鉆井工藝過程 PPT課件

1 1 3鉆井工藝過程 一 井身結(jié)構(gòu)與鉆具組合 二 鉆前工程 三 鉆進 返回 附 本節(jié)復習題 四 固井與完井 2 一口井從開鉆到完鉆 實質(zhì)上是要做好如下三件事 一是破碎巖石 二是取出巖屑 保護井壁 三是固井和完井 形成油流通道 3 一 井身結(jié)構(gòu)與鉆具組合 1 井身結(jié)構(gòu) 井身結(jié)構(gòu)指的是下入井中套管層數(shù) 尺寸 規(guī)格和長度以及各層套管相應的鉆頭直徑 一口井的井身結(jié)構(gòu)是根據(jù)已掌握的地質(zhì)情況和要求的鉆井深度在開鉆前擬定的 圖例 1 導管 2 表層套管 3 表層套管水泥環(huán) 4 技術(shù)套管 5 技術(shù)套管水泥環(huán) 6 高壓氣層 7 高壓水層 8 易塌地層 9 井眼 10 油層套管 11 主油層 12 油層套管水泥環(huán) 4 導管 防止地表土層垮塌 引導鉆頭入井 并導引上返的鉆井液流入鉆井液池 導管下入的深度通常為20 40m 表層套管 下入表層套管的目的在于加固上部疏松巖層的井壁和安裝防噴器 為下一步鉆井提供良好條件 一般深度為30 100m 最深可達300 400m 技術(shù)套管 位于表層套管以內(nèi)的套管 下技術(shù)套管是為了隔絕上部的高壓油 氣 水層或漏失層及坍塌層 1 深井 超深井及地質(zhì)情況復雜時 需下多層技術(shù)套管 2 在滿足鉆井工藝要求的前提下 為節(jié)省鋼材 應少下或不下技術(shù)套管 油層套管 下入井內(nèi)的最后一層套管 形成堅固的井筒 使生產(chǎn)層的油或氣由井底沿這層套流至井口 在各層套管與井壁的環(huán)形空間 都應注入水泥加固 固井 5 2 鉆具組合 鉆具組合 或叫鉆具配合 指根據(jù)地質(zhì)條件與井身結(jié)構(gòu) 鉆具來源等 決定鉆井時用什么樣的鉆頭 鉆鋌 鉆桿和方鉆桿配合連接起來組成鉆柱 合理的鉆具配合是確保優(yōu)質(zhì)快速鉆井的重要條件 入井鉆具應盡量簡單 能滿足要求時 盡量只用一種尺寸鉆桿 以簡化鉆井器材的準備 便于起下作業(yè)和處理井下事故 深井時 由于鉆柱自重很大 鉆桿強度不夠 便采用復合鉆桿 兩種鉆桿尺寸可相差一級 大尺寸者在上部 一口井的井身結(jié)構(gòu)和鉆具配合可以在鉆井過程中根據(jù)具體情況作適當調(diào)整 6 選擇鉆機時 必須保證該鉆機的起重能力能滿足提升最重鉆桿柱和下最重套管柱的要求 制定鉆機標準系列時 應依據(jù)系列井深L相應的標準井身結(jié)構(gòu)與鉆具組合 以確定鉆機有關(guān)的基本參數(shù) 7 二 鉆前工程 開鉆以前準備工作是很重要的 除應做好充分思想 組織準備外 尚應做好各項物質(zhì)準備工作 平井場 打水泥基礎(chǔ) 鉆井設(shè)備的搬遷和安裝 設(shè)備的就位和安裝找正均應嚴格地依照設(shè)備使用說明書的要求進行 否則將會嚴重損害設(shè)備的使用壽命 井口準備工作 下導管和鉆鼠洞 備足鉆井所需各種器材 如鉆桿 鉆鋌 鉆頭及鉆井泵必要的配件等 8 在井口中央掘一圓形井 下入導管 并用石子 水泥漿固結(jié) 在離井口中心不遠處的鉆臺前側(cè) 鉆一17 18m的淺洞 下入一根鋼管叫做鼠洞 用來在鉆井過程中存放方鉆桿 有的鉆機附設(shè)有專用的鉆鼠洞設(shè)備 但大多數(shù)情況下是用清水直接刺出來的 在轉(zhuǎn)盤外側(cè)離其中心一米多處鉆一淺孔 下入一根鋼管 稱為小鼠洞 用來在鉆進過程中接單根時存放單根 9 三 鉆進 鉆進是進行鉆井生產(chǎn)取得進尺的唯一手段 目標 優(yōu)質(zhì) 快速打井 縮短建井周期 降低成本 1 全井鉆進過程 第一次開鉆 下表層套管 第二次開鉆 從表層套管內(nèi)用小一些的鉆頭往下鉆進 如地層情況不復雜 可直接鉆到預定井深完井 若遇到了復雜地層 用泥漿難以控制時 便要起鉆下技術(shù)套管 中間套管 第三次開鉆 從技術(shù)套管內(nèi)用再小一些的鉆頭往下繼續(xù)鉆進 依上述同樣道理 或可一直鉆達預定井深 或再下第二層套管 再進行第四次 第五次開鉆 最后 鉆完全井深 下油層套管 進行固井完井作業(yè) 10 2 鉆進作業(yè) 鉆進 概括起來可包括如下幾道工序 下鉆 將由鉆頭 鉆挺 方鉆桿組成的鉆桿柱下入井中 使鉆頭接觸井底 準備鉆進 正常鉆進接單根起鉆換鉆頭 鉆進作業(yè)的各道工序中 僅純鉆進取得鉆井進尺 其余都是輔助操作 11 下鉆包括下述操作 掛吊卡 以高速檔提升空吊卡至一立根高度 二層臺處扣吊卡 將立根稍提移至井眼中心 對扣 拉貓頭旋繩上扣 或用旋繩器 用貓頭和大鉗緊扣 稍提鉆柱 移出吊卡 或提出卡瓦 用機械剎車和水剎車 或其它輔助剎車 控制下放速度 將鉆柱下放一立根距離 借助吊卡 或用卡瓦 將鉆柱輕座在轉(zhuǎn)盤上 從吊卡上脫開吊環(huán) 再去掛吊卡 重復上述操作 直至下完全部立根 接上方鉆桿準備鉆進 12 正常鉆進又稱純鉆進 啟動轉(zhuǎn)盤 或井底動力鉆具 通過鉆桿柱帶動井底鉆頭旋轉(zhuǎn) 借助手剎車 給鉆頭施加適當?shù)膲毫?鉆壓 以破碎巖石 與此同時 開動泥漿泵循環(huán)泥漿 沖洗井底 攜出巖屑 保護井壁 冷卻鉆具 只要根據(jù)不同的地層情況 鉆進深度 鉆頭類型等 使轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn) 分 鉆壓 P 噸 排量 Q 升 分 和泥漿性能各自都處于最佳參數(shù)值 就能獲得最快的鉆進速度 13 接單根 隨著正常鉆進的繼續(xù)進行 井眼不斷加深 需不斷地接長鉆桿柱 每次接入一根鉆桿 此作業(yè)稱為接單根 接單根包括以下操作 上提鉆柱全露方鉆桿 并將鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上 用吊卡或卡瓦 卸開并微提方鉆桿移至小鼠洞上方與小鼠洞中的單根對扣 拉貓頭旋繩上扣 或用旋繩器 從小鼠洞中提出單根移至井中鉆柱上方 對扣 用貓頭和旋繩旋上接頭絲扣 用貓頭 大鉗緊扣 稍提鉆柱 移開吊卡 提出卡瓦 放鉆柱至井底 繼續(xù)鉆進 14 起鉆 需要更換新鉆頭時 便將井中全部鉆柱取出 此稱起鉆作業(yè) 起鉆包括以下操作 上提鉆具全露方鉆桿 讓鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上 旋下方鉆桿 將方鉆桿一水龍頭置大鼠洞中 提升鉆柱至一立根高度 一般由2 3單根組成一立根 并讓鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上 用吊卡或卡瓦 用大鉗和貓頭 或松扣氣缸 松扣 上鉗卡住接頭 轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)卸扣 移立根入鉆桿盒和二層臺指梁中 摘開吊卡 下放空吊卡至井口 起下一立根時要重復上述操作步驟 每一立根構(gòu)成一起鉆操作循環(huán) 15 換鉆頭 起鉆末了 將鉆頭提出井口 用專用工具卸下舊鉆頭 換上新鉆頭 換完鉆頭 便又開始下鉆 重復上述作業(yè) 下鉆 正常鉆進 接單根 起鉆 換鉆頭 下鉆 構(gòu)成正常鉆進作業(yè)的大循環(huán) 重復不己 直至鉆達預定井深 16 四 固井與完井 當鉆穿油 氣層達到預定井深時 鉆進階段即告結(jié)束 下一步就要進行油井的加固和完成 即所謂的固井與完井 1 固井 在鉆成的井眼內(nèi)下入一串軸心線重合的套管柱 并在套管柱與井壁的環(huán)形空間里注入水泥進行封固 即稱固井 依井身結(jié)構(gòu)不同 鉆井過程中一般需要進行多次固井工作 整個固井工作包括套管柱設(shè)計 下套管和注水泥 2 完井 固井后 油層被水泥和套管封固著 必須設(shè)法使油 氣 層和井筒溝通 合理的井底結(jié)構(gòu)應保證油層具有最大的滲濾面 與油井有最好的連通性 要能防止油 氣 水互竄 對多層油井 要能保證各油層問互不串通 以便進行分層開采 17 套管層次示意圖 下套管固井以分隔油 氣 水層的原理圖 18 下套管工序類似下鉆 但在井口要使用一些專用工具 在套管柱上要一些附加裝置 如引鞋 套管鞋 回壓閥 阻流環(huán) 扶正器等 整個套管柱的下部結(jié)構(gòu)如圖 19 引鞋 為避免下套管時管柱下端插入井壁 裝有錐形引鞋 引鞋用易鉆的材料做成 如生鐵 水泥 硬木和塑料 20 套管鞋 它是接在引鞋上部的一厚壁短節(jié) 內(nèi)側(cè)車有錐面 用以防止鉆頭或鉆桿接頭在起下鉆時被套管下部掛住 21 回壓閥 在離引鞋一定距離上裝有回壓閥 以防止泥漿倒流入套管內(nèi) 22 阻流環(huán) 又叫承托環(huán) 與回壓閥裝成一體 它是用來阻擋木塞的 以保證在套管內(nèi)留有一段水泥 使套管腳封固良好 23 扶正器 為防止很長的套管柱偏向井壁一側(cè) 在套管柱上裝有若干套管扶正器 它由數(shù)片富有彈性的鋼片裝成 狀如燈籠 外徑略大于井徑 24 注水泥用水泥車和氣動下灰車 流程 當水泥漿全部注入井中后 向套管內(nèi)放入一個木塞或膠塞 水泥車再把泥漿或清水 注意不是水泥漿 打入套管 壓著木塞 驅(qū)趕在其下方的水泥漿下行 使水泥漿不斷地被擠入環(huán)形空間 當木塞和阻流環(huán) 承托環(huán) 相碰時 水泥泵上的泵壓便突然升高 碰壓 而環(huán)形空間中的水泥漿也正好上返至設(shè)計高度 停泵 固井工作即可結(jié)束 25 水源 計量水箱 水泵 下灰車 水泥混合漏斗 水泥漿 水泥混合池 水泥漿 水泥泵 井口水泥頭 套管內(nèi) 套管外環(huán)形空間 注水泥時流程如下 26 1 射孔完成法 2 裸眼完成法 3 貫眼完成法 4 襯管完成法 5 堵塞器完成法 2 油井完成的方法 一 裸眼完成法 二 貫眼完成法 三 襯管完成法 四 堵塞器完成法1 油層 2 套管 3 水泥環(huán)4 帶孔篩管 5 襯管 6 封隔器 完井后還必須進行誘導油流的工作 當完成了誘導油流的工作后 一口井的鉆井工作才告結(jié)束 人員和設(shè)備即可轉(zhuǎn)移至新井位 開始新井的鉆井工作 27 射孔完成法示意圖1 套管 2 水泥環(huán) 3 油層 4 射孔彈 5 電纜 鉆開整個油層后 下套管注水泥 再下射孔槍 發(fā)射子彈射穿套管 水泥環(huán)和油層 使油層與油井通過這些彈孔道相連通 優(yōu)點是 能分隔油 氣 水層 可任意選擇出油層位 能有效地防止井璧坍塌 對于巖石比較堅硬和穩(wěn)定的油氣層 在沒有油 氣 水互相干擾的情況下 可采用不把油氣層用水泥封固的完井方法 28 2 裸眼完成法 此法完井滲濾面積大 油流阻力小 但井底易坍塌 鉆開油層 在油層部位下入帶眼的篩管 只用水泥將油層以上的套管封固起來 水泥傘可防止篩管處進水泥 此法油流阻力小 但不能防止油層坍塌 不能任意選擇出油層位 3 貫眼完成法 29 4 襯管完成法 油層套管下到油層頂部 固井 再鉆開油層下入帶孔眼的襯管 襯管長度可根據(jù)油層厚度來決定 襯管上部裝有一個堵塞器和懸掛器 前者用以隔開油層和井眼上部 后者將襯管掛于套管尾部 此法完井優(yōu)缺點類似于貫眼完成法 5 堵塞器完成法 只將帶有堵塞器 膠皮 封隔器等 的油管下到油層頂部的 臺肩 處 30 復習題 一口井從開鉆到完鉆 實質(zhì)上是要做好哪幾件事 簡述井身結(jié)構(gòu)的概念 簡述鉆井過程中下入導管 表層套管 技術(shù)套管和油層套管的目的或