鉆井與完井工程西南石油大學(xué)課件

鉆井與完井工程本課程將帶領(lǐng)您深入了解石油工程領(lǐng)域的核心技術(shù)-鉆井與完井工程。鉆井與完井工程概述鉆井工程鉆井工程是指在油氣田、水田等地下資源開發(fā)中，利用鉆井設(shè)備在地層中打井，形成井筒的過程。完井工程完井工程是指在鉆井工程完成后，對(duì)井筒進(jìn)行處理，使之能夠正常生產(chǎn)或注入的過程。鉆井工程基礎(chǔ)知識(shí)鉆井原理了解鉆井過程的物理原理，包括巖石破裂和鉆頭旋轉(zhuǎn)力學(xué).井筒結(jié)構(gòu)掌握井筒的組成，如井口、井身、井底，以及不同井段的用途.安全規(guī)范熟悉鉆井作業(yè)的安全規(guī)程，包括防井噴、防井塌、防井涌等.鉆頭類型及選型1PDC鉆頭廣泛應(yīng)用于硬地層，具有高機(jī)械效率、低磨損率的優(yōu)點(diǎn)。2滾珠鉆頭適用于中等硬度地層，價(jià)格相對(duì)便宜，但使用壽命較短。3金剛石鉆頭適合硬、超硬地層，具有極高的耐磨性，但價(jià)格昂貴。鉆桿與鉆具鉆桿連接鉆頭和地面動(dòng)力設(shè)備的關(guān)鍵部件。傳遞鉆頭扭矩和動(dòng)力承受鉆壓和井壁壓力將鉆頭和鉆具連接到地面鉆具在鉆井過程中，鉆桿、鉆頭、鉆鋌等組成鉆具。提高鉆井效率控制井眼方向和軌跡保護(hù)鉆桿和鉆頭井筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井眼尺寸根據(jù)地層類型、鉆井深度和生產(chǎn)需求確定井眼尺寸，以確保鉆井作業(yè)順利進(jìn)行。套管類型及規(guī)格根據(jù)地層壓力、井眼尺寸和生產(chǎn)需求選擇合適的套管類型和規(guī)格，以防止井筒垮塌和油氣層污染。水泥漿配方設(shè)計(jì)水泥漿配方以確保水泥漿的性能滿足要求，包括強(qiáng)度、密度和流動(dòng)性。水泥漿置換和壓入根據(jù)井筒結(jié)構(gòu)和水泥漿性能進(jìn)行水泥漿置換和壓入，以確保水泥環(huán)的質(zhì)量和強(qiáng)度。鉆井液性質(zhì)及應(yīng)用密度控制井底壓力，防止井噴，提高鉆井效率。粘度懸浮巖屑，防止井壁坍塌，提高鉆井效率。流變性影響鉆井液的流動(dòng)性，進(jìn)而影響鉆井效率。濾失鉆井液中液體進(jìn)入地層，影響鉆井效率和井壁穩(wěn)定性。鉆井液處理技術(shù)1固相控制控制鉆井液的粘度和密度2液相控制調(diào)整鉆井液的含水量和密度3性能優(yōu)化提高鉆井液的潤滑性能和抗溫性能鉆井液處理技術(shù)是保障鉆井安全和提高效率的關(guān)鍵。通過控制鉆井液的固相和液相，可以有效地降低井壁垮塌風(fēng)險(xiǎn)，提高鉆進(jìn)速度，并提升鉆井液的整體性能。套管與水泥套管套管是用來支撐井壁、防止井壁坍塌、防止井壁滲漏、隔離不同地層、保護(hù)地層、防止井內(nèi)流體竄流、防止井內(nèi)流體污染等的金屬管材。水泥水泥是用來將套管固定在井壁上，防止套管和井壁之間產(chǎn)生空隙，從而防止井內(nèi)流體竄流、防止井內(nèi)流體污染等的材料。套管安裝工藝1套管下入將套管安全、快速、準(zhǔn)確地放入井筒中2水泥固井將水泥漿注入套管與井壁之間的環(huán)空，使套管牢固地固定在井筒中3套管測(cè)試檢驗(yàn)套管的完整性和密封性，確保套管能夠安全可靠地使用穿孔技術(shù)射孔槍穿孔槍是一種專門用于油氣井穿孔的設(shè)備，主要用于提高油氣井的生產(chǎn)能力。射孔彈穿孔彈是穿孔槍的核心部件，通過爆炸產(chǎn)生沖擊波，將套管和水泥環(huán)破碎，形成孔道。射孔方式穿孔方式主要包括集中穿孔、分層穿孔和定向穿孔，不同的方式適用于不同的地質(zhì)條件。完井液及注入完井液種類完井液是用于完井作業(yè)的特殊液體，主要類型包括水泥漿、壓裂液、酸化液等。完井液功能完井液在完井過程中發(fā)揮著重要作用，例如支撐井壁、防止井壁坍塌、清除井眼中的殘?jiān)取Ｗ⑷牍に囃昃旱淖⑷脒^程需要嚴(yán)格控制，以確保完井作業(yè)的順利進(jìn)行和油氣井的長期穩(wěn)定生產(chǎn)。產(chǎn)油井及氣井完井產(chǎn)油井完井產(chǎn)油井完井是油田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，通過完井工藝將油井連接到地面，實(shí)現(xiàn)油氣開采。氣井完井氣井完井的主要目標(biāo)是建立良好的氣井產(chǎn)能，確保氣井的長期安全穩(wěn)定生產(chǎn)。水井完井水井類型水井完井包括飲用水井、灌溉水井、工業(yè)用水井等，不同類型水井的完井方式有所差異。抽水設(shè)備水井完井通常需要安裝抽水設(shè)備，例如潛水泵、抽水機(jī)等，以將地下水抽取至地面。水質(zhì)處理根據(jù)水井用途和水質(zhì)情況，可能需要進(jìn)行水質(zhì)處理，例如過濾、消毒等，以確保水質(zhì)安全。注水井完井1目的提高油田采收率，延長油田壽命，最大限度地開采地下儲(chǔ)層中的原油。2工藝將水注入油層，以提高油井的采收率，并保持油層的壓力。3技術(shù)采用高壓注水技術(shù)，將水注入油層，將油驅(qū)替出來。鉆測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集鉆測(cè)技術(shù)收集各種數(shù)據(jù)，如井深、井斜、方位角和地層信息。實(shí)時(shí)監(jiān)控通過鉆測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控鉆井過程，確保鉆井安全和效率。數(shù)據(jù)分析分析鉆測(cè)數(shù)據(jù)，確定地層特征、油氣儲(chǔ)層位置和井眼軌跡。地質(zhì)測(cè)井技術(shù)測(cè)井原理利用地球物理方法測(cè)量井下地層參數(shù)，如巖石密度、孔隙度、含水飽和度等。測(cè)井類型包括電測(cè)井、聲波測(cè)井、密度測(cè)井、自然伽馬測(cè)井、中子測(cè)井等，每種測(cè)井方法都有其獨(dú)特應(yīng)用。測(cè)井解釋根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)識(shí)別地層類型，評(píng)價(jià)油氣儲(chǔ)層，預(yù)測(cè)油氣產(chǎn)量等，為油氣勘探開發(fā)提供重要依據(jù)。錄井技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錄井技術(shù)提供對(duì)鉆井過程中地層信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助優(yōu)化鉆井作業(yè)并及時(shí)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)。地層識(shí)別通過分析巖屑、鉆井液性質(zhì)和井下參數(shù)，可以識(shí)別地層類型、儲(chǔ)層特征和油氣顯示。儲(chǔ)層評(píng)價(jià)錄井?dāng)?shù)據(jù)可以用于評(píng)估儲(chǔ)層的厚度、孔隙度、滲透率等參數(shù)，為油氣勘探開發(fā)提供基礎(chǔ)信息。測(cè)斜技術(shù)測(cè)斜技術(shù)是測(cè)量井眼軌跡的技術(shù)。使用測(cè)斜儀器測(cè)量井眼方向和傾斜角度。應(yīng)用于定向鉆井、水平井等技術(shù)。定向鉆井技術(shù)1提高采收率定向鉆井可以提高油氣藏的采收率，特別是對(duì)于薄層、低滲透率的油氣藏，可以有效地提高采油效率。2減少環(huán)境污染定向鉆井可以減少井口數(shù)量，從而減少對(duì)環(huán)境的破壞，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。3降低成本定向鉆井可以減少鉆井的成本，因?yàn)榭梢岳猛豢诰畞黹_采多個(gè)油氣層。水平井技術(shù)提高采收率水平井能夠有效地提高油氣田的采收率，因?yàn)樗梢越佑|到更大的油氣儲(chǔ)量。降低開發(fā)成本與垂直井相比，水平井能夠減少井的數(shù)量，從而降低了開發(fā)成本。提高生產(chǎn)效率水平井能夠提高油氣產(chǎn)量，并延長油氣田的壽命。壓裂技術(shù)提高產(chǎn)量壓裂技術(shù)可以有效地提高油氣井的產(chǎn)量，延長油氣田的開發(fā)壽命。降低成本通過提高產(chǎn)量，可以降低單位油氣產(chǎn)量成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。改善油氣流動(dòng)壓裂技術(shù)可以改善油氣井的滲透率，提高油氣流動(dòng)效率。酸化技術(shù)化學(xué)反應(yīng)酸化技術(shù)利用酸液與地層巖石中的碳酸鹽礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成可溶性鹽，從而改善地層滲透率和提高油氣產(chǎn)量。井筒處理酸化處理通常在油氣井中進(jìn)行，以清除井筒中的沉積物，擴(kuò)大儲(chǔ)層孔隙，促進(jìn)油氣流動(dòng)。設(shè)備與材料酸化作業(yè)需要特殊的設(shè)備和材料，包括酸化液罐、泵、管線、酸液，以及安全防護(hù)措施。生產(chǎn)試驗(yàn)技術(shù)確定油氣層的產(chǎn)量和儲(chǔ)層性質(zhì)。評(píng)估油氣井的生產(chǎn)能力。分析油氣井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，優(yōu)化生產(chǎn)方案。采油管柱設(shè)計(jì)管柱結(jié)構(gòu)采油管柱通常由套管、油管、抽油桿、井口裝置等組成，根據(jù)油井類型和生產(chǎn)條件選擇合適的管柱結(jié)構(gòu)。計(jì)算分析需要進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性、腐蝕、磨損等計(jì)算分析，確保采油管柱能夠安全可靠地運(yùn)行。材料選擇根據(jù)油井環(huán)境和生產(chǎn)條件選擇耐腐蝕、耐磨損、強(qiáng)度高的材料，如高強(qiáng)度鋼、耐酸鋼等。采油管柱安裝工藝1準(zhǔn)備階段檢查管柱組件，確保完好無損。2下入管柱使用絞車將管柱緩緩下入井筒。3連接管柱將管柱各節(jié)連接在一起，確保連接牢固。4固井作業(yè)將水泥漿注入井筒，固井管柱。5測(cè)試進(jìn)行試壓測(cè)試，驗(yàn)證管柱的密封性能。采油設(shè)備基礎(chǔ)抽油機(jī)抽油機(jī)是一種用于將原油從油井中抽取到地面的設(shè)備。它通過連桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞到油井，使油井內(nèi)的原油上升到地面。潛油泵潛油泵是一種安裝在油井底部的泵，它利用電動(dòng)機(jī)或氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，將原油抽到地面。油氣分離器油氣分離器用于分離原油和天然氣，并去除原油中的水和固體雜質(zhì)。作業(yè)安全與環(huán)保環(huán)境保護(hù)鉆井與完井作業(yè)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響，因此要采取措施保護(hù)環(huán)境，減少污染，并進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。安全第一鉆井與完井作業(yè)安全至關(guān)重要，要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，加強(qiáng)安全培訓(xùn)，配備安全防護(hù)設(shè)施，杜絕安全事故發(fā)生。風(fēng)險(xiǎn)防范要識(shí)別并控制作業(yè)中的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行演練，確保一旦發(fā)生事故能夠及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)。鉆井與完井工程實(shí)例分析通過實(shí)際案例，深入分析鉆井與完井工程中的關(guān)鍵技術(shù)、操作流程、安全管理等方面。案例分析有助于學(xué)生理解理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，提高解決實(shí)際問題的能力。鉆井與完井工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1技術(shù)進(jìn)步近年來，鉆井與完井技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，例如水平井技術(shù)、定向鉆井技術(shù)、壓裂技術(shù)等。2環(huán)境保護(hù)隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，鉆井與完井工程更加注重環(huán)保，例如使用環(huán)保鉆井液、減少污染排放等。3智能化發(fā)展智能化技術(shù)在鉆井與完井工程中的應(yīng)用越來越廣泛，例如智能鉆井平臺(tái)、無人機(jī)巡檢等。4安全保障鉆井與