第一章-海上钻井工艺技术介绍PPT课件.ppt

第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍1.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.1.海上海上钻井平台的分井平台的分类桩基式平台固定式 重力式平台张力式平台绷绳塔式平台自升式钻井平台 海洋钻井平台 底撑式平台 坐底式平台移动式浮式钻井船 浮动式平台半潜式平台2.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.1.海上海上钻井平台的分井平台的分类钻井船井船自升式平台自升式平台固定式平台固定式平台陆地地钻机机半潜式平台半潜式平台3.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置2.2.海上井口分海上井口分类水上井口水上井口：防防喷器在水面以上器在水面以上，适用于，适用于固定式平台固定式平台、底撑式平台底撑式平台；水下井口水下井口：防防喷器在水面以下器在水面以下，适用于，适用于浮浮动平台平台。陆上钻井井口 浮动平台井口自升平台井口4.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置固定式平台固定式平台比比陆上上平台平台井口多了两井口多了两样：固定平台有固定平台有隔水管隔水管，陆上没有；上没有；固定平台一般有固定平台一般有泥泥线支撑器支撑器，这样可可以将套管的重量交以将套管的重量交给泥泥线支撑器承受。支撑器承受。陆上钻井井口5.自升式平台1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置自升式自升式与与固定式固定式平台的井平台的井口的区口的区别：自升式的套管只下到自升式的套管只下到泥泥线悬挂器挂器，泥，泥线悬挂器以上挂器以上没有套管。因没有套管。因为完井后，完井后，平台要撤走，泥平台要撤走，泥线悬挂器挂器以上也要撤走。采油以上也要撤走。采油时可可将各将各层套管回接到采油平套管回接到采油平台上。台上。固定式平台固定式平台则用用泥泥线支撑支撑器器。套管重量由泥。套管重量由泥线支撑支撑器承担，但套管器承担，但套管长度仍然度仍然要延要延长到平台上。到平台上。6.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥泥线支撑器支撑器固定平台固定平台的井口有两种的井口有两种：无泥无泥线支撑器的：水深比支撑器的：水深比较浅浅时可可以不要；以不要；有泥有泥线支撑器的。支撑器的。泥泥线支撑器的作用是将各支撑器的作用是将各层套套管的重量支撑在管的重量支撑在 泥泥线上，上，这样可减可减轻平台平台负担。担。泥泥线支撑器以上的套管在下入支撑器以上的套管在下入时就与支撑器螺就与支撑器螺纹连接。接。以后以后也不卸掉，也不存在回接也不卸掉，也不存在回接问题。7.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥泥线悬挂器挂器一种是一种是需要回接的泥需要回接的泥线悬挂器挂器，用于，用于底底撑式平台撑式平台钻井井。在。在悬挂器上有不同的两挂器上有不同的两个螺个螺纹：送入螺：送入螺纹和回接螺和回接螺纹。有。有专用用的送入工具和回接工具。的送入工具和回接工具。钻杆杆带下送工下送工具，将套管下入并座挂；注完水泥后，具，将套管下入并座挂；注完水泥后，将下送工具起出。在上了采油平台后，将下送工具起出。在上了采油平台后，再再进行回接。行回接。一种是一种是不需要回接的泥不需要回接的泥线悬挂器挂器，用于，用于浮浮动平台平台钻井井。在固完水泥后，倒出送。在固完水泥后，倒出送入工具。再下入密封部分。入工具。再下入密封部分。8.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥泥线支撑器支撑器和和泥泥线悬挂器挂器的区的区别：泥泥线支撑器支撑器用于用于固定式固定式钻井平台，井平台，泥泥线悬挂器挂器用于用于移移动式式钻井平台；井平台；泥泥线支撑器支撑器的套管挂之的套管挂之间仅存在存在悬挂关系挂关系，即内，即内层套管套管悬挂于外挂于外层套管的座套管的座环上，两上，两层套管之套管之间的的密封在在平密封在在平台上的套管台上的套管头处；而泥；而泥线悬挂器的套管挂之挂器的套管挂之间不不仅存在存在悬挂关系挂关系，而且两，而且两层套管的套管的密封也在密封也在悬挂器挂器处。9.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置组成成结构构导引系引系统：作用：井口基点；引作用：井口基点；引导井口装置其他部分的安装、井口装置其他部分的安装、连接和拆卸；引接和拆卸；引导钻具准确入井；具准确入井；包括：井口包括：井口盘，导引架，引架，导引引绳及其及其张紧系系统；防防喷器系器系统：作用：井眼作用：井眼压力控制；核心力控制；核心包括：万能防包括：万能防喷器，器，闸板防板防喷器，剪切防器，剪切防喷器，器，四通及放四通及放喷压井管井管线；防；防喷器井下控制系器井下控制系统；隔水管系隔水管系统：作用：隔离海水；形成泥作用：隔离海水；形成泥浆循循环通道；通道；包括：隔水管；伸包括：隔水管；伸缩隔水管；隔水管；挠曲接曲接头及球接及球接头；张紧绳及及张紧系系统；快速快速连接器：接器：快速快速连接和拆卸上述三部分接和拆卸上述三部分。球接头10.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置导引引系系统井口井口盘用水泥用水泥浇铸成成钢骨水泥骨水泥结构构；送入井口送入井口盘应该有有临时导引引绳；用用临时导引引绳将将导引架引架及及导管送入并座位；管送入并座位；导引架有引架有永久永久导引引绳，然后割断然后割断临时导引引绳；导引引绳需有需有张紧装置装置。11.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置防防喷器系器系统在地面上在地面上组装成装成为一个整体。利用一个整体。利用导引引绳整体下入，并通整体下入，并通过快速快速连接接器与器与导引系引系统连接接。防防喷器控制系器控制系统：液液控制系统；电液控制系统；气动控制系统；闸板防板防喷器原理：器原理：半封式；全封式半封式；全封式万能防万能防喷器：器：可封闭钻铤，钻杆，套管，电缆，钢丝绳，甚至全封；作用原理：活塞上行，挤压橡胶“南瓜芯子”，改变封闭尺寸。封闭尺寸：2800。12.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置隔隔水管系水管系统伸伸缩隔水管由隔水管由内管内管和和外管外管组成。伸成。伸缩距，距，要根据浪高和要根据浪高和潮差决定。潮差决定。隔水管隔水管单根。根。13.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置隔隔水水管系管系统隔水管隔水管连接接：弹性性开口开口钢圈，在圈，在连接接时会自会自动张开。卸开。卸开开时需要用螺需要用螺钉从从外向里外向里顶。“O”形密封圈。形密封圈。14.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置隔水管系隔水管系统隔水管隔水管连接作接作业15.1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置液液压快速快速连接器接器用途：快速用途：快速连接或接或脱开防脱开防喷器与隔水器与隔水管的管的连接，防接，防喷器器与与导向系向系统的的连接。接。液液压推推动：活塞向：活塞向上，上，则脱开；活塞脱开；活塞向下，向下，则连接。接。16.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍17.1.2 海上套管程序海上套管程序1.1.海上套管程序的系列化海上套管程序的系列化由于井口装置的防由于井口装置的防喷器体器体积很大，一般一个平台只很大，一般一个平台只搞一套防搞一套防喷器器组。每个。每个钻井平台根据自己的特点，井平台根据自己的特点，选定一套适定一套适应防防喷器器组的套管程序，以后就基本上的套管程序，以后就基本上不再改不再改变。海上石油工程的国海上石油工程的国际合作很合作很紧密，往往采用密，往往采用较统一一的套管系列。的套管系列。18.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管井段的施工管井段的施工固定、底撑式平台固定、底撑式平台桩入法入法用打用打桩机将机将导管打入海底泥管打入海底泥线以下一定深度。以下一定深度。主要是起隔水管的作用；主要是起隔水管的作用；适适应水深水深较浅浅。主要用于固定平台。主要用于固定平台。钻入法入法先用先用钻柱柱带钻头钻进，钻出井眼；出井眼；起起钻后下后下导管到管到预定井深；定井深；用用钻杆插入法杆插入法进行固井；行固井；适用于适用于水深水深较深深海域；海域；固定、底固定、底撑式平台的撑式平台的导管管就可以起到就可以起到隔水管隔水管的作用。的作用。19.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平台（常平台（常规法）法）第一步第一步：送下井口送下井口盘。用用钻柱柱带伸伸缩钻杆，杆，带送入工具。送到送入工具。送到海底后，海底后，钻柱正柱正转，即可脱开送入工具。即可脱开送入工具。井口井口盘上上带临时导引引绳。起起钻。20.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平台（常平台（常规法）法）第二步：第二步：钻孔。孔。依靠依靠临时导引引绳下下钻，使使钻头准确准确进入井口入井口盘；钻柱上柱上带伸伸缩钻杆；杆；用海水用海水“有有进无出无出”法法钻出出36“的井眼；的井眼；钻完完后立即用高粘度泥后立即用高粘度泥浆替替入。防止海水浸泡井眼入。防止海水浸泡井眼垮塌。塌。起起钻。导向臂向臂21.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平平台台（常（常规法）法）第三步：第三步：下下导管，注水泥管，注水泥导管管导引架（引架（带永久永久导引引绳）送入接送入接头伸伸缩钻杆杆钻杆；杆；依靠依靠临时导引引绳引引导导管准确管准确进入井眼；入井眼；当当导向架坐在井口向架坐在井口盘上上时，即可，即可注水泥固井；注水泥固井；水泥水泥浆从管串内注入，泥从管串内注入，泥浆返至返至海底；海底；倒开送入接倒开送入接头，循，循环冲洗井口，冲洗井口，起起钻候凝；候凝；22.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平平台台（常（常规法）法）第四步：第四步：安装隔水管系安装隔水管系统隔水管系隔水管系统：隔水管：隔水管弯曲接弯曲接头（球接（球接头或或挠性接性接头）伸）伸缩隔水管隔水管防防喷头喇叭口；喇叭口；利用永久利用永久导向向绳导引下引下入；入；利用快速利用快速连接器，与接器，与导管管头准确快速准确快速连接。接。23.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平平台台（喷射法）射法）第一步：常第一步：常规法中前三步合法中前三步合为一步一步将将导管下入海中；将管下入海中；将导引架固定引架固定在在导管管头上；从上；从导管内下管内下钻；钻柱：柱：钻头钻铤带扶正器送扶正器送入接入接头伸伸缩钻杆杆钻杆；杆；下下钻到海底；到海底；喷射射钻进；停停钻；注水泥；注水泥浆；泥；泥浆和多余的和多余的水泥水泥浆从从导管管头处返至海底；返至海底；正正转钻柱，倒开送入接柱，倒开送入接头；上提；上提钻柱并循柱并循环冲洗冲洗导管管头处；起起钻，侯凝；，侯凝；24.1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管管井井段段的的施施工工浮浮动式式平平台（台（喷射法）射法）第二步第二步安装隔水管系安装隔水管系统：隔水管：隔水管弯曲接弯曲接头（球接（球接头或或挠性接性接头）伸）伸缩隔水管防隔水管防喷头喇叭口；喇叭口；依靠永久依靠永久导引引绳下入；下入；依靠快速依靠快速连接器，准确快速接器，准确快速地与地与导管管头连接；接；此法可以省去井口此法可以省去井口盘。25.1.2 海上套管程序海上套管程序3.3.表表层套管井段的施工套管井段的施工浮浮动式平台式平台第一步：第一步：钻出表出表层井眼井眼钻具具结构：构：26“钻头钻铤伸伸缩钻杆杆钻杆杆依靠隔水管系依靠隔水管系统下下钻；可能的可能的话，用海水，用海水钻进；必要；必要时可用泥可用泥浆钻进；钻完表完表层井眼后，向井内打入泥井眼后，向井内打入泥浆；起起钻时注意防止抽吸；特注意防止抽吸；特别注意是否有气侵注意是否有气侵现象象（可通（可通过水下水下电视观察）察）；26.1.2 海上套管程序海上套管程序3.3.表表层套管井段的施工套管井段的施工浮浮动式平台式平台第二步：表第二步：表层套管固井套管固井依靠隔水管系依靠隔水管系统下入套管；下入套管；套管内部套管内部应事先装好事先装好水下水下释放法固井放法固井的胶塞；的胶塞；套套管管下下完完后后，接接上上送送入入接接头，再再接接伸伸缩钻杆杆，再再接接钻杆杆；下下钻，直直到到套套管管头坐坐在在导管管头上上（泥（泥线悬挂器部分）；挂器部分）；下下表表套套过程程中中很很容容易易卡卡套套管管。要要注注意意下下钻时一一次次接接一一个个单根根，万万一一遇遇卡卡可可接接上上方方钻杆杆冲冲洗洗循循环；进行水下行水下释放法注水泥固井；起放法注水泥固井；起钻候凝；候凝；27.1.2 海上套管程序海上套管程序3.3.表表层套管井段的施工套管井段的施工浮浮动式平台式平台第三步：装防第三步：装防喷器器拆拆卸卸原原30“的的隔隔水水管管系系统；下下入入163/4”20”防防喷器器组；再下入相；再下入相应隔水管系隔水管系统。28.1.2 海上套管程序海上套管程序4.以后各以后各层套套管井段的施工管井段的施工浮浮动式平台式平台一种方法是：一种方法是：20“和和133/8“两套防两套防喷器器，先用20“防喷器，在下完133/8”套管后再更换用133/8“防喷器。此法需要有两套防喷器组，再往下，95/8”套管井段和7”套管井段，井口装置不再有问题。但若井眼再小（6“）要换小钻杆时，还需更换防喷器。这样，平台上要备三套防喷器。还有一种方法是：有一种方法是：163/4和和6“两套防两套防喷器器，用163/4“防喷器，则171/2“钻头下不去，需要用“可张钻头”；再往下，95/8“套管井段和7”套管井段，井口装置不再有问题。但若井眼再小（6“），用小钻杆时，则更换6”防喷器。29.1.2 海上套管程序海上套管程序4.以以后后各各层套套管管井井段段的的施施工工浮浮动式平台式平台30.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍31.1.3 海上井控技海上井控技术1.1.海上地海上地层破裂破裂压力特点力特点 海上钻井中，容易发生地地层破破裂裂而而井井漏漏，导致致井井内内压力力下下降降而井而井喷。地层破裂压力Gf 以常用的Eaton 公式表示：在陆上：在海上：Po上覆地上覆地层压力；力；Pp地地层孔隙孔隙压力；力；岩石泊松比。岩石泊松比。32.1.3 海上井控技海上井控技术2.2.海上井控特点海上井控特点海上海上发生生井井井井喷喷的潜在危的潜在危的潜在危的潜在危险险比比比比陆陆上上上上钻钻井要大井要大井要大井要大：地地层破裂破裂压力小，易力小，易压漏漏地地层而而发生井漏并生井漏并导致井致井喷；海底地海底地层中往往存在浅气中往往存在浅气层，容易，容易发生井生井喷；钻浅气浅气层(表表层套管井段套管井段)时，井口装置，井口装置简易，易，还没没有防有防喷器。器。33.1.3 海上井控技海上井控技术2.2.海上井控特点海上井控特点海上海上发生生井井喷的后果比的后果比陆上要上要严重得多重得多：井井喷的气体混在海水中，会使海水密度大大减的气体混在海水中，会使海水密度大大减小，浮力大大下降，小，浮力大大下降，导致平台致平台倾翻；翻；井井喷着火后，整个平台将着火后，整个平台将烧掉并翻沉；将造成掉并翻沉；将造成重大海重大海难事故。事故。井井喷后，油气水及井内泥后，油气水及井内泥浆，将，将喷入大海中，入大海中，造成造成严重海洋重海洋污染。染。对油油层的的损害；害；造成巨大的造成巨大的资金金损失。失。34.1.3 海上井控技海上井控技术3.3.防防喷器器组万能防万能防喷器：器：两个两个，可以抱紧任何尺寸的管柱，甚至全封。双双联半封防半封防喷器：器：两两组每组由两个防喷器上下重叠组成。两个防喷器同时动作。因为可能碰到接头，所以两个同时动作可起到保险作用。必要时，在发生溢流、井喷的情况下，两组防喷器可强行起钻。全封防全封防喷器：器：一个，一个，可在井内没有钻柱的情况下封井。剪切全封防剪切全封防喷器：器：一个一个在井内有钻柱时出现井喷，流体从钻柱内喷出时，可用剪切防喷器将钻杆挤扁，封住内孔。在发生风暴的特殊时刻，平台要迅速撤离，可用剪切防喷器将钻杆剪断。35.1.3 海上井控技海上井控技术3.3.防防喷器器组万能防万能防喷器：器：两两个个双双联半封防半封防喷器：器：两两组全封防全封防喷器：器：一一个个剪切全封防剪切全封防喷器：器：一个一个36.1.3 海上井控技海上井控技术4.4.海上井海上井喷事故的事故的处理理应急措施急措施防止着火防止着火：停止所有：停止所有发动机，切断和隔离所有机，切断和隔离所有可燃物品；可燃物品；组织各方人各方人员进行行抢险，尽快制止井尽快制止井喷；若着火若着火，要保要保护人人员安安全，有序撤离，并全，有序撤离，并组织灭火火。37.1.3 海上井控技海上井控技术4.4.海上井海上井喷事故的事故的处理理灭火技火技术：最有效的是爆炸最有效的是爆炸灭火火。设法将炸法将炸药包用包用钢丝绳输送到火焰的上部，利用爆炸送到火焰的上部，利用爆炸时大量消耗氧气，大量消耗氧气，并并产生的局部真空，消除燃生的局部真空，消除燃烧条件而条件而灭火。火。潜水潜水员水下水下灭火火。潜水潜水员在水下套管上开孔并在水下套管上开孔并引出管引出管线，将流体有控制的引出并燃，将流体有控制的引出并燃烧，逐，逐渐减小减小喷出。出。救援井技救援井技术。通。通过救援井注入重泥救援井注入重泥浆，进行行压井。或引流。井。或引流。38.1.3 海上井控技海上井控技术4.4.海上井海上井喷事故的事故的处理理灭火技火技术救援井技救援井技术4轨迹形状：三段式或四迹形状：三段式或四段式；段式；4考考虑风向。向。4事故井事故井轨迹的数据迹的数据齐全全否？否？4距离近距离近则直接直接压裂；距裂；距离离远可用定向射孔或井可用定向射孔或井底爆炸，底爆炸，进行行连通。通。39.1.3 海上井控技海上井控技术5.5.浅浅层气气问题浅气浅气层的存在，是海上的存在，是海上钻井的一个井的一个重要特点。重要特点。这是与海底沉是与海底沉积有关。有关。钻进浅气浅气层时，往往是，往往是简易井口装易井口装置，没有防置，没有防喷器系器系统，所以井，所以井喷难以控制。以控制。钻进浅气浅气层时若若发生井生井喷，很可能，很可能使海水气化，密度降低，浮力下降，使海水气化，密度降低，浮力下降，使平台使平台倾翻。翻。对付的方法：在井口装置的最付的方法：在井口装置的最顶端端(伸伸缩隔水管隔水管顶端端)装一个装一个转喷器器。上返的泥上返的泥浆从从侧口引出；口引出；引出的泥引出的泥浆可以将气体分离并可以将气体分离并燃燃烧，而泥，而泥浆被除砂。被除砂。40.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍41.1.4 海上固井技海上固井技术1.1.陆上固井工上固井工艺 打前置液打前置液 注水泥注水泥浆 压顶胶塞胶塞 替替钻井液井液 碰碰 压42.1.4 海上固井技海上固井技术2.2.海上固井存在的海上固井存在的问题泥泥线悬挂器以上直至平台都在海水中，一般没有套挂器以上直至平台都在海水中，一般没有套管，是用管，是用钻杆送入，杆送入，这样就不具就不具备陆上固井方法所上固井方法所需的条件；需的条件；钻杆将套管送入到杆将套管送入到预定位置后，定位置后，注水泥注水泥时，如何将，如何将胶塞胶塞释放？放？胶塞直径与套管内径相等。胶塞直径胶塞直径与套管内径相等。胶塞直径总是大于是大于钻杆内径。不可能通杆内径。不可能通过钻杆杆释放胶塞。放胶塞。3.解决方法解决方法管内插入法管内插入法：适用于：适用于浅浅层大尺寸大尺寸套管套管水下水下释放法放法：适用于：适用于深深层小尺寸小尺寸套管套管43.1.4 海上固井技海上固井技术4.4.管内插入法管内插入法由于由于导管管和和表表层套管套管直径直径较大，大，一般采用插入法。一般采用插入法。(固定或底撑固定或底撑式平台式平台导管用打管用打桩法法则不固井不固井)过程：程：套管用套管用钻杆送到杆送到预定位置定位置后后 通通过钻杆杆注水泥注水泥浆 将送将送入接入接头倒开，上提倒开，上提钻柱到海底高柱到海底高度度 循循环泥泥浆冲走多余的水泥冲走多余的水泥浆 起出起出钻杆后在套管杆后在套管头上安上安装防装防喷器系器系统（固（固导管管时无）和无）和隔水管系隔水管系统。插入法固井插入法固井不存在碰不存在碰压。44.1.4 海上固井技海上固井技术5.5.水下水下释放法放法套管下入套管下入过程程a.先将先将预定定长度套管下完，接上度套管下完，接上 套管套管头，坐在，坐在转盘上；上；b.将复合胶塞与送入工具将复合胶塞与送入工具连接，再接，再将送入工具的螺将送入工具的螺纹与套管与套管头旋接；旋接；c.送入工具上面接送入工具上面接钻柱；柱；d.继续接接长钻柱，下柱，下钻使套管使套管头坐坐在海底的上在海底的上层套管内的斜坡上；套管内的斜坡上；e.钻柱坐在井口，上接水泥柱坐在井口，上接水泥头；f.循循环泥泥浆，准，准备固井。固井。45.1.4 海上固井技海上固井技术5.5.水下水下释放法放法固井工固井工艺过程程a.循循环泥泥浆，清，清洗井眼；洗井眼；b.释放橡胶球放橡胶球(球球的直径与的直径与钻杆杆内径相当内径相当)，注，注水泥水泥浆，推着，推着球向下行走；球向下行走；ba46.1.4 海上固井技海上固井技术5.5.水下水下释放法放法固井工固井工艺过程程c.橡胶球堵死心管，橡胶球堵死心管，压力上升，剪断力上升，剪断销钉，下胶塞下行；，下胶塞下行；d.下胶塞与承托下胶塞与承托环相相碰，中心管上升，碰，中心管上升，露出孔眼；水泥露出孔眼；水泥浆从孔眼中从孔眼中进入承托入承托环以下，并返至套以下，并返至套管外面管外面cd47.1.4 海上固井技海上固井技术5.5.水下水下释放法放法固井工固井工艺过程程e.直到水泥直到水泥浆注完注完后，后，释放撞放撞击塞，塞，然后替入泥然后替入泥浆；e48.1.4 海上固井技海上固井技术5.5.水下水下释放法放法固井工固井工艺过程程f.撞撞击塞下行，堵住循塞下行，堵住循环通道，通道，压力上升，剪断力上升，剪断上塞上塞销钉，上塞下行，上塞下行，推推动水泥水泥浆继续返至返至环形空形空间；g.上塞上塞继续下行，最下行，最终与与下塞相碰，下塞相碰，实现碰碰压.f g49.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍50.1.5 海上海上钻井液技井液技术1.1.海上海上钻井液井液类型型海水海水钻井液井液海上海上钻井中，海水是取之不尽用之不竭的，而淡井中，海水是取之不尽用之不竭的，而淡水却是非常宝水却是非常宝贵的。所以，的。所以，一般情况下使用海水一般情况下使用海水作作为钻井液的分散介井液的分散介质。海水取海水取样：不同海域海水的：不同海域海水的组分不同，所以分不同，所以应在在井位附近的海域取井位附近的海域取样，化，化验，作配，作配浆和和处理理实验。不得用不得用盐水代替海水水代替海水进行行实验。配配浆所需要的粘土，所需要的粘土，应该是能是能够抗抗盐的粘土，或的粘土，或是是经过改性改性处理的粘土。理的粘土。用于海水泥用于海水泥浆的的处理理剂，应该是是经过实验能在海能在海水中起作用的水中起作用的处理理剂。51.1.5 海上海上钻井液技井液技术1.1.海上海上钻井液井液类型型低毒油包水乳化泥低毒油包水乳化泥浆在某些地在某些地层不适合用海水泥不适合用海水泥浆（页岩水化岩水化垮塌，塌，压差卡差卡钻，井温很高，地井温很高，地层水水污染，等），或保染，等），或保护油油层需要，或高需要，或高难度井减小摩阻需要，度井减小摩阻需要，应该采用采用低毒油包水乳化泥低毒油包水乳化泥浆。在海上出于在海上出于环保要求，保要求，不允不允许使用使用陆上上钻井常用的柴油井常用的柴油作作为油基泥油基泥浆的的连续相。因相。因为柴油中含有大量（柴油中含有大量（3050%）可可导致海洋生物死亡的芳致海洋生物死亡的芳烃。低毒油包水乳化泥低毒油包水乳化泥浆的的基油基油，一般采用的是一般采用的是经过精制的精制的矿物油，俗称白油。物油，俗称白油。为了适了适应泥泥浆的需要，的需要，还要要对白油的粘白油的粘度、密度，度、密度，闪点等点等进行行筛选。添加添加剂也要也要经过严格格实验，最后，最后选定。定。钻井液配置后，井液配置后，须按有关按有关规定，作毒性定，作毒性试验。52.1.5 海上海上钻井液技井液技术2.2.深海条件下的深海条件下的钻井液井液低温低温对泥泥浆性能的影响：性能的影响：深海条件下，海底温度很低（深海条件下，海底温度很低（10C）。）。低温使低温使进入泥入泥浆中的气体中的气体发生霜生霜冻，生成霜，生成霜冻化合化合物，使泥物，使泥浆严重胶凝，中断循重胶凝，中断循环；最；最终导致波致波动压力增高，把地力增高，把地层压裂而出裂而出现井漏。井漏。解决解决办法：研究和法：研究和应用用可防止霜可防止霜冻的泥的泥浆；尽可能；尽可能保持循保持循环，不要停止循，不要停止循环。固相控制固相控制问题：低温使泥低温使泥浆粘度增高，流粘度增高，流动性降低，岩屑清除困性降低，岩屑清除困难；加加强泥泥浆管理和性能管理和性能测试；增；增强固控固控设备的能力；的能力；53.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍54.1.6 海上完井和海上完井和测试1.海上井口完成方法海上井口完成方法海上油井的井底完成法与陆上油井相同。井口完成法有区别。井口完成法有两种：水面完井法：水面完井法：采油采油树在水面以上的平台上在水面以上的平台上。优点：安装、操作、管理、拆点：安装、操作、管理、拆换等作等作业较方便；技方便；技术难度小；与度小；与陆上差不多。上差不多。缺点：要有采油平台和井口保温措施；缺点：要有采油平台和井口保温措施；设备腐腐蚀严重；重；妨碍水面交通。妨碍水面交通。水下完井法：水下完井法：采油采油树在水面以下的海底在水面以下的海底。优点：不需建采油平台；水下自然保温；不妨碍水面交点：不需建采油平台；水下自然保温；不妨碍水面交通和捕通和捕捞作作业；缺点：安装、操作、管理、拆缺点：安装、操作、管理、拆换等作等作业难度大；修井度大；修井难度大；装置复度大；装置复杂。55.1.6 海上完井和海上完井和测试2.井口完成方法的井口完成方法的选择固定平台钻井，以后钻井平台转为采油平台，所以都使用水面完井法；移动式平台打的探井，如果发现有油，早期只能先报废，然后再上固定平台，打生产井。井口需要封死。后期有了重导技术和水下完井技术，探井也可以进行开采。可根据采油方法，选择井口完成方法。采用水面完井法采用水面完井法：海底井口用可回接的泥海底井口用可回接的泥线悬挂挂器完成，以后回接到固定式采油平台上；或用器完成，以后回接到固定式采油平台上；或用软管回接到浮式采油平台上。管回接到浮式采油平台上。水下完井法水下完井法：必：必须采用水下采油法采用水下采油法。56.1.6 海上完井和海上完井和测试3.海上油井海上油井测试的特点的特点固定平台和底撑平台与固定平台和底撑平台与陆上上钻井相同；井相同；浮浮动平台的平台的测试工具有工具有特点：特点：用用钻杆送入后，坐在海杆送入后，坐在海底井口上；而不是底井口上；而不是悬吊吊在浮在浮动平台上。平台上。测试中，是依靠改中，是依靠改变环空的空的泵压，而不是依靠，而不是依靠钻柱的提升和下放，控柱的提升和下放，控制主控制主控阀的开关。的开关。57.1.6 海上完井和海上完井和测试4.测试油气的油气的处理理海上环境保护的要求：油气不能落入海中；油气不能落入海中；必必须100%地燃地燃烧；58.1.6 海上完井和海上完井和测试4.测试油气的油气的处理理海上安全的要求：巨大的燃巨大的燃烧器器（一天可燃一天可燃烧2000方原油）：方原油）：将井内出来的油气，将井内出来的油气，经过与空气混合，从燃与空气混合，从燃烧器器喷出，形成出，形成雾化并燃化并燃烧；防止燃防止燃烧热向周向周围辐射，有一套射，有一套喷水系水系统，形，形成一个水成一个水雾屏蔽，将屏蔽，将热隔离在一个水隔离在一个水雾筒内；筒内；为了助燃和控制燃了助燃和控制燃烧方向，有一个巨大的方向，有一个巨大的风扇扇吹吹风。足足够长的燃的燃烧臂臂，伸出平台以外很伸出平台以外很远；考考虑风向向变化化，一个平台上要有两套相反方向的一个平台上要有两套相反方向的燃燃烧臂；臂；59.1.6 海上完井和海上完井和测试4.测试油气的油气的处理理60.第一章第一章 海上海上钻井工井工艺技技术1.1 海上海上钻井井口装置井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技海上井控技术1.4 海上固井技海上固井技术1.5 海上泥海上泥浆技技术1.6 海上完井与海上完井与测试1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍61.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍1.双梯度双梯度钻井的原理井的原理双梯度钻井是一种控制控制压力力钻井技井技术,其主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底采用海底泵和小直径和小直径回流管回流管线旁路回旁路回输钻井液井液；或在隔水管中注入低密度介在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气空心微球、低密度流体、气体体),降低隔水管降低隔水管环空内返回流体的密度空内返回流体的密度,使之与海水相当；使之与海水相当；在整个钻井液返回回路中保持双密度保持双密度钻井液体系，有效控井液体系，有效控制井眼制井眼环空空压力、井底力、井底压力力，克服深水钻井中遇到的问题，实现安全、经济的钻井。泥浆密度可调范围变小；隔水导管中的泥浆柱重量(即隔水管余量)很大隔水管的环空携岩困难62.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍常规钻井和双梯度钻井钻井液静水压力曲线对比压力深度海底破裂压力地层压力常规钻井钻井液静水压力双梯度钻井钻井液静水压力海水静压力63.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍2.双梯度双梯度钻井的井的优点及存在的点及存在的问题优点增加增加钻井液密度的可井液密度的可调范范围，减少套管，减少套管层数数，节省了套管及下套管的时间和固井时间，从而缩短了建井周期，节约了钻井成本64.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍降低了降低了环空流空流动摩阻摩阻，同时也解决了泥解决了泥浆在隔水在隔水导管内返管内返速速过低和岩屑携低和岩屑携带方面的方面的问题等可降低深水可降低深水钻井作井作业对钻井平台和井平台和钻机等机等钻井装井装备的要求的要求平台平台紧急撤离急撤离时更更为安全安全，出出现井井喷等等较大事故的可能性大事故的可能性及及对海洋海洋环境境污染的可能性也大大降低染的可能性也大大降低；可减少泥可减少泥浆的用量的用量，使成本降低从理论上讲，双梯度双梯度钻井技井技术对水深没有限制水深没有限制，能够在任何水深中进行钻探65.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍存在的问题相关技术不成熟，会带来一定的作业风险检测和和处理井涌会有一些困理井涌会有一些困难，会出现井控等安全方面的问题66.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍3.双梯度双梯度钻井的井的实现方法方法不同实现方法的分类海底钻井液举升钻井双梯度钻井双密度钻井使用隔水管无隔水管67.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍海底钻井液举升钻井主要有：SMD(Subsea Mudlift Drilling)海底钻井液举升系统DeepVision海底泵系统SSPS(Subsea Pumping System)海底泵系统68.1.7 双梯度双梯度钻井介井介绍双密度钻井主要有：Maurer空心微球双梯度钻井系统LSU隔水管气举系统LSU隔水管气举系统69.本章重点本章重点1.水水上上井井口口装装置置和和水水下下井井口口装装置置的的组成成、适适用用平平台台类型及区型及区别。2.不同不同类型平台的各次开型平台的各次开钻的施工及井口安装。的施工及井口安装。3.海上井控的特点。海上井控的特点。4.管内插入法和水下管内插入法和水下释放法的施工工放法的施工工艺过程。程。5.双梯度双梯度钻井的原理、井的原理、优点和点和实现方法方法70.人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。71.72.