钻采工艺论文

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钻采工艺论文范文第1篇

关键词：石油钻采装备；电气产品；防爆型式；应用；

中图分类号：S972.7+4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

几年来国家对各行各业的安全更加注重，而进行石油钻探时的工作环境需要经常处于防爆区域，所以钻采时必须使用防爆的电气设备。

一、含爆炸性气体的环境危险区的划分

每一个国家对爆炸区域的划分都有各自的评判标准，我国将爆炸性气体出现的频率以及时间的长短等内容作为评判标准，将环境危险区划分为三个区域，分别是O区、1区以及2区，划分的具体标准如下所示：0区：环境出现爆炸性气体的时间较长或是连续出现的区域（大多数的情况下，0区只存在于密闭的空间环境中，如，贮罐，煤气罐等等）；1区：环境中的爆炸性气体可能由正常的工作运转产生的区域；2区：环境中的爆炸性气体不会由正常的工作运行造成或者即使产生了气体也不会长时间的存在。

二、常用防爆电气装置的应用

根据使用电气设备的环境、工艺等方面的不同，应用的防爆装置也不同，大致可以分为以下几种类型：增安型、隔爆型、正压型、本质安全型、充砂型、浇封型等。

（一）防爆电机。目前，石油钻采的力度越来越大，机器的工作时间越来越长，这样，企业对钻采工具的使用周期、维修时间以及次数、安全性能的要求越来越高，而防爆机又是保证以上各方面的关键，所以，石油钻采系统越来越注重防爆机的安全性能。石油钻采系统经过长期的实践证明，无火花型电机、正压型电机以及增安型比较实用且适用，这些电机也逐渐的进入到行业中去。

1、增安型电机。增安型电机一般在正常的工作过程中，不会产生电火花、电弧或者高温等现象，需要对该机器进行电气和热以及机械等方面的的保护措施，避免在正常工作时产生电火花、电弧或者高温等危险的现象。该电机在进行了一定的安全防护措施之后，可以正常的在2区危险区域进行工作。由于增安型电机将传统的下水冷改变为上水冷，加装了防潮加热器以及监控系统，所以，该电机的防爆性能更加完善，并且还能对点击进行监控，性能更加安全，保证了石油钻采任务的安全进行。

2、无火花型电机。无火花型电机在正常工作的过程中不会点燃周围环境中的爆炸性的气体，而且不会将点燃出现故障的电机，遏制了爆炸的进一步发生。该电机除了与增安型电机的一些特殊规定（如，绕组温升、起动电流、试验绝缘介电强度的电压等等）外，其他方面的设计要求相同。无火花型电机符合防爆电器的设计规定，使用额定电压超过660V的电机，加热机以及其他接连件在接线盒内。

3、正压型电机。正压型电机具有一整套完美的通风系统，内部没有任何影响通风正常进行的阻碍、结构死角等；由不能够燃烧的材料制作而成，机械强度能够达到工作需；电机外壳以及主管道的内部能够保证足够大的正压以求与外界环境的大气压相适应；电机备有安全保护措施，例如，流量监测器、时间继电器、报警装置等等，这些保措施既能够保证机器的换气量，还能够完成电机无法正常工作时的报警任务。

（二）防爆箱。防爆箱适用于1区以及2区的爆炸气体危险区。一些防爆箱因为采用了模块化设计的原理，各个回路可以根据工作环境的具体情况进行自由的组合，防爆箱有两种类型，即隔爆型、正压型，本文简述隔爆型。

隔爆型的电气一般在通用性较强的设备中比较常用。隔爆型防爆箱的外壳能够承受箱体内部气体爆炸产生的压力，遏制爆炸性的气体向外界环境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱体上在安装上一个接线箱，这样的组合仪器叫做/de0，该仪器能够在隔爆的壳体中使用可以产生火花的元件，减小仪器造价，然而有利必有弊，这用仪器由于是不同设备组装在一起形成的，所以仪器的体积较大，内部的小零件较多，如，螺丝钉。螺丝帽等等，在检修时步骤比未改装的更多，较麻烦，而且组合后的仪器散发的热量较多，散热也就成为该设备的一个重点问题。还有另外一种隔爆型防爆箱体叫做/ed0，这种设备的外壳是增安型，内部元件是隔爆型，对这种组合设备进行拆装时较/de0更方便，而且使用增安型的箱体装备设备，能够增加设备的防护等级，但是使用隔爆的电气元件会增加设备的成本，不利于推广使用。

（三）正压型电气设备。正压型设备可以使用在存有点燃源或者是密闭的环境中，将气体介质或者惰性气体导入设备的外壳中，从而形成一个相对稳定的过压，并且这种稳定的过压在实际的工作过程中依旧能够稳定的存在，这样就能够遏制可燃性的气体或者是易燃的粉尘等物质进入设备的外壳中，将可爆炸的环境与引燃源分隔开，防止爆炸的产生。从正压技术的原理上讲，正压技术可以应用于对可燃气体的分析。可燃气体经过管道进入分析仪的正压外壳，如果在设备工作的过程中出现可燃气体泄漏等问题，不会出现爆炸的现象，因为，这些泄漏的气体在正压外壳的内部会形成一个可燃性气体源，包含可燃性气体的管道以及分析仪叫做密闭容器系统，而这个密闭系统是一个无释放的系统。这个系统能够预见到气体的最大释放速度的有限以及无限性，对于气体的无限释放的情况下，这个系统能够利用惰性气体形成的过压阻止氧气进入设备的外壳中，使设备无法形成爆炸所需的环境。

三、总结

石油钻采使用的防爆电气设备要从经济以及通用角度考虑。在电气内部如果会产生电弧或是火花，而且周围环境为1区或是2区的气体环境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果电气内部不会产生电弧或是火花，而且所处的也为1区或是2区的气体中，要使用防爆电机。面对着科技的发展日新月异的情况下，各种石油钻采使用的设备也应该不断地完善。

参考文献：

[1]许春家.正压型防爆电机的防爆原理与设计[J]，防爆电机，2008（04）

[2]V.Hahn ，TH.Arnhold ，刘安邦；正压型电气设备――一种适用较复杂电气设备的防爆型式[J]；电气防爆；2003（02）

[3]吕俊霞.电气防火与防爆的方法和技术[J]，洁净与空调技术，2010（03）

[4]应一，魏桂梅.正压型防爆电机的相关试验[J]，防爆电机，2011（02）

钻采工艺论文范文第2篇

关键词：钢粒钻进，裂隙地层，岩溶溶洞地层。

 

由于切削具硬度及耐磨性的原因，硬质合金钻进只适用于中等硬度以下的软岩层；金刚石钻进可钻性级别较高，但金刚石产量少，价格昂贵，普及于日常生产有相当的难度，并且，金刚石受到太大的冲击容易破碎，也不适用于裂隙、溶岩溶洞地层钻进。

钢粒钻进是钻进坚硬岩层的另一种主要方法，这种施工方式具有施工设备简单，操作工艺易行，成本低廉等优点。但是，由于钢粒不固定在钻头上，在裂隙、岩溶溶洞地层，钢粒容易大量漏失、流失，使得钻头底唇面下没有足够的钢粒破碎岩石，钻具无法克取岩石取得进尺，所以，钢粒钻进在裂隙、岩溶溶洞地层中的应用也受到很大的限制。

我们在淅川水源地裂隙、岩溶溶洞地层钻井施工中，经过技术分析与攻关，采用钢粒钻进工艺，顺利完成了施工任务，在钢粒钻进裂隙、岩溶溶洞地层方面，取得了一定的实践经验。

1. 概述

1.1工程概况

由于工农业的快速发展，淅川县城段水质受到严重污染，超出了国家Ⅳ级饮用水标准，且水量供给日益萎缩。饮用水对当地的经济发展、人民的日常生活已经造成严重的影响。为此，经多方论证，开辟、建设新的、水质良好的饮用水水源地，成为必然。

1.2地层情况简介

水源地位于淅川县城西北一公里处。地层情况大致如下：

上部第四系坡洪积层，主要为松散中粗砂、砂砾（卵）石层、砂质粘土，其中赋存丰富的第四系松散岩类孔隙水；该层底部砂砾（卵）石层泥质含量较高，胶结较致密，该层不整合覆盖于寒武—奥陶系老地层之上，为隔水层。

基岩为奥陶、寒武、震旦系岩层，岩层局部为火山角砾岩、砂质粘土岩、页岩、砂岩、泥岩、板岩、灰岩等，含微弱基岩裂隙水，富水性差；地层岩性大部分为白云岩、白云质大理岩、灰质白云岩等，节理裂隙及溶蚀现象发育，赋存丰富的碳酸盐岩裂隙岩溶水。碳酸岩层为钻井取水的主要目的层。

1.3施工设计要求

设计井孔数25眼，单井供水量50吨/小时；

单井井孔结构为：上部第四系覆盖层井孔直径为φ600mm，下φ377×7 mm螺旋钢管；下部基岩：井孔直径为φ290mm，裸眼成孔。

井孔深度200米左右，具体井深视地层实际情况而定。

井孔上部第四系松散岩类孔隙水全部封隔，水源地用水主要取下部基岩的碳酸岩裂隙、岩溶溶洞水。

2.钻进工艺

上部第四系地层：一钻采用φ300mm三翼刮刀钻头开孔，二钻用φ600mm三翼刮刀钻头扩孔，最后用φ377mm钢粒钻头钻入基岩2米，下入φ377×7 mm螺旋钢管，止水固井管；

下部基岩：采用φ290×10mm钢粒钻头，一径钻至终孔。

钢粒选择：选直径为3mm的钢粒。

钻压：24KN， 转速：90rpm， 泵量：110 L/min， 回次投钢砂量：16Kg。

3.施工生产

3.1前期生产情况

机台进入工地后，第一眼井的前期，施工顺利，钻进至49.5米处钻穿第四系地层，然后又往下钻2米基岩，下入φ377×7 mm表层套管，止水、固定表层套管后，改用φ290×10 mm钢粒钻头钻进基岩。

当钻进至83米时，生产出现了两个棘手的问题，a：所用的清水冲洗液出现了迅猛的减少，即清水冲洗液大量漏失，导致工地施工所需的清水供不应求；b：在冲洗液出现大量漏失的同时，钻具也出现了剧烈的“窜动”和“阻卡”，致使钻具难以回转作业，施工设备“鳖车”严重。

在这两个因素的阻碍下，施工机台坚持运行2天，基本不能取得进尺。生

产被迫停顿。

3.2原因分析

就施工所出现的问题结合具体地质情况，我们判断冲洗液的漏失与钻具的“阻卡”、“窜动”现象，都是钢粒钻头钻至裂隙、岩溶溶洞地层的反应：

a:经测量，井孔内的静水位相对地面高度为-52.5米；循环池内冲洗液液面高度为-0.8米。井孔内液面高度比循环池内冲洗液面高度低51.7米。当泥浆泵将清水冲洗液打入井孔后，冲洗液柱就在循环管路中形成负压，负压将清水冲洗液快速的由循环池吸入井孔内，井孔内又由于裂隙、大溶洞的存在，进入井孔内的循环液从裂隙、溶洞漏失。最终循环池内的冲洗液大量被吸入井孔内流失，导致工地清水冲洗液供应不及，不能持续供应生产的需求。冲洗液流动示意图见图一。

b:当冲洗液大量流失时，恰好说明施工钻到了大裂隙、溶洞地层，在冲洗液大量流失的同时，钢粒也大量的漏失或被冲走。这种情况使得没有足够的钢粒被压在钻头唇面下面破碎岩石，导致钢粒钻头唇面直接与岩石相接触；大裂隙、岩溶溶洞地层处的井孔底部又凹凸起伏、参差不平，致使钻具剧烈的“窜动”和“阻卡”，无法回转作业。论文格式。

3.3解决方案

就生产中遇到的问题，我们进行了各种各样的尝试。

a:对于冲洗液大量漏失的问题，在保证满足钢粒钻进所需冲洗液量的前提下，控制流入井孔内的冲洗液量，使得冲洗循环液以一定的流量源源不断的被输送入井孔内。

我们在泥浆池的进水管上安装一个阀门和水表，控制、测量流入循环池的进水量；在高压管的前端安装一个球型高压阀门，用以控制进入井孔内的循环液量。每一回次，当水泵将循环水少量打入井孔后，即关闭水泵，利用循环液在井孔内、外的高差，让循环液自然被吸入井孔内，同时，利用高压管前端的球型阀门，控制流入井孔内的循环液量；再利用泥浆池进水管的水表，在保证泥浆池液面稳定的情况下，检测进入井孔内的循环液量，使得流入井孔内的循环液量即不太大，又能满足施工生产工艺要求。

为配合生产中用含钢粒的粘土球施工钻进生产，防止水流太大冲蚀含钢粒的粘土球，控制流入井孔内的循环液量减少为60 L/min。

b:对于钢粒大量漏失、流失问题，我们做了如下尝试：①在大裂隙、岩溶溶洞地层井孔段，舍弃钢粒钻进法，采用硬质合金钻头钻进。结果不理想，不能取得进尺，且钻具“蹦跳”、“阻卡”更为严重；②试用液压控制连续投砂器进行连续投砂法施工，结果也不甚理想。由于裂隙、溶洞比较大，投进井孔内的钢粒几乎都漏失或被循环液冲走，钻具依然“蹦跳”、“阻卡”严重；③我们在粘土球的启发下，利用稍微干些的粘土泥和钢粒进行搅拌，最后制成含有钢粒的粘土球。粘土球直径大致为φ40mm，粘土泥与钢粒的体积比例大致为7:3，然后在每一回次钻具放入井孔前，将粘土球投入井孔内，往井孔内输送的供水量降至60 L/min，转速90 rpm。施工运行结果相对比较理想。钻具回转平稳，进尺也较为理想。缺点是正常钻进的时间不长，只能维持25分钟左右，就需要重新往井孔内投含钢粒的粘土球，较为繁琐。

c:在裂隙比较小、溶洞比较小的地层，只要钢粒漏失、流失的少，还是采用由钻具内径一次投砂法或者结合投砂法，输送井孔循环液量110 L/min，钻进效率与完整地层钢粒钻进效率基本相同，比较理想。

3.4施工效果

经过分析和尝试，在裂隙、岩溶溶洞地层，采用钢粒钻进时，控制循环液输入井孔流量，并且制取粘土与钢粒比例为7:3（体积比）的粘土球，采用一次投球（粒）或者结合投球（粒）法进行施工，施工效果还是比较理想的。论文格式。

施工进度由前期的常规施工2天没进尺，改变为每天能取得7米左右的进尺。并且，由于施工工艺改进后，施工设备运行平稳，机械故障大为减少。

施工工艺改进前后各2天的施工主要经济技术指标统计情况，详见表一。

表一 施工工艺改进前后主要经济技术指标对比

施工 钢粒 施工 纯钻 辅助机械 待水 平均 单位进尺钢粒

进尺用量 时间 时间时间 事故 时间 钻速 消耗量

h Kg hh hh h m.h-1Kg.m-1

改进前0.15 150 48 2210 6 100.0031 1000

改进后 13.8 5048 28 164 0 0.2883.62

由上表可以看出：施工工艺经过改进后，进尺、纯钻时间、平均钻速都得到很大的提高，而钢粒等材料消耗却大幅下降，单位进尺钢粒消耗量趋于正常值，设备运转平稳，机械事故也减少了；由于供水“细水长流”，能够满足施工需水供应，待水时间降为0。

由此说明，施工工艺改进后，效果是显著的。工艺改进是成功的。

在随后24眼井的施工中，一直沿用了上述施工工艺，施工非常顺利。各方面均取得了满意的效果。我们圆满完成了全部施工任务。

4.结语

钢粒钻进是一种比较老的钻进施工方式，针对比较坚硬的岩层，具有成本低廉、工艺简单、事故率低等很多优点。但是，由于其本身工艺特点，在大裂隙、溶岩溶洞地层，这种施工工艺的应用受到了很大的限制。本文从生产实践出发，采用钢粒钻进工艺在大裂隙、岩溶溶洞地层施工，总结出了以下方法与经验：

①发生循环液大量漏失时，在供水管路上安装一个高压阀门，利用高压阀门控制循环液输送流量，使进入循环管路的冲洗液量既满足施工工艺要求，又不大量漏失。论文格式。使生产能持续地进行。我们工地经现场测试，循环液供应量降低至平常施工生产时的五分之三，即60L/min。

②当所施工地层存在大裂隙、溶蚀溶洞情况，导致钻粒大量漏失、流失时，按照7:3（体积比）比例，将粘土与钢粒混合搓制成直径φ40mm左右、比较硬的粘土球，在每一个回次下钻具前，采用一次投球（砂）法或者结合投球（砂）法将含钢粒的粘土球投入井孔内，施工钻进能获得不错的施工效果。

③当裂隙、溶洞不大，钢粒漏失、流失不太严重时，采用一次投粒法或者结合投粒法等正常、传统的施工工艺方式，钻进效率基本能恢复到完整岩层相同的正常水平。

参考文献：

［1］钻探工艺学.地质出版社。1990年。

［2］钻探工程设计参考资料.地质出版社，1991年。

［3］贾崇基，蔡公达。工程流体力学。1989年。

［4］岩石可钻性分级手册。1979年。

［5］王朝平。淅川水源地可行性论证报告，2008年。

钻采工艺论文范文第3篇

关键词:数据中心;数字化钻井;辅助决策;施工模式

1 前言

为了提高石油钻井管理水平，降低成本，提高经济效益和竞争能力，充分利用现代化信息技术，以降低开发成本和降低生产成本为目标，建设全新的数字化钻井施工模式有着重要意义。

2 数字化钻井信息平台框架

石油钻井的主流程是从市场信息的收集与分析开始，在构建过程中，全面考虑了钻井全过程所涉及到的数据以及生产经营活动，以钻井生产的主流程为线索，从数字化钻井队、钻井数据中心、钻井辅助决策平台和远程通信网络等四个方面设计了数字化钻井信息平台框架，本文着重从前三个方面阐述数字钻井施工模式的构建方法。

3 数字化钻井队

数字化钻井队主要通过数据采集计算机将安装在各关键部位的传感器连接起来，再由井场局域网络将数据采集计算机、数据处理与传输计算机、现场监控及其他应用计算机、现场摄像监控解码器等设备连接起来，然后通过部署在这些机器上的软件系统完成数据的自动采集、数据人工录入、数据转换、数据传输、现场工况监测等工作。这些软硬件集成起来构建了数字化钻井队。

3.1数字化钻井队的硬件设施

（1）数据采集仪器

数据采集仪器一般是钻井参数仪或者地质录井仪，钻井参数仪一般包括钻井仪表主机、传感器、电缆及附件。另外，对于定向井、水平井，还需要配备有关的测斜仪器，便于进行地质导向监控。

（2）计算机及网络设备

数字化钻井队需要在井场组建一个小型的局域网络。局域网由一台服务器和若干客户机组成。计算机的连接方式采用星型拓扑结构，即网络中的所有计算机都连接到一个共享式hub或交换机上。这种网络系统连接简单，也比较容易扩充。

3.2数字化钻井队的配套软件

（1）实时数据采集、处理软件

本系统的实时数据来源于综合录井仪或钻井参数仪实时采集的数据。为钻井工程实时监测与井场信息系统服务器软件平台提供规范格式的实时数据,以不同方式为客户端提供实时数据服务等。

（2）钻井过程实时监测和远程传输软件

钻井过程实时监测分为钻进过程和起下钻过程两个模块。

井场与基地间的数据传输可以采用不同的通讯形式，目前经济简便的通讯方式为利用普通有线电话网和gprs移动通讯网，其次是微波通讯和卫星通讯。本软件可实现以上集中网络的灵活选用。

（3）工程数据手工录入维护软件

该软件主要实现钻井现场施工工程与管理数据的录入、维护和统计。这些数据包括日常管理数据、钻井设备数据、钻井队伍数据等20余类。

（4）地层压力监测评价软件

该软件是根据国外室内研究的最新成果差压和岩石弹性力学参数之间的关系建立的，根据钻井参数计算地层压力，实现地层压力数据的采集、管理、处理计算、数据图形输出一体化。用于提高地层压力的预测、检测精度，合理设计钻井液密度，提高钻井安全性，保护油气层。[1]

4 钻井数据中心

钻井数据中心建设包括钻井综合数据库、数据流及数据加载、数据软件等方面。

4.1钻井综合数据库设计与实现

数据库以井的工程生命周期为路线，包括钻井施工、固井、完井、交井的全部数据以及形成上报统计钻井资料的数据。既能够适应高速发展的钻井系统现状，同时又具有较好的扩充能力。

钻井数据库共设计了355个数据表，3654个数据项，可分为钻井标准数据库、钻井编码数据库、钻井工程设计数据库、钻井iadc报表数据库、钻井工程数据库、钻井实时数据库、钻井井史数据库等大类。

4.2数据流及数据加载

所有的钻井数据在源头一次录入，远程传输至钻井公司，经过公司技术人员审核后进入钻井数据中心。钻井数据的审核流程和交换流程下图所示：

数据库及配套的录入系统设计完成后，在胜利油田分别部署了钻井分公司数据中心、总公司数据中心和局级数据中心。各级钻井数据中心运行平稳，并发挥着越来越重要的作用。

4.3数据软件

建立了强大的钻井数据中心，就必须发挥作用。

系统实现了钻井综合数据库的/fazhan/">发展。

参考文献

钻采工艺论文范文第4篇

关键词:磨铣开窗;斜向器;定向井;MWD无线随钻;小井眼

一、黄家场构造概况

黄家场构造位于川东南中隆构造带自流井构造群。其北平缓过渡为庙坝向斜,西北面以家西①号断层与灵音寺潜高为界,东南与龙市镇圣灯山背斜相邻,西南与瓦市潜高相望。

黄家场构造以茅口组、长兴组及嘉二段为主力油气藏,上报储量73.12×108m3,可采储量58.71×108m3。

侧钻目的层茅口组是以缝洞型为主要的储层。勘探实践和研究成果表明,茅口组裂缝主要发育在构造顶部、轴部、断层带和构造陡缓转折带等受力强的部位,在同一气田相同气层横向上被致密围岩分割为互不连通的多个缝洞系统,缝洞系统具有分布极不均质的特征。

构造特点决定了本区块为了挖掘老井产层资源潜力、增加井口产能,利用老井眼开窗侧钻连通剩余缝洞性气层无疑是最经济高效的措施。

二、本区块侧钻井钻井技术(以家38-C1井侧钻井为例)

目前,常用的开窗方法有两种:套管断铣开窗和磨铣套管开窗,两种方法各有优缺点。断铣法效率较高,但是容易断刀片卡死钻具;磨铣法效率较低,但更安全可靠。家38-C1井采用磨铣法在原家38井中Ø178mm油层套管内开窗侧钻,据原家38井井史和电测资料提示的水泥返高和开窗侧钻目的设计在1980m开窗。其基本原理是:先用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保证管壁干净;再在开窗位置注水泥塞,隔开侧钻点以下井眼;扫水泥塞后再下入斜向器,摆好方位后座挂好;下入复式铣锥磨鞋完成套管开窗工作。

1、套管开窗工艺

1.1 侧钻位置优选原则

侧钻位置的选择与原井套管完好情况、地层岩性、油水层纵向分布状况、工具造斜能力、开窗方式、地质设计有关。侧钻位置的选择遵循以下原则:①侧钻开窗位置要尽可能深,充分利用老井套管,避开上部井段复杂的压力层系;②确保侧钻位置以上套管完好,无变形、破裂和漏失;③侧造位置尽量选择在砂岩和非膨胀泥岩地层,最好能避开膨胀页岩和岩盐井段;④侧钻位置不宜选在套管接箍处,尽可能避开射孔井段以保证开窗和钻进施工安全。

据原家38井井史和电测资料提示的水泥返高和侧钻目的,本井开窗井段定为1980～1990m。

1.2 修刮套管壁

为保证斜向器座挂牢靠,需用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保证管壁干净。

刮管钻具组合:152mm通井规+ 177.8mm套管刮管器+120.7mm钻铤2柱+120.7mm随钻震击器+120.7mm钻铤1柱+88.9mm钻杆;

1.3 注水泥塞

为保证斜向器座挂牢靠,开窗前在开窗位置注G级油井水泥塞,措施如下:

①水泥塞面设计在1930m,侧钻点(1980m)以下水泥塞段长控制在100m以上。

②为确保水泥塞质量,减少混浆段,应注2m3左右的前置液和后置液,且候凝72h以上。

③注水泥时,确保水泥浆的密度在1.85g/cm3以上。

④为增加水泥塞的强度,应适当添加水泥强度添加剂。

1.4 通井钻塞

采用下面钻具组合通井钻塞至侧钻井深(1980m)。

钻塞钻具组合:152.4mm钻头+配合接头+止回阀+120.7mm钻铤3根+旁通阀+120.7mm钻铤5根+88.9mm加重钻杆24根+120.7mm随钻震击器+88.9mm加重钻杆6根+88.9mm钻杆。

钻塞措施:

①下钻通井过程中预防阻卡,遇阻超过30kN即挂水龙头划眼,严防钻具被卡。

②通井过程中,要特别注意工具的管理,防掉落物。

③通井完毕后,充分循环钻井液两周以上,确保井眼畅通无阻和井眼干净。

④钻至离开窗点最近的一个套管接箍上2～3米,对水泥塞质量进行检查,水泥塞能承受100kN钻压(扣除摩阻后的静压值),压缩距小于0.5m为合格,否则应重新注水泥塞。

⑤钻塞完后,用通井刮管钻具组合通井刮管,在斜向器座刮位置进行反复刮管,确保套管上无水泥环。

⑥通井钻塞后,对套管试压35MPa(套管腐蚀情况不详,实际套管试压值根据套管电测资料解释结果请示决定),稳压30min压力下降不超过0.7Mpa为合格。

1.5 安放斜向器

钻具组合:152mmDXQ斜向器+斜向器送入接头+120.7mm钻铤2柱+120.7mm随钻震击器+120.7mm钻铤1柱+88.9mm钻杆。

安放措施:

①送入斜向器时,要求操作平稳,下放速度要慢(1柱/5分)不得猛刹猛放,且时刻注意指重表,遇阻不得超过20kN,以防在下钻中途斜向器固定锚先期工作,造成支撑斜向器失败或过早剪断悬挂螺栓,导致不必要的打捞斜向器作业。

②下钻至1980m时,停止下钻,下入单点陀螺进行定向,完成定向后再缓慢下钻,座放斜向器,斜向器的方位与套管的方位一致,然后缓慢开泵释放斜向器,完成斜向器的锚定。

1.7 开窗磨铣

为开好窗口,保护导斜器顶不受破坏,应采取强刚性钻具结构。

钻具组合:152mmGMX高效复式铣锥+ 120.7mm钻铤2柱+120.7mm随钻震击器+120.7mm钻铤1柱+88.9mm钻杆。

磨铣参数为:钻压5～20kN,转速55～60r/min,泵压10～12Mpa,排量10～12l/s。

磨铣措施:

①划放至初始磨进方入,加压5～10kN,转速50～60转/分的参数磨铣30～40分钟造台阶,然后控制10～15kN磨进0.2m,最后以10～30kN钻压正常磨铣。

②每磨进0.1～0.2m,应上提钻具划眼,反复修磨窗口,并定时捞取钻井液中返出的铁屑,及时分析磨进情况。

③开窗过程中如钻速太慢,应加强分析判断,确认是铣鞋齿磨钝,则起钻更换。

④每次下钻提前于窗口顶开始轻压划眼,反复修磨开出的窗口,再接触窗底按正常磨进参数继续磨进。

⑤磨铣过程中要求操作平稳,均匀送钻,并注意转盘负荷的变化,如发现负荷增加,则上提钻具反复修磨窗口。每30min捞取钻井液中的返出物,分析砂样中铁屑所占的百分比及形状,判断铣鞋磨损程度。

⑥窗口开出后,用锥形铣鞋继续钻进4～5m,作为修整与加长窗口的口袋。

1.7 修整与加长窗口

下入152mm复式铣鞋+150mm柱形铣鞋,对窗口进行修整与加长,清除窗口上的毛刺与毛口,确保窗口光滑,并保证钻进钻具顺利下入。

钻具结构为:152mmGMX高效复式铣鞋+150mm柱形铣鞋+120.7mm钻铤2柱+120.7mm随钻震击器+120.7mm钻铤1柱88.9mm钻杆。

修磨参数:钻压10～20kN,转速60～65r/min。

该组合有较大的刚性,主要目的是依靠柱形磨鞋的侧面接触窗口,使窗口扩大、加长,得到修整。柱形磨鞋的侧面接触参差不齐的窗口时会产生扭矩,所以只要发现有扭矩,就必须在该点继续磨铣窗口,直到扭矩消失,上提下放不阻不挂,开窗工作即顺利完成。

下部钻进过程提下钻时,井下钻具组合通过窗口也应注意不能转动,因钻头或扶正器很可能挂住造斜器边沿使造斜器转动或磨坏造斜器。

2 小井眼轨迹控制技术

2.1 工艺措施

家38-C1井设计使用直、增、稳三段制井身剖面定向侧钻,井身结构为:177.8mm×1980m+ Ø152mm×2652m+ Ø104.8mm×2715m,侧钻造斜率4.78°/(30m),闭合方位331°,闭合位移269.4m,最大井斜45.55°。因开窗侧钻井眼直径仅为152.4mm(6 in),较小的井径会给定向井井眼轨迹控制带来很多困难,经研究后,决定在工艺上采取以下措施。

(1)使用MWD无线随钻测量系统定向造斜。目的是保证有足够的井眼跟踪能力,减少起下钻次数,达到设计目标要求。同时利用单弯单扶螺杆+PDC复合钻进自然境斜钻井工艺,提高机械钻速、降低起下钻次数,提高纯钻时效。

(2)由于套管是强磁体,而MWD无线随钻工具是利用磁性工具面来控制井眼方向的。因此套管磁干扰严重,需改用高边控制造斜工具的装置角,跟井眼方向保持一致。用高边控制到6°,按1°单弯螺杆造斜率4.5°/(30m)计算,新井眼离开套管达2m左右后,可以避开磁干扰,改用磁性工具测量精度较高。

2.2 施工情况

2.2.1 定向造斜

采用有MWD无线随钻定向,用单弯螺杆钻具造斜。实现了深部位定向、造斜工艺过程的连续控制,并使井斜和方位达到设计要求。

钻具组合:Ø152.4mmPDC钻头+ Ø 120.7mm1°单弯单扶螺杆6.59m+止回阀+311×310定向接头MWD×0.90m+ Ø 120.7mm无磁钻铤9.19m+120.7mm钻铤107.91m+88.9mm加重钻杆138.23m+88.9mm钻杆

钻进参数:钻压30～60KN,转速40r/min,排量10～12L/s,泵压17～21MPa。

稳斜段每50m 测一点,及时掌握井斜数、方位的变化趋势。

由于小井眼环空间隙小和钻进施加的钻压小,使扶正器上部钻铤受压后向下弯曲幅度过小和受到限制,所以钻头产生的斜向力小,造成增斜钻具的造斜能力降低。所以用无线随钻测斜仪配合单弯螺杆进行造斜,然后下增斜钻具,利用复合钻进自然增斜为主,滑动钻进为辅,井眼轨迹控制效果非常好,复合钻进自然增斜率为4.5°～5.5°/(30m),通过适当调节钻压达到设计增斜率,尽可能多地采用复合钻进少用滑动钻进,提高了机械钻速,降低了增斜钻进段的卡钻风险,也避免了重复起下钻和倒换钻具组合,大大节约了时间。

2.2.2 稳斜钻进

为抑制本区地层自然降斜趋势,采用MWD无线随钻+上扶正器比下下扶正器外径小的双扶螺杆钻具,在复合钻进时达稳斜钻进的目的。

钻具组合:Ø152.4mmPDC钻头+ Ø 120.7mm1°单弯单扶螺杆6.59m+止回阀+311310定向接头MWD×0.90m+ Ø 120.7mm无磁钻铤×9.19m+ Ø 120.7mm钻铤107.91m+ Ø 88.9mm加重钻杆138.23m+88.9mm钻杆(下扶正器150mm,上扶正器146mm)

钻进参数:钻压30～60KN,转速40r/min,排量10～12L/s,泵压17～21MPa。

2.2.3 三开井段

家38-C1井用先期裸眼完井方式,三开目的层为茅二段,钻进时用104.8mm 钻头和部分73mm 钻杆,钻具尺寸小,抗扭能力小,考虑到所钻地层坚硬,且为开窗定向井,钻具在井下的作业环境恶劣,为预防因复杂情况造成的断钻具事故发生,决定茅二段钻进使用井下动力钻具+PDC钻头,施工中有效地改善井下钻具的受力情况,提高机械钻速,防止钻具扭断。

钻具组合为:Ø 104.8mmPDC钻头+2A30×231接头+ Ø 73mm螺杆+231×2A10接头+ Ø 88.9mm钻铤+2A11×XT29接头+ Ø 73mm钻杆+310×XT29接头+ Ø 88.9mm钻杆

钻进参数:钻压20～40KN,转速40r/min,排量8L/s,泵压15～17Mpa。

3 其他配套技术

3.1钻头与钻具选择

由于该井钻进大部分用螺杆钻具,很难判断牙轮钻头使用寿命。容易掉牙轮,而且掉牙轮事故较难处理。因此在造斜段和稳斜段均使用PDC钻头,以利于提高钻头在井下的作业时间,减少起下钻具次数和防止掉牙轮事故的发生,以利于提高机械钻速。使用钻铤时,少下Ø 120mm钻铤,使用Ø 89mm加重钻杆代替钻铤可减少粘卡事故。

3.2 泥浆技术

177.8mm套管开窗侧钻的井眼是Ø 152.4mm,因井眼的环空间隙小,泥浆的流动阻力大,故井下泥浆循环是建立在小排量、高泵压的小井眼条件下,泥浆要具有较强的抑制造浆能力和防塌防粘卡性能,并具有较低的滤失量、摩擦系数以及良好的流动性。

根据侧钻井的工艺要求和地层岩性的构成情况,在定向侧钻中采用了具有抑制性的聚磺钻井液体系。严格控制钻井液粘切性能,保证携砂性良好;配合使用PHP、KJ-888等高分子聚合物抑制粘土水化分散,使细小岩屑能及时除出;及时补充LV-CMC、PAMS-900等降失水剂,严格控制钻井液失水量;适量补充SMC等磺化物的含量,维护高温情况下聚磺钻井液性能稳定;根据磨阻和定向加压显示,加入固体和液体剂,确保定向安全顺利;易塌井段使用足量防塌剂,巩固井壁,保证井下安全;参照地层压力系数,逐步提高钻井液比重,满足井控要求。泥浆的主要性能参数:粘度35～45s,API失水量

3.3 固井工艺

该井设计Ø 152mm钻头进茅口顶5米后挂Ø127mm尾管固井。因为开窗侧钻井眼与所下套管的间隙比较小,过小的间隙则会造成下套管困难和泥浆过早脱水形成水泥桥,特别是在斜井段中,套管难以居中,下套管和固井施工难度较大,为了保证尾管顺利下井并能悬挂住,以确保固井质量,在工艺上采取下列几项措施。

(1)认真做好通井准备工作。通井时对缩径井段反复划眼,下钻到底后循环泥浆,调整好泥浆性能,当泥浆性能良好、井壁稳定、井下正常、泥浆净化无沉砂后,泥浆中混入固体和液体液,同时在井底段打入稠浆以确保井底无沉砂,短起下15 柱,确实不阻不挂没有问题后,起钻下尾管。

(3)采用可靠的尾管悬挂工具及合理的下部结构,以确保尾管下得去、挂得住、倒得开,尾管一次下至预定位置,开泵小排量循环泥浆,并逐渐加大排量,循环2周后,调整好泥浆性能,做好泥浆净化工作。

(3)把握好水泥质量及化验关。在小间隙、高泵压状态下固井,对水泥浆提出了更高的要求,必须很好地控制水泥浆失水、稠化时间和流变性能,控制水泥浆失水量

(4)保证在高压状态下水泥浆密度均匀,替泥浆用大功率水泥车,提高顶替效率,保证固井质量。

4 认识与体会

(1)磨铣开窗方法具有开窗速度快、磨铣套管少、铁屑容易带出地面等优点。这种开窗方法适合开窗点深、难度大、多层套管的定向侧钻工艺要求。使用复式铣锥可以克服磨鞋磨铣工艺上的死点区,提高开窗速度。

(2)该井在井深、高温条件下,使用陀螺仪准确测量并定准开窗窗口的方位。

(3)小井眼增、稳斜困难,不宜用转盘大幅度增斜,我们采用无线随钻测量技术,配合单扶单弯螺杆的自然增斜功能、双扶单弯螺杆的稳斜功能以克服小尺寸钻具刚性较弱的缺点,实现了井眼轨迹的良好控制,没有发生扭方位或中途倒换钻具组合的现象。

(4)小井眼使用动力钻具和104.8mmPDC钻头,有利于提高钻井速度,减少起下钻次数,保证钻具安全工作。

(5)本井配套的钻头钻具优选、泥浆技术、固井技术有力地辅助了侧钻井施工的顺利进行。

参考文献

[ 1 ] 纪宏博等. 辽河油田稠油油藏侧钻井技术研究. 钻采工艺, 2009, 32 (4):20-22.

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[ 3 ] 赵金洲. 毛坝1 井钻井井控实践[ J ]. 天然气工业,2003, 23 (5).

[ 4 ] 王维斌. 川东宣汉―――开江区块恶性井漏特征及地质因素[ J ]. 天然气工业, 2005, 25 (2).

钻采工艺论文范文第5篇

关键词：资源勘探工程专业 实践教学

前言

实践教学是整个教学过程中的最重要得环节之一，是学生理论联系实际能力、动手能力、分析解决问题能力、创新能力及综合素质培养的关键，是学生走向企业、服务社会的基础。东北石油大学资源勘查工程（原石油与天然地质勘查）专业历来重视实践教学工作，多年来在中国石油天然气总公司等企业和学校的大力支持下，建立了较为完善的实践教学体系和良好的环境，培养了一大批广受油田青睐的人才。

一、构建实践教学体系

1.分层次递进式教学

在构建实践教学体系之时要注意，在教学当中需要分层次进行，采取递进式的方式逐次推进，从而提高学生的接受能力和学习效率。针对不同年级进行相应的安排，比如针对一年级学生，可以进行一些相对普通的地质认识实习，然后随着学生掌握的知识不断的提高而增加实习内容的难度。

2.以专业特色为基础

在构建资源勘查工程专业实践教学体系之时，必须充分结合其专业实际，立足于特色进行。该专业的专业特色主要有两个方面：第一，充分结合专业和学科，科研和教学两个方面。第二，校企合作，充分发挥企业的作用，保障对学生的培养和之后的岗位需求充分结合。因此在构建该专业的实践教学体系之时，应该通过建设室内实验室、校外实践教学等进行。从而形成从实验课教学到论文设计的，具有全方位综合性强的体系。

3.进行科研训练

进行科研训练实习，主要是为了提高学生实践能力，培养其创造性思维。该训练主要针对已经完成基础训练的学生，通过有效的考核进而选拔较为优秀的学生参加。通过教9币或者学校建立的有关科研基金，以此为学生提供一定的经费保障，同时鼓励学生参加各类针对该专业的比赛。

二、资源勘探工程专业实践教学的措施

1.拓展教学方法，提高实践教学效果

实践教学和其他的教学过程一样，合理、先进的教学手段和方法对于提高教学质量有着重要作用。为提高资源勘查工程专业的实践教学效果，在学校等有关部门的支持下，专业在教学手段和方法方面进行了积极探索。

1.1根据不同的教学内容采用不同的教学形式。在油田生产实践教学中采用集中与分散相结合的灵活教学方式。在岩心库、科技博物馆等参观地点，一般采用由专业讲解员进行系统讲解，带队教师和讲解员共同补充和答疑的集中教学方式完成实践教学任务；在采油厂实习基地，先采用集中教学方式，听取由厂长、总地质师、地质大队队长等专家所作的讲座，让学生对现场生产、科研有一个总体的认识，然后再采用4或5人一组的方式深入各矿，各矿配备专门的技术人员进行专门指导，学校教师则采用巡回检查指导的形式，解答学生在实习中碰到的问题。

1.2充分利用现代化的教学手段。随着现代教育技术的飞速发展，网络、多媒体技术在教学中也扮演着非常重要的作用。2007年，学校开通了实践教学管理系统，实现了管理的网络化、自动化，2008年专业开通了实验室网上预约和答疑系统，为每个实验室都建立多媒体投影系统，开发建设了油田生产实践教学课件，这些现代化教学手段采用有力地提高了教学效果。

2.突出专业特色、加强专业教学实验建设

目前本专业具有“普通地质实验室”、“晶体光学实验室”、“矿物岩石学实验室”、“沉积学实验室”、“地史古生物学实验室”、“构造地质学实验室”、“石油地质学实验室”等以教学为主的实验室。拥有各类显微镜150余台，矿物、岩石、古生物等各类标本、薄片200余套，构造模型100余套。基础地质实验室优势突出，而体现石油特色的专业实验室建设尚需加强。根据专业方向，重点建设油气田勘探地质和油气田开发地质两大方向的专业实验室。随着科学技术的发展，一些专业课程及其内容需要更新，相应的专业教学实验室及教学实验设施建设也要更新，自主研制开发部分石油特色的实验仪器设备。

3. 建设理论和实践并重的“双师型”指导队伍

实践教学是理论和实践结合关键过程，这就要求指导教师不但要有丰富的专业理论知识，而且具备足够的实践经验。根据人才培养的需求，专业根据不同类型的实践教学，进行了实践和理论并重的“双师型”指导队伍的探索和创新实践，取得积极效果。在油田生产实习中，专业聘请现场经验丰富的工程技术人员和学校的带队教师共同负责实践教学的指导任务。采油厂的总地质师、地质大队长、矿长、矿技骨干以及岩心库和油田科技博物馆的讲解员组成了现场指导队伍，发挥他们的专长，分别进行讲解油田企业文化、油田生产管理流程、油气输送工艺、钻采工艺、数据采集流程、资料解释处理、仪器维修维护等方面的知识和经验，同时在业务和现场操作上给予学生具体的、手把手的指导；学校的指导教师则进行理论指点，使学生更好地将课堂知识和生产实践融会贯通，为将来的人才引进做好了铺垫，成为校企合作的良好的渠道。

结语：

总之，与油气密切相连是我校资源勘查工程专业的特色和专业的优势，加强基础地质、油气地质实践教学，突出学生的观察、动手和分析能力，提高理论和实践相结合的综合素质，也是人才培养的有效途径和努力方向。因此，资源勘查工程专业的实践教学体系建设不可能一蹴而就，也不可能一成不变，必须根据国家形势和人才的特点，发挥自身优势和特色，积极总结经验和教训，及时进行培养理念和培养体系优化和调整，适应石油行业发展和高等教育改革的要求，真正发挥特色专业的示范和带动作用。

参考文献：