负压钻井技术的发展与应用
第26卷第4期1998年12月
石 油 钻 探 技 术
P ET RO L EU M DR IL L IN G T ECHN IQ U ES
V ol.26,N o.4
Dec.,1988
技术述评
负压钻井技术的发展与应用
杨云霞 潘 华 曹雪洪
(河北任丘 062550)
提要 负压钻井(又称欠平衡压力钻井)技术产生于30年代,90年代在美国、加拿大等国得到迅速发展,现已成为我国石油钻井行业的一个重要研究项目。负压钻井有利于发现和保护油气层,提高机械钻速,降低钻井完井成本,提前产油产气,提高油气产量,经济效益显著。负压钻井适用范围正在拓宽,负压钻井技术仍在发展,负压钻井成本还可降低。
主题词 负压钻井 旋转防喷器 旋转控制头 井控 钻井液密度 低压油气藏 钻井成本 美国 加拿大 中国
一、概 述
从石油工业发展的形势来看,负压钻井技术必然会成为钻井技术发展的热点。因为该技术有利于降低油气勘探开发成本,最大限度地保护油气层;有利于中小型油气田、非常规油气藏、低压低渗油气藏的勘探开发;有利于油田中后期改造挖潜。因此,常规的钻井方式(近平衡压力钻井或过平衡压力钻井)已不能满足现代钻井的要求,而负压钻井由于其技术先进性(负压钻进、边喷边钻)为勘探、开发带来了广阔的前景。
负压钻井技术产生于30年代,90年代在美国、加拿大等国得到迅速发展。
我国早在60年代就已经试用了边喷边钻技术,由于控制设备及技术研究均未达到现场生产的要求而未推广应用;随着负压钻井技术在国外成功的应用和井控设备的发展,我国各油田也相继试用负压钻井技术并取得显著效益。负压钻井技术得以迅速推广基于以下三方面考虑:
1.克服钻井作业难题
(1)克服复杂井既井漏又井涌难题:对于油气储量较大、裂缝及溶洞发育的地层,常会出现钻进时井漏而静置或循环时却井涌的现象。过去因设备不配套,只好采用过平衡压力钻井,对地层造成极大的伤害;若采用欠平衡压力钻井,无论是钻进、循环还是起下钻,均能实现井底负压、井口控制回压,确保钻井顺利地进行。
(2)克服低压层漏失和粘卡:采用负压钻井技术可克服低压层漏失,降低钻井成本,减少地层损害,尤其用氮气、空气、天然气等充气钻井液或泡沫钻井可有效克服井漏的发生。
(3)克服水敏性泥页岩水化作用:采用负压钻井技术能有效防止钻井液滤液进入地层,有助于控制水敏性页岩水化及井壁坍塌,使井眼稳定,尤其是雾化、泡沫钻井技术控制水化膨胀和井塌更有效。
2.保护储层
在负压钻井过程中,因地层流体进入井内并被循环出井,使钻井液对产层的污染降到最低程度,从而有利于发现和保护油气层,防止储层损害,并提供了连续准确的油气监测、无污染岩心等,对提高地层评价的准确性、发现低压低渗透低产能油气构造是很重要的。由于负压钻井时地层无损害,故常用其进行增产作业(如打开油气层、重钻、修井等),其增产量视具体情况而定,但均有明显增产趋势。
3.经济原因
采用负压钻井技术能有效降低钻井完井成本,提高钻井速度,延长钻头寿命;提前产油、产气;避免进行难度大、成本高的增产作业。
二、负压钻井技术特征
美国石油学会在R P53规范中定义:负压钻井是指在钻井过程中允许地层流体进入井内、循环出井并在地面得到控制的一种钻井方式。具体特征描述如下:
1.井内钻井液的循环压力低于所钻地层的压力,形成负压状态;
2.负压钻井时,所钻地层内的流体进入井内,并随着钻井液一同从井眼内被循环出井,利用井控装置控制井口压力,并对井内环空流体施加回压,以控制油、气侵入量;
3.钻井液、油、气以及岩屑在地面被有效分离,分离后的钻井液可循环使用;
4.负压条件可自然产生,也可采用人工方式,如使用天然气、空气、氮气及泡沫等。
综上所述,负压钻井的显著特征是:负压状态,边喷边钻。
三、负压钻井关键技术
1.负压条件产生方式
自然方式:用常规密度钻井液钻高压地层时,循环系统的压力低于所钻地层的有效孔隙压力,使井底自然处于负压状态,实现边喷边钻。这种方式的不足是:若钻井液选择不当,钻井液与油无法分离,常常增加钻井成本。
人工方式:(1)可直接采用低密度钻井液,特指气化的水基或油基钻井液与气雾、泡沫及空气等钻井流体,其中空气是密度最低的钻井介质;(2)也可向钻井液基液中注入一种或多种不凝气(常用氮气),以降低钻井液密度,产生负压条件,这种方式涉及钻井液的选择、不凝气的选择及注入方式选择等关键问题。
另外,美国开发了一种不含气相的低密度钻井液(将空心玻璃珠作为低密度固相添加剂,空心玻璃珠不可压缩),其流变性能(塑性粘度、屈服值)以及滤失量均能满足要求。
在负压钻井过程中,应根据不同的地质条件、裂缝性质、储层情况,深入研究钻井液与储层的配伍性和钻井液与油、气的分离性能,选择相应的钻井液。对于地层压力系数大于1.05的地层,选用普通钻井液即可进行负压钻井;对于地层压力系数在0.9～1.05的地层,选用充气钻井液;对于地层压力系数小于0.9的地层,可采用泡沫、空气等流体钻井。所以,负压钻井具备了在很大范围内实施的条件。
2.避免负压条件丧失
钻井水力参数、产出流体性能、多相流特性、储层局部压降幅度和产出流体向井中流入的程度以及一些常规作业(接单根、起下钻等)都是影响负压钻井的因素。为避免负压条件丧失后油气层受到伤害,应建立水力参数设计模型,随时监测作业参数,及时解决可能出现的问题。
3.井控技术
实施负压钻井技术时,必须控制井口环空压力,确保钻进、起下钻及测井等作业顺利完成;同时对井口施加回压,使地层流体有控制地进入井内并循环出井。因此要保证负压钻井的成功,必需配套先进的井控设备,在负压条件下进行井控作业。井控装置主要包括:井口常规防喷器组、旋转防喷器或旋转控制头、节流压井管汇。旋转防喷器(旋转控制头)和节流管汇是进行负压钻井的必要设备,其可靠的密封及安全操作至关重要。
4.地面分离处理系统
分离处理系统是负压钻井必要的钻井液净化设备(泡沫流体除外)。用其对井内循环出的多相混合流体进行分离控制处理,清除钻井液中所侵入的油、气和岩屑,维持钻井液密度及良好的性能,确保优质、安全、快速钻井,实现放喷求产。分离系统主要包括:气体分离器,钻井液和原油分离器,对分离的气体进行燃烧的自动点火装置。
负压钻井作业技术复杂,涉及多项不确定因素。而一旦钻开产层,必须确保井下始终处于负压条件,否则它对产层造成的伤害会比过平衡压力或近平衡压力钻井更严重。因此在负压钻井全过程中应进行综合工程分析,提供可靠的保障条件,确保获得最大效益。
四、国内外应用实例
1.新疆塔北T401井
与T401井同构造的邻井沙48井,四开钻进时井漏(钻井液密度1.08kg/l),但循环时却井涌,所以仅钻开了7m即停。
为了掌握这一构造的地质情况,查明油气藏类型,系统收集油气藏的动态和静态资料,中国新星石油公司西北石油局在T401井四开后实施了负压钻井技术(钻井液密度1.04～1.05kg/l)。在负压、取心及接单根作业中,地层流体不断涌入井内,利用旋转防喷器可靠地封住井口,通过节流管汇对环空施加回压,为井口提供了一个安全的工作环境。四开钻进20m后,中途测试用 6.35mm油嘴求产,日产油211.33m3、气5220m3,之后继续钻进。T401井在负
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?石 油 钻 探 技 术 1998年12月
压状态下圆满完成了取心、捞砂样任务,确保了地质资料的收集。
2.新疆小拐油田3口井
为了正确认识小拐油田地质构造和油气储藏情况,掌握储层的实际产能,充分解放油气层,新疆石油管理局在小拐油田小拐1137井、拐1063井和拐东1179井,实施了负压钻井技术。
钻井中,小拐1137井和拐1063井钻井液密度1.01～1.03kg/l,拐1179井钻井液密度1.10～1.05kg/l。除小拐1137井目的层(为水层)无油气显示外,拐1063井和拐东1179井目的层在负压钻井过程中均有天然气出现,尤其拐东1179井自1997年9月投产以来,原油稳产160t/d,创该油田单井产量最高记录。
3.新疆塔里木JF128井
由于该区块储层储集层类型较多,其中碳酸盐储集层裂缝、溶蚀孔隙、溶洞发育,JF128井井漏严重。为了解决这一生产难题,塔里木石油勘探开发指挥部利用旋转控制头封住井口,实施负压钻井。
最初采用密度为0.96kg/l的油包水乳化钻井液钻进。由于气侵量太大难以控制(关井后套压值高达38.5M Pa),开井循环后采用聚合物钻井液(1.25kg/l)压井。环空压力被控制之后,采用浮动钻井液钻井法钻进,在环空内打重泥浆塞,钻柱内使用1.05kg/l无固相低密度钻井液,钻进过程中钻井液有进无出,有效地解决了这种恶性漏失的难题。投产后日产凝析油168t、天然气1080万m3。
4.中原油田白21井和毛8井
为了探明油气储层在减少污染情况下的产能情况,中原油田在白21井和毛8井实施了负压钻井。
白21井的地层孔隙压力系数1.50,钻井液密度1.30kg/l,负压钻进至4171m时气侵,发生溢流后钻井液密度降到1.05kg/l;毛8井孔隙压力系数较低(一般≤1.00),鉴于邻井毛2井钻进中地层严重漏失,为了防止井漏用清水充气负压钻进。
这两口井均成功地实施了负压钻井技术,获取了可靠的的地质资料,为以后的勘探部署提供了有价值的依据。
5.美国路易斯安娜州特立本区一口侧钻井
特立本(T er reboine)区的一口井三次侧钻失败后,采用负压钻井技术进行第四次侧钻。由于井口旋转防喷器可靠地封住了井口,现场将钻井液密度由2.10kg/l降至1.98～1.94kg/l,实现了边喷边钻,提高了机械钻速。
6.加拿大哥仑比亚省一口水平井
该省在Rig cl Halfw ay D ool岩层钻成的一口水平井中实施了负压钻井技术。该地区岩石渗透率为100×10-3 m2,孔隙度为15%～20%。过去用常规钻井法完成后,必须经酸化压裂才具生产能力,而采用注氮气钻井液负压钻井后,日产原油1100多m3 (为邻井产量的10倍)。随后在周围井实施负压钻井技术,经济效益显著。
五、结 论
1.负压钻井技术已在20多个国家和地区的近4000口井中得到应用,且经济效益显著。
2.国外运用负压钻井技术时,对于不同的地质构造、储层情况,可选用的钻井液类型较多,因此,既能解决钻井作业难题,也能克服中后期油田改造及低压低渗油气藏开发带来的困难。
3.在国内,由于可选用的钻井液类型较少,负压钻井常采用降低钻井液密度的方法产生负压;在井口安装旋转防喷器或旋转控制头以实现环空回压控制。因此,负压钻井技术主要用于解决既漏又涌以及储层地质构造不太明确的井,应用范围较窄,所钻井数也较少。
4.由于钻井液与油的分离受处理剂限制,一旦负压钻井时产生的油较多且不能充分分离,则造成大量钻井液与油的浪费,大大增加钻井成本,从而制约了负压钻井技术的推广。
5.国内各油田实施负压钻井时重金引进国外设备,表现出重设备而轻技术研究的倾向,这无疑增加了钻井成本。在国内已有数家油田引进国外设备并掌握一定技术经验的情况下,应把大量资金投入到设备国产化及钻井液技术研究上,全面提高负压钻井技术水平,拓宽其应用范围,加快其推广速度。
6.今后应加强能使钻井液与油分离的处理剂和分离设备的研究,提高分离系统对钻井液的净化能力,确保负压钻井优质、安全、快速。
7.应用负压钻井技术时,应根据不同地质条件、裂缝性质、储层情况,选择合适的钻头及钻井液,使负压钻井的优势充分体现出来。
●1998—03—09收稿;1998—10—13改回
(下转50页)
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第26卷第4期 杨云霞等:负压钻井技术的发展与应用
甚微。
小井眼环空压力损耗计算结果(井径扩大率1.00)表2
计 算 项 目
压 力 损 耗,M Pa 同心不转偏心旋转旋 转偏 心
包含接头钻柱内
环空内
1.6380
4.3568
1.6380
5.1258
1.6380
6.0928
1.6380
3.6970
不含接头钻柱内
环空内
1.6380
3.6247
1.6380
4.1383
1.6380
4.8627
1.6380
3.1051
小井眼环空压力损耗计算结果(井径扩大率1.02)表3
计 算 项 目
压 力 损 耗,M Pa 同心不转偏心旋转旋 转偏 心
包含接头钻柱内
环空内
1.6380
3.2359
1.6380
3.7793
1.6380
4.4748
1.6380
2.7487
不含接头钻柱内
环空内
1.6380
2.7660
1.6380
3.1478
1.6380
3.6877
1.6380
2.3739
四、结 论
1.小井眼中压力损耗分布情况与常规井眼中完全不同,压力损耗主要集中在环空中。
2.在小眼钻井条件下,钻柱的偏心和旋转对环空压力损耗的影响很大,因此,确定偏心和旋转是计算压力损耗的重要一环。
3.钻柱接头是影响环空压力损耗的一个主要因素,其大小取决于它与井眼之间的环隙,环隙减小时环空压力损耗急剧增加。
4.本文分析影响环空压力损耗时,仅考虑了各种因素的独立作用,实际上各种影响因素都是相互作用的,不可能将某个影响因素(如偏心距和钻杆转速)的影响从其它因素中分离出来。因此,有必要进一步探讨和试验各种影响因素对小眼井环空压力损耗的联合作用。●1998-09-05收稿
参考文献
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[6] 谢国民等.小眼井最优水力学设计及分析.石油钻探
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作 者 简 介
樊洪海,1962年生。1984年毕业于华东石油学院钻井工程专业,1987年获工学硕士学位。现任石油大学(北京)石油工程系油井工程研究所副教授,主要从事钻井水力学方面的研究与教学工作。
谢国民,1966年生。1989年毕业于西南石油学院钻井工程专业,1997获石油大学(北京)油气田钻井工程专业工学硕士学位。现在江汉石油管理局钻井工艺研究所从事钻井工艺技术研究。
(上接47页)
主要参考文献
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作 者 简 介
杨云霞(女),1962年生。1984年毕业于西南石油学院矿场机械专业。现任华北石油管理局钻井工艺研究院高级工程师。从事负压钻井技术研究,参与了本文中T401井旋转防喷器技术服务。
潘华(女),1970年生。1993年毕业于西南石油学院矿场机械专业。现任华北石油管理局钻井工艺研究院,助理工程师。
曹雪洪,1963年生。1984年毕业于华东石油学院钻井专业。现在华北石油管理局钻井工艺研究院
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?石 油 钻 探 技 术 1998年12月
dr illing and co mpletion costs.
Keys :igneo us r eserv oir ,drilling engineer ing ,dr illing design,casing pr og r am,w ell complet ion,e-co nomic benefit,L uo 151Block,Sheng li Oilfield,
L uo 151-4W ell Feng Y uej iang ,an engineer of D r illing T ech -nical Resear ch I nstitute ,S heng li O ilf ield .
Sand Fracturing Techniques in Luodai Gas -field
Abstract :T his paper analyzed in detail t he r ea-so ns that cause lo w pr essure ,low per meability and
low pr oduction rat e in L uodai gasfield.A sand fr ac-turing m ethod w as put for war d by study ing differ -ent fr acturing f luid fo r mulations and fr acturing techniques.Field applicat ions sho w that sand fr ac-turing operat ions wer e successful ,stimulatio n r e-sults w ere sig nificant after fra ct ur ing.
Keys :fr acturing ,quart z sand,reseav oir char ca-teristics ,fractur ing fluid ,fr acturing sand ,w est
L i Gang and Y ang X ianli ,an ass istant engineer and an senior engineer Oil &Gas T es ting Centre of X i 'nan Petr oleum Bur eau ,CN SP C ,r esp ectiv ely .
An Introduction to Underbalanced Drilling Technology
Abstract :U nder balanced drilling is a kind of useful technolog y to find and pr otect hydro car bon reser vo ir s,impr ov e penetr atio n rat e and r educe dr illing and co mpletion co sts .T he paper makes an intr oduct ion to under balanced drilling techno lo gy in det ail.
Keys :under blanced dr illing ,r ot ary blo w out prev ent er,w ell co nt ro l,dr illing fluid density ,low pressur e r eser v oir ,drilling cost ,A mer ica,Canada ,China
Y ang Y unx ia ,Pan H ua and Cao X uehong ,a se -nior engineer ,an ass istant eng ineer and a senior engi -neer of Petroleum D r illing Research I nstitute ,H ua bei Oilf ield ,r esp ectiv ely .
Caculation of Annulus Pressure Loss in Slim -hole
Abstract :On the basis o f the mo del that calcu-lat es a nnulus pressure loss in conventional hole and accor ding to features of slim-ho le dr illing ,this pa-per analyzed the fact or s that influence annulus pr es-sur e loss in slim -ho le ,established a mo del t o calcu-lat e annulus pressur e lo ss in v ert ical w ell w it h small clear ance.T he model is influenced mostly by r heo -lo gical pr opert y o f dr illing fluid ,dr ill st em offcen-ter ,drill pipe r ot atio n and t ool joint s.M eanw hile,this paper pr esents met ho ds t hat det ermine each facto r in model .A t user s'co nv enience in fields ,the calculating steps and samples wer e given which quantitativ ely analy zed the influences of drill stem offcenter ,dr ill pipe r ot atio n and to ol joints o n an-nulus pr essur e lo ss.
Keys :slim hole,annulus flow ,pr essur e dr op,mathemat ical mo del ,drilling fluid rheo lo gy ,dr ill stem,eccent ricity,ro tar y,dr ill pipe jo int,str aig ht w ell,ex ample,Par is baisn
Fan H ong hai ,an associate p r of essor of Dep ar t -ment of p etr oleum E ngineering ,U niver sity of Petroleum (Beij ing ).
X ie Guomin w ork s w ith Petroleum D rilling Re -sear ch I ns titute ,J ianghan O ilf ield .
Mechanics and Chemistry Coupled Model of Shale Stabilization in Deviated Hole
Abstract :A m echanics and chemistr y co upled mo del of shale stabilizatio n in dev iated hole w as in-tr oduced in this pa per .T he mo del can be used t o determine fo rmat ion por e pr essur e a nd the optimum drilling fluid density to stabilize bo reho le .A n a ppli-catio n case and a nalyses w ere g iv en .
Keys :dr iectio nal well,sidetr acking,mudsto ne,shale ,ho le stabilizatio n ,dr illing fluid ,mathematical simulatio n,r ock str ess,str ess analysis
Sun Y ux ue ,an associate p r of essor of D aqing College of P etr oleum .
L iu Pingd e a master 's degr ee gr ad uate of D aqing College of D etr oleum .
Su W enming ,an engineer and head of Dep ar t -ment of D rilling Engineer ing ,D aqing Oilf ield .
Gai X if eng ,an assis tant engineer of the 2nd D rilling Co .,D aq ing Oilf ield .
English Translator :Cui H ongying English Corrector :H e H anp ing English Editor :H e J innan
?62? PET ROLEUM DRILLING TECHNIQUES Dec.,1998
QSH-0165-2008-钻井完井工程质量技术规范(word版)
ICS 75.020 E90 Q/SH 中国石油化工集团公司企业标准 Q/SH 0165—2008 钻井完井工程质量技术规范 Technical specifications of quality of drilling and completion 2008-02-25 发布2008-04-01 实施中国石油化工集团公司发布
前言 本标准由中国石油化工集团公司油田企业经营管理部提出。 本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部归口。 本标准起草单位：胜利油田分公司采油工艺研究院。 本标准主要起草人：皇甫洁、张全胜、王桂英、李玉宝、孙骞。 I
钻井完井工程质量技术规范 1范围 本标准规定了钻井完井过程中井眼轨迹质量、油层套管、油层保护、固井、井口装置及测井的技术要求。 本标准适用于陆上和浅海油、气、水井的钻井完井。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 SY/T 5127 井口装置和采油树规范 SY/T 5322 套管柱强度设计方法 SY/T 5328 热采井口装置 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5374.1 固井作业规程第1部分：常规固井 SY/T 5374.2 固井作业规程第2部分：特殊固井 SY/T 5467 套管柱试压规范 SY/T 5600 裸眼井、套管井的测井作业技术规程 SY/T 5729—1995 稠油热采井固井作业规程 SY/T 5792—2003 侧钻井施工作业及完井工艺要求 SY/T 5955—2004 定向井井身轨迹质量 SY/T 6030 水平井测井作业技术规范 SY/T 6268 油套管选用推荐作法 SY/T 6464－2000 水平井完井工艺技术要求 SY/T 6540 钻井液完井液损害油层室内评价方法 SY/T 6592 固井质量评价方法 3完井工艺总体要求 3.1完井应立足于保护油气层，减少对油气层的伤害。 3.2各油、气、水层之间应有效地封隔，防止气窜或水窜。 3.3有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油气井长期生产。 3.4应便于修井和井下作业，能够进行各种采油工艺增产措施及各种井下测试。 3.5有利于保护油套管，延长油气井使用寿命。 3.6稠油开采能达到热采的要求。 3.7海上井应满足海上生产作业的安全及环境保护的要求。 3.8完井工艺应简便、安全、可靠。 4技术要求 4.1井眼轨迹质量 1
完井技术国内外发展现状分析
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
钻井液技术发展历史及未来趋势
钻井液技术发展历史及未来趋势 2014-08-14能源情报文/蔡利山中国石化石油工程技术研究院 钻井液技术的发展与钻井工程的技术需求不可分割，从20 世纪初始以自然造浆方式进行钻探作业到今天专业化多功能的钻井流体的广泛应用（各种钻井液体系的应用情况详见表1），时间经过了大约 1 个世纪。在此期间，钻井液工艺和材料一直在不断发展。由于理论与手段（甚或思维方式）的局限性，其发展过程可能会出现反复，发生技术革命的因素正在积累，但最终的突破点在哪里，目前仍显得扑朔迷离。 从表 1 可以看出三大特点：一是应用于特定环境下的特种钻井流体，如气基、泡沫、盐基流体等，这类技术自出现以后一直应用至今；二是效果稳定、操作简单的体系一直在沿用，如油基钻井液；三是具有持续技术传承的体系，如聚合物及其衍生体系，就目前的发展情况看，由于新材料研发因素的支撑，可能是最具生命力的一个领域。 从本质上讲，钻井液的功能实际上有两个：一是保持井壁稳定，以确保井眼在钻达设计深度之前，上部裸眼井段几何形状的变化不会影响正常的钻进作业；二是及时高效地将钻头破碎的岩屑携带至地面，以保持井筒清洁。除此之外的所有功能都是钻井液的衍生或附加功能，从钻井工程的性质看，保持已钻成井眼的稳定是第一位的，没有这一基础，与钻井工程有关的所有技术环节都无从谈起。鉴于此，围绕井壁稳定需求进行的技术探索从未停止过，相关研究多集中在钻井液体系、工艺材料、应力平衡技术以及能量变化对井壁稳定性影响的研究等方面。 1 钻井液体系的研究 这方面的研究一直是重点，且较为活跃。 1.1 钾基聚合物体系
为了尽可能发挥高价金属离子的化学抑制作用，在钻井液中常常同时加入KCl 和石灰（CaO），以利用Ca2＋稳定矿物晶格的能力，这种体系国外被称为钾钙基或钾石灰聚合物体系。 国内的高钙盐体系于2000 年前后开始投入现场应用，其特点是采用抗钙能力很强的聚合物助剂与CaCl2共同形成Ca2＋高于1000mg/L（滤液）的稳定钻井液体系。考虑到成本因素，现场维护时滤液中的Ca2＋通常保持在1200～1400mg/L，很少超过1600mg/L。此技术有效发挥了Ca2＋能够提高体系化学抑制能力的效率，极大地提高了钾钙基钻井液体系的化学防塌能力，可以认为是钻井液在防塌技术上的一个进步。 1.2 阳离子体系 随着化学抑制理论的不断发展，人们认识到阳离子基团在有序吸附排列于黏土矿物晶层的同时可以有效地将吸附水分子排挤出来，使黏土矿物产生去水化效应，亦即阳离子化以后的钻井液体系能够最大限度地发挥抑制防塌作用。国内在1987 年前后开始在现场试用阳离子钻井液体系（或者是以阳离子化的钻井液助剂对常规钻井液体系进行改造），1995 年以后，关于阳离子钻井液体系及其相关助剂的研究与现场应用案例明显增加。在对以往10 年阳离子钻井液技术研究与应用总结的基础上，殷平艺在1998 年首次提出了“新的钻井液研究必将以带有正电固相颗粒的阳离子钻井液体系为主体”的观点。但就总体效果看，这方面的研究没有突破性进展，但探索性的工作一直没有停止，直到现在仍可看到个别井使用阳离子体系的报道，但大多数时候是将阳离子助剂作为抑制剂或包被剂使用。 1.3 正电钻井液体系 2000 年以后，正电钻井液开始进入现场试用，这实际上是一种完全阳离子化的体系，其标志是体系（或滤液）的ξ 电位至少应大于0，考虑到正、负两种电荷中和效率极高，最终形成的正电钻井液的ξ 电位应不低于20mV，以便能够有足够多的正电荷用于支付以钻屑为主的负电性物质的消耗，如此方可投入现场试用。从部分井的现场应用情况看，正电体系实质上是阳离子化程度较高的阳离子体系，其ξ 电位一般不高于-20mV（传统水基钻井液的ξ 电位通常在-40～-30mV），这主要是因为现场条件下进入浆体的各种物质大多是负电性的，加之体系配伍的正电助剂不成熟，维护处理时仍以常规助剂为主，正电助剂反而成为辅助添加剂，导致正电体系在短时间内回归为常规体系。纵观钻井液化学抑制理论的发展历程，在防塌技术实践中，正电钻井液体系的研究原本是最有希望出现革命性突破的节点，但因理论的运用与现实发生了严重冲突，最终导致这种技术性的探索工作前景黯淡。 1.4 KCl—聚胺强抑制体系
钻井工程技术规范
Q/YCZJ 延长石油油气勘探公司企业标准 钻井工程技术规范 油气勘探公司钻井工程部
目录 前言V 1范围 1 2规范性引用文件 1 3钻前基建工程 2 3.1井位勘定 2 3.2井场布置 2 3.3井场土建工程 3 4公路工程 4 5验收 4 6钻井设备的安装与调试 5 6.1水电安装 5 6.2机械设备安装 5 6.3井架安装与起升7 6.4电气设备的安装及调试8 6.5气控系统安装要求9 6.6顶驱安装、调试、使用9 7钻井环境安全要求1 1 8钻进作业1 2 8.1钻进1 2 8.2井身质量控制1 3 8.3取心1 4 8.4起下钻、接单根1 6 8.5钻头18 8.6钻具19 8.7钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度20 8.8螺杆钻具20 8.9钻井仪表的使用与维护2 1 9固井2 1 9.1固井设计2 1 9.2固井准备2 3 9.3下套管2 6 9.4注水泥施工2 6 9.5尾管固井27 9.6分级固井27 9.7环空蹩回压候凝28 9.8固井后期工作28 9.9套管试压28 9.10固井质量标准28 10钻井液29 10.1井场钻井液实验室29 10.2钻井液材料存放场所3 1 10.3容器、设备3 1 10.4钻井液性能3 1 10.5钻井液的配制及维护处理3 2
10.6钻井液固相控制3 4 10.7井漏的防治措施3 4 10.8储层保护3 4 10.9钻井液材料使用及管理3 5 11井控3 5 11.1井控设计3 5 11.2井控装置安装、试压、使用及管理37 11.3钻开油气层前的准备和检查验收4 2 11.4钻井及完井过程中的井控作业47 11.5溢流的处理和压井作业50 11.6防硫化氢安全措施5 1 11.7井喷失控的处理5 4 12定向井、丛式井、水平井5 4 12.1设计原则5 4 12.2钻具组合5 4 12.3定向钻进5 6 13欠平衡钻井57 13.1适用条件57 13.2设计原则57 13.3井口装置及设备要求57 13.4施工准备57 13.5施工作业58 13.6欠平衡钻井作业终止条件59 14气体钻井59 14.1适用条件60 14.2设计原则60 14.3设备及场地要求60 14.4施工准备60 14.5施工作业6 1 14.6气体钻井作业终止条件6 2 14.7安全注意事项6 2 15中途测试6 3 15.1测试原则6 3 15.2施工设计6 3 15.3施工准备6 4 15.4施工作业6 5 15.5资料录取与处理67 15.6H S E要求67 16井下事故的预防和处理67 16.1卡钻67 16.2防断、防顿69 16.3防掉、防碰天车70 16.4防止人身事故7 1 16.5其它7 1 17完井和交井7 2 17.1完井质量要求7 2 17.2交井程序7 2 17.3交井资料7 3 附录A7 4 （规范性附录）7 4
现代钻井技术
《现代钻井技术》在线考试（开卷）试题 注意事项： 1、通过在线考试模块完成该课程考核； 2、抄袭、雷同作业一律按零分处理； 综述题（每题25分，共100分） 1、结合本油田油气藏的特点，谈谈如何用钻井的手段提高采收率。 答：第一、减少钻井过程中泥浆对地层的污染和破坏。 采用欠平衡等先进的钻井技术，既可以减少泥浆过多进入地层从而破坏储层又可以减少钻井事故，使用新型钻井液，与地层配伍良好，提高油气产能。 第二、采用特殊工艺井，如大位移水平井、分支井等，其突出特点是井眼穿过油层的长度长，有效连接地下各个不同油藏或不同流体单元，最大限度增大了油井和油藏的接触程度，以及增大油藏直接连通能力的通道。先进的钻井技术能有效增大井底牙差、减少油气流动阻力、增大井眼与油层接触面积、保护油气层，有效保护和改善油气层渗透率，从而提高单井产量和采收率。 2、科学化钻井的总体目标是什么？如何达到？ 总体目标： (1)向信息化、智能化方向发展 (2)向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采收率方向发展 (3)向有效开采特殊油气藏方向发展 如何达到： (1)能引进的采取引进一消化一创新的技术路线来跟踪前沿，不能引进的国内自主开发； (2)在水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术三大新钻井技术方面，我国目前还有许多基础工作要做，建议有计划地组织攻关；(3)钻井科研工作者在观念上应有新的转变。目前石油工程技术的发展要求
钻井工程不仅要建油流通道，而且要担负提高单井产量和油田采收率部分任务以及开发开采特殊油气藏的任务，因此钻井科技人员应熟悉和了解采油工程和油藏工程有关理论和技术。 3、评价本单位钻井技术现状，谈谈自己对本单位钻井技术发展的意见。本单位钻井技术现状： 随着油田的深入开发，钻进技术有了质的发展，钻井工艺技术研究，破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。 钻井技术发展的意见： 面对复杂的地面、地下条件，面对严峻的产量压力和成本压力，钻井必须克服日益复杂地质条件的挑战，必须克服成本压力的挑战，进一步加强先进适用钻井技术的应用，攻克制约勘探开发的钻井技术难题，不断提高发现和保护油气的层的水平，充分发挥钻井技术在提高产能、提高采收率上的作用，提高钻井速度，提高工程质量。钻井以解决勘探开发难点为目标，紧跟国外新技术发展，为勘探开发提供更加有效的手段。 4、根据自己掌握的资料，展望我国钻井技术发展的趋势。 随着勘探、开发程度的加深，目前处于主要开发阶段的东部开发区已进入了二、三次开发阶段，出现逐步老化、开发难度逐步加大、地况复杂等各种问题，老油区的开发程度已经很高，进一步开发难度过大，相反，西部则出现开发区域广阔，为此，勘探开发的中心正逐步向西部迁移，但西部存在地质条件变化无常，油藏深度深达千米，钻井条件较差等问题。因此，从全国范围来看，开发区域正逐渐缩小，勘探量在逐年递减，而钻井技术地大幅度提高、改善，是许多钻井工程队伍存在大量过剩问题。在客观上要求，我国钻井工程技术要紧跟时代、国际的发展步伐，通过采用先进高效钻井技术，降低成本，来追求工程单位的高效益、高效率、高收益。
钻井技术操作规程
Q/CNPC—CY 四川石油管理局企业标准 Q/CNPC-CY 97—2005 代替Q/CY 097—1998 钻井技术操作规程 2005—XX—XX发布 2005—XX—XX实施四川石油管理局发布
Q/CNPC-CY 97—2005 目次 前言222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222Ⅱ 1 范围222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1 2 规范性引用文件222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1 3 钻井设备的安装2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 4 钻进2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 5 钻井液22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 6 事故的预防及处理22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 7 定向井、丛式井、水平井22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 8 固井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 9 井控2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 10 中途测试2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 11 测井作业222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222212钻井环境安全的特殊要求222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 13 完井和交井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 14 欠平衡钻井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 I
钻井钻前工程技术标
正本（一）封面： 投标文件 （技术标） 工程名称：xx井钻井工程 法定代表人或 委托代理人：（签字或盖章） 投标人：（盖章） 日期： 2012 年 5 月 27 日
二）主要内容： （1）投标函 投标函 中国石油化工股份有限公司勘探南方分公司： 非常感谢贵公司邀请我公司参加xx井钻井（含钻前）工程的投标。根据已收到的xx井钻井（含钻前）工程招标文件，我们进行了仔细研读和认真分析，充分了解了该井的设计要求和钻探目的。经研究，我公司愿意按照招标文件的要求，承包xx井的钻井工程（含钻前）。 我公司对本次投标承诺如下： ①根据招标文件规定，我公司已按照要求提供所有资料，并保证投标文件所提供的全部文件资料真实可靠。 ②参与投标的钻井施工队伍具有中国石油化工集团公司乙级钻井队资质，钻前队伍具有二级资质，主要技术人员和施工人员均持有有效证件，有同类地区探井的施工经验。 ③所有用于该井施工的设备、钻具、井控设施、工具等都符合国家或石油行业及该工区施工标准，完全满足该井钻井工程安全施工的要求。 ④视保护油气层为己任，严格执行设计，积极推广应用新技术、新工艺，提高钻井速度，取全取准各项地质资料，为发现和保护油气层创造条件，实现优质、安全、高效钻井。 ⑤尽最大努力为贵公司派出的监督提供方便，支持和配合他们的工作，接收他们的现场指导和监督。 ⑥积极配合其他服务方开展工作，创造一个和谐、安全的施工环境。 ⑦安全环保承诺： ⅰ.执行国家、行业安全环保法律法规。 ⅱ.按照川东北工区标准配齐安全防护设施、环保设施，并严格执行。 ⅲ.严格执行甲方安全环保管理规定。 一旦我公司中标，我们将严格履行合同，我们有信心、有能力完成该井的钻井施工项目。 投标方：（盖章） 法定代表人或其委托代理人：（签字或盖章） 地址：赤水市人民北路 日期：2012年5月27日
浅谈石油钻井技术现状及发展趋势
浅谈石油钻井技术现状及发展趋势 发表时间：2016-11-08T16:40:45.743Z 来源：《基层建设》2015年11期作者：于洋 [导读] 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。 中国石油集团长城钻探工程有限公司辽河分部东部HSE监督中心 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。经济的不断发展对于石油能源的需求量已经在不断增加。笔者主要讨论石油钻井技术的现状以及发展趋势，以期能够促进石油的技术的发展以及未来国家经济的发展。 关键词：石油钻井技术；发展趋势；能源地位；国家经济发展 0.前言 我国的经济发展在改革开放之后非常迅速，自然对于石油等能源的需求量也不断增加。石油相关的技术发展对于石油的开发非常重要，其中最为主要的就是石油钻井技术，该技术从研发和实践发展至今已经获得了重大的成就，但是这跟很多的发达国家之间存在着巨大的差距[1-2]。笔者主要分析石油钻井技术的现状以及发展的趋势，具体表述如下。 1.石油钻井技术发展现状 1.1钻井成本方面 石油钻井的经济效益和钻井的成本之间存在着紧密的联系。在钻井的相关设备方面，我国已经从基本上实现相关设备的机械化和国产化。一般情况下，一套较为完整的石油钻井设备包含有八个部分，其中分别是循环系统和提升系统以及动力系统等。每个系统都能够由若干个设备组成，共同影响着整个设备的运转。这些设备主要涉及到钻井的成本问题，而钻井成本直接影响石油钻井的经济效益，进而对于石油钻井技术的发展有一定的影响。 1.2石油产量方面 石油钻井的井下测量以及信息的传输技术和控制技术等都对于提高石油产量有着非常重要的影响。我国目前在有关井下测量等方面的相关技术发展也获得了较为重大的发展。石油产量的发展能够有效影响石油钻井产生的经济效益，从而不断影响石油钻井技术的研发和深入发展。 1.3钻井技术方面 在石油钻井中对于深井或者是超深井的钻井技术提出了一定程度上的要求。目前，我国在这对深井以及超深井的钻井技术等方面已经取得了一定的进步。石油工业已经在我国获得了较为长足性的发展，并且陆续出现了很多钻采条件非常恶劣的高温和高压的深井以及超深井等情况，还会可能遇到酸性介质的环境。这种腐蚀的介质有点时候可能会单独存在，有的时候可能会混合存在，对于套管的使用性能等也能够提出更高程度上的要求，例如有关链接强度以及抗挤等。 2.发展趋势 2.1自动化 科学技术呈现着日新月异的发展趋势，石油钻井技术以后必定会取得一定的突破。石油钻井的研发不仅需要在资金和技术上具备一定的实力，还可能会存在一些风险。在未来的发展过程中，石油钻井技术即将走向大型化和自动化的状态。目前，国外在石油钻井的相关机械方向已经取得了较为成功的成果，我国在相关方面的机械化发展也逐渐走向自动化和大型化的发展状态。为了能够更好地进行石油开采并且更好地开采深部和深海地区的相关油气资源等，我国的石油钻井设备也会在未来的发展过程中走向自动化和大型化。另外，在未来的发展过程中，石油钻机如果整体朝向交流变频调速电驱动石油钻机的方向发展下去，就能够在很大程度上提高石油开采的主要效率。交流变频电驱动石油钻机在实际的作业过程中具备足够的优势。交流变频电驱动石油钻井能够在很大程度上保护石油工作人员的相对安全性，还能够提升整体石油开采过程中的相对的安全系数。另外，交流变频电驱动石油钻机能够有效保持短时增距的倍数达到一定的标准范围内，还能够大大提升石油钻机的能力以及相关处理一些意外事故的能力。交流变频电驱动石油钻机还能够有效地适应一些现场的施工环境等，具备一定的自动化的相关性有点。因为交流变频电驱动石油钻机自身具有恒功率宽调速的相关特征，因而能够在很大程度上有效简化石油钻机的机械构造。除此之外，交流变频电驱动石油钻机不但能够有效承载一定的负荷，还能够较为成功地对于一些设备进行相关的启动和速度的调节和控制。交流变频电驱动石油钻机在进行相关的下钻作业的过程中能够根据当时的实际情况对于电网所自身拥有的能力进行实时的反馈，进而提高相关的制动装置的一般使用效率。 2.2信息技术 现代信息技术已经在我国深入到各行各业中，石油钻井工程也不例外。在未来的发展过程中，现代信息技术将在石油钻井中的应用范围逐渐扩大。现代的信息技术能够为石油钻井进行安全作业提供较好的条件。尤其是针对一些视频监控技术来说，3G技术的应用能够有效结合语音以及多媒体的相关作业来提高一些数据传输的速度以及保障数据相关传输的安全性。3G的无限视频监控系统能够有效利用3G相关的通信技术的优势，进而建立起一个小型的远程性的无限监控系统。这种小型的系统具备简单易行的优点。3G无限视频监控能够有效采取相关的设备进行视频监控，只需要预先安装好相关的客户端，就能够在辐射的范围之内进行控制。 2.3智能化 石油钻井技术智能化是其未来发展过程中的另外一个重要趋势和发展方向。智能化的石油钻井技术的运用不但能够有效减少一些人工的操作风险，还能够提升相关资源的利用率。所以，在未来的石油钻井的发展过程中，石油钻井的相关工作人员只需要穿着整洁的工作服，坐在工作间里面监控相关的仪表屏幕以及一些按钮操作，就能够成功实现对整个石油钻机的控制。石油钻井的智能化发展在很大程度上能够有效时限对于钻井工作情况的实时检测，进而提高石油钻井的相关工作质量。石油钻井智能化技术的持续普及以及运用能够大大提升石油开采的整体水平以及开采的质量，还能够减少一些实际钻井过程中潜在的对于生命安全的威胁。 3.结语 石油钻井技术的有效发展能够对于我国石油资源的开发和应用等具备一定的积极影响。随着经济的不断发展，石油开采的领域不断扩大，石油开采的难度也会随之增加，这要求相关的工作人员能够有效运用技术型机械，促进石油开采效率的不断攀升[3-4]。笔者主要分析
现代石油钻井技术发展现状分析
现代石油钻井技术发展现状分析 随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对于石油能源的需求也在逐渐增加。为满足日益增长的需求，我国石油公司在增加产能的同时，也在加强石油开采技术的创新，其中就包括石油钻井技术的改进。本文以现代石油钻井技术的发展现状为研究对象，简要介绍当前广泛使用的石油钻井技术，分析未来石油钻井技术的发展趋势，为我国石油钻井技术的创新提供借鉴。 标签：现代；石油钻井技术；发展现状 现代文明的发展离不开科学技术的进步，人们的生活需要消耗大量的石油能源，为满足人们日益增加的石油能源需求，石油公司在钻井技术创新方面并未停止脚步，其结果就是石油产量的节节攀升。 1 现代石油钻井技术 石油钻井技术需要根据石油开采过程中的实际情况进行选择，其中包括井下动态数据采集和处理技术、水平井及大位移井钻井技術、多分支井及重入井钻井技术、前平衡压力钻井技术、连续油管和小井眼钻井技术等，不同的钻井技术之间存在明显差异。 2 井下动态数据采集和处理技术 数据的采集和处理是石油钻井技术的核心，目前石油钻井广泛采用旋转钻井的手段，由于钻头的使用导致地下结构遭到一定程度的破坏，并且，地下结构的变化直接作用于钻头，增加钻头的磨损量，使钻井成本大大增加。为此，在石油钻井过程中，利用集成了多种功能的传感器对钻头进行实时检测，检测对象包括钻头转速、温度、磨损量等，通过对传感器的数据进行实时监控，可以对钻头状态进行诊断，从而了解井下环境的变化，为采取正确的控制手段提供依据。 3 水平井及大位移井钻井技术 作为一种普遍使用的石油钻井技术，水平井及大位移井钻井技术相比较直井钻井技术不仅成本低，并且在提高石油产量方面效果明显。大位移井钻井技术的斜井段距离较长，为解决钻井过程中钻柱之间摩擦力较大的问题，创新性的使用了稳定器和偏心器两个装置，不仅如此，该技术的使用同时解决了钻井过程中钻削的导出问题。在海洋石油开采过程中，大位移钻井技术的使用较为常见，是现代石油钻井技术中最具发展潜力的技术之一。 4 多分支井及重入井钻井技术 顾名思义，多分支井有多个井口，除主井口外，其它井口均属于主井口的分支，除此之外，在分支井的基础上依然可以进行第二次分支。分支井的类型较多，
浅谈钻井技术现状及发展趋势
浅谈钻井技术现状及发展趋势 【摘要】随着油田的深入开发，钻井技术有了质的发展，钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门，走向世界，如：计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等，本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。 【关键词】钻井技术；发展趋势；油田开发 引言 通过钻井技术及管理人员的不懈努力，钻井硬件设施已经比较完善，很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等，这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展，具备了世界先进水平，钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献，并取得了良好的经济效益和社会效益，如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与
国内重点探井及涉外钻井工程技术服务，并受到外方的认可。多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术，其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，水平井技术更具有明显的优势。 1、钻井技术发展现状 从世界能源消耗趋势看，还是以油气为主，在未来能源消耗趋势中，天然气的消耗增加较快，但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此，我国的油气缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要进口，从钻井的历史看，我国古代钻井创造了辉煌历史，近代钻井由领先沦为落后，现代钻井奋起直追，逐步缩小差距，21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加，各种新的钻井技术不断出现，目前，水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性，新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如：旋转钻井技术，是目前世界上主要的钻井技术，旋转钻井方式有以下几种：转盘（或顶驱）驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式（双驱）、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋
钻井司钻岗位操作技术规范
钻井司钻岗位操作技术规范 <1>岗位任职条件 1.1 具有在钻井队连续工作5年及以上，并从事副司钻岗位工作2年及以上钻井 作业经验。 1.2 具有高中毕业或相当于高中及以上文化程度，能操作自动化程度较高的钻机。 1.3 经培训取得司钻操作证、井控操作证、HSE培训合格证、硫化氢培训合格证证 书。 1.4 身体健康，能够适应本岗位对身体状况的要求。 1.5 能熟练地操作钻机，掌握钻机的结构、性能等知识；掌握钻井作业常规工艺技 术、施工原理、操作规程及标准；掌握常用井下工具、地面工具、用具的型号、规范、性能、 适用范围和使用方法。 1.6 掌握QHSE管理体系，严格按照QHSE管理体系要求进行日常工作。 1.7 熟悉各种钻头结构、性能、规范及其应用范围；懂得常用钻具结构、取芯工具的 结构、使用方法；熟悉井控知识操作技能及井控装置的结构原理和使用方法；了解水平井、欠平衡井等新技术的基本知识。 1.8 熟悉钻井设备的使用、保养、维修及一般故障判断处理方法，具有一定的生产组织管理能力和语言表达能力。 1.9 了解一般事故的预防、判断和处理方法。 <2>岗位职责 2.1 司钻是工作班组安全生产第一责任人。负责组织本班生产和分工协作，带领全班人员按班组作业讣划和队干部生产指令，认真贯彻执行钻井设计、技术措施、操作规程，安全、准时、保质保量地完成本班生产任务。 2.2 组织本班组员工按照岗位职责、交接班制度、岗位巡回检查制度、设备维修保养制度等正确合理使用设备、工具，做到操作规范化。 2.3 负责按照操作规程和技术措施要求操作刹把和井控司钻操作台。 2.4 负责本班岗位练兵和新员工岗位操作培训工作，做到懂原理、懂结构、懂性能、懂用途，会使用、会保养、会排除故障。
定向井(水平井)钻井技术概述
第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井）
我国定向井钻井技术发展现状浅析
我国定向井钻井技术发展现状浅析 摘要：当今的世界石油工业中，定向井钻井技术是一项新型实用技术，在钻井技术领域有着广阔的应用前景，定向井已成为主要发展趋势之一。本文就我国定向井钻井技术的发展进行了分析探讨，并重点对定向井轨道设计与控制技术和定向井专用工具进行了介绍，对促进定向井钻井技术的发展具有一定的参考作用。 关键词：定向井；钻井技术；发展；探讨 定向钻井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。定向钻井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术，目前在油田开发中广泛使用。采用定向钻井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。 一、我国定向井钻井技术的发展 我国定向钻井技术始于50年代。1956年，玉门油田钻成第一口定向井，1962年起，四川油田进行了多种型式的涡轮钻定向钻进试验。70年代以来，我国海洋定向钻井迅速发展，在渤海湾海面打丛式井，在一座钻井平台上施工多达12口定向井。1977～1982年，全国共完成定向井316口，平均井深2478.9m。自1986年，通过攻关及推广，各油田“七五”期间钻各类定向井4317口，掌握了定向井、丛式井优化设计技术及计算机软件包，包括丛式井开发油田平台数和平台位置的优化设计技术，三维绕障井和三维多目标井设计技术。“八五”期间，重点攻关“石油水平井钻井成套技术研究”，到1997年钻成长、中、短半径三类水平井共153口，掌握了水平井井眼轨迹优化设计方法，建立了水平井下部钻拄大挠度受力分析模型，以及水平井井眼轨迹预测模型，定向钻井技术总体上达到了90年代国际先进水平。之后几年通过研究与引进，我国石油勘探部门基本上拥有了国外专用于定向井的先进工具、仪器，如无线随钻测量仪、有线随钻测量仪、单点陀螺测斜仪等。现今，我国又掌握了如定向井轨道设计与控制技术、套管防卡技术、地层测试技术等技术，并拥有了新的钻井设备和专用工具，如非磁钻铤、迪那钻具、螺杆钻具等。 二、定向井轨道设计与控制技术 定向井轨道设计内容 根据地质要求，选择轨道类型。①确定增斜率和降斜率.选择造斜点.②求得全井最大井斜角。③计算各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角和井深. ④作垂直投影图和水平投影图.必要时绘出控制安全圆柱。常规定向井轨道有三
井矿盐钻井技术规范(QBJ203-87)资料
第二章钻机选型、土建工程及设备安装 第一节钻机选型原则 1.1条按钻井目的、矿层埋藏深度、钻采方式、井身结构、技术措施，结合地形地貌、交通条件等因素综合进行钻机选型。注意其公称负荷，不得超载。 1.2条采用涡轮钻进时，所选用的钻机必须满足其泵时和泵压的要求。 1.3条使用喷射钻井时，所选用的钻机应满足喷射条件的要求；钻双筒井和多底井、定向井，应选择能安置双转盘或转盘可移动安装的钻机。 第二节土建工程 2.1 井场设计及布置 1、井场设计应根据钻机类型及施工要求确定井场面积和方向。 常用各型钻机的井场面积
2、3000米以内的钻机，宜使用组装式活动基础，其承压能力应能满足施工安全要求。 3、井场内应放坡1～3%，并有排水沟和排污池。 2.2 井场公路，应能满足钻井工程车和作业车辆的安全通行。 2.3 机泵房、值班房 无钻塔漨布的钻机、建井同期大于三个月或多雨地区，搭临时性棚房。 2.4 生活用房 施工期中，就近解决。按定额配备。
第三节安装 2.3.1 水、电、通讯 1.水源要可靠，供水能力应保证生产和生活用水。 2.井场电器设备和线路应合理布置。生产线路与生活线路分开；探照灯与其他灯分开。架线高度应保证汽车和特种车辆的通行。架空电力线与井架绷绳至少相距3米，并不得在绷绳上空交叉穿过。 3.通讯：井场和队（厂）部应有通讯联络。 2.3.2井架 钻机井架的主要部件不得有裂纹及严重锈蚀、变形、弯曲。井架螺栓、螺帽及弹簧垫圈必须安装齐全。井架底座四角高差不大于3毫米，活动基础高差不大于5毫米。井架绷绳数、直径、方向严格按各型井架出厂规定架设，用正反螺丝绷紧，与地面呈45°角。绷绳坑之大小及深度，根据井架负荷及土质差异地行计算后决定。使用基木的井架应安装避雷器。 2.3.3导管、鼠管 1、导管：松软地层埋导管，管坑深度不大于1米，坑底铺一层0.3米厚的混凝土。导管脚焊呈喇叭口，以免陷落及预防钻具碰挂，导管对中后外灌混凝土固定。导管采用套管或壁厚3毫米以上的螺旋
钻井新技术及发展方向分析
钻井新技术及发展方向分析 1 钻井技术新进展 1.1石油钻机 钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。主要进展有: (1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。 (2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。 (3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。 1.2随钻测量技术 1.2.1随钻测量与随钻测井技术 21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。由于该技术的市场价值大,世界范
围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。 1.2.2电磁波传输式随钻测量技术 为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。 1.2.3随钻井底环空压力测量技术 为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling，APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。 1.2.4 随钻陀螺测试技术 美国科学钻井公司将航天精确陀螺定向仪封装在MWD 仪器中研制出随钻陀螺测试仪( gyro measurement-while-drilling ,gMWD) ,截至2007 年底,gMWD 已经在美国的多分支井中成功应用数百口井,特别是在需要精确定向或对接井中起到了关键作用。 1.2.5 井下随钻诊断系统 美国研究人员开发出了井下随钻诊系统(diagnostics-whiledrilling，DWD)包括井下温度、压力、钻头钻压、钻头扭矩、井斜方位和地层参数等各种参数测量仪器,高速实时数据传输系统及其相关的仪器,地面