钻井新工艺新技术
井筒钻井新技术介绍
钻井新技术介绍交流材料编写人：刘修善刘月军华北石油管理局钻井工艺研究院2001年11月目录一、水平井钻井技术·····························································································２二、分支井钻井技术·····························································································５三、大位移井钻井技术···························································································８四、地质导向钻井技术······················································································１１五、深井超深井钻井技术 ··················································································１４六、欠平衡钻井技术··························································································１８七、小井眼钻井技术··························································································２１八、连续油管钻井技术······················································································２４１石油作为一种主要的能源，一直是世界性产业革命的支柱。
钻井新技术-深井钻井技术
完钻。该井用时462天2小时30分，取心收获率达到70%，标志着我国石油天
然气超深井钻探工程技术处于世界先进水平. 尽管这些井距世界12869米的最 深井还有不小的距离，但拉开了我国超深井钻井向纵深发展的帷幕，标志着 我国加快了超深井钻井技术与勘探开发前进的步伐
黄河钻井总公司
中国深井钻井技术发展现状 亚洲最深探井——塔深1井
黄河钻井总公司
• 全球勘探开发投资快速增长，1990～2005年，勘探开发投资增长 一倍多 • 2006年钻井投资比2005年增加50% • 预计2007～2010年全球海上钻井投资将超过2500亿美元
世界石油天然气勘探开发投资额（亿美元） 1200 1000 800 659.07 600 400 200 0 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 176.52 103.49 588.7 498.46 359.28 249.16 472.16 326.95 431.88 314.44 486.01 331.12 383.82 412.59 552.57 599.97
日１４时３０分成功钻至井深７０２６米，４月２５日１７时顺利交井；钻井 周期７１７天０．５小时，建井周期７７２天１０小时３０分。
胜科１井不仅取全、取准了地质资料，地质上达到了勘探目的，而且检验了胜 利石油工程技术的实力，泥浆技术、固井水泥浆技术、测井技术实现了突破， 录井技术也有创新。 管理局副总工程师孙启忠分析认为，胜科１井的难点主要在盐膏层和超高温给 石油工程技术带来的一系列难题，有的甚至是世界级难题，这对钻井、钻井液 技术、测井技术、录井技术、钻完井技术是一次前所未有的挑战
俄罗斯 中国石油
4650 9027
4630 10454
石油钻井工艺技术
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-B型钳
5、B型吊钳保养与维护 ①钳柄应无裂纹或焊缝；尾桩销及方头螺钉应齐全完好；钳 尾绳尺寸应符合标准，且无打结或严重断丝，两端紧固牢靠。 ②钳头上的各扣合钳开合灵活，扣合尺寸与钻具或套管尺寸 相符；轴销不能装反，固定销及背帽应齐全；钳牙及钳牙固 定销齐全，固定牢靠，钳牙磨损严重时应及时更换；扣合弹 簧应是专用部件。 ③吊钳水平度应合适。吊钳悬空时应水平，若吊钳前后不水 平，可用活动扳手调节吊杆下部的调节螺钉，顺时针转动， 吊钳钳头调高，逆时针转动，吊钳钳头降低；若吊钳左右不 水平，可用活动扳手调节吊杆上部的平衡梁使吊钳绳左右移 动。左低右高时让吊钳绳左移，反之，向右移。
（5）循环系统
固控设备
循环罐
水龙带
二、钻井装备及主要工具
（6）控制系统
司 控 房
二、钻装备及主要工具
2、主要工具-钻头
铣齿钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
三片卡瓦
多片卡瓦
安全卡瓦
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
卡瓦作用、类型、结构 3、结构
铰链销钉 卡瓦手柄
卡瓦体
卡瓦牙
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
4、卡瓦规范
（１）型号表示法
• • / • 额定载荷； kN 卡瓦名义尺寸； mm WT 表示钻铤卡瓦 WG 表示套管卡瓦 产品名称 W 表示钻杆卡瓦 例如： WT41/2~6-360表示能卡持114.3～152.4管径，最大载荷为360KN的 钻铤卡瓦。
现代钻井技术发展趋势
现代钻井技术发展趋势钻井技术是石油勘探开发中至关重要的环节。
随着石油需求的增加和传统油田开采难度的加大，现代钻井技术不断得到创新与改进。
本文将介绍目前现代钻井技术的发展趋势。
一、自动化技术的应用现代钻井平台越来越趋向自动化。
通过引入先进的传感器技术和数据处理系统，钻井作业可以实现全程自动化控制。
自动化技术的应用可以大大提高作业效率，降低人为操作的风险，减少人力资源的浪费。
目前，自动化钻井系统已经在一些油田实际应用，并取得了显著的效果。
二、智能化技术的发展随着人工智能和大数据技术的发展，智能化钻井技术逐渐成为现代钻井技术的发展方向之一。
通过采集和分析井下、井上各种数据，智能化钻井系统可以根据实时情况做出智能决策，优化钻井参数，提高钻井效率和安全性。
此外，智能化钻井技术还可以进行数据模拟和预测，帮助工程师更好地制定钻井方案，降低开采成本。
三、超深井钻探技术的突破随着传统油田资源逐渐枯竭，为了满足能源需求，超深井钻探技术成为了发展的重点。
超深井钻探技术是指对井深超过5000米的油气井进行钻探和开发。
由于钻井深度较大，井下温度和压力等条件极端恶劣，超深井钻探技术面临着巨大的挑战。
为了解决这些问题，钻井工程师们正在研发新型的钻井设备和钻井液，以及针对超深井钻探的特殊钻井工艺。
四、环保技术的应用随着环保意识的提高，现代钻井技术也在积极应用环保技术。
在钻井过程中，会产生大量的废水、废气和固体废弃物，对环境造成严重污染。
为了减少对环境的影响，钻井公司正在研发和应用高效的废物处理技术和环保设备，以实现废物的回收和再利用，减少对自然资源的消耗。
现代钻井技术的发展趋势主要包括自动化技术的应用、智能化技术的发展、超深井钻探技术的突破和环保技术的应用。
这些技术的应用将使钻井作业更加高效、安全和环保。
随着科技的进步和创新的不断推动，相信未来的钻井技术将会取得更大的突破和进步，为石油勘探开发做出更大的贡献。
钻探新技术与新工艺介绍
钻探新技术与新工艺介绍在石油勘探领域，钻探技术和工艺一直是不断创新和改进的。
本文将介绍一些最新的钻探新技术和新工艺，以期提高勘探效率和减少环境影响。
首先，方向钻井技术是近年来取得突破的一项钻探技术。
传统的钻井技术只能在垂直方向进行，但随着油田的逐渐开发，许多储层是以水平或倾斜方向延伸的，传统的钻井技术无法有效地触达这些储层。
方向钻井技术通过调整钻井井口的方向来控制井筒的走向，实现水平和倾斜钻井，从而有效地开发这些储层。
这项技术大大提高了钻井的效率和生产能力。
其次，超深钻井技术是另一项引人注目的钻探新技术。
随着石油和天然气资源的日益稀缺，勘探者们被迫深入更加复杂和困难的地质条件下寻找新的储层。
超深钻井技术克服了深井钻探中遇到的高压高温、井壁不稳定和岩心回收困难等问题。
此外，超深钻井技术还可以为地质实验、地震研究和地热能利用等领域提供重要的科学数据。
再次，钻井液技术的创新也为钻探工艺带来了显著的改进。
钻井液是用于冷却钻头、润滑井眼、平衡地层压力和悬浮岩屑的液体。
研发新型的钻井液可以提高钻井速度、减少钻井成本、增加井壁稳定性、减少环境毒性等。
例如，利用纳米技术开发出的纳米液晶钻井液可以在高温高压环境下保持稳定，并具有出色的抑制岩屑溢流能力。
此外，生物降解钻井液的应用也成为减少环境影响和提高可持续性的重要举措。
最后，自动化和智能化技术在钻探领域的应用也越来越广泛。
自动化系统可以实现井下作业的无人化，减少操作人员的风险和劳动强度，并提高作业的准确性和效率。
智能化技术则通过数据分析和人工智能算法，提供准确的地层信息、钻井参数和设备状态等，为决策者提供科学的指导。
这些技术的应用不仅大大提高了钻井的安全性和生产效率，还为勘探者提供了更多的数据和信息，促进了油田的可持续开发和管理。
综上所述，钻探新技术和新工艺的不断引入为石油勘探带来了新的机遇和挑战。
这些技术不仅提高了勘探效率和生产能力，还大大减少了对环境的影响。
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。
油气田地质勘探与钻采工程新技术新工艺新规范实用手册.
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煤矿新技术新工艺新设备和新材料
泡沫混凝土：轻质、隔热、隔音、防火
04
环保材料
可降解材料：如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等，可替代传统塑料制品
绿色建筑材料：如生态水泥、绿色混凝土等，可降低建筑能耗和碳排放
环保涂料：如水性涂料、粉末涂料等，可减少VOC排放，降低环境污染
节能材料：如保温材料、太阳能电池材料等，可提高能源利用效率
03
01
02
04
谢谢
煤矿新技术新工艺新设备和新材料
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
新技术
新工艺
新设备
新材料
智能采矿技术
01
自动化采矿：通过自动化设备实现无人采矿，提高生产效率和安全性
03
智能调度：利用大数据和人工智能技术实现采矿设备的智能调度和优化
02
远程控制：通过远程控制技术实现对采矿设备的实时监控和操作
04
04
采矿材料
01
耐磨材料：提高采矿设备的耐磨性，延长使用寿命
02
耐腐蚀材料：抵抗恶劣环境，提高采矿设备的耐腐蚀性
03
轻质材料：减轻设备重量，提高采矿效率
04
环保材料：减少采矿过程中的污染，保护环境
支护材料
钢支撑：高强度、耐腐蚀、可重复使用
01
锚杆：抗拉强度高、安装方便、经济实用
02
纤维增强塑料：轻质、高强度、耐腐蚀、可回收
04
通风设备：用于保证矿井通风的设备，包括风机、风筒等类型
05
排水设备：用于排出矿井积水的设备，包括水泵、排水管等类型
06
安全设备：用于保障矿井安全的设备，包括瓦斯检测仪、自救器等类型
运输设备
A
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
两个阀门最少重合时, 由于 流体通过工具的截面积为最小,
所以通过工具后就产生一个最大
的压力降.
两个阀门最大(完全)重合, 此时 流体通过截面积最大, 所以产生 的压降最小.
截面积周期性变化导致上游压力 同步的周期变化。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
㈢ 工具使用规范 现场应用需要考虑的因素
钻/完井液
MWD系统
水力振荡器的脉 冲频率与MWD信号频 率发生共振，或者随 着钻进深度的变化， 都有可能造成信号消
类型/组份
氯根浓度 PH值 泥浆的油水比 钻/完井液的化学 成本和添加剂。
失或衰减。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
0
钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术、概述
目前主要的钻井提速技术
井下增压技术（钻柱减振增压、井下增压
器）、井下水力加压技术、水力振荡器、扭
力冲击技术、旋冲击钻井技术、长寿命螺杆、 旋转导向钻井、高压喷射钻井、高效PDC钻头，
具的压降要高些。
11
二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
现场应用需要考虑的因素
组合位置
工作参数
排量
通过实钻摩阻系数，
利用软件进行摩阻、扭
钻/完井液比重、类型 井下温度 井斜角和方位角 井型
矩分析，从而选择合理
的工具安放位置，发挥 其最大作用。
钻具组合
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二、水力振荡工具及技术
在钻台组合工具时, 不可在工具动力部分施加外力, 包括坐卡
瓦,上/卸扣, 安全卡瓦等。 AGT 的振荡频率和通过的流量成正比, 在地面测试的过程中,
工具产生的振动或许会使整个钻具发生强烈的振动, 为安全起
见, 进行地面测试尽可能使用较低的排量, 尽量降低工具的振 荡频率。 在地面测试中以能观察到振荡短节的振动即止，振动幅度在310mm 之间。 如果工具之下的钻具组合相对比较轻, 必须达到 一定的排量才能驱动工具工作。
空化射流钻井技术、脉冲钻井技术等。
2
一、概述
钻井速度制约油气田开发
深部地层 钻井周期长，成本高 硬地层
钻 速 低
井眼质量差，影响后期作业
油气田开发成本高，
深部油气藏开发受制约
软硬交互地层
3
钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术 四、旋冲钻井工具及技术
4
钻压选择
水力振荡器(AGT)在小钻
压钻进的过程中,可有效的消 除钻具重量在井壁某段的聚集
排量选择
施工过程中的排量尽量与 工具设定的排量一致, 这样工 具的使用效果才能最大化。 另外在选择排量的过程中, 尽 量选择设定工具所参考的最大 排量, 大的排量就意味着较大 的压降, 高频率, 从而带来更 好的工作效果。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
低温测试:如果地面温度低于-10 ℃,就不能在地面进行功能测
试, 否则会对定子的橡胶造成永久的损害。
超高温测试: 对于高温环境中使用的工具, 橡胶中需要添加特 殊的材料,确保工具在超高温的环境中正常运行。在地面(较低
温度)的环境中,定子的橡胶没有膨胀, 但在高温测试中通过工
效应; 如使用大钻压钻进, 振
动短节的弹簧将受到压缩, 这 样就会降低工具的使用效果。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 工具频率和流量关系
工具外径和对应系数
工具外径 2 1/8",2 3/8" 2 7/8" 2 7/8",3 1/8",3 3/8"(HF) 3 1/4",3 3/8",3 3/4" 4 3/4" 系数 0.225 0.375 0.075 0.217 0.075 工具外径 4 3/4"(HF) 6 3/4" 8" 9 5/8" 系数 0.067 0.033 0.018 0.013
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
振荡/弹簧短节
国外技术现状
以国民油井公 司研制的水力振荡 器最具代表性。通 过水力作用产生的 轴向振动，有效减 少钻进摩阻、扭矩。 阀门和轴承系统 动力部分
国内技术现状
自1999年， 国内开始进行相 关的理论攻关， 已形成工具样机， 仍处在试验阶段。
5
二、水力振荡工具及技术
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介 水力振荡器工具可以很好的与井下动力钻具配合使 用，对钻头类型没有特殊要求。
通过产生轴向振动减少钻具与井壁间摩擦力;
改善对工具面的控制;
功能介绍
提高滑动或复合钻进速度和延长钻头寿命; 可以增加复杂结构井（水平井，大位移井等） 的钻进深度。
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
一个对外密封的心轴，密封心轴外围轴向上 安装弹簧，心轴在压力脉冲作用下，上下运动 压缩弹簧，从而带动工具产生轴向振动。
动力部分与泥浆马达类似，实为1:2螺杆， 由钻井液驱动螺杆做旋转运动，从而带动下端 阀片做往复运动。
独特的阀门系统是整个工具的核心部分， 通过一对阀门周期性的相对运动，将流经动力 部分流体一部分能量转化为压力脉冲。
㈠ 工具简介
目前，钻井的主要加钻压方式是靠钻柱重力向钻
需求
头施加钻压破碎岩石。然而往往这种传统的加压方法 在一些复杂结构井（大位移井、大斜度井及阶梯水平
井等）的现场施工中受到一定的限制：
因此，如何提 高钻进过程中钻 压传递的有效性 和减少钻柱与井 眼之间的摩阻， 越来越受到国内 外专家的关注。
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钻柱发生正弦弯曲或螺 旋弯曲，甚至“自锁” 钻压不稳定，井眼轨 迹控制受到影响 钻头有效钻压较小， 严重影响钻井速度
工具有流体经过后产生的频率和通过的排量成正比
频率（HZ）=流经的排量（加仑/分钟）×系数
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
大尺寸工具频率与流量对应图 小尺寸工具频率与流量对应图
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 使用中常见问题与解决办法 如工具工作不正常, 应考虑如下的因素:
泥浆比重和排量与工具设定是否一致: 根据工作前检查表所 列出的参数与实际参数进行对比。 工具在钻具中的位置:根据水平段长度重新计算工具安装位 置。 实际的温度和泥浆性能: 与工作前检查表对比 工作时间(推荐工具最大循环时间200h）。