钻井基础知识专题培训课件
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钻井工程：是指利用专业设备和 技术，按《设计》要求，有控制 的钻出合格的油气生产通道的工 艺过程。
石油钻井发展简史
1. 顿钻钻井时期（1901年以前）
1521年，我国在嘉定（乐山）用竹绳冲击 钻钻出第一口油井。
《蜀中广记》：国朝（明） 正德末年，嘉州开盐井，偶 得油水，可以照夜，其光加 倍，沃之以水，则焰俞甚， 扑之以灰则灭…….
快绳
旋 转 滚筒 钻 井 平 台 提 升 系 统
天车 死绳
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
2.提升系统
绞车由带钢丝绳的滚筒、 猫头轴、离合器、换向齿 轮-链条及刹车装置组成
猫头分为摩擦式猫 头和自动猫头
提升系统→绞车与猫头
2.提升系统
提 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
2.提升系统
钻井基础知 识
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成 三.钻井流程 四.固井施工流程 五.完井技术
一、钻井基本概念
钻井:利用钻机设备（顿钻钻机或 旋转钻机）和工具（钻头、钻柱 等），在地下钻出具有一定深度 的圆柱形井眼的工程。以达到勘 探和开发地下资源的目的。（世 界最深油井是1992年Soviet Union 钻成，钻井深度12260m）
循环系统→流程
泥浆通过立管经水龙带进入钻柱
泥
浆
泥浆泵
经
井
眼
环
排出管线
空
(至立管)
流
泥浆回
回
流管线
泥 浆
水龙带
池
立管
循环系统→分离装置
现代钻井系统组成
5.井控系统
现代钻井系统组成
5.井控系统
防喷器产品
闸板防喷器 环形防喷器
分流器
旋转防喷器
电缆防喷器 带压井作业装置
防 1) 喷密器封钻可具实现的功口防喷能：
钻工正在对 扣连接管柱
现代钻井系统组成
旋转装置
→钻头
取
芯
钻
头
PDC钻头
牙 轮 钻 头
现代钻井系统组成
4.循环系统 泥浆泵 泥浆池 立管 水龙带 钻柱 分离装置
加重装置
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 排出管线
方钻杆
废水池
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
现代钻井系统组成
循环系统
→循环介质
柴油机带动发电机发电 后，驱动各循环罐上的 用电设备（生活区用电） 进行工作。
电力传输动力系统
现代钻井系统组成
1.动力系统
联动机构通过皮带传递动 力，带动泥浆泵工作。
几台发动机的链条及 齿轮组装在金属盒内
机械传输动力系统
现代钻井系统组成
2.提升系统
不论钻井平台是以 电能还是机械传输动 力，目的都是为了钻 井，所以提升系统必 不可少。一般提升系 统由绞车、滚筒、井 架、天车、游车和钢 丝绳组成。
油气开采、补充能量、井网调整
基准井 参数井
构造井
预探井
（野猫井）
详探井 评价井 资料井
油 气井 、
注水井 调整井
石油钻井的种类
把钻井按钻井的目的进行分类：
区域普查井 ：基准井,剖面井, 参数井,构造井 探井：预探井、详探井,边探井 开发井：生产井（油井、气井）,
注入井（注水井,注气井） 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、 救援井等。
1907年，山西巡抚曹鸿引进日本钻机，在 陕北延长钻成延1井，井深81米，日产油1T。
西方早期钢绳钻机
石油钻井发展简史
2. 旋转钻钻井时期（1901年以后）
1900年，德国发明旋转钻井（转盘钻）。 1936年，国民政府引进德国四套旋转钻机。 1937年，在四川巴县开钻巴1井，1939年11
月钻至1420米完钻。
1835年在四川自贡钻成世界上第一口超千 米深井（1001.42米）— 兴海井，到1997， 累计开采天然气1.4亿m3。
1859年，美国 E.H.Drake 在宾夕法尼亚 用钢绳冲击钻钻出第一口石油井（21.64m)。
1878年，福建巡抚丁日昌从美国购买一部 钻机，在台湾苗栗油矿钻成第一口油井。 钻到120米，石油“滚滚而出”，日产油1.5T。
石油钻井的目的与任务
石油钻井目的及任务：探明含油气构造，开发油气田
普查 详查 区域勘探 油田勘探 油田开发
了解全区区域地质概况，划分构造 单元，初步确定可能含油气层系。
详细研究确定油气聚集带，找出可 供钻探的区域构造。
研究区域的地质构造及含油气远景， 发现工业油气藏（0.3~5t/d）。
探明油田边界和面积，算准储量， 提供油藏全部资料，开辟试验区。
石油钻井的分类
按钻井井型进行分类：
直井 定Байду номын сангаас井
水平井 大位移井 开窗侧钻井
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成
三.钻井流程 四.固井施工流程 五.完井技术
二、现代钻井系统组成
动力系统 提升系统 旋转系统 循环系统 井控系统
现代钻井系统组成
1.动力系统
柴油机(黄色) 通过联动机将 动能传递给转盘和泥浆泵
2) 强行起下钻 器
3) 悬挂钻具
组
4) 手动、液动锁紧闸板
5) 用作分流系统
6) 可以剪断钻具
5.井控系统
节流管汇：
由一系列特殊 的、可远程控制 的管线组成，用 井口防喷器组关 井后，司钻可以 通过它释放井底 压力，不至于造 成井下失控。
（1）概念时期（1901~1920） （2）发展时期（1920~1948） （3）科学化钻井（1948~1969） （4）自动化钻井（1969~ ）
钻井发展趋势
国内外近年来发展 的主要钻井技术
水平井 大位移井 小井眼钻井 欠平衡钻井 顶部驱动 连续油管钻井 随钻测量/地质导向 自动化（闭环）钻井
未来的钻井研究项目 高效钻井的专业系统 激光钻井和射孔技术 海上作业能量供应综合系统 井壁稳定性研究 钻井废物管理 固井新材料
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻屑 2、润滑和冷却钻具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、发挥水力效能 6、传递动力
现代钻井系统组成
钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服
值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8) 酸碱度；(9)固相、油水含量。
现代钻井泥系浆统泵组将泥成浆打入循环管线
提升系统→死绳锚| 游车| 水龙头|大钩
现代钻井系统组成
3.旋转钻进装置
水龙头 方钻杆 转盘 钻柱 钻头
现代钻井系统组成
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
司钻控制转盘进行旋转 钻进
旋转装置
现代钻井系统组成
旋转装置
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆
现代钻井系统组成
旋转装置
游车正把钻铤下入井内(钻 铤较钻杆重，可施加钻压)
石油钻井发展简史
1. 顿钻钻井时期（1901年以前）
1521年，我国在嘉定（乐山）用竹绳冲击 钻钻出第一口油井。
《蜀中广记》：国朝（明） 正德末年，嘉州开盐井，偶 得油水，可以照夜，其光加 倍，沃之以水，则焰俞甚， 扑之以灰则灭…….
快绳
旋 转 滚筒 钻 井 平 台 提 升 系 统
天车 死绳
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
2.提升系统
绞车由带钢丝绳的滚筒、 猫头轴、离合器、换向齿 轮-链条及刹车装置组成
猫头分为摩擦式猫 头和自动猫头
提升系统→绞车与猫头
2.提升系统
提 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
2.提升系统
钻井基础知 识
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成 三.钻井流程 四.固井施工流程 五.完井技术
一、钻井基本概念
钻井:利用钻机设备（顿钻钻机或 旋转钻机）和工具（钻头、钻柱 等），在地下钻出具有一定深度 的圆柱形井眼的工程。以达到勘 探和开发地下资源的目的。（世 界最深油井是1992年Soviet Union 钻成，钻井深度12260m）
循环系统→流程
泥浆通过立管经水龙带进入钻柱
泥
浆
泥浆泵
经
井
眼
环
排出管线
空
(至立管)
流
泥浆回
回
流管线
泥 浆
水龙带
池
立管
循环系统→分离装置
现代钻井系统组成
5.井控系统
现代钻井系统组成
5.井控系统
防喷器产品
闸板防喷器 环形防喷器
分流器
旋转防喷器
电缆防喷器 带压井作业装置
防 1) 喷密器封钻可具实现的功口防喷能：
钻工正在对 扣连接管柱
现代钻井系统组成
旋转装置
→钻头
取
芯
钻
头
PDC钻头
牙 轮 钻 头
现代钻井系统组成
4.循环系统 泥浆泵 泥浆池 立管 水龙带 钻柱 分离装置
加重装置
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 排出管线
方钻杆
废水池
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
现代钻井系统组成
循环系统
→循环介质
柴油机带动发电机发电 后，驱动各循环罐上的 用电设备（生活区用电） 进行工作。
电力传输动力系统
现代钻井系统组成
1.动力系统
联动机构通过皮带传递动 力，带动泥浆泵工作。
几台发动机的链条及 齿轮组装在金属盒内
机械传输动力系统
现代钻井系统组成
2.提升系统
不论钻井平台是以 电能还是机械传输动 力，目的都是为了钻 井，所以提升系统必 不可少。一般提升系 统由绞车、滚筒、井 架、天车、游车和钢 丝绳组成。
油气开采、补充能量、井网调整
基准井 参数井
构造井
预探井
（野猫井）
详探井 评价井 资料井
油 气井 、
注水井 调整井
石油钻井的种类
把钻井按钻井的目的进行分类：
区域普查井 ：基准井,剖面井, 参数井,构造井 探井：预探井、详探井,边探井 开发井：生产井（油井、气井）,
注入井（注水井,注气井） 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、 救援井等。
1907年，山西巡抚曹鸿引进日本钻机，在 陕北延长钻成延1井，井深81米，日产油1T。
西方早期钢绳钻机
石油钻井发展简史
2. 旋转钻钻井时期（1901年以后）
1900年，德国发明旋转钻井（转盘钻）。 1936年，国民政府引进德国四套旋转钻机。 1937年，在四川巴县开钻巴1井，1939年11
月钻至1420米完钻。
1835年在四川自贡钻成世界上第一口超千 米深井（1001.42米）— 兴海井，到1997， 累计开采天然气1.4亿m3。
1859年，美国 E.H.Drake 在宾夕法尼亚 用钢绳冲击钻钻出第一口石油井（21.64m)。
1878年，福建巡抚丁日昌从美国购买一部 钻机，在台湾苗栗油矿钻成第一口油井。 钻到120米，石油“滚滚而出”，日产油1.5T。
石油钻井的目的与任务
石油钻井目的及任务：探明含油气构造，开发油气田
普查 详查 区域勘探 油田勘探 油田开发
了解全区区域地质概况，划分构造 单元，初步确定可能含油气层系。
详细研究确定油气聚集带，找出可 供钻探的区域构造。
研究区域的地质构造及含油气远景， 发现工业油气藏（0.3~5t/d）。
探明油田边界和面积，算准储量， 提供油藏全部资料，开辟试验区。
石油钻井的分类
按钻井井型进行分类：
直井 定Байду номын сангаас井
水平井 大位移井 开窗侧钻井
提纲
一.钻井的概念
二.现代钻井系统组成
三.钻井流程 四.固井施工流程 五.完井技术
二、现代钻井系统组成
动力系统 提升系统 旋转系统 循环系统 井控系统
现代钻井系统组成
1.动力系统
柴油机(黄色) 通过联动机将 动能传递给转盘和泥浆泵
2) 强行起下钻 器
3) 悬挂钻具
组
4) 手动、液动锁紧闸板
5) 用作分流系统
6) 可以剪断钻具
5.井控系统
节流管汇：
由一系列特殊 的、可远程控制 的管线组成，用 井口防喷器组关 井后，司钻可以 通过它释放井底 压力，不至于造 成井下失控。
（1）概念时期（1901~1920） （2）发展时期（1920~1948） （3）科学化钻井（1948~1969） （4）自动化钻井（1969~ ）
钻井发展趋势
国内外近年来发展 的主要钻井技术
水平井 大位移井 小井眼钻井 欠平衡钻井 顶部驱动 连续油管钻井 随钻测量/地质导向 自动化（闭环）钻井
未来的钻井研究项目 高效钻井的专业系统 激光钻井和射孔技术 海上作业能量供应综合系统 井壁稳定性研究 钻井废物管理 固井新材料
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻屑 2、润滑和冷却钻具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、发挥水力效能 6、传递动力
现代钻井系统组成
钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服
值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8) 酸碱度；(9)固相、油水含量。
现代钻井泥系浆统泵组将泥成浆打入循环管线
提升系统→死绳锚| 游车| 水龙头|大钩
现代钻井系统组成
3.旋转钻进装置
水龙头 方钻杆 转盘 钻柱 钻头
现代钻井系统组成
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
司钻控制转盘进行旋转 钻进
旋转装置
现代钻井系统组成
旋转装置
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆
现代钻井系统组成
旋转装置
游车正把钻铤下入井内(钻 铤较钻杆重，可施加钻压)