钻井工艺技术

石油工程概论，钻井工艺技术思维导图，影响钻进速度的主要因素，如不可变因素中指已经客观存在、无法改变的因素，如所要钻进地层岩石的物理力学性质、地质造、地下压力分布及地层中的流体性质等。

钻井工艺技术

• 影响钻进速度的主要因素
  • 不可变因素
    • 指已经客观存在、无法改变的因素，如所要钻进地层岩石的物理力学性质、地质造、地下压力分布及地层中的流体性质等。
  • 可变因素
    • 钻压
    • 转速
    • 牙齿磨损
    • 水力因素
    • 钻井液性能
• 钻进参数选择
  • 钻井液密度的选择
    • 钻井过程中的一对矛盾
      • 为了防止井涌和井喷，要使钻井液液柱压力大于地层压力；
    • 平衡压力钻井的技术关键
      • 准确掌握地下压力分布情况和各层压力大小；
      • 设计合理的钻井液密度和井身结构；
      • 配套有完整的井口压力控制系统（防喷系统）。
    • 平衡压力钻井的优点
      • 提高钻速
      • 保护油气层
      • 能实现安全钻进
    • 欠平衡压力钻井
      • 有利于识别、发现油气藏
      • 减少地层伤害
  • 水力参数优选
    • 水力参数优化设计
      • 水功率决定水力作用效果
      • 射流冲击力决定水力作用效果
      • 射流速度决定水力作用效果
    • 水力参数优选步骤
      • 根据地层特点和钻井资料，确定钻井液排量；
      • 根据机泵设备、地面管汇及钻具状况，确定允许的最高泵压；
      • 根据排量，泵压，井深三个参数，结合钻柱组合计算钻头喷嘴直径。
      • 根据排量，泵压，喷嘴直径三个参数，计算钻头水力参数，包括喷嘴压降、水功率和喷射速度。
      • 选择泵的缸径并确定泵的冲数。
• 井斜及其控制
  • 井斜基本概念
    • 井斜角
      • 井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角
    • 井斜方位角
      • 井眼轴线在水平面上投的切线与正北方向的夹角
    • 水平位移
      • 井眼轨道上某点至井口距离在水平面上的投影
  • 井斜的危害
    • 油气田勘探开发过程中井斜过大，垂深会被歪曲，使地质资料不真实；
    • 在钻井采油过程中形成的“狗腿”使起下钻困难，钻柱工作条件恶化；易发生泥饼粘附卡钻和键槽卡钻等复杂清况；
  • 井斜的原因
    • 地质因素
      • 地层可钻性的各向异性，沿可钻性高的方向前进
      • 地层倾斜：地层倾斜且软硬交错，钻头会偏向垂直地层层面方向钻进。
    • 钻具因素
      • 主要指钻具的倾斜和弯曲钻具的倾斜和弯曲引起钻头倾斜，在井底形成不对称切
  • 井斜的控制
    • 防斜钻具及原理
      • 防斜钻具：扶正器组合刚性满眼钻具、塔式防斜钻具
      • 防斜原理：使钻头上面的钻铤具有较大刚度和直径，保证其受压后不弯曲，且使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿原来井眼方向钻进。
    • 纠斜钻具及原理
      • 纠斜钻具：钟摆钻具、井下动力钻具
      • 纠斜原理：依靠不同原理(钟摆或弹性恢复力)，使钻头上作用有指向下井壁的侧向力，造成钻头对下井壁的快速切削，使井斜逐渐下降
• 钻井液
  • 钻井液的功用
    • 清洗井底，携带岩屑；
    • 悬浮岩屑；
    • 阻止地层油、气、水流入井内；
    • 稳定井壁，防止井壁坍塌；
    • 冷却、润滑钻头和钻柱；
    • 向井底传递水功率；
    • 了解地层；
    • 减轻钻柱和套管柱的悬重。
  • 钻井液的组成
    • 液相：液相是钻井液的连续相，水或油
    • 活性固相：包括人为加入的商业膨润土、有机膨润土（油基钻井液用）和地层进入的造浆粘土
    • 惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料
    • 各种钻井液添加剂