钻井工艺简介
钻井过程
钻井分直井和定向井。定向井可分为:普通定向井、大斜度井、丛式井、多底井、斜直井、程度井等。
普通定向井:在一个井场内仅有一口最大井斜角小于 60°的定向井。
大斜度井:在一个井场内仅有一口最大井斜角在 60°~86°范围内的定向井。
丛式井:在一个井场内有方案地钻出的两口或两口以上的定向井组,其中可含一口直井。
多底井:一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。
斜直井:用倾斜钻机或倾斜井架完成的,自井口开端井眼轨道不断是一段斜直井段的定向井。
一、钻井过程
1、准备工作
定井位:地质师依据地质上或消费上的需求肯定井身轴线或井底的位置。
修公路:主要保证能通行重车,有的满载车总重可达 39~40 吨或更多。
平井场:在井口四周平整出一块场地以供施工之用。井局面积因钻机而异,大型钻机约需 120×90m2,中型钻机可为 100×60m2。
打根底:为了保证施工过程中各设备不因下陷不平均而倾斜,要打根底。小些的根底用预制件,大的根底则在现场用混凝土浇灌。
装置:立井架,装置钻井设备。
2、钻进
当前世界各地普遍运用的打井办法是旋转钻井法,此法始于 1900 年。
钻进:钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上,使钻头的刃部吃
入岩石中。钻头上边接钻柱,用钻柱带动钻头旋转以破碎并底岩石广井就会逐步加深。加到钻头上的压力叫钻压,是靠钻柱在洗井液中的重量(即减去浮力后的重量)的一局部产生的。
钻柱把空中的动力传给钻头,所以,钻柱是从空中不断延伸到井底的,井有多深,钻柱就有多长。随着井的加深,钻柱重量将逐步加大,致使于将超越钻压的需求。过大的钻压将会惹起钻头、钻柱、设备的损坏,所以必需将大于钻压的那局部钻柱重量吊悬起来,不使作用到钻头上。钻柱在洗井液中的重量称为悬重,大于钻压需求而吊悬起来的那局部重量称为钻重。亦即钻压=悬重一钻重。
井加深的快慢,即钻进的速度,用机械钻速或钻时表示。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数,即每小时进尺数。钻时是每进尺 1m所需时间,以分钟表示。此二者互成倒数。
洗井:井底岩石被钻头破碎以后构成小的碎块,称为岩屑。岩屑积多了会阻碍钻头钻切新的井底,惹起机械钻速降落。所以必需在岩屑构成以后及时地把它们从井底上肃清掉,并携出空中,这就是洗井。
洗井用洗井液停止。洗井液能够是水、油等液体或空气、自然气等气体。当前用得最多的是水基泥浆,即粘土分散于水中所构成的悬浮液。也有人称洗井液为钻井液,但多数人则把各种洗井液统称之为泥浆。
钻柱是中空的管柱,把洗井液经钻柱内孔柱入井中,从钻头水眼中流出而冲向井底,将岩屑冲离井底,岩屑伴随洗井液一同进入井眼与钻柱之间的环形空间,向空中返升,不断返出空中,见图 3-1。岩屑在空中上从洗井液中别离出来井被肃清掉,不含岩屑的洗井液再度被注入井内,反复运用。洗井液为气体时则不再回收。
在钻进时,洗井是与破碎岩石同时迸行的。为了维持洗井液不连续地循环,就需用泵连续灌注。液体在流经管路时是要损耗能量的,即要克制活动阻力而损耗洗井液所具有的压力。因而,泵的出口压力要较高。
接单根:在钻进过程中井不时加深,钻柱也要及时接长,每次接入一根钻杆,叫做接单根。打一口井要接很屡次单很。
起下钻:为了改换磨损了的钻头,需将全部钻柱从井中起出,换了新钻头以后再重新下入井中,叫起钻或下钻。一口井要用很多只钻头才干钻成,所以起下钻的次数是很多的。
为了进步效率,俭省时间,起下钻时不是以单根钻杆为单位停止接卸,而是以二或三根钻杆为一接卸单位,称为立根。立根长度普通为 24-25m。为了配合这么长的立根,井架高度普通应为 41m左右。
固井:一口井在构成时,要穿过各种性质不同的地层,有的地层岩石坚硬,井眼构成以后能够维持较长时间而不致坍塌,有的地层则很松软、破碎,构成的井壁不稳定,井壁上的岩石极易坍塌落入井内,有的地层内含有高压油,气,水等流体,有的地层则压力很低,易使洗井液漏失,有的地层含有某些盐类,会使洗井液性能变坏。
虽然地层复杂多变,还是得设法将这些地层钻穿,否则无法继续向下钻进。当这些地层被钻穿以后,上述的各种复杂状况有的可能消逝,对以后的钻井工作不再形成危害。而有的则继续给钻井工作形成费事,或许会构成隐患。为了维护已钻成的井眼和使以后的钻井工作顺利停止,或为消费形成通路,应当在恰当的时分对井眼停止加固,称为固井。固井的办法是将称做套管的薄壁无缝钢管下入井中,井在井眼与套管之间灌注水泥浆以固定套管,封锁住某些地层。这就是下套管,注水泥作业。一口井从开端到完成,常需下入多层套管井注水泥,即需停止数次固井作业。
事故处置:如物件落入井内需停止打捞,钻杆断在井内也要打捞,钻柱被卡在井内则要设法解卡。除落物外,惹起井内复杂状况而需处置的缘由多系洗井液性能不合请求所形成的。
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