石油钻井方法有哪些? 石油钻井分类有哪些?

作者&投稿:贸钟 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

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。



石油钻井完井方法有多少种~

①射孔完井法。即钻穿油、气层,下入油层套管,固井后对生产层射孔,此法采用最为广泛。

②裸眼完井法。即套管下至生产层顶部进行固井,生产层段裸露的完井方法。此法多用于碳酸盐岩、硬砂岩和胶结比较好、层位比较简单的油层。优点是生产层裸露面积大,油、气流入井内的阻力小,但不适于有不同性质、不同压力的多油层。根据钻开生产层和下入套管的时间先后,裸眼完井法又分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。

③衬管完井法。即把油层套管下至生产层顶部进行固井,然后钻开生产层,下入带孔眼的衬管进行生产,此种完井法具有防砂作用。

④砾石充填完井法。在衬管和井壁之间充填一定尺寸和数量的砾石。

实话实说,本人对完井了解不多,这是从别处为你寻来的,希望能帮助你,呵呵

石油钻井按钻井的目的分为勘探井和生产井;按井眼的轨迹形式分为垂直井和定向井,定向井又包括斜直井和水平井;按钻井的环境条件分为陆地钻井和海洋钻井,海洋钻井又按钻井装置分固定钻井和浮式钻井;按井眼深度分为浅井、中深井、深井、超深井、特超深井,等等。
一、勘探井和生产井
(一)勘探井
勘探井是以获取地质资料为目的而钻的井,包括地质井、预探井、详探井、评价井等。勘探井一般都打垂直井。
(1)预探井:是指在经地震详查和地质综合研究所确定的有利圈闭上,为发现油气藏而钻的井,包括在已知的油田上为发现新的油气藏所钻的井。
(2)详探井:是指在已发现的油气圈闭上,为探明含油气边界和储量、了解油气层构造与产油能力而钻的井。
(3)评价井:是指在预探井发现含油气储集层后,为探明这个圈闭含油气面积和地质储量所钻的井。
由于地层情况不明,又要取岩心、测取地质资料,所以钻勘探井所需时间长、费用高。海上一般用活动式钻井装置钻勘探井。
(二)生产井
生产井又叫开发井,是在油田开发阶段为油气生产而钻的井,包括油(气)井、注水(气)井、调整井等。钻生产井一般不取岩心,地层情况清楚,钻井速度快、费用低。
(1)油(气)井:在进行油田开发时,为开采石油和天然气所钻的井,又可分为产油井和产气井。
(2)注水(气)井:为了提高采收率而对油田进行注水、注气,以补充和合理利用地层能量所钻的井,又可分为正注井(从油管向地层注水的井)和反注井(从套管向地层注水的井)。
(3)调整井:在原有井网基础上,为改善油田开发效果而补充钻的一些零散井或成批成排的加密井。
二、定向井
石油钻井中,除垂直井外,按照一定的目的与要求,沿着设计轨迹打的井都称为定向井,包括水平井和斜度井。随着钻井技术的发展和完善,为满足油气田开采的需要,20世纪90年代以来,大斜度井、水平井和大位移井是发展的方向。
(一)水平井
水平井是指设计最大井斜角在86°~120°之间,并沿(近)水平方向钻进一定长度的井。由于水平井能增加开发油层的裸露面积,提高油层的产油量和油田的采收率,所以水平井技术从20世纪90年代开始发展起来。水平井可分为长、中、中短、短四种曲率半径。水平井钻井相对较难,多数需要特殊设备、钻具、工具、仪器以及特殊工艺。
(二)斜度井
斜度井是指设计的最大井斜角不超过85°的井,可分为低斜度井、中斜度井、大斜度井等,其中中斜度井使用较多。
(三)丛式井
油田在开发时,由于地面、环境等条件的限制,以及合理利用土地资源的要求,往往要在一个井场或平台上有计划地钻几口或几十口定向井和一口直井,这些井统称丛式井。丛式井各井口间距离(井距)一般为2~3m。丛式井可以减少井场或平台的建设费用,又便于油井的生产管理,广泛用于海上油田开发。
三、深井和超深井
油井按井深(H)分为浅井(H≤2500m)、中深井(2500m<H≤4500m)、深井(4500m<H≤6000m)、超深井(6000m<H≤9000m)和特超深井(H>9000m)。

石油钻井完井方法有多少种
答:①射孔完井法。即钻穿油、气层,下入油层套管,固井后对生产层射孔,此法采用最为广泛。②裸眼完井法。即套管下至生产层顶部进行固井,生产层段裸露的完井方法。此法多用于碳酸盐岩、硬砂岩和胶结比较好、层位比较简单的油层。优点是生产层裸露面积大,油、气流入井内的阻力小,但不适于有不同性质...

钻井方法及原理是什么?
答:3 旋转钻井方法 石油钻井是在钻头上给所钻的地层加一定的压力,使钻头的牙齿嵌入地层,然后旋转钻头,利用旋转钻头的扭矩来切削岩石,并用循环的钻井液将岩屑带出井眼,以保证持续钻进。转盘旋转钻井示意图见图6-12,石油钻井的地面配套设备称为钻机,石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合...

石油工业是如何钻井的?
答:现在的钻井方法主要是用机械方法破碎岩石。破碎岩石的工具就称为钻头。 钻头是破碎岩石、形成井眼的主要工具。钻头的性能直接影响着钻井速度、钻井质量与钻井成本。如果能少用钻头迅速钻完一口井,那将会使整个钻进过程中的起、下钻次数减少,建井速度加快,钻井成本降低。因此,制造具有高破碎效率、坚固耐用的钻头,选择和...

石油钻井方法有哪些?
答: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...

“钻井工艺”该包括哪些?
答:在井内泥浆液柱压力和地层孔隙压力近似平衡的条件下进行钻井,称平衡压力钻井。可显著提高钻速,也有利于发现油、气藏。井控技术 当钻达异常高压地层而发生泥浆气侵或井涌时,用计算方法和恰当的技术措施,调整泥浆比重和流动特性,配合使用液动高压防喷设备进行控制和排除井内溢流,以防止井喷。取岩心...

石油钻井技术
答:旋转导向钻井系统钻井轨迹控制机理和闭环系统如图2.5所示。 目前从事旋转导向钻井系统研制的公司有:Amoco、Camco、Baker Hughes Inteq、Cambridge Drilling Automation以及DDD Stabilizers等。这些公司的旋转导向闭环钻井系统按定向方法又可分为自动动力定向和人工定向。自动动力定向一般由确定钻具前进方向的测量仪表、动力源和调节...

钻井有哪几种方法?
答:目前常用的钻井方法主要有以下几种:1、冲击钻井法:这种方法主要是利用钻头冲击地层,将岩石破碎并形成井眼。冲击钻井适用于各种类型的地层,包括软土、砂砾、岩石等。冲击钻井的优点是能够有效地破碎岩石,提高钻井效率,但是其噪音较大,对环境有一定影响。2、回转钻井法:这种方法主要是利用钻头旋转地层...

钻井技术分哪些?
答:定向钻井 按照传统的观点,绝大多数钻井都钻成一个垂直的井孔,按照垂直来要求的话仅仅有微小的偏差。但是最近,旋转钻井可以打出一口定向(偏斜)的井来,以达到用直井无法钻到的特殊目的层 (图3.3)。比如,可以通过打一口定向井而达到人口稠密区的地下目的层,而井位则可以设在该区之外。定向钻井...

石油是怎样采出来的?
答:目前国内外维持油层压力的最常用也最有效的方法是“以水驱油”的注水开采法,就是把水从另外的一些钻井中打到油层下面,用水补充由于石油开采而留下的空间,从而保持地层的压力,这是使油井顺利产油、保持自喷的关键。我国大庆油田采取的早期内部注水开发措施,使油层压力长期保持不变(图33)。有的开发...

石油勘探的方法有哪些?
答:石油勘探的方法有哪些?石油勘探是寻找和确定地下是否存在石油资源的过程。这个过程涉及到多种方法和技术,包括地质法、地球物理法和钻井法等。本文将详细介绍这些方法的应用和原理。1. 地质法 地质法是石油勘探的基础方法之一,通过研究地表裸露的地层、岩石特征和分析方法,了解某一区域是否有生成油气和储藏...