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1、海洋石油钻井作业专题之二,钻井工艺流程介绍,钻井作业划分示意图,建井时间,迁装作业,钻井作业,拆迁作业,试油作业,拖航就位压载升船钻前准备辅助,纯钻进扩眼起下钻其它,钻进作业,地层评价,辅助工作,固井工作,取心电测地漏试验地质循环,循环测斜短起下倒换钻具其它,固井准备下套管起下内管注水泥候凝拆装井口钻水泥塞CBL,准备射孔通井测试下桥塞酸化其它,弃井降船拔桩拖航辅助,复杂情况、处理事故、修理时间、组织停工、自然停工、其它停工,前期作业拖航就位钻井作业测试作业完井作业,主要内容,钻 井 设 计,钻井设计是在分析各种有关资料的基础上，遵循国家及政府有关机构的规定和要求，按照安全、快速、优质和低成本
2、的原则，科学地作出并经过一定的程序审核批准的。因此，钻井设计应是钻井作业必须遵循的准则，钻井监督应认真遵照执行。,钻井设计内容,平台就位设计井身结构设计防喷器和井口系统套管柱设计固井设计钻井液设计钻头设计水力参数设计钻具组合设计井眼轨迹设计地层评价计划,钻井作业程序弃井作业程序特殊作业程序钻井风险分析应急计划作业进度计划钻井材料计划,钻井设计的基本原则,钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。钻井设计必须符合国家及政府有关机构的规定和要求，保证钻井设计的合法性。钻井设计的主要依据：地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。该设计提供所钻的井的地质情况（包括地层空隙压力、破裂压力等）以及提出地质上要求
3、的资料。井场调查资料和邻井的钻井资料，也是进行钻井设计的主要依据。井场资料：井位自然环境、土壤情况、浅层气等。邻井钻井资料：复杂情况的处理、钻井液密度的使用。,钻井设计的基本原则,钻井设计应体现安全第一的原则。既要重视井下安全，又要重视地面安全，把安全第一的原则贯穿到整个设计中。设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层空隙压力当量密度，小于地层破裂压力当量密度。安全附加值，油井为1.53.5MPa，气井为35MPa。井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的是：,钻井设计的基本原则,保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。压差不要过大，以免发生压差卡钻。封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻
4、的井段。探井的套管预留。多层套管程序。高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶部。浅层气顶部对预测有浅层气的井，原则要求地质部门改井位，避开浅层气，或具备控制能力。探井必须进行地层压力预测和监测。,典型井身结构和套管程序,隔水管表层套管技术套管尾管,钻井设计的基本原则,评价井、开发井和调整井的设计。钻井平台的选择，遵循原则：钻机的钻井能力，钻机的最大额定负荷必须大于作业中出现的最大负荷的20%。平台的井控能力，最大额定工作压力必须大于预测到的最大井口压力（充满地层流体时的关井压力）的20%。平台的作业水深。(自升式，半潜式）海洋地质地貌对平台的影响。海洋环境保护，是钻井设计必须遵循
5、的原则。钻井液的排放。弃井设计。油气水层用水泥封堵，并试压合格，泥线下4米割断。,钻井设计的基本原则,钻井设计要体现低成本的原则。简化井身结构。选用先进的工具、设备和技术。优先使用国产材料。提高钻井速度，降低钻井成本。,海底调查与土质调查,海底调查与土质调查，也叫井位物探调查与井位海洋工程调查。在钻井平台到达井位45天前，必须对设计井位周围的海底岩层、水深、海床地貌、浅层气及土质等情况进行测量与调查。以上资料便于钻井部门鉴定设计井位是否适合钻井平台进行作业。调查方法：回声探测、旁侧声纳测量、浅地层剖面测量、海底实地测量、电火花单道地震剖面测量、高分辨率数字地震剖面测量、井场土质资料采集。,气象
6、和海况的要求,钻井平台移位期间要求天气预报内容：未来几天的天气形势；所经航线中24小时的风向、风速、阵风和能见度；云高，气温，可能出现的异常天气；冬季要考虑冰层及流冰。钻井平台作业期间的天气预报：天气综述、每日预报、大风警报、热带气旋、低温及冰区。预报要素：气温、风速、风向、阵风、天气和能见度、云高、浪和涌的高度、方向和周期。,作业准备与拖航,作业准备与拖航工作包括钻井平台的检验、移位、定位等一切钻前作业准备工作。根据钻井设计，对将需要的各类承包商和设备进行招标、评标，选定合适的承包商进行合同谈判。（钻井部门提出，商务合同部门完成。）材料采办各作业承包商必须具有良好的作业经验、良好的设备和熟练
7、的管理和操作人员，以满足作业的需要。作业者对承包商的设备进行检验。对高级岗位人员进行作业审查。钻井作业的主要的承包商有：定位公司、钻井平台、工作船、直升机公司、泥浆公司、固井公司、下套管公司、泥浆录井公司、测井公司、取心公司、定向井公司、潜水公司、通讯公司、气象公司、井口设备厂家、基地码头作业准备的运行计划与要求,拖航作业,自升式平台拖航就位：,拖航作业,半潜式平台拖航就位：,钻井程序,钻前作业海底检查，探海底及确定开钻井眼深度的方法，临时导向基盘的下入，选择开钻时间。36井眼与30导管段钻井作业。(一开）组合开孔钻具；探泥面并记录；在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；排量应由低逐渐加到正
8、常，采用海水/般土浆钻进。钻至预定深度后，循环，替稠浆，短起至泥面以下3米左右。然后下钻到底，垫稠浆，起钻。内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个30”X5”扶正器。内管下完后，环空灌满海水检查密封。固井结束无回流起内管。处理井口，候凝。,钻井程序,26井眼与20套管段作业（二开）钻具组合：26”BIT(承托环)+9”(8”)DC2+26STB+8DC4+8(F/J+JAR)+X/O+5HWDP14。探水泥面高度并记录，水泥面顶需开泵。海水/般土浆钻进。投测，起钻，下20”套管。内管固井。装井口，套管头试压5MPa，下耐磨补心，准备进入下一开作业。如果预测有浅层气，则需要钻17-1/
9、2领眼。,水下与地面井口装置,钻井程序,17-1/2井眼与13-3/8套管段作业（三开）组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后5-10米，做地漏试验。17-1/2”井眼钻具组合：17-1/2BIT+8DC1+STB+8DC2+STB+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+5HWDP17马达组合(直井)：17-1/2PDC+9-1/2PDM+8F/V+8DC1+17-STB+8DC2+16-3/4STB+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+5HWDP17。,半潜式平台水下设备,半潜式平台水下设备的主要组成水下防喷器组及控制系统转喷器（分流器）及控制系统张力系统防喷器运送设备阻流管汇及控制台,防喷器组
10、的组成,从下至上的排列：井口连接器下双联闸板防喷器上双联闸板防喷器下万能防喷器事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口防喷器组框架以上组成，称为BOP STACK（防喷器组避台风时，留在海底）,防喷器组的组成,隔水管连接器上万能防喷器挠性接头防喷器控制盒：安装在LMRP的框架上LMRP（LOWER MARINE RISER PACKAGE)框架水下储能瓶组（包括上万能防喷器的缓冲瓶）以上组成，成为下部隔水管总成（避台风，可以起出部份）,钻井程序,12-1/4井眼与9-5/8套管段作业（四开）地漏试验。本井段使用抑制性泥浆钻进电测，通井，下套管。固井。装井口，套管头试压20Mpa。,钻井程序,8-1
11、/2井眼与7 尾管段作业（五开）地漏试验。本井段使用抑制性泥浆钻进。电测，通井下尾管。下尾管前应检查尾管挂、浮鞋、浮箍及其它尾管附件。尾管固井。固井结束确认无回流后，起钻2-4柱，循环冲洗水泥浆，起钻。人工井底满足试油要求(否则，需组合7”尾管钻水泥塞钻具：6”BIT+SUB+4-3/4”DC6+3-1/2”DP)，CBL合格，套管试压20MPa合格后，钻井作业时间结束，转入试油时间。一般此井段为目的层，尽量采用低比重泥浆钻进，泥浆应具有良好的携砂性能，低失水。,钻井程序,8-1/2井眼与7 尾管段作业（五开）使用屏蔽暂堵技术。高压油气井注意事项：备高比重泥浆，备井控用；定期进行防喷演习；做低
12、泵冲试验。钻进过程中密切监测泥浆池体积和气全量的变化，当气全量大于30%时，应停钻循环排气。钻开油气层后，要满足以下三个条件方可起钻：循环时气全量10%且处于下降趋势；气窜速度50米/小时；停泵观察泥浆液面15分钟无溢流。尾管固井演示,钻井程序,地漏试验程序地漏试验的目的：检测固井质量；获取地漏/破裂压力；确定最大允许泥浆密度；确定井控时最大允许环空关井压力；获取地层其它资料。地漏试验的步骤：钻入新地层3-10米，循环泥浆；提钻具到套管鞋内；管线通水；泥浆泵/固井泵试压1500PSI(10MPa)；关防喷器;,地漏试验的步骤：做地漏试验；放压，记录泥浆回流量；打开防喷器；绘制地漏试验曲线图；计
13、算出地漏当量泥浆密度。,钻井程序,钻井程序,弃井作业程序每次注水泥塞的长度不超过200米。裸眼中的油气层含有其它地层流体的渗透性地层，要用水泥封固，以防互相串通。套管鞋上下各50米，打一个水泥塞。探高度，试压到套管鞋处地漏试验破裂压力再加3.45MPa，以稳10分钟合格。套管内射孔段一定要用水泥封固，油顶以上至少50米。套管切割，有机械切割和化学切割两种方法。爆炸切割主要用于深水，优点是省时。设计套管切割深度，必须考虑两个因素：一是套管外没有水泥固住；二是切割处不在套管内。实际 切割时还要避开套管接箍。切口上下注50米的水泥塞。导管必须在海床以下4米切割。临时弃井时，保证套管内的钻井液密度，完
14、成油气层的封堵，最后一个水泥塞在海床以下250米左右，上部井口倒开后，水下井口注入防腐液，井口戴上防腐帽。,弃井示意图,钻头与钻井参数的设计,钻头和钻井参数是影响钻井速度、钻井时效和钻井成本的重要的可变因素。钻头从切削原理上可分为牙轮钻头和金刚石钻头。,牙轮钻头：可分为钢齿和镶齿两种。发展方向是高转速和高钻速、长寿命、进尺多、钻井综合成本低。,钻头与钻井参数的设计,金刚石钻头发展到今天已形成了一个能钻进从极软到极硬地层的、多品种的、完整的钻头系列。按功用分：全面钻进钻头和取心钻头；按镶嵌方式：表镶式钻头和孕镶式钻头。按材料分：天然金刚石钻头和人造金刚石钻头。,打蛋式PDC,双体双心PDC,钻头
15、与钻井参数的设计,其它种类的钻头；,套管钻鞋,钻头与钻井参数的设计,水力参数设计确定排量设计的排量必须能满足有效地携带钻屑所需要的环空上返速度和冷却钻头切削齿、清洁井底的需要，又要能保证井壁稳定。确定在设计排量下的工作泵压确定泵压时要考虑泵的配件、管线、阀门及钻具的承受力。按国际惯例，要求钻井泵在额定的最高工作压力的75%以下能长期正常运行。根据钻井液性能参数、钻井液在钻具内外的 流态、钻具结构和本只钻头能达到的极限井深，计算出地面和井下各段的循环压耗。,钻井液,钻井液是在旋转钻井时循环使用的液体，包括水基、油基、气基三种类型，少量使用气体或泡沫，由于最初的钻井液主要是由水和粘土组成，因此习惯
16、上叫泥浆，现在钻井液的成本仅占钻井总成本的510%，但它却是影响钻井工程成败的主要因素之一，井愈深，其重要性愈突出，因此，人们形象地把泥浆比喻为“钻井的血液”。钻井液的性能密度、马氏漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、屈服值、切力（初、终）、API滤失量、泥饼厚度、pH值、含水量、含油量、固相含量、含砂量、CL-含量、K+含量、Ca2+含量等,1,钻井液,钻井液材料与添加剂根据API/IADC的分类方法，可分为以下19类：粘土、加重材料、增粘剂、降粘剂、降滤失水剂、堵漏材料、消泡剂、絮凝剂、页岩抑制剂和防塌剂、发泡剂、杀菌剂、解卡剂、水基钻井液乳化剂、腐蚀抑制剂、高温稳定剂、清洁剂、碱度控制剂和油基
17、钻井液添加剂。固控设备为了尽可能地清除钻井液中的所有“有害固相”。振动筛、除砂器、除泥器、清洁器、除气器、离心机。特殊井的钻井液水平井、高温高压井、小井眼,固 井,套管规范API的套管物理性能H、J、K、N钢级的套管；C、L、T钢级限定屈服强度的套管P钢级的高强度套管；Q钢级特殊用途套管非API的套管物理性能NKK系列（日本钢管）NT系列（新日铁）SM（日本住友）标识规范连接螺纹规范,固 井,套管柱设计根据海洋环境恶劣、钻探作业困难、地层压力变化大、安全作业要求严格等特点，套管柱有以下几种：隔水导管、表层套管、技术套管、生产套管、技术尾管和生产尾管。设计方法：等安全系数法：是指设计的套管柱各段
18、的最小安全系数都等于规定的安全系数。等边界载荷法：抗内压与抗挤的设计方法与上者相同，以套管的抗拉强度和安全系数的边界载荷算出强度。最大载荷法：根据套管柱实际所受的有效载荷再考虑一定的安全系数来设计套管柱。（美国和欧洲广泛使用）西德套管柱设计方法：按种类不同的套管柱给出了外载的不同计算方法。,固 井,下套管作业程序井眼准备井眼畅通无阻无漏、塌、涌、喷现象调整泥浆性能下套管工具准备检查套管泵和套管钳单根吊卡和卡盘绳套其它工具套管准备检查套管；丈量长度、通径；清洗丝扣；安装套管附件,固 井,下套管作业程序（续）编制套管程序表口袋长度浮鞋、浮箍短套管或同位素泥挂、遥控接头井口小平台转盘面以上高度套管扶
19、正器安放原则浮鞋、浮箍处加扶正器油气层段加扶正器套管重叠段加扶正器下套管注意事项下套管深井用套管卡盘，前几个单根要打上单根吊卡,固 井,下套管作业程序（续）下套管注意事项上扣先慢确认无错扣后快速旋转定期灌满泥浆，管内外压差不得超过回压阀承压能力的50%控制下放速度，以免压漏地层及时安装套管扶正器下套管一旦遇阻，立即接循环头循环，活动套管，拉力不得超过接箍强度的70%；泥挂入井时，先卸扣检查卸几圈能露出循环孔，再上紧扣。泥挂以上的套管接箍上下都要焊巴掌。泥挂入井后须锁紧转盘；冲洗泥挂。,固 井,油井水泥和添加剂油井水泥分为A、B、C、D、E、F、G、H等8个级别和普通型（O）、中抗硫酸盐型（MS
20、R）和高抗硫酸盐型（HSR）海上固井作业主要用G级水泥加入速凝剂和缓凝剂可用于低、中、高温井，适用于全井段所有套管层次的固井作业。水泥浆的性能密度、稠化时间、自由水、失水量、水泥强度、流变性水泥浆添加剂消泡剂、速凝剂、缓凝剂、分散剂、降失水剂、加重剂、减轻剂、防气窜添加剂、触变水泥添加剂、膨胀剂、乳胶添加剂、高温强度稳定剂、早强剂,固 井,注水泥作业一般要求井眼稳定，泥浆性能稳定；浮鞋坐尽量在坚硬地层；浮箍、浮鞋之间不少于两根套管，浮箍位于油气层底界以下不少于25米；水泥返高常压油气层固井，水泥返到油气层顶界以上至少150米；高压油气层，水泥返到油气层顶界以上至少300米；隔水导管、表层套管，
21、必须返到泥面；技术套管固井，水泥一般返到上层套管鞋内以上100米左右；尾管固井，水泥一般返至尾管顶部,固 井,注水泥作业（续）附加系数隔水导管固井，按钻头直径计算的环空容积附加200%表层套管固井，附加100%；技术套管和油层套管固井，附加50%；尾管固井，附加30%；若采用电测容积，渤海地区附加30%。水泥浆体系满足地层和施工要求，必须进行水泥浆试验稠化时间,固 井,注水泥作业（续）固井作业注意事项施工前固井泵试运转和试压泥浆泵和仪表正常泵效试验固井管线试压碰压。内管固井常规单级固井单级双封固井,固 井,注水泥作业（续）双级固井双级固井主要目的及用途井底无法承受水泥浆产生的液柱压力；封固多个
22、油气层，达到防气窜的目的；发生严重井漏的井，一级固井无法避开漏层；注水泥后环空液柱压力大于套管抗外挤压力；一个井段需要不同类型的水泥浆固井。分级箍的安放位置为解决注水泥后环空静液柱压力过高的问题，可安装在管柱的任意位置为达到防气窜的目的，它可安装在气层之上；为解决严重漏层，可安放在漏层之上；为解决多种类型水泥浆体系，它可安放在任意位置；为封固多个油层，可放在上部油层以下；分级箍多放在上层套管鞋上下50米处。,固 井,注水泥作业（续）工具组成 分级箍、关闭挡圈、一级关闭塞、开孔弹、二级关闭塞。分级固井施工程序及注意事项一级注水泥；投一级关闭塞，顶替至关闭挡圈碰压；投开孔弹，打开循环孔；循环泥浆，
23、直到一级水泥超过稠化时间为止；二级注水泥；投锁紧塞，碰压，碰压后增加一定的压力(一般为300-500PSI)关闭注水泥循环孔，确保不回流。尾管固井,固 井,挤水泥低压挤水泥和高压挤水泥注水泥塞目的在鱼顶上方开窗侧钻回填某一井段或弃井解决钻井期间的井漏问题为裸眼测试提供地锚施工方法平衡法、水泥倾卸筒法、双塞法固井质量评价压力试验：套管试压和套管鞋试压测井方法解释水泥胶结质量水泥胶结（CBL）、变密度测井（VDL）、扇区水泥胶结测井（SBT）,固 井,固井质量评价压力试验：套管试压和套管鞋试压测井方法解释水泥胶结质量水泥胶结（CBL）、变密度测井（VDL）、扇区水泥胶结测井（SBT）,CBL,VD
24、L,SBT,钻柱设计与井斜控制,钻柱是由方钻杆、钻杆、钻铤及其它井下工具组成的管串。钻杆柱普通钻杆、加重钻杆钻具组合钻铤、稳定器、随钻震击器、减震器、扩眼器特殊的：MWD、测试工具、打捞工具钻柱在井下工作的条件十分复杂和恶劣，钻具事故是常见的钻井事故，且常导致井下复杂情况的发生，甚至造成井的报废。下部钻具组合是钻柱的主要部分，它与井斜和钻头的工作状况关系十分密切，是影响井身质量的和钻井速度的主要因素。为此，根据井下的工作条件和工艺要求，合理地设计钻柱及下部钻具组合，对预防钻具事故，提高钻头工作指标和有效地克服井斜问题，减少井下复杂情况，安全快速钻井和各种井下作业，有重要意义。,钻柱设计与井斜控
25、制,钻杆柱 的设计与计算设计参数预计钻柱下入的总深度井眼尺寸预计的钻井液密度要求的抗拉安全系数或超拉极限要求的抗挤安全系数钻铤的长度、外径、内径和单位重量要求的钻杆规格和检验等级。抗拉强度钻杆长度的确定抗挤强度（1.125)、抗内压强度、抗扭强度,钻柱设计与井斜控制,钻柱操作极限转盘中心不能始终准确地对准水下井口的中心；井架不能始终保持垂直而随着浮式钻井平台摇摆和颠簸；临界转速的限制（跳钻）；打捞技术的操作极限；（遇卡、震击、扭矩）钻杆的双轴载荷；井斜的限制；疲劳损坏纯疲劳损坏、伤痕疲劳损坏、腐蚀疲劳损坏；作用在钻杆接头和钻杆上的横向力的限制；钻柱腐蚀和硫化应力裂纹的限制,钻柱设计与井斜控制,
26、井斜及其控制实践已知要钻完全直的井实际上是不可能的，而井斜直接关系着井身质量和钻井速度，甚至会造成严重的钻井事故。影响井斜的主要原因：客观上，所钻地层的倾斜和不均质性使钻头受力不平衡；技术上，下部钻具受压发生弯曲时会使钻头偏斜；主观上，操作技术不过硬，即时有良好的防斜钻具，也会因操作不当而造成井斜；井斜的危害：钻柱在狗腿井段的疲劳破坏；在“狗腿”井段，套管过度磨损，裸眼形成键槽；侧向力作用下，摩擦生热，接头表面形成热龟裂；严重的“狗腿”会造成测井 和下套管困难。,井控技术,基本概念地层孔隙压力（地层压力）指在地下岩石孔隙内流体（油、气和水）聚集的压力。地层压力梯度：单位深度的地层压力变化。静液
27、柱压力是指在静止液体中的任意一点液柱重量产生的压力。上覆岩层压力当量钻井液密度压力可以用当量钻井液密度的形式来表示。（实际+附加）井底压力：井眼底部所受的总压力。异常压力：指与正常压力趋势不符的任何压力。地层压力梯度在0.00980.0105MPa/m之间为正常压力。,井控技术,异常地层压力的预报和监测钻前预报地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、邻井资料；随钻监测钻井参数的变化：机械钻速增加、d指数下降、dc指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加；钻井液参数的变化：钻井液气侵、密度下降、温度升高、氯化物含量增加、电阻率下降、性能突变、泥浆池液面升高、钻井液总量和出口流量增加，灌入量减
28、少。页岩岩屑参数：密度下降、般土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化；钻后检测：电测井、声波时差测井、中途测试、完井测试。,井控技术,概念：油气侵、溢流、井涌、井喷、地下井喷、井喷失控。地层-井眼系统平衡条件，安全钻井附加值Pc油井Pc 为1.53.5MPa（相当附加钻井液密度0.050.10sg）气井Pc 为3.05.0MPa（相当附加钻井液密度0.070.15sg）溢流发生的原因地层掌握不准确钻井液柱压力减少钻入邻近的油气井措施：钻开油气层前，平台储备100150吨重晶石。气测值大于10%，不能起钻，气窜速度小于50米/小时。,井控技术,井控设备包括环形成喷器、闸板防蛀器、套管头、水下井口
29、头、四通等在内的钻井防喷器组。以阻流管汇为主的并控管汇及操作控制系统包括阻流和压井管汇、放喷管线、注水管线、灭火管线、远程控制操作管线及操作台。钻其内防喷器包括方钻杆上下旋塞、顶部驱动安全阀、钻具回压阀，投入式止回阀 钻头浮阀等。钻井液加重、除气、灌注设备包括钻井液除气器、钻井液加重装置、气体分离器、起钻灌钻井液装置等井控仪器仪表包括泥浆池液面、钻井液密度、钻井液返出量、泵冲数等参数的监测仪器。特殊作业设备。包括强行下钻加压装置、自封头、灭火设备等。,定向井和水平井钻井技术,定向钻井就是使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术。常规定向井 井斜角85(有水平延伸段),定向井和水平井
30、钻井技术,定向井井身参数实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。测斜的点叫测点，测点的基本参数是：井斜角、方位角、井深，也叫井身三要素。造斜点：从垂直井段开始倾斜的点；垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离；闭合距：水平投影上测点到井口的距离；闭合方位：水平投影图上，正北方向与测点与井口连线的夹角；井斜变化率和方位变化率；方位提前角；狗腿严重度（dogleg）：用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（度/30米）,定向井和水平井钻井技术,测斜计算的主要方法正切法、平衡正切法、平均角法、曲率半径法、最小曲率半径法、弦步法和麦库立法。定向井剖面设计井眼轨迹控制技术优化钻具组合、优选钻井参数
31、、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等。初始造斜方法：井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。,3,定向井和水平井钻井技术,定向方式单点定向地面记录陀螺（SRO）定向有线随钻测斜仪（SST）定向随钻测量仪（MWD）定向定向井专用工具井下马达，弯接头，非磁钻铤，稳定器，键槽破坏器，旁通接头和高压循环头，导向钻井系统，井下可调稳定器。测量仪器磁性测斜仪：照相测斜仪、电子测斜仪、随钻测斜仪陀螺测斜仪：单点、多点、电子、地面记录、速率,垂直剖面图与水平投影图,三、钻井作业,钻井取心,常规取心对岩心无特殊要求，
32、所用的工具简单，工艺不复杂，成本低。特殊取心岩心不受钻井液污染，岩心保存完整，工艺复杂，成本高。取心方式：油基钻井液取心密闭取心海绵取心保压密闭取心疏松砂岩保形取心定向取心,钻井事故与复杂情况,钻井事故钻头事故掉牙轮或钻头落井打捞工具：对口接头或截短公锥打捞钻头；一把抓、磁铁打捞器、反循环打捞篮、反循环磁铁打捞篮、磨鞋带打捞杯打捞牙轮。钻具事故钻铤螺纹和钻杆接头螺纹折断、钻杆本体折断、滑扣、脱扣和粘扣。打捞工具：公锥、母锥、可退式打捞矛、卡瓦打捞筒。,钻井事故与复杂情况,钻井事故卡钻事故钻具在井下失去上、下、旋转三种活动能力的一种或两种或三种；钻井事故中最常见和发生最多的事故，漏、塌、卡或漏、
33、塌、喷、卡互相联系在一起。泥饼粘附卡钻、机械卡钻机械起钻：键槽卡钻、泥包卡钻、砂桥卡钻、井塌沉砂卡钻和落物卡钻测卡点、泡油、泡解卡剂、泡碱水、泡酸、爆炸松扣，切割、套铣、倒扣（反扣钻具）,钻井事故与复杂情况,钻井事故尾管事故尾管中途坐挂、挂不住、下入工具倒不开、“插旗杆”、尾管鞋替空、“灌肠”、尾管柱被起出、蹩泵、井漏、水泥浆返不到尾管顶部，下入工具滑扣；套管事故卡套管、挤毁、套管错扣造成脱落、分级箍打不开关不上，套管落井等顿钻设备被砸坏、人员伤亡、牙轮落井、钻具顿弯测井仪器、电缆遇卡穿心打捞、旁开式打捞,钻井事故与复杂情况,打捞工具打捞工具按作用不同分为基本打捞工具和辅助打捞工具，按打捞不同
34、部位分为内打捞工具和外打捞工具，按打捞转向不同分为正扣打捞工具和反扣打捞工具；基本打捞工具：公锥、母锥、卡瓦打捞筒、可退式卡瓦打捞矛、磁铁打捞器、磨鞋、一把抓、反循环打捞篮、内捞绳器、外捞绳器、套管打捞矛；辅助打捞工具：铅印、铣鞋、铣管、管子内割刀、管子外割刀、安全接头、打捞震击器、液压加速器、倒扣器、反扣倒扣捞矛、反扣倒扣接头、反扣倒扣捞筒、倒扣套铣矛、防掉套铣矛、活动肘节、套管补丁和胀管器；打捞工具附件：加大引鞋、加长短节、壁钩,测试作业介绍,地层测试含义：指钻井中途或完井之后，沟通地层到井底的通道，将地层流体诱流到地面，按一定的程序进行测试，搞清地层流体产能、性质、地层压力、温度及动态特
35、征的整个工艺过程。目的：为油气层评价和科学制定油气田开发方案提供可靠的资料和参数，以进一步加快勘探速度，提高勘探成功率，降低成本，增加效率。,地层测试简介,地层测试可以直接取得地层产能、地层压力及温度、压力恢复曲线及地层流体样品等四项资料。l证实所钻构造是否存在工业油气层；l探明油气田的含油面积及油水或气水界面；l结合电缆地层测试资料探明气、油、水层的纵向分布及是动力系统；l搞清油、气层的产能、压力、温度及渗透率等动态特征参数；l搞清井下及地面地层流体性质；l观察地层压力衰减，探明油（气）层连通范围，估算单井控制储量；l观察边界显示，计算不渗透边界距离；l搞清油气层受损害的程度，计算理想产能；
36、搞清地层水性质为测井解释提供参数。,地层测试类型根据工艺特点和测试的差异，地层测试分为以下三类：a钻杆地层测试（DST）；bTCP+DST联作测试；c延长测试（EDST）。,常规的测试程序油层测试程序一般采取两次流动，两次恢复的测试程序。初流动时间分配一般为510min。但对钻井液侵入深的中、低渗地层，应适当延长初流动时间。初恢复时间应以测得静止地层压力为标准。若不使用SRO电子压力计时，初恢复时间应为初流动时间的810倍。,终流动即求产测试流动期，在这个流动期间要测取油层产能资料，采集代表性地层流体样品，同时为终关井测取压力恢复曲线打下基础，求产测试根据不同的流动特点，取资料有不同的要求：自
37、喷油层：要求达到稳定流动，取得一个油咀的稳定流量资料。非自喷油层：地层流体不能到达地面，整个流动期均表现在井下，为段塞流，地层流动压力及流量都在随时变化，是个不稳定流动，取不到稳定流量资料。为了测取恢复曲线，要求液面到达静止之前关井恢复（最好是流动液面上升到静液面的左右高度），以避免“自然关井”现象发生。,终恢复时间应以测得合格的压力恢复曲线为标准，在不使用SRO电子压力计时，终恢复时间应为终流动时间的两倍。,气层测试程序气井测试要取得35个工作制度的流量数据，以建立气流方程式，求取无阻流量，以评价气层产能。有条件时，最好进行多次流动多次恢复的测试，以求真表皮系数（S）。海上气层测试，应采用回
38、压法或改进的等时法测试。回压法测试在渗透率比较高，流动容易达到稳定的地层中采用，为了测得真表效应系数，可进行三次流动三次恢复的测试程序。,初流动：初流动赋有清井任务，时间以排完水垫、封隔器以下井段压井液及井壁污物为标准。末期粗测一个流量，作为二、三次流动油咀选择的依据。初关井：初关井的目的在于测取原始地层压力。如果清井期短可用测静压的方法求原始地层压力，如果清井期长，可通过压力恢复曲线外推方法求得。时间分配：测静压关井时间应为流动时间的810倍；测压力恢复曲线关井时间应满足压力恢复曲线分析的需要。在不使用SRO电子压力计时，关井时间应不少于流动时间的两倍。,第二次流动：测得一个油咀的稳定流量数
39、据。时间分配以流动到达稳定流态为标准。第二次恢复：测取对应于第二次流动的压力恢复曲线。时间分配应服从压力恢复曲线的需要，如不使用SRO电子压力计时，关井时间应不少于二次流动时间的2倍。第三次流动：为主流动期，第三次流动期应测得34个油咀的稳定流量资料。第三次恢复：测取对应于三次流动的压力恢复曲线。时间分配原则同二次恢复。,Down Hole Gauges,Wire Line Unit,Laboratory Cabin(Data Acquisition System),Test Tree,Choke Manifold,Heater,Separator,Gauge Tank(or Surge Ta
40、nk),Burner w/boom,Burner w/boom,Transfer Pump,测试地面流程图,Slip Joint,Tester valve,RTTS Packer,Safety Joint,Hydraulic Jar,Gauge Carrier,EMROD,Flowhead,Lubricator,Subsea Test Tree,Fluted Hanger,5”DP,6-1/2”/4-3/4”DC,Radioactive Sub,RD Circulating Valve,OMNI Valve,NOGO Sub,3-1/2”DP,RD Sampler,TCP Gun,Fluid
41、Isolation SUB,Vertical Shock Absorber,Firing Head,测试DST流程图,地面测试系统地面测试是整个测试过程中的一个重要部分，通过地面测试设备，可以记录井口压力、温度，测量油气比重及油、气、水产量数据，对流体性质做出分析。因此搞好地面测试，取全取准测试资料，对油田的勘探开发有着重要的意义。地面测试工艺主要是利用地面测试设备，实现安全控制、测取各项数据，主要设备及工艺流程参见附图。地层流体流经水下试油树、地面试油树、油咀管汇和数据管汇等设备，实现安全控制并测取地面压力、温度数据，经加热器对流体加热后，进入分离器进行三相分离，分离后的油、气、水经各自的计
42、量仪表计量产量。,分离后的原油可进计量罐计量(产量低时进罐计量)，也可直接流经分配管汇到燃烧器处燃烧。计量罐计量后的原油可以用输油泵打到燃烧器燃烧，分离器分离出的水可以排放到海里(必须达到排放标准)或排放到污水罐内，分离器分 离出的天然气直接流经分配管汇到燃烧器处燃烧。为了保证油、气燃烧时能燃烧完全，还配备了压风机，以供给燃烧雾化用的压缩空气。在燃烧器上还配备了冷却水管线，从平台上供给冷却水以便对燃烧器冷却。,通过地面测试计量仪表及数据采集系统，可以测取流体到地面后的压力、温度，油、气、水密度，流体含水、含杂质，油、气、水产量及油气比等数据，最终提供地面测试报告。,典型的地面测试工艺流程主要由
43、下面设备组成：1）水下试油树(包括防喷阀，地面绞车，控制盘等)1套2）地面试油树(包括一套控制盘)1套3）除砂器 1套4）数据管汇 1套5）油咀管汇 1套6）加热器 1套7）分离器 1套8）计量罐 1套9）输油泵 1套10）燃烧器分配管汇 2套11）燃烧器(包括电打火装置)2套12）压风机 1套13）油、气、水计量分析仪器 1套14）静压、压差、温度校验仪器 1套15）操作间 1套16）管线、接头、阀门、工具 按需要准备,主要地面设备用途1）、地面试油树：用于提升测试管柱，在紧急情况下，可实现自动或 手动的关断，保证作业安全。2）、除砂器：主要用于将流体的砂过滤掉。3）、数据管汇：用于连接地面
44、记录仪、压力计、静重试验仪、化学注 入泵、试压泵等设备，也可在此处取样。4）、油咀管汇：由五个3闸板阀提供了三条流体流动通道，可调油咀 通道用于开井放喷时，控制调节地面压力，固定油咀通道用于提供一定尺寸流体流经的通道，以控制压力及流量，测试出稳定的产量。旁通用于提供一个大尺寸(3)通道，以便测试后对流程清洗和冲扫。,5）、加热器：可用于对井内生产的流体加热，降低其粘度，主要用于 气井，防止水化物结冰堵塞管线。6）、分离器：利用油、气、水比重的不同，经分离器内分离元件将油、气、水分离，利用外部的油、气、水计量仪器对其产量进行计量。7）、计量罐：用于计量低产量时的日产油量及测试前对三相分离器流 量
45、计的校正。8）、输油泵：主要用于将计量罐内的原油输送到燃烧器燃烧，或输 送到储油罐内。8）、燃烧器分配管汇：燃烧器分配管汇有两个，可根据风向变化将 井内产出的流体切换到顺风向的燃烧器上燃烧。这种分配管汇也可用三通代替。,9）、燃烧器(包括燃烧臂和电打火装置)：主要用于将井内产出的流体 烧掉。10）、压风机：主要用于提供燃烧器原油燃烧时需要的助燃空气。11）柴油助燃系统：帮助燃烧.12)数据采集系统,Test FlowheadStandardDiameter 31/16 10 000 psi WPH2S serviceTensile load:500 000 lbs at 0 psi350 00
46、0 lbs at 10 000 psi Hydraulic fail safe valve on flowlineLifting subWire line top subSwivelGate valve below swivelCarrying basketOptionsHydraulic fail safe valve on kill line31/16 15 000 psi WP41/16 10 000 psi WP31/8 5 000 psi WP,Choke ManifoldStandard3 10 000 psi WP4 gate valves1 adjustable choke1
47、positive chokeH2S serviceSampling/injection pointsTool boxOptionsBy-pass valve,Test Separator3-phase separationNACE MR-O1-75(H2S service)WT-20 F to+250 FRange600 psi WP 36 x 10600 psi WP 30 x 10 heliportable1440 psi WP 42 x 101440 psi WP 42 x 15OptionsAlarms2 gas line for low GORLow temperature-40 F to+250 F,Indirect HeaterGas or diesel fuel burner2 MM BTU/hour5 000 psi WPSafetyBy-pass manifoldFlame arrestorFuel gas shut downOption10 000 psi WP,完井作业,完井作业流程介绍,裸眼完井与螺杆泵举升,裸眼充填完井,裸眼优质筛管完井电潜螺杆泵举升,侧钻井裸眼完井,套管射孔完井,自喷井管柱图,水平井及大斜度井生产管柱示意图（单层）,谢谢！,
