層鉆穿。當這些地層被鉆穿以后,上述的各種復雜情況有的可能消失,對以后的鉆井不再危害,有的則繼續給鉆井工作造成麻煩,也許會形成隱患。為了保護已鉆成的井眼和使以后的鉆井工作順利進行,或為生產造成通路,防止各層間竄通,需要在適當的時候對井眼進行加固,稱為固井。固井的方法是將套管下入井中,并在井眼與套管之間的環形空間內灌注水泥漿(在套管的下段部分或全部環空)從而將套管和地層固結在一起,隔開某些地層。然后用較小的鉆頭繼續鉆出新的井段。一口井從開始到完成,常需下入多層套管并注水泥,即需進行數次固井作業。(見固井)

(4)處理事故。如物件落入井內,需進行打撈;鉆桿斷在井內也要打撈;鉆柱被卡在井內時則要設法解除卡鉆。井噴失控著火是鉆井的災難性事故,處理這種事故難度大。(見鉆井井下事故與復雜問題)

(5)其他作業。在鉆井過程中要進行巖屑錄井、氣測等錄井工作,必要時還要鉆取巖心(見取心)、進行電法測井等。探井在鉆遇好的油氣顯示時要進行地層測試等。

完井 從鉆完全部井深起到交井或棄井這一階段的工作。完井階段的工藝包括測井、確定完井方式、下生產套管固井、下油管、射孔、裝油管頭和采油樹,然后進行替噴、誘導油氣進入井筒,進而便可進行采油生產。鉆井意義上的完井是從鉆完全部井深起到下生產套管(如需要)固井并測完聲幅驗收合格為止。(見完井工程)

4石油鉆井發展簡史

中國是上早進行石油鉆井的國家。早在西漢宣帝時(公元前60—70年),在現在的四川省和陜西省掘鑿鹽井發現天然氣,并用于煮鹽。到宋仁宗慶歷年間(1041—1048),在四川省自貢地區用人力頓鉆設備鉆出了“卓筒井”(小口徑井),英國科技史專家李約瑟博士(1900—1995)認為頓鉆鉆井是中國的重大發明。旋轉鉆井始于1900年,中國到1936年開始引進旋轉鉆機在新疆獨山子地區鉆了一批淺油井。1949年后,中國石油鉆井的發展經歷了四個時期:1949—1959年為初創時期,在這個時期主要是引進和學習蘇聯、羅馬尼亞等國家的鉆井裝備和技術,旋轉鉆井技術得到初步發展;1960—1978年是發展時期,通過自主攻關,形成了淺井和中深井的鉆井配套技術;1979—1998年是提高時期,廣泛吸收了國外進鉆井技術,同時通過攻關,形成了深井鉆井和多種功能定向井鉆井的配套技術,并發展了保護油氣層技術;1998年以后是走向全面市場化的時期,在這時期主要發展了小井眼鉆井、大位移井鉆井、水平井鉆井、分支井鉆井、欠平衡鉆井、連續管鉆井和套管鉆井等鉆井新工藝技術。

21世紀石油鉆井技術發展的主導方向是實現鉆井的信息化、自動化和智能化。中國石油鉆井要進一步提高技術發展速度,縮短與進水平的差距,并努力實現鉆井工程的安全、優質、高效、環保和低成本。

 
推薦產品

歐及易 - 關于我們 - 石油招標 - 石油設備 - 石油資訊 - 服務合作- 網站地圖

油氣品牌大全 - FMC - SPM - 艾默生 - 國民油井華高- 伊頓- 霍尼韋爾- TESCO- 布雷維尼- 鐵姆肯- 阿美特克

艾默生過程控制 - ACD - REGD(雷舸) - Handy Tube - 海洛斯- BV(法利咨詢(上海)有限公司)- 霍尼韋爾- 四川長儀- Indiana Tubing(印第安娜)- Micro Motion(高準)

聯系電話:400-028-7165

成都南墻洞天信息技術有限公司旗下網站-歐及易油氣設備數據網 備案號:蜀ICP備14023545號-1  

日本一级婬片A片免费动图