钻井基本知识大归类2
钻井分直井和定向井。定向井可分为：普通定向井、大斜度井、丛式井、多底井、斜直井、水平井等。
普通定向井：在一个井场内仅有一口最大井斜角小于60°的定向井。大斜度井：在一个井场内仅有一口最大井斜角在60°～86°范围内的定向井。丛式井：在一个井场内有计划地钻出的两口或两口以上的定向井组，其中可含一口直井。多底井：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。斜直井:用倾斜钻机或倾斜井架完成的，自井口开始井眼轨道一直是一段斜直井段的定向井。
1、准备工作
定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。
修公路：主要保障能通行重车，有的满载车总重可达39～40吨或更多。
平井场：在井口周围平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机可为100×60m2。
打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。
安装：立井架，安装钻井设备。
2、钻进
当前世界各地普遍使用的打井方法是旋转钻井法，此法始于1900年。
钻进：钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头的刃部吃入岩石中。钻头上边接钻柱，用钻柱带动钻头旋转以破碎并底岩石广井就会逐渐加深。加到钻头上的压力叫钻压，是靠钻柱在洗井液中的重量(即减去浮力后的重量)的一部分产生的。
钻柱把地面的动力传给钻头，所以，钻柱是从地面一直延伸到井底的，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱重量将逐渐加大，以致于将超过钻压的需要。过大的钻压将会引起钻头、钻柱、设备的损坏，所以必需将大于钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使作用到钻头上。钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大于钻压需要而吊悬起来的那部分重量称为钻重。亦即钻压=悬重一钻重。
井加深的快慢，即钻进的速度，用机械钻速或钻时表示。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数，即每小时进尺数。钻时是每进尺1m所需时间，以分钟表示。此二者互成倒数。
洗井：井底岩石被钻头破碎以后形成小的碎块，称为岩屑。岩屑积多了会妨碍钻头钻切新的井底，引起机械钻速下降。所以必需在岩屑形成以后及时地把它们从井底上清除掉，并携出地面，这就是洗井。
洗井用洗井液进行。洗井液可以是水、油等液体或空气、天然气等气体。当前用得最多的是水基泥浆，即粘土分散于水中所形成的悬浮液。也有人称洗井液为钻井液，但多数人则把各种洗井液统称之为泥浆。
钻柱是中空的管柱，把洗井液经钻柱内孔柱入井中，从钻头水眼中流出而冲向井底，将岩屑冲离井底，岩屑随同洗井液一同进入井眼与钻柱之间的环形空间，向地面返升，一直返出地面，见图3-1。岩屑在地面上从洗井液中分离出来井被清除掉，不含岩屑的洗井液再度被注入井内，重复使用。洗井液为气体时则不再回收。
在钻进时，洗井是与破碎岩石同时迸行的。为了维持洗井液不间断地循环，就需用泵连续灌注。液体在流经管路时是要损耗能量的，即要克服流动阻力而损耗洗井液所具有的压力。因此，泵的出口压力要较高。
接单根：在钻进过程中井不断加深，钻柱也要及时接长，每次接入一根钻杆，叫
做接单根。打一口井要接很多次单很。
起下钻：为了更换磨损了的钻头，需将全部钻柱从井中起出，换了新钻头以后再重新下入井中，叫起钻或下钻。一口井要用很多只钻头才能钻成，所以起下钻的
次数是很多的。
为了提高效率，节省时间，起下钻时不是以单根钻杆为单位进行接卸，而是以二或三根钻杆为一接卸单位，称为立根。立根长度一般为24-25m。为了配合这么
长的立根，井架高度一般应为41m左右。
固井：一口井在形成时，要穿过各种性质不同的地层，有的地层岩石坚硬，井眼形成以后可以维持较长时间而不致坍塌，有的地层则很松软、破碎，形成的井壁不稳定，井壁上的岩石极易坍塌落入井内，有的地层内含有高压油，气，水等流体，有的地层则压力很低，易使洗井液漏失，有的地层含有某些盐类，会使洗井
液性能变坏。
尽管地层复杂多变，还是得设法将这些地层钻穿，否则无法继续向下钻进。当这些地层被钻穿以后，上述的各种复杂情况有的可能消失，对以后的钻井工作不再造成危害。而有的则继续给钻井工作造成麻烦，也许会形成隐患。为了保护已钻成的井眼和使以后的钻井工作顺利进行，或为生产造成通路，应当在适当的时候对井眼进行加固，称为固井。固井的方法是将称做套管的薄壁无缝钢管下入井中，井在井眼与套管之间灌注水泥浆以固定套管，封闭住某些地层。这就是下套管，注水泥作业。一口井从开始到完成，常需下入多层套管井注水泥，即需进行数次
固井作业。
事故处理：如物件落入井内需进行打捞，钻杆断在井内也要打捞，钻柱被卡在井内则要设法解卡。除落物外，引起井内复杂情况而需处理的原因多系洗井液性能
不合要求所造成的。
常用钻具包括钻头、钻挺、稳定器、减振器、震击器、加重钻杆、钻杆、方钻杆、井底马达和连续导向动力钻具组合等。
1、钻头（Drill Bit）
钻头是钻井时直接破碎岩石的工具。它的结构特点，制造工艺及选用是否得当对提高钻井速度，降低钻井成本很重要。近十多年来，随着钻井技术的提高，冶金和机械制造工艺的改进，钻头的设计、制造和使用都有了很大的改善，使各类钻头的技术经济指标有了很大的提高。
目前石油钻井常用的钻头(不包括地质钻探、矿产采掘等工业所用钻头)，按其破碎岩石的作用原理分类，可分为切削型(刮刀钻头)，冲击压碎剪切型(牙轮钻头)和研磨型(金刚石钻头)三类（图3-2）。
2、钻杆（Drill pipe）
用于将破碎岩石的扭矩从地面传递给钻头，并形成洗井液循环的通路。钻杆用薄壁无缝钢俐管制成，每根长8-12m。为了适应不同使用条件的要求，钻杆采用不同的钢级生产出不同直径、不同壁厚的多种规格（均为API标准）以供选用。钻杆由厚壁高强度钢管制成。两端的接头比本体粗。一端为公扣，一端为母扣。其管体外径为73mm～168mm，壁厚8.38mm～11.40mm，内径为33mm～126mm。在钻头与方钻杆之间。作用是：l）将钻头送入井底，起下井内钻具；2）输送高压钻井液；3）传递扭矩；4）控制钻压。
三方、四方或六方空心钢管称方钻杆（Kelly），上接水龙头，下接钻杆，作用是将钻盘扭矩传递给钻柱。
API钻杆规范见表2-20。
表3-1 API钻杆规范
图3-4 钻杆（左图方钻杆；钻井现场的钻杆）
2、钻铤（Drill Collar）
钻挺由厚壁高强度钢管制成，两端有接头。一端为公扣，一端为母扣。通体外径相等，内径相等；其外径在79mm～355mm的范围内；内径为31mm～76mm。位置在钻柱下部、钻头之上。其作用是：1.提供钻压；2.传递运动力和力矩；3.控制井眼轨道；4.传递泥浆。表3-2为API钻铤规范表。
表3-2 API钻铤规范
3、加厚钻杆
普通钻杆的壁厚约8-12mm,钻艇壁厚约45-100mm,两者直接相接，刚度差别太大，
对钻杆不利。应当在两音之间接上加厚钻杆18～21根，使刚度不突然变化。
加厚钻杆实际上是一种特殊的厚壁钻杆,壁厚为22-25mm，。由于壁较厚，所以单位长度重量为普通钻杆的2.4倍以上。
这种钻杆通常接在钻铤和普通钻杆之间。其作用：1)钻挺不足时可给钻头提供钻压；2)由于壁厚大，具有较高抗张、抗弯曲强度，可以有效地防止和减少钻具事故。结构同于普通钻杆。加厚钻杆规范见表3-3。
4、配合接头
钻杆与钻镇有多种不同的外径，它们的接头丝扣也就具有不同的节圆直径，锥度与螺距也可能不同。即使是外径相同的钻杆，也由于加厚方式的不同或其他原因，其接头丝扣的尺寸也不尽相同。钻柱配合有多种不同的组合，相互连接处的接头丝扣尺寸可能是不一样的，这就无法相互连接。解决的办法就是用配合接头，它两端的丝扣各与拟连接的丝扣同尺寸。
5、保护接头
方钻杆下端接头丝扣处由于起下钻，接单根等作业接卸频繁而容易磨损。磨损后不易修复。水龙头中心曾下端也有这问题。这些丝扣需要加以保护以延长其使用寿命。采用的办法是在该处再加用一个接头，使经常接卸处移到这个新加的接头上就行了，如果损坏，换个接头还是简单易行的。这个接头就叫保护接头。
6、吊卡、卡瓦、吊钳、提升短接、安全卡瓦
钻井起下钻时常用到吊卡、卡瓦、吊钳（Tong）、提升短接、安全卡瓦设备（图3-5~图3-10）。安全卡瓦（Safety clamp）在钻铤上无接头台肩，用普通卡瓦卡紧在转盘上时可能滑落井中。因此，在卸下吊卡前要卡上安全卡瓦，扣上吊卡以后再去掉。利用尖劈原理将钻杆、钻铤卡紧在转盘孔斜面上，以悬持钻杆柱重量，以进行起、下管柱的作业。
7、打捞工
具：公锥（Pin Tap）、母锥（ Hen Tap）、打捞筒、打捞蓝（ Fishing Basket ）、打捞矛、磁力打捞器（Fishing magnet）、磨鞋（Mill）。（图3-11～3-14）。
8、稳定器（Stabilizer）：一端有母扣、一端有公扣的高强度钢管（图3-15）。两端设有接头，中间有加粗钢筋。位置在钻铤及钻杆中间。作用是控制井眼轨道。是满眼（保持原井眼轴线钻进）、钟摆和增稳降斜钻具组合中的必需部件。一般扶正器用3个，放置在钻头以上1.3m,7.6m,19m左右处。扶正器的外径应等于钻头外径。应及时更换掉直径已磨小了的扶正器。通常有直棱和螺旋两种类型。
9、减震器（Bumper）：是一段轴向弹性较好的钻挺（图3-16）。利用工具内部的减震元件或可压缩液体吸收或减小钻井过程中对钻头和钻具的冲击和振动负荷，保护钻头牙齿、轴承和钻具，延长钻头寿命和减少钻具刺漏的一种钻井工具。位置在钻铤中间。
10、震击器（Jar）：是钻往的一个短节（图3-17）。当轴向拉力或压力达到一定的数值时，产生一个剧烈的轴向振动，以解除卡钻。位置在钻铤中间。
11、井下动力装置（Down hole Motor）
所谓井下动力钻具，是指用循环钻井液作动力驱动工具芯轴带动钻头旋转钻井的钻具。井下动力钻具的共同特点是，钻井时钻柱不旋转。利用这一特点，在定向井斜钻进中，可以使井身沿一定方向倾斜钻进至预定目标。井下动力装置有三种：螺杆钻具（液压驱动、螺杆转子、定子）、涡轮钻具（液压驱动、涡轮、叶轮）和电动钻具（电动机驱动）。图3-18为螺杆图片。
防喷设备：钻井过程中存在井内压
力平衡问题。泥浆漏失、溢流都可能使压力平衡被破坏，为了防止井场发生井喷事故(动画3-2)，必须安装防喷设备，主要包括多效能防喷器、闸板防喷器、旋转防喷器。多效能防喷器装在最上部。发生溢流时，一般是先关这个防喷器。密封件是带钢骨架的橡胶芯子（图B-9)。关闭时是用油压推动活塞上行，压缩橡
胶芯子即可封住。放掉油压，活塞下行，橡胶芯子回到原位，该防喷器即打开。在发生溢流时，井口可能是全空的。也可能有钻杆，方钻杆。橡胶芯子可封住任何形状的井口，但因封闭全井口时芯子易坏，所以除非是紧急情况，不建议用于无钻杆时的全封闭，封闭以后可以允许钻柱进行小量活动。图3-19～图3-26为井喷现场、防喷设备及其工作原理图。动画3-3
8、钻柱组合
水龙头和方钻杆上部接头为左旋螺纹（反扣）。从方钻杆下端到钻头的所有接头都是右旋螺纹（正扣）。图3-27为常见的钻柱组合方式。
1、井场布置
井场是在陆地上打井时为便于钻井施工在井口周围平整出来的一片平地，面积根据钻机的大小面定，打6000m深井的钻机约需120×90m2,3000m钻机100×60m2,再小些的钻机井场可小到60×80m2。井场的空场大小应能满足搬家、安装、面井等作业时大批车辆进出，摆放的需要。对离矿区较远的探井，尚需有职工所需的生活设施如宿舍、厨房等。如在水面上打井，则用钻井平台来代替井场。图3-28给出了一个井场的布置图。
钻井井控知识题库
钻井井控基本知识题库 一、名词解释 1、井控：实施油气井压力控制的简称。 2、溢流：当井底压力小于地层压力时，井口返出的钻井液量大于泵的排量，停泵后井口自动外溢的现象称之为溢流或井涌。 3、井喷：当井底压力远小于地层压力时，井内流体就会大量喷出，在地面形成较大喷势的现象称之为井喷。 4、井喷失控：井喷发生后，无法用常规方法控制井口和压井而出现井口敞喷的现象称之为井喷失控。 5、油气侵：油或天然气侵入井内后，在循环过程中，泥浆槽、液池面上有油或气泡时，称之为油气侵。 6、井控工作中“三早”的内容：早发现、早关井和早处理。 7、一级井控：指以合理的钻井液密度、合理的钻井技术措施，采用近平衡压力钻井技术安全钻穿油气层的井控技术，又称主井控。该技术简单、安全、环保、易于操作。 8、二级井控：溢流或井喷后，按关井程序及时关井，利用节流循环排溢流和压井时的井口回压与井内液柱压力之和来平衡地层压力，最终用重浆压井，重建平衡的井控技术。 9、三级井控：井喷失控后，重新恢复对井口控制的井控技术。 10、静液压力：由井内静液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。 11、地层压力：指作用在地层孔隙中流体上的压力，也称地层孔隙压力。 12、地层破裂压力：指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。 13、波动压力：由于钻具在井内流体中上下运动而引起井底压力减少或增加的压力值。是激动压力和抽吸压力的总称。 14、井底压力：指作用在井底上的各种压力总和。 15、井底压差：指井底压力与地层压力之差。 16、压井：是发现溢流关井后，泵入能平衡地层压力的压井液，并始终控制井底压力略大于地层空隙压力，排除溢流，重建井眼与地层系统的压力平衡。
钻井地质基础知识
钻井地质基础知识 技术服务中心 1.地球及组成 地核的范围大约从地下2900公里至地心6371公里，主要是由铁镍组成。地馒的范围大约在地下33公里至2900公里之间，主要是由铁镁硅酸盐、金属氢化物和不同矿化物组成。最上面的一层硬壳，叫地壳，是由岩石组成的，又叫岩石圈。地壳的厚度各处不一：大陆上高山地区最厚可达60－75公里；大洋中一般小于10公里；平均厚度约33公里。 组成地壳的岩石，按成因的不同，分三大类：火成岩、变质岩、沉积岩。 2.地层知识 地层（stratum） ☆地质历史上某一时代形成的层状岩石成为地层，它主要包括沉积岩、岩浆岩以及由它们经受一定变质的浅变质岩。 ☆地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。 ☆所谓的地层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。 从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。）中具一定层位的一层或一组。地层可以是固结的岩石，也可以是没有固结的堆积物，包括、火山岩和。在正常情况下，先形成的地层居下，后形成的地层居上。层与层之间的界面可以是明显的层面或沉积间断面，也可以是由于岩性、所含化石、矿物成分、化学成分、物理性质等的变化导致层面不十分明显。 （1）火成岩，又名岩浆岩。是高热的岩浆从地球较深处侵入地壳，或喷到地表冷凝后形成的．特点是无层次，块状，一般都很致密而坚硬。如花岗岩、玄武岩、正长岩等都是火成岩。（2）沉积岩。是母岩（即火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩）受风吹雨打、温度的变化、生物的作用、水的溶解等因素的影响，逐渐地剥蚀、破碎，形成了碎屑物质、溶解物质和残余物质，这些物质经过流水、风力、冰川、海洋等搬运，离开了原地，在适当的条件下沉积下来，经过压实、交结、形成了沉积岩。沉积岩的特点是有层理，有化石（各种古代动植物的残骸遗体）。 （3）变质岩。是沉积岩或火成岩在地壳内部，由于物理化学因素（如高温、高压、岩浆的同化等）影响下，经过了变质作用改变了原来的成分和结构而变成新的岩石。例如石灰岩变成大理石；花岗岩变为片麻岩。变质岩中没有残存下来的化石，它与火成岩的主要差别是具有变晶结构。如片麻岩、片岩、板岩等。 岩石是由矿物组成的。组成岩石的主要矿物有十几种：如石英、长石、云母、方解石、粘土矿物等等。岩石的物理、机械性质（如硬度、塑性、研磨性的大小等）与组成岩石的矿物和胶结物的性质有密切关系。矿物硬度的比较级别如下： 1级——滑石 2级——石膏 3级——方解石， 4级——萤石 5级——石灰石 6级——正长石； 7级——石英 8级——黄玉 9级——刚玉； 10级——金刚石。 级数越高，硬度越大；目前发现的自然物质中，金刚石最硬。 3.沉积岩
钻井工程理论与技术复习题3
钻井工程理论与技术复习题 1. 静液压力由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。 2. 静液压力梯度的大小与液体中溶解的矿物或气体的浓度有关。 3.液柱的静液压力随液柱垂直高度的增加而增加 4．上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。 5.上覆岩层压力随深度增加而增大。 6.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。 7.异常高压超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。 异常低压低于正常地层静液压力的地层压力(Pp 钻井工程 绪论 第一节钻井概述 一、钻井的概念 钻井：利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼（井眼）的过程。 二、钻井的分类 （一）按目的分类 1.探井：为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相应性质等方面资料而钻的井。 （1）区域探井：为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储盖组合，并为物探解释提供参数而钻的探井。 （2）预探井：在确定含油气有利构造的基础上，以发现油气藏为目的而钻的探井。 （3）详探井：在已发现油气构造上，为探明含油气的面积和储量，了解油气层产能为目的而钻的探井。 2.开发井：以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。 （1）生产井：为完成产能任务和生产油、气所钻的井。 （2）注入井：为提高油、气井生产能力所钻的井。（用于注水所钻的井为注水井，用于注气所钻的井为注气井。） （二）按几何形状不同分类 1.直井：井口与井底在同一条铅垂线上。 2.定向井：井口与井底不在同一条铅垂线上。 （1）普通定向井：一个井场内仅钻1口最大井斜角小于60°的定向井。 （2）大斜度井：最大井斜角在60°～80°范围内的定向井。 （3）水平井：最大井斜角大于或等于86°，并保持这种井斜角钻完一定长度井段的井。 （4）大位移井：水平位移/垂深>=2的定向井或水平井（或测深/垂深>= 2的定向井或水平井）。 （5）丛式井：在一个井场（海洋平台）上有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。 （6）多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 （三）按井深不同分类 1.浅井：H<2500m。 2.中深井：2500 目录：石油世界 浏览字体：大中小1钻井知识 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。 钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法； 钻井分直井和定向井。定向井可分为：普通定向井、大斜度井、丛式井、多底井、斜直井、水平井等。 普通定向井：在一个井场内仅有一口最大井斜角小于60°的定向井。大斜度井：在一个井场内仅有一口最大井斜角在60°～86°范围内的定向井。丛式井：在一个井场内有计划地钻出的两口或两口以上的定向井组，其中可含一口直井。多底井：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。斜直井:用倾斜钻机或倾斜井架完成的，自井口开始井眼轨道一直是一段斜直井段的定向井。 1、准备工作 定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。 修公路：主要保障能通行重车，有的满载车总重可达39～40吨或更多。 平井场：在井口周围平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机可为100×60m2。 打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。 安装：立井架，安装钻井设备。 2、钻进 当前世界各地普遍使用的打井方法是旋转钻井法，此法始于1900年。 钻进：钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头的刃部吃入岩石中。钻头上边接钻柱，用钻柱带动钻头旋转以破碎并底岩石广井就会逐渐加深。加到钻头上的压力叫钻压，是靠钻柱在洗井液中的重量(即减去浮力后的重量)的一部分产生的。 钻柱把地面的动力传给钻头，所以，钻柱是从地面一直延伸到井底的，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱重量将逐渐加大，以致于将超过钻压的需要。过大的钻压将会引起钻头、钻柱、设备的损坏，所以必需将大于钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使作用到钻头上。钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大于钻压需要而吊悬起来的那部分重量称为钻重。亦即钻压=悬重一钻重。 井加深的快慢，即钻进的速度，用机械钻速或钻时表示。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数，即每小时进尺数。钻时是每进尺1m所需时间，以分钟表示。此二者互成倒数。 洗井：井底岩石被钻头破碎以后形成小的碎块，称为岩屑。岩屑积多了会妨碍钻头钻切新的井底，引起机械钻速下降。所以必需在岩屑形成以后及时地把它们从井底上清除掉，并携出地面，这就是洗井。 洗井用洗井液进行。洗井液可以是水、油等液体或空气、天然气等气体。当前用得最多的是水基泥浆，即粘土分散于水中所形成的悬浮液。也有人称洗井液为钻井液，但多数人则把各种洗井液统称之为泥浆。 钻柱是中空的管柱，把洗井液经钻柱内孔柱入井中，从钻头水眼中流出而冲向井底，将岩屑冲离井底，岩屑随同洗井液一同进入井眼与钻柱之间的环形空间，向地面返升，一直返出地面，见图3-1。岩屑在地面上从洗井液中分离出来井被清除掉，不含岩屑的洗井液再度被注入井内，重复使用。洗井液为气体时则不再回收。 1．牙齿磨损量：指牙齿的相对磨损高度，新钻头时为0，牙齿全部磨损时为1。 2．门限钻压：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压，其值的大小主要取决于岩石的性质。3．水泥稠化时间：指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值（API规定水泥浆稠度达100BC）所用的时间。 4．工具面：弯接头的轴线是一条折线，折线构成的平面称为弯接头的工具面。 5．地层破裂压力：在井下一定深度出露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。 6．剪切稀释特性：指钻井液随着流速梯度的增加而表观粘度减小的现象。 7．卡钻：指在钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。 8.平衡压力钻井：指保持钻井液液柱压力与地层压力相平衡条件下的钻井技术。 11. 固井：指在已打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥。 14．定向钻井：沿着预先设计好的井眼轨道钻达目的层的钻进方法。 15．地层压力：岩石孔隙中的流体所成具有的压力,也称地层孔隙压力。 17．等安全系数法：在套管柱强度设计过程中，使各个危险截面上的最小安全系数等于或小于规定的安全系数的设计方法。 21.井斜角：井眼轴线上某一点的井斜角是指该点在井眼轴线上的切线与铅垂线之间的夹角。 23. 固井：指在已打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥。 1．简述异常高压地层形成的原因。 答：地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小，（2）地层渗透率的大小，（3）地层孔隙减小的速度，（4）排出孔隙流体的能力。 在地层的沉积过程中，如果沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的 【建筑工程管理】钻井工程基础知识 第一节钻井工程 钻井分直井和定向井。定向井可分为：普通定向井、大斜度井、丛式井、多底井、斜直井、水平井等。 普通定向井：在一个井场内仅有一口最大井斜角小于60°的定向井。大斜度井：在一个井场内仅有一口最大井斜角在60°～86°范围内的定向井。丛式井：在一个井场内有计划地钻出的两口或两口以上的定向井组，其中可含一口直井。多底井：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。斜直井:用倾斜钻机或倾斜井架完成的，自井口开始井眼轨道一直是一段斜直井段的定向井。动画3-1 一、钻井过程 1、准备工作 定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。 修公路：主要保障能通行重车，有的满载车总重可达39～40吨或更多。 平井场：在井口周围平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机可为100×60m2。 打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。 安装：立井架，安装钻井设备。 2、钻进 当前世界各地普遍使用的打井方法是旋转钻井法，此法始于1900年。 钻进：钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头的刃部吃入岩石中。钻头上边接钻柱，用钻柱带动钻头旋转以破碎并底岩石广井就会逐渐加深。加到钻头上的压力叫钻压，是靠钻柱在洗井液中的重量(即减去浮力后的重量)的一部分产生的。 钻柱把地面的动力传给钻头，所以，钻柱是从地面一直延伸到井底的，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱重量将逐渐加大，以致于将超过钻压的需要。过大的钻压将会引起钻头、钻柱、设备的损坏，所以必需将大于钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使作用到钻头上。钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大于钻压需要而吊悬起来的那部分重量称为钻重。亦即钻压=悬重一钻重。 井加深的快慢，即钻进的速度，用机械钻速或钻时表示。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数，即每小时进尺数。钻时是每进尺1m所需时间，以分钟表示。此二者互成倒数。 洗井：井底岩石被钻头破碎以后形成小的碎块，称为岩屑。岩屑积多了会妨碍钻头钻切新的井底，引起机械钻速下降。所以必需在岩屑形成以后及时地把它们从井底上清除掉，并携出地面，这就是洗井。 洗井用洗井液进行。洗井液可以是水、油等液体或空气、天然气等气体。当前用得最多的是水基泥浆，即粘土分散于水中所形成的悬浮液。也有人称洗井液为钻井液，但多数人则把各种洗井液统称之为泥浆。 钻井基础知识 钻井基础知识 1 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。 2 钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 3 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 4 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 5 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。 6 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 7 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 8 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。 9 钻井液静液压力和钻井中变化 静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩屑的进入会增加液柱压力，油、气水侵会降低静液压力，井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有：有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。 10 喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。 11 影响机械钻速的因素 (1)钻压、转速和钻井液排量；(2)钻井液性质；(3)钻头水力功率的大小； (4)岩石可钻性与钻头类型。 12 钻井取心工具组成 (1)取心钻头：用于钻取岩心；(2)外岩心筒：承受钻压、传递扭矩；(3)内岩心筒：储存、保护岩心；(4)岩心爪：割断、承托、取出岩心；(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。 13 取岩心 取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩心，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。 14 平衡压力钻井 在钻井过程中，始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。 15 井喷 钻井常用由壬知识小结 在石油钻井中，由壬是常用的管线连接部件，能够准确设别由壬型号是一名现场作业者 必备的技能之一，作者在作业时也遇到了困惑，于是便收集资料整理学习，总结归纳如下， 如有谬误，敬请指正。 一、关于共同标准 厂家共同的申明是材料符合ASME （American Society of Mechanical Engineers 美国机械工程师协会）、AISI （American Iron and Steel Institute 美国钢铁学会）或者ASTM （American Society of Testing Materials 美国材料与试验协会）的标准。各个厂 家各种型号由壬有自己的一套标准。 二、关于公头与母头 在现场作业中常常把带有螺母的那一段称为母头，而不带螺母的那一头称为公头，其实恰恰相反，按照厂家产品目录正确叫法如下图所示公头 螺母 橡胶密封垫 母头 三、关于颜色 国内外厂家基本上都使用颜色区别不同型号。下图为某厂家钻井常用由壬的颜色与型号 对应图。 四、关于数字 大部分网络上以及国内某厂家主页上是这样解释的：三位数的，第一位表示工作压力， 后两位表示由壬接触面的型式和接触面密封的形式；四位数的，前两位表示工作压力，后两位数则表示接触面的型式和接触面密封的形式：00--锥度面、金属接触密封；02-- 锥度面，橡胶垫密封；03 —进口由壬密封在公头上，国产由壬作者见过是在母头锥度面开“Ｏ”圈 槽，“Ｏ”圈密封。但是作者在看到国外某厂家由壬时，发现他们的酸性气体专用由壬的代 号并不是这样表示的，如figure1002 由壬额定冷工作压力为7500psi （1 至4 英寸型号），并非10000psi 。截图如下： 钻井液基本知识 钻井液是用于钻井的流体，在钻井中的功用：1、清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁。2、平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。4、为井下动力钻具传递动力，5、冷却钻头、钻具。6、利用钻井液进行地质、气测录井。钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。 一、钻井液密度 1、钻井液密度概念：单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度，其单位是克/厘米3（g/cm3）常用符号表示。现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。 2、钻井液密度的计算公式 P=(P地×102)÷H+Pe P----钻井液密度g/cm3 式中： P地----地层压力MPa H-----井深m Pe-----附加密度、油层附加0.05—0.1气层附加0.07—0.15 由于起钻时可能产生抽吸或液面下降，另外，气体进入井内，也会引起液柱压力降低，因此钻井液密度要有附加值。 3、钻井液密度与钻井工作的关系：在钻井作业中，钻井液密度的作用是通过钻井液柱对井底和井壁产生压力，以平衡地层中油、气压力和岩石侧压力、防止井喷、保护井壁，同时防止高压油气水侵入钻井液，以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况，在实际工作中，应根据具体情况，选择恰当的钻井液密度，若钻井液密度过小，则不能平衡地层流体压力，和稳定井壁，可能引起井喷、井塌、卡钻等事故，若钻井液密度过大则压漏地层，并易损害油气层。钻井液对钻速有很大的影响，密度大液柱压力也大，钻速变慢，因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。造成重复破碎，降低钻头破碎岩石的效率，使钻速下降，通常在保证井下情况正常的前提下，为了提高钻速，应尽量使用低密度钻井液。 二、钻井液粘度 1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度是指钻井液流动时，固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以 及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计和旋转粘度计进行测定,由于测定的方法 不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位是秒。 2、钻井液与钻井工作关系，钻井液粘度的大小，对钻井液携带岩屑能力有很大的影响，一般来说， 一．地质 1．按照成因的不同，岩石可分为哪三大类？ 答：①火成岩又名岩浆岩②沉积岩③变质岩 2．请写出三种火成岩的名称，并说明它们的特点？ 答：花岗岩，玄武岩，正长岩都是火成岩，它们的特点是无层理，块状，一般都很致密而坚硬 3．一般常见的沉积岩是由哪些矿物组成的？ 答：主要由石英，长石，云母，方解石，粘土等矿物组成。 4．沉积岩是怎么形成的？有什么特点？ 答：由于火成岩，变质岩受风吹雨打。温度变化，生物作用，水的溶解等因素影响，剥蚀破碎，形成了碎屑物质，溶解物质和残余物质，又经过流水，风力，冰川，海洋等搬运，离开了原地，在适当条件下沉积下来，经过压实，固结，就形成了沉积岩，其特点是有层理，大多有动植物化石。 5．请写出五种主要沉积岩的名称？ 答：①泥岩及页岩②砂岩③砾岩④石灰岩⑤白云岩 6．举例说明沉积岩是怎么形成的？ 答：沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素下，经过变质作用，改变了原来的成分和结构就形成了变质岩。如石灰岩变成了大理石，花岗岩变成了片麻岩。 7．石油和天然气主要储存在哪种岩层里？ 答：主要在具有圈闭条件的砂岩层和裂缝溶洞发育良好的石灰岩层里。 8．哪类岩石是良好的油气圈闭盖层？ 答：泥岩，页岩和厚石膏岩。 9．石油和天然气是怎么形成的？ 答：主要是浅海，海湾，内陆湖泊等地地有机沉积物被新的其他沉积物迅速覆盖起来，使有机物不被氧化而得以保存，随着沉积物不断加厚，压力和温度不断增加，在加上细菌作用，经过复杂得物理化学变化，这些有机物就变为石油和天然气。 10．油气藏通常分为哪两种大类型？ 答：构造油气藏和地层油气藏。 11．请写出七种硬度较高的岩石名称？ 答：大理石，砾石，花岗岩，铁矿石，燧石岩，玄武岩，白云岩。 12．写出可钻性最好的岩石名称？ 答：流砂岩，胶泥岩，盐岩层，石膏岩，煤层。 13．哪五种岩石对钻头和钻具磨损最严重？ 答：砾岩，燧石岩，自然铜，铁矿层，石英砂岩 14．写出五种最易引起跳钻的岩层？ 答：砾岩层，花岗岩夹层，．燧石夹层，风化壳，玄武岩夹层。 15．写出五种最易垮塌的岩层？ 答：流砂岩，砾石层，煤层，盐岩层，泥岩层。 16．写出三种最易井漏的岩层？ 答：煤层，大颗粒砾石层，古潜山得风化壳。 17．在中原油田，盐岩和盐膏层通常出现在哪一井段？ 答：主要出现在沙河街组得沙一段和沙三段，在沙三段通常又分为两部分，上部出现在沙23(文九盐)，下部出现在沙43．(文23盐)。 一、选择题（每题有4个选项，其中只有1个是正确的，请将正确的选项号填入括号内） 1、石油是天然生成的、液态的、以（ B ）为主的混合物。 （A）氢氧化合物（B）碳氢化合物（C）氧化物（D）氢化物2、石油凝固点高低与其（ A ）量有关。 （A）蜡（B）胶质（C）硫（D）碳 3、石油的凝固点一般为( A )。 （A）-50～30℃（B）-10～10℃（C）0～30℃（D）30～40℃4、通常所说的天然气是指天然生成的（ A ）气体。 （A）所有（B）甲烷（C）烷类（D）烃类 5、在标准状态下，天然气和空气的密度之比为（B ）。 （A）0.6～0.8 （B）0.6～1.0 （C）0.8～1.0 （D）1.06～1.20 6、天然气的发热量随着（ A ）含量增加而升高。 （A）重烃（B）轻烃（C）重烷（D）烃类 7、生油气层的颜色与岩石中含有的（ A ）、氢氧化压铁、绿泥石及有机物有关。（A）硫化铁（B）硫酸铁（C）碳酸铁（D）氧化铜 8、生油气层主要有暗色的（ B ）和富含有机质的碳酸盐岩。 （A）生物灰岩（B）沉积岩类（C）礁块灰岩（D）碎屑岩 9、生油气层富含有机质和生物化石，尤其以含大量成分散状的（ A ）为主。 （A）浮游生物（B）爬行动物（C）植物（D）微生物10、目前，生产部门大量采用地球化学分析的方法，来（ C ）认识生油气层。 （A）估计（B）定性（C）定量（D）线性11、反映岩层有机质丰度的指标不包括（ C ）。 （A）石油类沥青含量（B）剩余有机碳含量 （C）烃与有机质的比值（D）烃含量 12、反映岩层中氧化还原的指标不包括（ C ）。 （A）铁的还原系数（B）还原硫的含量 （C）化石的含量（D）二价铁和三价铁的比值13、储油气层必须具备一定的（ B ）和一定的连通性。 （A）孔隙度（B）储集空间（C）密度（D）渗透性14、岩石孔隙性的好坏常用（ A ）来表示。 （A）孔隙度（B）渗透性（C）渗透率（D）连通性15、储油气层主要分为（ A ）、碳酸盐岩类和其他岩盐储集层三类。 （A）碎屑岩类（B）沉积岩类（C）化学岩类（D）生物岩类16、盖层一般具有（ A ）、相对不渗透或渗透性极弱的特性。 （A）厚度大、岩性致密（B）厚度大、岩性坚硬 （C）厚度小、岩性致密（D）岩性致密、孔隙度高 17、页岩、泥岩的盖层常可与（A ）储集层相伴生。 （A）碎屑岩（B）碳酸盐岩（C）石灰岩（D）白云岩18、岩盐、石膏、石灰岩、白云岩等盖层多于（C ）相伴生。 （A）碎屑岩（B）岩浆岩（C）碳酸盐岩（D）变质岩 ==钻井技术概述== 经过石油工作者的勘探会发现储油区块, 利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，称为钻井。 在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。 石油勘探和开发过程是由许多不同性质、不同任务的阶段组成的。在不同的阶段中，钻井的目的和任务也不一样。一些是为了探明储油构造，另一些是为了开发油田、开采原油。为了适应不同阶段、不同任务的需要，钻井的种类可分为以下几种。 基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和含油气情况，验证物探成果，提供地球物理参数而钻的井。一般钻到基岩并要求全井取心。 剖面井：在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井。目的是为了揭露区域地质剖面，研究地层岩性、岩相变化并寻找构造。主要用于区域普查阶段。 参数井：在含油盆地内，为了解区域构造，提供岩石物性参数所钻的井。参数井主要用于综合详查阶段。 构造井：为了编制地下某一标准层的构造图，了解其地质构造特征，验证物探成果所钻的井。 探井：在有利的集油气构造或油气田范围内，为确定油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需的地质资料而钻的井。各勘探阶段所钻的井，又可分为预探井，初探井，详探井等。 资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究取得资料数据而钻的井。 钻井工程复习重点 单位： 1、压力（兆帕） 2、排量（升/秒） 3、管径（厘米） 1、判断 1、在深海区域，沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于 0.0227Mpa/M 正确 2 、钻井时，转速越高，钻速越快，每米成本越低错误 3、在二维定向井设计轨道上，某点的水平位移和水平投影长度是相等的。正确 4、某井A点井斜角为30度，B点井斜角为35度，A点的井眼曲率一定比B点的小。错误 5、真方位角（以地球北极为基准）等于磁方位角加上西磁偏角。错误（减上西磁偏角） 6、真方位角等于磁方位角加上东磁偏角。正确 7、平均角法计算井眼的轨迹点时假设：测段为线段，其方向为下测点方向。错误 8、在目前的完井中，射孔完井法是应用最多的一种完井方法。正确 9、扶正器钻具组合可以用来直井造斜。错误 10、气侵关井后，井口压力不断上升，说明地层孔隙压力在不断升高。错误 11、扶正器钻具组合只能用于改变井眼斜度，不能用来改变井眼方位。正确 12、紊流顶替水泥浆的效率比层流顶替的效率高，但比塞流效果差。 正确 13、岩石的强度分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度，其中抗剪强度最小。错误 14、钻井液的n、k值是宾汉流型的流变参数。错误 15、先期裸眼完井法对油气层的污染小于后期裸眼完井法。正确 16、钻速方程中的门限钻压主要反映了岩石的抗压入强度正确 17、压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。错误 18、PDC钻头的切削材料为金刚石材料，破碎岩石主要以研磨破碎为主。错误（PDC----剪切、人为合成---研磨） 19、硅酸二钙是水泥的主要成分之一，其含量对水泥的早期强度有较大的影响。正确 20、钻井时，若井内泥浆液柱压力大于地层压力，就不可能发生气侵。错误 21、在满眼钻具既可以用来防斜和稳斜，又可以用来降斜。错误（只 钻井基础知识 1 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。 2 钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 3 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 4 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量； (6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底， 利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 5 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。 6 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 7 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 8 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。 9 钻井液静液压力和钻井中变化 《钻井工程》综合复习资料 一、判断题（正确者填T，否则填F） 1．正常压力地层，地层压力梯度随井深的增加而增加。 F 2．在深海区域，沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于m。 T 3．一般地讲，岩石随着埋藏深度的增大，其强度增大，塑性减小。 F 4．试验测得某岩石的塑性系数为K=1，则该岩石属于脆性岩石。 T 5．PDC钻头布齿密度越高，平均钻头寿命越长，但平均钻进速度越低。 T 6．钻头压降主要用来克服喷嘴与钻井液之间的流动阻力。 F 7．增大钻杆柱内径是提高钻头水功率的有效途径之一。 T 8．测段的井斜角越大，其井眼曲率也就越大。 F 9．“满眼”钻具组合只能用来防斜和稳斜，不能用来纠斜。 T 10．为了有效的提高顶替效率，固井是一般采用层流顶替。 F 11．钻进时，在井内泥浆液柱压力大于地层压力的条件下不会发生气侵。 F 12．等安全系数法设计套管柱，一般不考虑钻井液浮力的减轻作用。 T 13．砾石充填完井的主要目的是防止油层出砂。 T 14．钻井液中固相含量越高、分散性越好，机械钻速越高。 F 15．轴向拉力的存在使得套管柱的抗外挤强度降低。 T 16．液压试验的主要目的为了测定油气层的地层破裂压力。 F 17．控制井内钻井液滤失量的最好方法是降低钻井液密度。 T 18．某牙轮钻头的轴承结构为“滚柱—滚珠—滚柱—止推”，其中滚珠轴承的主要作用是承受载荷的作用。 T 19．钻柱偏磨严重，说明钻柱在井下的运动形式主要是公转。 F 20．钟摆钻具组合纠斜提高稳定器安装高度是最有效的方法。 F 21．固井就是由下套管和注水泥两个环节组成的。 T 22．当钻遇异常高压地层时dc指数法值突然减小。 T 23．钻柱中性点是钻柱上既不受拉也不受压的0轴向力点，该点最安全。 F 24．射流对井底的清洗作用和破岩作用取决钻头水功率，与喷嘴出口到井底的距离无关。 F 25．使用弯外壳马达定向钻进时，钻进速度越快，造斜率越大。 F 26．岩石的塑性系数表征了岩石可变形能力的大小。 T 27．牙轮的超顶布置可使牙齿在井底产生沿牙轮轴方向的滑动剪切作用。 F 28．在正常压力层段，声波时差随井深的增加呈逐渐减小的趋势。 T 29．在二维定向井设计轨道上，某点的水平位移和水平投影长度是相等的。 T 30．井斜角越大，井眼曲率也就越大。 F 31．在轴向拉力的作用下，套管的抗挤强度增大。 F 32．射孔完井是使用最多的完井方式。 T 33．控制钻井液滤失量的最好方法是减小压差。 T 34．随着围压的增加，地层的强度增加、脆性也增加。 F 35．关井立管压力等于地层压力与钻柱内钻井液液柱压力之差。 T 36．用等安全系数发设计套管柱时，考虑了钻井液浮力的减轻作用。 F 37．用dc指数法检测地层压力时没有考虑到水力因素的影响。 T 38．压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。 F 39．钟摆钻具既能降斜又能有效地控制井斜角的变化。 F 40．牙轮钻头的移轴目的是为了使牙轮钻头产生轴向滑动剪切掉齿圈间岩石。 T 41．气侵关井后，井口压力不断上升，说明地层压力在不断升高。 F 42．钻井液中固相含量越高、分散性越好，机械钻速越高。 F 43．井眼轨迹参数计算方法多样性的原因是假设测段形状不同。 T 理论知识试题 一、选择题（每题有4个选项，其中只有1个是正确的，请将正确的选项号填入括号内） 1．AAO01 石油钻井是一项复杂的系统工程，是( )油气田的主要手段。 (A)勘探 (B)开发(C)勘探和开发 (D)评价 2．AAO01 所钻井的( )是指该井在省、市、县、乡、村的位置。 (A)构造位置(B)地理位置 (C)测线位置 (D)坐标位置 3．AAO01 所钻井的( )是指该井在地球表面的经度和纬度。 (A)构造位置 (B)地理位置 (C)测线位置(D)坐标位置 4．AA002道路勘测是对井队搬迁所经过的道路进行( )，以保证安全顺利地搬迁。 (A)地图研究 (B)测量(C)实地调查 (D)清理 5．AA002 井场设备基础是安装钻井设备的地方，目的是保证机器设备的稳固，保证设备在运转过程中( )，减少机器设备的振动。 (A)移动下沉 (B)移动、不下沉(C)不移动、不下沉 (D)高效率 6．AA002 现场浇注基础的顶面应高于地面( )，以防下沉，基础表面水平误差不超过±5mm。 (A) 50～60 mm (B) 60～100 mm (C) 100～200 mm (D) 200～300 mm 7．AA002摆放活动基础时，纵横排列要整齐，不准左右歪斜，基础表面水平，水平误差不超过( )。 (A)6 mm (B)5 mm (C)8 mm (D) 10 mm 8．AA003安装井架底座时先把( )划出来，找好安放底座的位置，用吊车将大梁逐件摆上，连接固定好。 (A)底座对角线(B)井口中心线 (C)底座边线 (D)井场边界 9．AA003 井架底座总装后，四条大腿的和尚头水平高差不大于( )，底座对角线的长度偏差小于5 mm。 (A) 5 mm (B) 8 mm (C)3mm (D)10mm 10. AA003安装A形井架应采用水平安装，整体吊升的方法，主要方法有( )。 (A)撑杆法和扒杆法 (B)扒杆法和人字架法 (C)旋转扒杆法(D)撑杆法和人字架法 11. AA004校正设备应( )，校正要按规定顺序进行。 (A)先找平，后找正 (B)先固定，后找平(C)先找正，后找平 (D)先保养 12. AA004设备安装质量要达到“七字”标准和( )要求。 (A)“五不漏”(B)“四不漏” (C)“三不漏” (D)“八不漏” 13. AA004 固定设备时必须按规定的( )使螺栓紧固牢靠，零部件齐全，保证质量并注意安全。 (A)力臂(B)力矩 (C)力 (D)步骤 14．AA005第一次开钻前，准备下井钻具不必( )。 (A)检查钻具 (B)丈量钻具(C)清洗管体 (D)编号 15．AA005 -般井，表层井段井斜角不得超过( )。 (A) 00 (B) 0.50 (C) l0 (D) 20 16．AA005放喷管线通径应大于( )。 (A) 78 mm (B) 50 mm (C) 100 mm (D) 60 mm 17．AA005高压试运转( )，钻井泵、地面高压管线、立管、水龙带、水龙头、泵压表等应不刺不漏。 (A) 15 min (B) 30 min (C) 10 min (D) 60 min 18．AA006 当钻头接触井底前，由司钻操作，开泵，启动转盘，( )使钻头接触井底，( )施加钻压。 (A)慢慢，迅速 (B)迅速，迅速 (C)快速，逐渐(D)慢慢，逐渐 19．AA006钻井( )主要包括：钻井液上返速度、射流速度、钻头压降、环空压耗、钻头水力功率等。 (A)参数 (B)钻进参数(C)水力参数 (D)进度参数钻井工程复习资料
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