鉆井公司分享石油鉆井工程的那些事兒

1.鉆井方法

 

根據破巖方式的不同，常用的鉆井方法有沖擊鉆井法、旋轉鉆井法和旋沖鉆井法3種。

 

沖擊鉆井法 又稱頓鉆鉆井法，利用頓鉆鉆機（見石油鉆機）使鉆桿和鉆繩產生上下往復動作，從而帶動頓鉆鉆具在井內作上下往復動作，使頓鉆鉆頭對井底進行沖擊，破碎巖石，破碎后的巖石用撈筒撈到地面，然后再繼承沖擊鉆進，如斯往復，逐漸形成井眼。頓鉆鉆井法鉆井具有鉆井本錢低、設備簡樸等長處，但因為工藝相對落后、鉆速慢、不能用于鉆較深的井和高壓油氣井等，現場已很少采用。

 

旋轉鉆井法 通過地面動力設備（轉盤、頂部驅動鉆井裝置或動力水龍頭）或井下動力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續旋轉，同時利用接在鉆頭上部的一段鉆柱（鉆鋌）的重力向鉆頭連續不斷施加鉆壓，將巖石切削或碾壓成碎屑，巖石碎屑由鉆井流體不斷地將其帶到地面，并從鉆井流體中分離出來。這種鉆井方法較之沖擊鉆井法可大幅度進步鉆井效率及適應各種復雜的井下地層情況，已替換沖擊鉆井法成為世界各地普遍使用的鉆井方法。

 

在旋轉鉆井工藝技術研究過程中，形成了以下7項應用基礎理論組成的學科：鉆井巖石破碎力學、鉆井巖石工程力學、鉆井管柱力學、鉆井流體化學、鉆井流體力學、井下控制工程學和鉆井技術經濟學。這些工藝技術的發展大大進步了鉆井效率。

 

旋沖鉆井法 在旋轉鉆井的基礎上，再加上一個沖擊器，使鉆頭在沖擊動載和旋轉的聯合作用下破碎巖石的一種鉆井方法。從實際使用結果看，這種鉆井方法合用于鉆硬巖石及深部地層，在淺部及泥頁巖中較旋轉鉆井方法效果不顯著，是對旋轉鉆井方法的一種增補。

 

2.鉆井設備

 

主要包括石油鉆機、鉆井工具、鉆井儀器和輔助設備等。旋轉鉆井法采用的鉆機主要由井架及晉升裝置、動力機及傳動裝置、鉆井泵及鉆井液輪回系統等組成，用于實現鉆柱（管柱）的晉升和旋轉以及鉆井液的輪回等功能。鉆井工具和鉆井儀器用于鉆井過程中對地層壓力的控制和對鉆井工藝參數的監測與控制等。

 

在陸地上鉆井時，鉆井設備在井場上的布置見天車；2—井架；3—二層臺；4—游動滑車；5—大鉤；6—水龍頭；7—吊卡；8—方鉆桿；9—方補心；10—方瓦；11—小鼠洞；12—鼠洞；13，14—大鉗；15—絞車；16—指重表；17—司鉆控制臺；18—值班室；19—水龍帶；20—蓄能裝置；21—管子坡道；22—管架；23—井架底座；24—鉆井液出口管線；25—振動篩；26—節流管匯；27—分離器；28—脫氣裝置；29—鉆井液貯備池；30—鉆井液池；31—除泥器；32—除砂器；33—離心機；34—鉆井泵；35—干水泥貯備罐；36—儲水罐；37—發電機；38—防噴器組'>圖1，如在水面上（湖上或海上）鉆井，則根據水深，采用固定式平臺或移動式平臺（如自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺或鉆井船等）。

 

3.鉆井程序

 

一口井從開鉆到完成，要經由良多道工序，可分為鉆前、鉆進和完井三個不同階段。