现代钻井技术
现代钻井完井液技术(下)
5. 泡沫钻井液控制参数： 对于气液两相泡沫，主要控制以下参数 ⑴ 液体体积分数 液体体积与一定温度（ T）压力（ P）下泡沫 总体积Vf(T,P)之比； ⑵ 泡沫质量分数 在一定温度压力下，气体体积与泡沫气体之比； ⑶ 充气度 在大气条件下空气的排量与液体排量之比； ⑷ 泡沫倍数 在大气条件下泡沫体积与液体体积的比。
⑴ 无机增粘剂类： ① 层状混合金属氢氧化物 hydroxide)。
(MMH——mixed metal
MMH 的晶体构造随合成方法和化学成分的不同 而异，一般说，其单元晶层是由一层或数层为阴 离子基团所围绕的混合金属离子层相间重叠而成， 其厚度为 (5 ～ 10)×10-8Cm ，有的可达 80×10-8Cm 。 在 MMH的层状结构中，没有足够的空间容纳等电量 的阴离子基团，因此， MMH晶体就带正电。层间吸 附很高的正电荷，粒子间存在静电斥力而不易聚 结，成为稳定的胶体。
DF-FO
DF-LO DF-LU DF-PF DF-PH DF-SAA DF-SC DF-TH DF-TS DF-V DF-W
起泡剂
堵漏剂 润滑剂 解卡剂 pH值控制剂 表面活性剂 页岩抑制剂 降粘剂 温度稳定剂 增粘剂 加重剂
Foaming agent
Lost circulation material Lubricant pipe-freeing agent pH control agent Surfactant(surface active agent) Shale control agent Thinner Temperature stability agent viscosifier Weighting material
六、钻井液处理剂的应用状况及发展趋势
钻井方法简介
钻井方法简介（不同工具不同工艺）一、顿钻钻井法我国古代发明，冲击破岩方式，钢绳冲击钻机，捞砂筒捞岩屑，间歇钻进，效率低，井内压力无法控制。
目前仍有少数地区用来打直井。
二、旋转钻井法（现代钻井的主要方法）冲击、挤压、剪切等多种破岩形式，靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底，连续钻进，效率高1、地面动力转盘旋转钻井法，钻柱旋转，世界各国广泛采用（我公司目前使用的方法之一）2、顶部驱动旋转钻井3、井底动力钻具旋转钻井法，钻柱不旋转。
减少能耗和钻柱事故。
A、涡轮钻具，特别适用于定向井和从式井，原苏联、罗马尼亚等国家采用的基本的钻井方法。
新技术：多节涡轮钻具，低速大扭矩涡轮钻具、带减速器的涡轮钻具等特点：钻速高，钻具止推轴承寿命短，降低常规牙轮钻头使用寿命与聚晶金刚石切削片PDC钻头匹配，可适应高温高速钻井定向造斜过程中的工艺简单，起下钻次数少B、螺杆钻具，适用于打定向井、水平井和丛式井，目前使用最普遍的井下动力钻具（我公司目前常用的钻井方法之一）C、电动钻具特点：便于操控电机结构复杂，工作条件复杂，检查电路故障和换钻头都不方便三、射流钻井法，小孔径的水平井，近十多年发展的，美国加拿大钻了数千口水平井。
垂直井、大井眼井试验中。
优点：设备简单水力能，无能量转换损耗钻柱、钻头不旋转，减少钻柱事故的发生，提高钻头寿命方便随钻测量和控制四、其他（研究和发展中）激光钻井电子束射流钻井岩石融化和气化钻井化学钻井等目前较新的钻井技术：–定向井、水平井、大位移井技术–分支井技术–深井（4500～6000m）、超深井(6000m～9000m）特超深井（9000m以上）–深海钻井–欠平衡钻井技术–小井眼钻井技术–地质导向钻井技术–挠性连续管钻井技术。
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。
浅谈现代水平井钻井技术
术 在 不 同 条 件 、 同环 境 中的 适 应 能 力 。 不 ２． 工具 和 作业 集成 化 ，自动化 、智 能化 ２ 当前 的 导 向 钻 具 、 测试 工 具 和 作 业控
制 都 日趋 智 能 化 ， 统 中单 一 工 具 的 智 能 系 化 正 促 进 全 系 统 的 智 能 化 。 向钻 井 技 术 导 从 初级 导 向 钻 井 、 面 人 工 控 制 的 导 向钻 地 井逐 渐 发 展 到全 自动 的 井下 闭环 旋转 导 向 钻井 。 近年 来 ， 面 自动 控 制 的导 向钻 井 工 地 具 ， 钻地 层评价 测 试 系 统 的开 发 成功 ， 随 更 体 现 了 工具 和 作 业 智 能 化 的 趋 势 。 智 能 化 钻 井 系 统 是 自动 化 钻 井 的 核
为 了 有 效 提 高 采 收 率 ， 推 难 采 难 动 难 动 用储 量 升 级 ， 水 平 井 技 术 成 为 各 类 助 使 用储 量 升 级 ， 水平 井 技 术 成 为 各 类 油 气 油 气藏 转 换 开 发 方 式 的有 效 手 段 。 使 藏 转 换开 发 方 式 的有 效 手 段 。 实 ， 其 水平 井 最 初 ， 平 井 主 要 用 于 开 发 低 渗 透 裂 水 技 术 早 就 已于２ ０世纪 ２ 年 代 提 出 ， ｏ 代 缝 性 地 层横 穿 裂 缝 和 气 顶 、 水 油 藏 减 缓 Ｏ ４８ 底 付诸 实 施 ， ０ 代相 继 在 美 国 、 拿 大 、 ８年 加 法 气 水 推 进 。 年 来 ， 着 钻 井技 术 进 步 和 钻 近 随 国等 国家 得 到 广 泛 工业 化应 用 ， 由此 形 井 成 本 的 不 断 降 低 ， 用 范 围 不 断 扩 大 。 并 应 如 成一股 研究 、 用水平 井技 术的高潮 。 应 如 今 ， 平 井 技 术 已 作 为 常 规 钻 井 技 术 应 用 水 今 ， 平 井 钻井 技 术 已 日趋 完 善 ， 水 由单个 水 于 裂 缝 性 碳 酸 盐 岩 、 岩 、 岩 地 层 ， 效 页 砂 有 平 井 向 整 体 井 组 开 发 转 变 ， 以此 为 基 础 开 发 枯 竭 油 藏 、 密 气 藏等 所 有 类 型 的 油 并 致 发 展 了 水 平 井 各 项 配套 技 术 ， 欠 平衡 等 藏 。 平 井技 术 也 出现 了一些 应 用 新趋 势 ： 与 水 钻 井技 术 、 多分 支 等 完井 技 术 相结 合 ， 形成 水 平井 作 为 注 入 井 ， 高 产量 ； 支水 平 井 提 分 了 多样 化 的 水 平 井 技 术 。 油 行 业 对 钻 井 开采 多个 产 层 ； 采 老 油 田剩 余油 ； 目标 石 开 多 技 术 低 成 本 、 污 染 、 确轨 迹 、 产 量 的 开发 产 层 ； 低 精 高 开采 气 藏 或 疏 松砂 岩 油 藏 ； 平 水
发展中的中国现代石油钻井概述
石油钻井的初创时期
（１
９５０－１９５９年）
❖ 1956年开始建设兰州石油化工机械厂，兰州通用机 械厂开始转产石油机械
❖ 1957年太原矿山机械厂仿制成苏联БУ-40钻机。
❖ 1959年兰州石油化工机械厂仿制成苏联у2-4-5Д钻 机。
❖ 经过近10年的努力，中国初步建成自己的钻井装备 制造业，能按照苏联提供的图纸生产钻机，可以生 产钻井配件和工具，标志着中国没有钻井装备制造 业的历史已经结束。
★玉门、四川、大庆、胜利、大港、江汉、 辽河、长庆、吉林、河南、华北会战。
★会战中加强了领导，集中了全国人力、 物力，组织科技攻关，克服了重重困难， 取得突出成果，钻井队伍有了很大发展，
石油钻井发展时期
（１９６０－１９７８年） ❖ 1960-1978年全国累计钻井38168口，总进
石油钻井的初创时期
（１
９５０－１９５９年） 钻井机构和队伍
❖ 1950年7月1日燃料部设立石油管理总局
❖ 1953年石油管理总局成立钻井处统一管理 全国的钻井生产工作
❖ 1951年在新疆成立中苏石油公司
❖ 玉门油矿、陕西延长油矿、四郎庙和永坪， 以及青海民和地区成立了钻探大队
❖ 四川成立了西南石油勘探处
中国是世界上最早进行石油天然气钻 井的国家之一
❖ 挖掘井、掘凿井到卓筒井的发展是钻井技术 发展的重大转折
❖ 公元前69年的西汉时期，在掘凿盐井时发现 浅层天气，并用以熬盐
❖ 1041-1048年宋仁宗庆历期间中国出现卓筒 井（井径较小的井）
❖ 1835年请道光年间于四川自贡地区钻成井深 1001.42m天然气井，是世界上第一口井深超 千米的井。
❖ 1949年大陆原油产量12.09×104m3天然气 1117×104m3。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油勘探和开发过程中的关键环节，通过钻井技术可以获取地下矿藏的详细信息，以及探明油气储层的位置和性质。
本文将探讨钻井工程技术现状及发展趋势。
钻井工程技术现状：1. 钻井设备和工具：随着技术的不断进步，现代钻井设备和工具变得更加先进和高效。
自动钻机和电液集成控制系统可以实现自动化钻井操作，提高钻井效率和安全性。
钻井工具也不断改进，如超硬合金钻头、高性能钢管等，可以提高钻井质量和降低成本。
2. 钻井液技术：钻井液是钻井中的必备物质，起到冷却钻头、控制地层压力、运送岩屑等作用。
现在，各种新型钻井液技术逐渐发展起来，如超低密度钻井液、纳米钻井液、高温高压钻井液等，这些技术能够更好地应对复杂地质条件和油气井的特殊环境。
3. 钻井方案设计：钻井方案设计是钻井工程的关键环节，现在采用的钻井方案设计越来越复杂和精确。
通过钻井数值模拟、地质数据分析和软件辅助设计等手段，优化钻井方案，提高钻井成功率和经济效益。
钻井工程技术发展趋势：1. 自动化和智能化：随着人工智能和自动化技术的不断发展，钻井工程也将向自动化和智能化方向发展。
自动钻机、无人机勘探、传感器网络等技术将广泛应用于钻井作业中，提高效率和安全性。
2. 精确钻井技术：精确钻井技术是现代钻井工程发展的重要方向。
通过数据采集、实时分析和反馈控制，实现井迹的精确定位和控制，避免钻井偏离目标和降低资源浪费。
3. 环保和节能技术：随着社会对环境保护的重视，未来的钻井工程技术将更加注重环保和节能。
开发和应用新型环保钻井液、提高钻井设备的能源利用率、降低钻井过程中的废弃物产生等。
4. 深水和极地钻井技术：近年来，深水和极地钻井成为石油勘探和开发的热点领域。
未来的钻井工程技术将面临更为复杂和恶劣的环境条件，钻井设备和工具的性能和可靠性将得到更大的考验，这将推动钻井工程技术的进一步发展。
钻井工程技术在设备、液体、方案设计等方面已经取得了长足的发展，未来的发展趋势主要包括自动化和智能化、精确钻井技术、环保和节能技术以及深水和极地钻井技术等。
现代钻井的新技术及发展方向
现代钻井的新技术及发展方向现代钻井的新技术及发展方向随着石油工业的不断发展，钻井技术也得到了很大的改善和进步，各种新的技术和工具层出不穷，使得钻井效率和产品品质得到了显著提升。
在本文中，我将按照类别介绍现代钻井的新技术及其未来的发展方向。
一、钻井液技术钻井液技术是钻井过程中非常重要的一环。
在过去，钻井液主要起输送钻渣的作用，而现在，钻井液的作用已经远远不止于此。
为了提高钻井速度、改善墙壁稳定性和保护生产层，新型钻井液也不断地涌现出来。
其中，高效水泥熟化钻井液、无铬水泥钻井液和有机硅水泥钻井液等技术，正在得到越来越广泛的应用。
二、钻头和钻具技术钻头和钻具是钻井过程中非常关键的工具。
目前，随着科技的不断发展，新型钻头和钻具也逐渐成为了主流。
比如钻头上安装的钻具，可以在钻井过程中分析岩层特征，从而使钻头具有更好的钻进能力。
另外，超声波钻头、旋挖钻头等新型钻头的出现，也很大程度上提高了钻进的效率和品质。
三、数据采集和分析技术在钻井过程中，数据的采集和分析对于改进钻井效率和产品品质也是至关重要的。
针对这一需求，目前已经出现了众多的数据采集和分析工具。
比如，无线施工和瞬态测井技术，可以实时监测钻井过程中的各种数据。
同时，数据处理软件也得到了很大的提高，能够更快地从数据中获取有用信息，并作出更好的钻进决策。
四、自动化技术自动化技术在现代钻井中的应用也得到了越来越广泛的推广。
自动化技术可以帮助钻井工人更快更准确地进行操作，从而提高钻进的效率和品质。
目前，无人驾驶钻井平台、智能井控系统等技术，正在逐渐普及。
综上所述，现代钻井技术的不断发展，为石油工业的发展和环保建设提供了有力支持。
未来，随着科技的不断进步，我相信现代钻井技术还会有更多的突破和发展。
现代欠平衡钻井技术
收稿日期:2000—03—24作者简介:马宗金,高级工程师,1969年毕业于西南石油学院采油专业。
现任四川石油管理局钻采工艺技术研究院院长、四川油气井灭火公司经理。
毕业至今一直从事石油钻井工程技术和技术管理工作。
曾多次荣获部、局级科技进步奖,在国内外刊物发表了多篇论文,其中1993年发表的“大斜率定向井下套管技术”被美国“图拉萨”大学《石油理论》刊物转载,“中国油气井井喷失控抢险灭火技术及现状”1997年在新加坡召开的国际石油钻井承包商协会的亚太地区井控会上宣读。
钻井工艺现代欠平衡钻井技术马宗金 肖润德(四川石油管理局钻采工艺技术研究院,四川广汉618300)摘 要 欠平衡钻井是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。
我国在总结以往经验教训的基础上,近几年来在油、气田勘探开发方面已有一些单位进行了技术研究和现场试验,并取得了显著的效益。
文中介绍了欠平衡钻井的基本概念、条件、优点;实现欠平衡钻井的主要方法、关键技术;欠平衡钻井主要装备及其作用;国内外欠平衡钻井现状和技术水平;并对四川油气田发展欠平衡钻井技术提出了几点建议。
关键词 现代 欠平衡钻井 技术 设备 现状中图分类号:TE249 文献标识码:A 文章编号:1006—768X (2000)03—001—04R ecent underbalanced drilling technologyMA Z ong -Jin ,XIAO Run -De(D rilli ng &Production Technology Research Instit ute ,S PA ,Guanghan 618300,Chi na )Abstract :Underbalanced drilling is a new drilling technology to increase exploration and develop 2ment benefit.On the basis of summarizing past drilling experience in China ,in recent years ,some tech 2nical research and field testing are done in oil/gas field exploration and development respect ,and out 2standing economic benefit is obtained.The paper presents basic concept ,condition and advantage of un 2derbalanced drilling ;methods and key techniques of realizing underbalanced drilling ;discusses main e 2quipment of underbalanced drilling and its action.Meanwhile ,status quo and state -of -art of under 2balanced drilling are also introduced abroad.Some suggestions are proposed on developing underbal 2anced drilling technology in Sichuan oil/gas field.K ey w ords :recent ,underbalanced drilling ,technique ,equipment ,status quo 欠平衡钻井技术是在勘探开发难度日益增加,国际石油市场激烈竞争的条件下应运而生的,是90年代初国际上再次兴起的钻井新技术。
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《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。