钻完井工艺流程-.ppt

海洋石油钻井作业专题之二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钻井作业划分示意图建井时间建井时间建井时间建井时间迁装作业迁装作业迁装作业迁装作业钻井作业钻井作业钻井作业钻井作业拆迁作业拆迁作业拆迁作业拆迁作业试油作业试油作业试油作业试油作业拖航拖航就位就位压载压载升船升船钻前钻前准备准备辅助辅助纯钻进纯钻进扩眼扩眼起下钻起下钻其它其它钻进作业钻进作业钻进作业钻进作业地层评价地层评价地层评价地层评价辅助工作辅助工作辅助工作辅助工作固井工作固井工作固井工作固井工作取心取心电测电测地漏试验地漏试验地质循环地质循环循环循环测斜测斜短起下短起下倒换钻具倒换钻具其它其它固井准备固井准备下套管下套管起下内管起下内管注水泥注水泥候凝候凝拆装井口拆装井口钻水泥塞钻水泥塞CBLCBL准备准备射孔射孔通井通井测试测试下桥塞下桥塞酸化酸化其它其它弃井弃井降船降船拔桩拔桩拖航拖航辅助辅助复杂情况、处理事故、修理时间、复杂情况、处理事故、修理时间、组织停工、自然停工、其它停工组织停工、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主要内容钻钻钻钻 井井井井 设设设设 计计计计钻井设计是在分析各种有关资料的基础上，遵循国家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、优质和低成本的原则，科学地作出并经过一定的程序审核批准的。低成本的原则，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。应认真遵照执行。钻井设计内容uu平台就位设计平台就位设计uu井身结构设计井身结构设计uu防喷器和井口系统防喷器和井口系统uu套管柱设计套管柱设计uu固井设计固井设计uu钻井液设计钻井液设计uu钻头设计钻头设计uu水力参数设计水力参数设计uu钻具组合设计钻具组合设计uu井眼轨迹设计井眼轨迹设计uu地层评价计划地层评价计划uu钻井作业程序钻井作业程序uu弃井作业程序弃井作业程序uu特殊作业程序特殊作业程序uu钻井风险分析钻井风险分析uu应急计划应急计划uu作业进度计划作业进度计划uu钻井材料计划钻井材料计划钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则 uu钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。钻井的目的是为勘探和开发油气田服务的。uu钻井设计必须符合国家及政府有关机构的规定和要求，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。保证钻井设计的合法性。uu钻井设计的主要依据：钻井设计的主要依据：n n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的资料。质上要求的资料。n n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。据。井场资料：井位自然环境、土壤情况、浅层气等。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。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的基本原则uu钻井设计应体现安全第一的原则。既要重视井下安全，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又要重视地面安全，把安全第一的原则贯穿到整个设计中。中。uu设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层空隙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。安全附加压力当量密度，小于地层破裂压力当量密度。安全附加值，值，油井为油井为1.53.5MPa1.53.5MPa，气井为，气井为35MPa35MPa。uu井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的是：是：钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则n n保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。n n压差不要过大，以免发生压差卡钻。压差不要过大，以免发生压差卡钻。n n封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻的井段。封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻的井段。n n探井的套管预留。探井的套管预留。n n多层套管程序。多层套管程序。n n高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶部。浅层气顶部部。浅层气顶部uu对预测有浅层气的井，原则要求地质部门改井位，避开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。浅层气，或具备控制能力。uu探井必须进行地层压力预测和监测。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典型井身结构和套管程序uu隔水管隔水管uu表层套管表层套管uu技术套管技术套管uu尾管尾管钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则uu评价井、开发井和调整井的设计。评价井、开发井和调整井的设计。uu钻井平台的选择，遵循原则：钻井平台的选择，遵循原则：n n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最大负荷的20%20%。n n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）的口压力（充满地层流体时的关井压力）的20%20%。n n平台的作业水深。平台的作业水深。(自升式，自升式，半潜式半潜式）n n海洋地质地貌对平台的影响。海洋地质地貌对平台的影响。uu海洋环境保护，是钻井设计必须遵循的原则。海洋环境保护，是钻井设计必须遵循的原则。n n钻井液的排放。钻井液的排放。n n弃井设计。油气水层用水泥封堵，并试压合格，泥线下弃井设计。油气水层用水泥封堵，并试压合格，泥线下4 4米割断。米割断。钻井设计的基本原则钻井设计的基本原则uu钻井设计要体现低成本的原则。钻井设计要体现低成本的原则。n n简化井身结构。简化井身结构。n n选用先进的工具、设备和技术。选用先进的工具、设备和技术。n n优先使用国产材料。优先使用国产材料。n n提高钻井速度，降低钻井成本。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海底调查与土质调查，也叫井位物探调查与井位海洋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。工程调查。在钻井平台到达井位在钻井平台到达井位4545天前，必须对设计井位周围的天前，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。钻井平台进行作业。调查方法：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、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。土质资料采集。气象和海况的要求气象和海况的要求uu钻井平台移位期间要求天气预报内容：钻井平台移位期间要求天气预报内容：n n未来几天的天气形势；未来几天的天气形势；n n所经航线中所经航线中2424小时的风向、风速、阵风和能见度；小时的风向、风速、阵风和能见度；n n云高，气温，可能出现的异常天气；云高，气温，可能出现的异常天气；n n冬季要考虑冰层及流冰。冬季要考虑冰层及流冰。uu钻井平台作业期间的天气预报：钻井平台作业期间的天气预报：n n天气综述、每日预报、大风警报、热带气旋、低温及冰区。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、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。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uu作业准备与拖航工作包括钻井平台的检验、移位、定位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。等一切钻前作业准备工作。n n根据钻井设计，对将需要的各类承包商和设备进行招标、评根据钻井设计，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。）务合同部门完成。）n n材料采办材料采办n n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、良好的设备和熟练的管理和操作人员，以满足作业的需要。作业者对承包商的的管理和操作人员，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。设备进行检验。对高级岗位人员进行作业审查。n n钻井作业的主要的承包商有：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、向井公司、潜水公司、通讯公司、气象公司、井口设备厂家、基地码头基地码头n n作业准备的运行计划与要求作业准备的运行计划与要求拖航作业拖航作业自升式平台拖航就位：自升式平台拖航就位：降船降船冲拔桩冲拔桩起拖起拖拖航拖航就位就位插桩插桩升船升船压载压载升船升船带缆带缆拖航作业拖航作业半潜式平台拖航就位：半潜式平台拖航就位：起锚起锚接拖接拖起拖起拖拖航拖航就位就位抛锚抛锚压载压载锚抓力试锚抓力试验验解缆解缆升船升船半潜式钻井平台拖航钻井程序钻井程序uu钻前作业钻前作业钻前作业钻前作业n n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。入，选择开钻时间。入，选择开钻时间。入，选择开钻时间。uu3636井眼与井眼与井眼与井眼与3030导管段钻井作业。导管段钻井作业。导管段钻井作业。导管段钻井作业。(一开）一开）一开）一开）n n组合开孔钻具；组合开孔钻具；组合开孔钻具；组合开孔钻具；n n探泥面并记录；探泥面并记录；探泥面并记录；探泥面并记录；n n在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；在等平潮期间，顶驱钻机可根据需要接立柱；n n排量应由低逐渐加到正常，采用海水排量应由低逐渐加到正常，采用海水排量应由低逐渐加到正常，采用海水排量应由低逐渐加到正常，采用海水/般土浆钻进。钻至预定深度后，般土浆钻进。钻至预定深度后，般土浆钻进。钻至预定深度后，般土浆钻进。钻至预定深度后，循环，替稠浆，短起至泥面以下循环，替稠浆，短起至泥面以下循环，替稠浆，短起至泥面以下循环，替稠浆，短起至泥面以下3 3 3 3米左右。然后下钻到底，垫稠浆，米左右。然后下钻到底，垫稠浆，米左右。然后下钻到底，垫稠浆，米左右。然后下钻到底，垫稠浆，起钻。起钻。起钻。起钻。n n 内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个内管固井。固井前试验插入头密封情况。内管安放两个30”X5”30”X5”30”X5”30”X5”扶扶扶扶正器。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。管。处理井口，候凝。管。处理井口，候凝。管。处理井口，候凝。组合开钻钻具下钻组合开钻钻具下钻下入隔水套管下入隔水套管钻井程序钻井程序uu2626井眼与井眼与2020套管段作业（二开）套管段作业（二开）n n钻具组合：钻具组合：26”BIT(26”BIT(承托环承托环)+9”(8”)DC2+26STB+8DC4+8)+9”(8”)DC2+26STB+8DC4+8(F/J+JAR)+X/O+5HWDP14(F/J+JAR)+X/O+5HWDP14。n n探水泥面高度并记录，水泥面顶需开泵。探水泥面高度并记录，水泥面顶需开泵。n n海水海水/般土浆钻进。般土浆钻进。n n投测，起钻，下投测，起钻，下20”20”套管。套管。n n内管固井内管固井。装井口，套管头试压。装井口，套管头试压5MPa5MPa，下耐磨补心，准备进，下耐磨补心，准备进入下一开作业。入下一开作业。如果预测有浅层气，则需要钻如果预测有浅层气，则需要钻17-1/217-1/2领眼。领眼。水下与地面井口装置水下与地面井口装置钻井程序钻井程序uu17-1/217-1/2井眼与井眼与13-3/813-3/8套管段作业（三开）套管段作业（三开）n n组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后5-105-10米，做地漏试验。米，做地漏试验。n n17-1/2”17-1/2”井眼钻具组合：井眼钻具组合：17-1/2BIT+8DC1+STB+8DC2+STB 17-1/2BIT+8DC1+STB+8DC2+STB+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+5HWDP17+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+5HWDP17n n马达组合马达组合(直井直井)：17-1/2PDC+9-1/2PDM+8F/V+8DC1+17-17-1/2PDC+9-1/2PDM+8F/V+8DC1+17-STB+8DC2+16-3/4STB+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+STB+8DC2+16-3/4STB+8DC6+8(F/J+JAR)+SUB+5HWDP175HWDP17。半潜式平台水下设备半潜式平台水下设备半潜式平台水下设备的主要组成半潜式平台水下设备的主要组成半潜式平台水下设备的主要组成半潜式平台水下设备的主要组成uu水下防喷器组及控制系统水下防喷器组及控制系统水下防喷器组及控制系统水下防喷器组及控制系统uu转喷器（分流器）及控制系统转喷器（分流器）及控制系统转喷器（分流器）及控制系统转喷器（分流器）及控制系统uu张力系统张力系统张力系统张力系统uu防喷器运送设备防喷器运送设备防喷器运送设备防喷器运送设备uu阻流管汇及控制台阻流管汇及控制台阻流管汇及控制台阻流管汇及控制台防喷器组的组成防喷器组的组成防喷器组的组成防喷器组的组成从下至上的排列：从下至上的排列：uu井口连接器井口连接器uu下双联闸板防喷器下双联闸板防喷器uu上双联闸板防喷器上双联闸板防喷器uu下万能防喷器下万能防喷器uu事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口uu防喷器组框架防喷器组框架以上组成，称为以上组成，称为BOP STACKBOP STACK（防喷器组避台风时，留（防喷器组避台风时，留在海底）在海底）防喷器组的组成防喷器组的组成防喷器组的组成防喷器组的组成uu隔水管连接器隔水管连接器uu上万能防喷器上万能防喷器uu挠性接头挠性接头uu防喷器控制盒：安装在防喷器控制盒：安装在LMRPLMRP的框架上的框架上uuLMRPLMRP（LOWER MARINE RISER PACKAGE)LOWER MARINE RISER PACKAGE)框架框架uu水下储能瓶组（包括上万能防喷器的缓冲瓶）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，可以起出部以上组成，成为下部隔水管总成（避台风，可以起出部份）份）钻井程序钻井程序uu12-1/412-1/4井眼与井眼与9-5/89-5/8套管套管段作业（四开）段作业（四开）n n地漏试验。地漏试验。n n本井段使用抑制性泥浆钻本井段使用抑制性泥浆钻进进n n电测，通井，下套管。电测，通井，下套管。n n固井。装井口，套管头试固井。装井口，套管头试压压20Mpa20Mpa。钻井程序钻井程序uu8-1/28-1/2井眼与井眼与7 7 尾管段作业（五开）尾管段作业（五开）n n地漏试验。地漏试验。n n本井段使用抑制性泥浆钻进。本井段使用抑制性泥浆钻进。n n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。管附件。n n尾管固井。固井结束确认无回流后，起钻尾管固井。固井结束确认无回流后，起钻2-42-4柱，循环冲洗水泥浆，柱，循环冲洗水泥浆，起钻。起钻。n n人工井底满足试油要求人工井底满足试油要求(否则，需组合否则，需组合7”7”尾管钻水泥塞钻具：尾管钻水泥塞钻具：6”BIT+SUB+4-3/4”DC6+3-1/2”DP)6”BIT+SUB+4-3/4”DC6+3-1/2”DP)，CBLCBL合格，套管试压合格，套管试压20MPa20MPa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，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。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。钻井程序钻井程序uu8-1/28-1/2井眼与井眼与7 7 尾管段作业（五开）尾管段作业（五开）n n使用屏蔽暂堵技术。使用屏蔽暂堵技术。n n高压油气井注意事项：备高比重泥浆，备井控用；定期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；做低泵冲试验。钻进过程中密切监测泥进行防喷演习；做低泵冲试验。钻进过程中密切监测泥浆池体积和气全量的变化，当气全量大于浆池体积和气全量的变化，当气全量大于30%30%时，应停时，应停钻循环排气。钻循环排气。钻开油气层后，要满足以下三个条件方可起钻：钻开油气层后，要满足以下三个条件方可起钻：循环时气全循环时气全量量10%10%且处于下降趋势；且处于下降趋势；气窜速度气窜速度5050米米/小时；小时；停泵观察停泵观察泥浆液面泥浆液面1515分钟无溢流。分钟无溢流。尾管固井演示尾管固井演示钻井程序钻井程序uu地漏试验程序地漏试验程序n n地漏试验的目的：地漏试验的目的：检测固井质量；检测固井质量；获取地漏获取地漏/破裂压力；破裂压力；确定最大允许泥浆密度；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；确定井控时最大允许环空关井压力；获取地层其它资料。获取地层其它资料。n n地漏试验的步骤：地漏试验的步骤：钻入新地层钻入新地层3-103-10米，循环泥浆；米，循环泥浆；提钻具到套管鞋内；提钻具到套管鞋内；管线通水；管线通水；泥浆泵泥浆泵/固井泵试压固井泵试压1500PSI(10MPa)1500PSI(10MPa)；关防喷器关防喷器;n n地漏试验的步骤：地漏试验的步骤：做地漏试验；做地漏试验；放压，记录泥浆回流量；放压，记录泥浆回流量；打开防喷器；打开防喷器；绘制地漏试验曲线图；绘制地漏试验曲线图；计算出地漏当量泥浆密度。计算出地漏当量泥浆密度。钻井程序钻井程序(after Gaarenstroom et al.,1993)volume钻井程序钻井程序uu弃井作业程序弃井作业程序n n每次注水泥塞的长度不超过每次注水泥塞的长度不超过200200米。米。n n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，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。以防互相串通。n n套管鞋上下各套管鞋上下各5050米，打一个水泥塞。探高度，试压到套管鞋处地漏米，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试验破裂压力再加3.45MPa 3.45MPa，以稳，以稳1010分钟合格。分钟合格。n n套管内射孔段一定要用水泥封固，油顶以上至少套管内射孔段一定要用水泥封固，油顶以上至少5050米。米。n n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。水，优点是省时。n n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；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。实际二是切割处不在套管内。实际 切割时还要避开套管接箍。切割时还要避开套管接箍。n n切口上下注切口上下注5050米的水泥塞。米的水泥塞。n n导管必须在海床以下导管必须在海床以下4 4米切割。米切割。n n临时弃井时，保证套管内的钻井液密度，完成油气层的封堵，最后临时弃井时，保证套管内的钻井液密度，完成油气层的封堵，最后一个水泥塞在海床以下一个水泥塞在海床以下250250米左右，上部井口倒开后，水下井口注米左右，上部井口倒开后，水下井口注入防腐液，井口戴上防腐帽。入防腐液，井口戴上防腐帽。弃井示意图弃井示意图钻头与钻井参数的设计钻头与钻井参数的设计uu钻头和钻井参数是影响钻井速度、钻井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。时效和钻井成本的重要的可变因素。uu钻头从切削原理上可分为牙轮钻头和金钻头从切削原理上可分为牙轮钻头和金刚石钻头。刚石钻头。l牙牙轮轮钻钻头头：可可分分为为钢钢齿齿和和镶镶齿齿两两种。种。l发发展展方方向向是是高高转转速速和和高高钻钻速速、长长寿命、进尺多、钻井综合成本低。寿命、进尺多、钻井综合成本低。钻头与钻井参数的设计钻头与钻井参数的设计uu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、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。多品种的、完整的钻头系列。n n按功用分：全面钻进钻头和取心钻头；按功用分：全面钻进钻头和取心钻头；n n按镶嵌方式：表镶式钻头和孕镶式钻头。按镶嵌方式：表镶式钻头和孕镶式钻头。n n按材料分：天然金刚石钻头和人造金刚石钻头。按材料分：天然金刚石钻头和人造金刚石钻头。打蛋式打蛋式打蛋式打蛋式PDCPDCPDCPDC双体双心双体双心双体双心双体双心PDCPDCPDCPDC钻头与钻井参数的设计钻头与钻井参数的设计uu其它种类的钻头；其它种类的钻头；套管钻鞋套管钻鞋套管钻鞋套管钻鞋钻头与钻井参数的设计钻头与钻井参数的设计uu水力参数设计水力参数设计n n确定排量确定排量 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。冷却钻头切削齿、清洁井底的需要，又要能保证井壁稳定。n n确定在设计排量下的工作泵压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际惯例，要求钻井泵在额定的最高工作压力的75%75%以下能长期正以下能长期正常运行。常运行。n n根据钻井液性能参数、钻井液在钻具内外的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。耗。钻井液钻井液uu钻井液是在旋转钻井时循环使用的液体，包括水基、油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，因此习惯上叫泥浆，现钻井液主要是由水和粘土组成，因此习惯上叫泥浆，现在钻井液的成本仅占钻井总成本的在钻井液的成本仅占钻井总成本的510%510%，但它却是影，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突出，因此，人们形象地把泥浆比喻为“钻井的血液钻井的血液”。uu钻井液的性能钻井液的性能n n密度、马氏漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、屈服值、切力密度、马氏漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、屈服值、切力（初、终）、（初、终）、APIAPI滤失量、泥饼厚度、滤失量、泥饼厚度、pHpH值、含水量、含油量、值、含水量、含油量、固相含量、含砂量、固相含量、含砂量、CLCL-含量、含量、K K+含量、含量、CaCa2+2+含量等含量等1钻井液钻井液uu钻井液材料与添加剂钻井液材料与添加剂n n根据根据API/IADCAPI/IADC的分类方法，可分为以下的分类方法，可分为以下1919类：类：粘土、加重材料、增粘剂、降粘剂、降滤失水剂、堵漏材料、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、卡剂、水基钻井液乳化剂、腐蚀抑制剂、高温稳定剂、清洁剂、碱度控制剂和油基钻井液添加剂。碱度控制剂和油基钻井液添加剂。uu固控设备固控设备n n为了尽可能地清除钻井液中的所有为了尽可能地清除钻井液中的所有“有害固相有害固相”。n n振动筛、除砂器、除泥器、清洁器、除气器、离心机。振动筛、除砂器、除泥器、清洁器、除气器、离心机。uu特殊井的钻井液特殊井的钻井液n n水平井、高温高压井、小井眼水平井、高温高压井、小井眼固固 井井uu套管规范套管规范n nAPIAPI的套管物理性能的套管物理性能 H H、J J、K K、N N钢级的套管；钢级的套管；C C、L L、T T钢级限定屈服强度的套管钢级限定屈服强度的套管 P P钢级的高强度套管；钢级的高强度套管；QQ钢级特殊用途套管钢级特殊用途套管n n非非APIAPI的套管物理性能的套管物理性能 NKKNKK系列（日本钢管）系列（日本钢管）NTNT系列（新日铁）系列（新日铁）SMSM（日本住友）（日本住友）n n标识规范标识规范n n连接螺纹规范连接螺纹规范固固 井井uu套管柱设计套管柱设计n n根据海洋环境恶劣、钻探作业困难、地层压力变化大、安全作根据海洋环境恶劣、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、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。技术套管、生产套管、技术尾管和生产尾管。n n设计方法：设计方法：等安全系数法：是指设计的套管柱各段的最小安全系数都等于规等安全系数法：是指设计的套管柱各段的最小安全系数都等于规定的安全系数。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。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）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。算方法。固固 井井uu下套管作业程序下套管作业程序n n井眼准备井眼准备 井眼畅通无阻井眼畅通无阻 无漏、塌、涌、喷现象无漏、塌、涌、喷现象 调整泥浆性能调整泥浆性能n n下套管工具准备下套管工具准备 检查套管泵和套管钳检查套管泵和套管钳 单根吊卡和卡盘单根吊卡和卡盘 绳套绳套 其它工具其它工具n n套管准备套管准备 检查套管；丈量长度、通径；清洗丝扣；安装套管附件检查套管；丈量长度、通径；清洗丝扣；安装套管附件固固 井井uu下套管作业程序（续）下套管作业程序（续）n n编制套管程序表编制套管程序表 口袋长度口袋长度 浮鞋、浮箍浮鞋、浮箍 短套管或同位素短套管或同位素 泥挂、遥控接头泥挂、遥控接头 井口小平台井口小平台 转盘面以上高度转盘面以上高度 套管扶正器安放原则套管扶正器安放原则 浮鞋、浮箍处加扶正器浮鞋、浮箍处加扶正器 油气层段加扶正器油气层段加扶正器 套管重叠段加扶正器套管重叠段加扶正器n n下套管注意事项下套管注意事项 下套管深井用套管卡盘，前几个单根要打上单根吊卡下套管深井用套管卡盘，前几个单根要打上单根吊卡固固 井井uu下套管作业程序（续）下套管作业程序（续）n n下套管注意事项下套管注意事项 上扣先慢确认无错扣后快速旋转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定期灌满泥浆，管内外压差不得超过回压阀承压能力的50%50%控制下放速度，以免压漏地层控制下放速度，以免压漏地层 及时安装套管扶正器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强度的70%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；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。冲洗泥挂。固固 井井uu油井水泥和添加剂油井水泥和添加剂n n油井水泥分为油井水泥分为A A、B B、C C、D D、E E、F F、GG、H H等等8 8个级别和普通型个级别和普通型（OO）、中抗硫酸盐型（）、中抗硫酸盐型（MSRMSR）和高抗硫酸盐型（）和高抗硫酸盐型（HSRHSR）n n海上固井作业主要用海上固井作业主要用GG级水泥加入速凝剂和缓凝剂可用于低、中、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。高温井，适用于全井段所有套管层次的固井作业。n n水泥浆的性能水泥浆的性能 密度、稠化时间、自由水、失水量、水泥强度、流变性密度、稠化时间、自由水、失水量、水泥强度、流变性n n水泥浆添加剂水泥浆添加剂 消泡剂、速凝剂、缓凝剂、分散剂、降失水剂、加重剂、减轻剂、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、早强剂稳定剂、早强剂固固 井井uu注水泥作业注水泥作业n n一般要求一般要求 井眼稳定，泥浆性能稳定；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位于油气层底界以下不少于2525米；米；n n水泥返高水泥返高 常压油气层固井，水泥返到油气层顶界以上至少常压油气层固井，水泥返到油气层顶界以上至少150150米；米；高压油气层，水泥返到油气层顶界以上至少高压油气层，水泥返到油气层顶界以上至少300300米；米；隔水导管、表层套管，必须返到泥面；隔水导管、表层套管，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技术套管固井，水泥一般返到上层套管鞋内以上100100米左右；米左右；尾管固井，水泥一般返至尾管顶部尾管固井，水泥一般返至尾管顶部固固 井井uu注水泥作业（续）注水泥作业（续）n n附加系数附加系数 隔水导管固井，按钻头直径计算的环空容积附加隔水导管固井，按钻头直径计算的环空容积附加200%200%表层套管固井，附加表层套管固井，附加100%100%；技术套管和油层套管固井，附加技术套管和油层套管固井，附加50%50%；尾管固井，附加尾管固井，附加30%30%；若采用电测容积，渤海地区附加若采用电测容积，渤海地区附加30%30%。n n水泥浆体系满足地层和施工要求，必须进行水泥浆试验水泥浆体系满足地层和施工要求，必须进行水泥浆试验n n稠化时间稠化时间固固 井井uu注水泥作业（续）注水泥作业（续）n n固井作业注意事项固井作业注意事项 施工前固井泵试运转和试压施工前固井泵试运转和试压 泥浆泵和仪表正常泥浆泵和仪表正常 泵效试验泵效试验 固井管线试压固井管线试压 碰压。碰压。n n内管固井内管固井n n常规单级固井常规单级固井n n单级双封固井单级双封固井固固 井井uu注水泥作业（续）注水泥作业（续）n n双级固井双级固井 双级固井主要目的及用途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；井底无法承受水泥浆产生的液柱压力；封固多个油气层，达到防气窜的目的；封固多个油气层，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；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；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。一个井段需要不同类型的水泥浆固井。n n分级箍的安放位置分级箍的安放位置 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意位置 为达到防气窜的目的，它可安装在气层之上；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；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分级箍多放在上层套管鞋上下5050米处。米处。固固 井井uu注水泥作业（续）注水泥作业（续）n n工具组成工具组成 分级箍、关闭挡圈、一级关闭塞、开孔弹、二级关闭塞。分级箍、关闭挡圈、一级关闭塞、开孔弹、二级关闭塞。n n分级固井施工程序及注意事项分级固井施工程序及注意事项 一级注水泥；一级注水泥；投一级关闭塞，顶替至关闭挡圈碰压；投一级关闭塞，顶替至关闭挡圈碰压；投开孔弹，打开循环孔；投开孔弹，打开循环孔；循环泥浆，直到一级水泥超过稠化时间为止；循环泥浆，直到一级水泥超过稠化时间为止；二级注水泥；二级注水泥；投锁紧塞，碰压，碰压后增加一定的压力投锁紧塞，碰压，碰压后增加一定的压力(一般为一般为300-500PSI)300-500PSI)关关闭注水泥循环孔，确保不回流。闭注水泥循环孔，确保不回流。n n尾管固井尾管固井固固 井井uu挤水泥挤水泥n n低压挤水泥和高压挤水泥低压挤水泥和高压挤水泥uu注水泥塞注水泥塞n n目的目的 在鱼顶上方开窗侧钻在鱼顶上方开窗侧钻 回填某一井段或弃井回填某一井段或弃井 解决钻井期间的井漏问题解决钻井期间的井漏问题 为裸眼测试提供地锚为裸眼测试提供地锚n n施工方法施工方法 平衡法、水泥倾卸筒法、双塞法平衡法、水泥倾卸筒法、双塞法uu固井质量评价固井质量评价n n压力试验：套管试压和套管鞋试压压力试验：套管试压和套管鞋试压n n测井方法解释水泥胶结质量测井方法解释水泥胶结质量 水泥胶结（水泥胶结（CBLCBL）、变密度测井（）、变密度测井（VDLVDL）、扇区水泥胶结测井）、扇区水泥胶结测井（SBTSBT）固固 井井uu固井质量评价固井质量评价n n压力试验：套管试压和套管鞋试压压力试验：套管试压和套管鞋试压n n测井方法解释水泥胶结质量测井方法解释水泥胶结质量 水泥胶结（水泥胶结（CBLCBL）、变密度测井（）、变密度测井（VDLVDL）、扇区水泥胶结测井）、扇区水泥胶结测井（SBTSBT）CBLVDLSBT钻柱设计与井斜控制钻柱设计与井斜控制uu钻柱是由方钻杆、钻杆、钻铤及其它井下工具组成的管串。钻柱是由方钻杆、钻杆、钻铤及其它井下工具