石油天然气进入钻井液的方式 石油钻井方法有哪些?

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钻探工艺

油气井的钻探工艺主要包括:

①钻进。破岩成屑,由钻井液携至地面。
②取岩心。仅在油气层位及换层部位,为了解含油气情况及岩石物理性质与化学成分,要取少量岩心。在钻探过程中,要观察、研究岩屑与岩心,作出钻井的地质剖面图,称录井。
③测井。用电、声、放射性探测等手段,识别岩性与油气水层。
④注水泥固井。下入一层或多层套管,在管外与井壁之间灌注水泥,使其固结,以强化井筒的承压能力,并为在套管顶部装防喷器、控制井喷、进行压井等作业创造条件。
⑤中测。钻遇油气层时,立即用钻杆测试器在油气层未遭到污染、损害之前,测出油气的原始生产能力及地层参数。如在完钻后测试,还可根据生产能力的大小,决定是否下入油层套管。
⑥射孔完井。下入油层的生产套管用射孔弹射穿,然后下入油管、装地面采油树,替清水诱喷。
⑦试井与生产,也叫完井测试。自下而上分层测试其地层压力、地层温度、不同回压下的油气产量。计算油气的最大产量,确定安全可采产量。为了计算储量及相互对比,还要取油气流体样品在常温常压或高温高压下进行实验分析。试井作业完了,即可投产。

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7 后世影响? 国内影响? 世界影响8 作者争议

天然气钻井和石油钻井的区别~

石油天然气钻井前,首先要在地面确定钻井的位置(即钻井井位),然后,在井位处打好安装钻机的基础并安装井架和钻机。钻井作业时,依靠钻机的动力带动钻杆和钻头旋转,钻头逐次向下破碎遇到的岩层,并形成一个井筒(也称井眼)。钻井井眼尺寸的大小是由钻头大小来决定的。钻头在破碎岩层的同时,通过空心的钻杆向地下注入钻井液(俗称钻井泥浆),将钻头在破碎地层而产生的大量岩屑由循环的钻井液带到地面。地面的固控装置将钻井液中的岩屑清除后,通过钻井泵再次将钻井液打入井内。钻井液是经过钻杆内孔到达钻头水眼处,再从井壁与钻柱的环形空间返回流至地面的。钻进的过程即钻头破碎岩石及钻井液通过循环不断携带出钻屑并形成井筒的过程。
钻达设计深度后,要在井筒内下入专用仪器进行测井作业,目的是确定井下地层岩性和各个油、气、水层的位置,然后再下入小于钻井井眼的无缝钢管(又称套管),并在套管与井壁的环形空间内注入水泥浆将套管固定在井壁上。最后一道工序是对油层位置的套管进行射孔,人为地形成一个井下油气流入套管内的孔道。油气的地层压力高时可自行流出地面,这种井称为自喷油气井。油气压力较低时需借助外力从井下抽吸,这种井称为非自喷井。

目前,世界上广泛采用钻井方法来取得地下的石油和天然气。随着石油工业的不断发展,钻井深度不断增加,油气井的建设速度也随之加快,促使钻井方法、技术和工艺得到很大改进。从已钻成的千百万口油气井的资科中可以看到变化过程:顿钻逐渐被旋转钻代替,井身结构从复杂到简单,井眼直径日趋缩小等等。
一、钻井工艺发展概况和趋势石油钻井是油田勘探和开发的重要手段。一个国家石油工业的发展速度,常与它的钻井工作量及科学技术水平紧密相关。近20年来,世界石油产量和储量剧增,钻井工作量相应地大幅度增加,钻井科学技术水平也得到了飞速发展。在此期间钻井技术发展的特点是从经验钻井进展到科学化钻井。钻井深度、斜度、区域和地区也有长足的发展。从钻浅井、中深井发展到钻深井和超深井;从钻直井和一般斜井发展到钻大斜度井和丛式井;从陆上钻井发展到近海和深海钻井;从地面条件好的地区钻井发展到条件恶劣的地区(如沙漠、沼泽和寒冷地区)钻井。在钻井技术发展的同时,设备、工具和测量仪表也得到了相应的发展。
美国钻井工作者曾将旋转钻井技术的发展进程分为四个时期:
(1)概念时期(1900—1920年)。这个时期开始把钻井和洗井两个过程结合在一起,开始使用牙轮钻头并用水泥封固套管。
(2)发展时期(1920—1948年)。这个时期牙轮钻头有所改进,提高了进尺和使用寿命。固井工艺和钻井液有了进一步的发展,同时出现了大功率的钻机。
(3)科学化钻井时期(1948—1968年)。这个时期大力开展钻井科学研究工作,钻井技术飞速发展。该时期的主要技术成就有:发展和推广了喷射钻井技术;发展了镶齿、滑动、密封轴承钻头;应用低固相、无固相不分散体系钻井液;发展了地层压力检测技术、井控技术和固控技术,提出了平衡钻井的理论及方法。
(4)自动化钻井时期(1968年至今)。这个时期发展了自动化钻机和井口自动化工具。钻井参数自动测量和计算机在钻井工程中得到广泛应用,最优化钻井和全盘计划钻井也初具规模。
目前,钻井人员一般把钻井技术发展的前两个时期称为经验钻井阶段,把后两个时期称为科学化钻井阶段。时期的划分直观地描述了钻井技术发展的过程,揭示了其发展规律。
任何一门科学和技术都有其自身的发展规律和要达到的主要目标。钻井工作是为油田勘探和开发服务的重要手段。钻井技术的发展首先要保证钻井质量,即所钻油气井要满足油气田勘探和开发的要求,要在此基础上来提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井成本。
近20年来的实践证明,现代钻井工艺技术将围绕以下三个方面发展:
(1)提高钻井速度,降低生产成本;(2)保护生产层,减少油气层的污染和损害;(3)改善固井、完井技术,适应采油要求,延长油气井寿命。
新中国成立以来,我国钻井技术发展较快。特别是1978年推广喷射钻井、低固相优质钻井液、四合一牙轮钻头等新技术后,我国的钻井技术水平又有显著提高,进入了科学化的钻井阶段,但与国外先进水平相比,还存在一定的差距。为了使我国的钻井水平能满足勘探开发的需要,努力赶上世界先进水平,必须要向钻井技术进步要速度、要质量、要经济效益,为加速勘探开发步伐、不断增加油气产量作出贡献。
二、冲击钻井方法冲击钻井是一种古老的钻井方法,也是旋转钻井方法出现以前唯一的钻油气井的方法。它是将破碎岩石的工具(钢质尖头钻头)提至一定高度,借钻头本身的重力冲向井底,击碎岩石。然后捞取被击碎的岩屑,以便继续钻进。因此,冲击钻井方法又被称为顿钻。
由于冲击钻井时,破碎岩屑与清除岩屑必须间断地进行,因此钻井速度很慢,不能满足石油生产发展的需要。冲击钻井现在已基本上被旋转钻井所代替,仅在一些埋藏浅、压力低的油田还能见到。
三、旋转钻井方法提高钻速的根本途径是改变钻井方法,这正是旋转钻井法产生的原因。旋转钻井法的实质是:钻头在压力作用下吃入岩石,同时在转动力矩的作用下连续不断地破碎岩石;被破碎的岩屑由地面输入的钻井液(泥浆、水、空气等)及时带走,钻井液可以连续不断地清除岩屑。这样,一只钻头可以在井底连续钻进十几米、几十米甚至数百米后才起至地面进行更换。由于使用了钻井液,可长时间稳定井眼、控制复杂地层。旋转钻井的钻井速度高,能适应多种复杂情况,目前世界上大多使用这种方法钻油气井。旋转钻井通常也称为转盘钻。
利用钻杆和钻铤(厚壁钢管)的重力对钻头加压,钻压要使钻头能够吃入岩石。破碎岩石所需的能量是从地面通过沉重的钢性钻柱传给钻头的。起、下钻的过程比较繁琐,必须将钻柱拆卸成许多立柱,才能起出钻头;而下钻时又必须逐根接上。为了连续洗井,钻井液从转动的空心钻柱里流向井底,再带着岩屑从钻柱外部与井壁形成的环形空间返回地面。钻头钻进、清洗井底以及起、下钻所需的动力全部由安装在地面上的相应设备提供,这些机器设备总称为钻机。
现代旋转钻井的工艺过程表现为四个环节,即钻进、获取地质资料、完井和安装。
钻进环节由一系列按严格的顺序重复的工序组成:把钻柱下入井里;旋转和送进钻头使其在井底破碎岩石,同时循环钻井液;随着井筒的加深而接长钻柱;起、下钻柱以更换被磨损的钻头;洗井,净化或配制钻井液,处理复杂情况和事故等辅助作业。
为了获得全面准确的地质资料,钻井过程中不仅需要进行岩屑、钻时、钻井液录井工作,而且还要进行钻取岩心、测井等工作。通过各种地球物理测井方法,可以获得井径、井斜、方位、岩性等基本数据,掌握和了解井眼质量以及地层和油气层的某些特性。
在钻穿油气层以后,需要下入油层套管,并注入水泥以隔离油气层与其他地层,使油气顺利地流到地面上来。根据油气井生产的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
从确定井位开始,就需要平整井场、挖基础坑、泥浆池、圆井等土方工程;为运输机器设备而修筑公路;铺设油、水、气管线,架设电线,以输送油、水、气和电力;打好地基以安装设备、井架等。基础工作完成后,要进行大量的井架、设备等搬运和安装工作,还需做好开钻前的一切准备工作,如检查机器设备、试车、固定导管、钻鼠洞、调配钻井液、接好钻具等。
旋转钻井过程中,驱动钻柱旋转、克服钻柱与井壁的摩擦消耗了部分能量。为了减少这些无益的能量损失,1940年前后出现了井下动力钻井方法。井下动力钻井所用设备与旋转钻井基本相同,只是钻头不再由转盘带动旋转,而是由井下动力钻具直接驱动。典型的井下动力钻具是涡轮钻具,因此井下动力钻井又常称为涡轮钻井。目前,井下动力钻井在定向钻井技术中得到了广泛的应用。
近年来,一些工业发达国家还竞相开展了热力钻井、高压冲蚀钻井、等离子射流钻井和激光钻井等新型钻井方法的研究。随着科学技术的进步,新的钻井方法还将不断涌现,钻井工程也必将进入一个全新的科学化时期。
四、井身结构井身结构是油气井全部基本数据的总称。它包括以下数据:从开钻到完钻所用的钻头、钻柱尺寸和钻柱长度;套管的层次、直径;各层套管的下入深度、钢级和壁厚;各层套管注水泥的数据。由此可见,井身结构是全部钻井过程计划和施工的重要依据。图5-1为井身结构的示意图。

图5-1 井身结构
首先下入长度约4~6m的短套管,也称导管,用于加固地表以免被钻井液冲毁,保护井口完整。同时将循环的钻井液导入泥浆净化系统内。
第二次下入的套管叫表层套管,用于封隔地表不稳定的疏松地层或水层、安装井口防喷器。一般深度为40~60m,有时可达500~600m。
当裸眼(未被套管隔离的井眼)长度超过2000~3000m或者地层剖面中存在高、低压油层、气层、水层和极不稳定的地层时,钻进过程中为避免发生工程事故需要下入中间套管,又叫技术套管。目的是封隔复杂地层,防止喷、漏、卡、塌等恶性事故发生,保证安全钻井。技术套管的层次和下入的深度根据地质和钻井条件确定。
最后下入的套管叫油层套管,用于采油、采气或者向生产层注水、注气,封隔油层、气层和水层,保证油气井正常生产。油层套管的下入深度取决于井底的完成方法。油层套管一般从井口下到生产层底部或者只从生产层顶部下到底部。实际工作中对部分下入的油层套管,根据作用取不同的名称,如尾管、筛管、滤管以及衬管等。
井身结构是由钻井方法、钻井目的、地质条件与钻井技术水平决定的。周密考虑各种影响因素,制定合理的井身结构,是保证高速度钻井与油气井投产后正常产出的关键。
综上所述,现代石油钻井工程是一项复杂的系统工程。由多工序、多工种联合作业,需要各种先进的科学技术和生产组织管理水平。

石油钻井方法有哪些?
答:钻进环节由一系列按严格的顺序重复的工序组成:把钻柱下入井里;旋转和送进钻头使其在井底破碎岩石,同时循环钻井液;随着井筒的加深而接长钻柱;起、下钻柱以更换被磨损的钻头;洗井,净化或配制钻井液,处理复杂情况和事故等辅助作业。 为了获得全面准确的地质资料,钻井过程中不仅需要进行岩屑、钻时、钻井液录井工作,而...

石油、天然气进入钻井液的方式?
答:甲烷,化学式CH4,是最简单的烃,它的分子是由一个碳原子和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成,因此甲烷分子的结构为正四面体结构,碳原子处在一个正四面体中心,四个共价键由中心指向正四面体的四个顶点,和四个氢原子以相同的价键结合,而不是平面的正方形结构(否则二氯甲烷就有两种同分异构体),四...

石油工业是如何钻井的?
答:孔闸板的芯子中心有孔,钻井过程中发生井喷时,可将钻柱与套管之间的环形空间封闭,防止井内的钻井液、油、气、水喷出,也称为钻杆防喷器。盲闸板防喷器也称为全封闭防喷器,其芯子可直接把井口封闭,用于井口无钻杆的情况下。剪刀闸板可以在紧急情况下剪断井中的管子,以保证井口安全。旋转防喷器的结构特点是:其橡胶...

气体进入井内的主要途径有哪些?
答:天然气侵入井筒的方式主要有:随破碎的岩屑侵入――岩屑气;浓度扩散侵入――扩散气;重力置换侵入――置换气;压力差侵入――压差气。前三种情况在钻井施工中无法通过提高钻井液密度来阻止气体进入井内,但岩屑气和扩散气进入是一个缓慢而少量的过程,对井内的压力平衡影响较小,在地面加强除气就可以了;如钻...

油气井是怎么打成的?
答:钻进的过程即钻头破碎岩石,及钻井液通过循环不断携带出钻屑并形成井筒的过程。钻达设计深度后,要在井筒内下入专用仪器进行测井作业,目的是确定井下地层岩性和各个油、气、水层的位置;然后再下入小于钻井井眼的无缝钢管(又称套管);并在套管与井壁的环形空间内注入水泥浆将套管固定在井壁上;最后一...

为什么说油井是油气从油层到地面的通道?
答:油井中下入的第一层管子叫导管,其作用是建立最初的钻井液循环通道,保护井口附近的地表层;油井中下入的第二层管子叫表层套管,一般为几十至几百米,其作用是封隔上部不稳定的松软地层和浅水层;油井中下入的第三层套管叫技术套管,它是钻井中途遇到高压油、气、水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时...

自喷式采油和井喷有什么区别
答:井喷是钻井过程中地层流体(石油、天然气、水等)的压力大于井内压力而大量涌入井筒,并从井口无控制地喷出的现象.发生井喷的原因是对钻开的地层压力情况不清或预计不准,使用的钻井液密度不足以平衡地层压力,导致地层流体大量涌入井筒,再加上地面控制系统失灵无法有效控制.直接原因:(1)气侵或注水造成压井...

石油工程中液压钻井定义是什么
答:液压钻井是一种相对高效的钻井方法,常用于钻探油井、天然气井和水井等。在液压钻井中,循环系统通过泵将钻井液(通常是水或钻井泥浆)从井口通过钻杆送至钻头,然后沿着钻孔底部液流返回井口,完成循环。液压钻井的主要作用是:提供冲击力和扭矩,以便破碎岩石和土层,使钻头沿着钻孔向下推进;冷却并清除钻孔...

开采石油和天然气时如何在地下深处打水平井?
答:图1 直井和水平井 如图所示,水平井可以有效提高油层穿越的面积,增加单井产量。通俗的来说原先打直井的时候一天能产10吨油,采用打水平井的方式,一天能产100吨油,不过水平井一般前期产量比较高,到了后期就衰退的比较厉害,而打直井的话,虽然看着每天产的油少,但是能稳产时间较长。水平井是开采...

完井工序有哪些?
答:2 钻开生产层的钻井液类型钻井液类型对生产层的损坏成 本清水适用于裂缝性油气层最低低固相(无固相)钻井液较小中水包油乳化液较小中油包水乳化液小较高油基钻井液小高原油小中空气(天然气)最小中二、井底完成方法井底完成方法是指一口井完钻后生产层与井底所采用的连通方式和井底结构。从采油气的观点来看,对各...