鑽井實習
1、主要目的和任務：瞭解鑽井過程概況和各種錄井方法，使我們對學校所學理論知識有更深刻的認識，並瞭解石油各個方面的生產環節。通過實習，瞭解專業，增強感性認識，學習基本技能，深化已學的知識，並以現場實際操作來培養我們動手動腦能力，增強我們對石油鑽井技術更感性的認識，瞭解我國石油工程的現狀，激發我們熱愛專業，勤奮學習的熱情。
2、實習地點及方式：地點：華東石油局——新疆井場。
方式：實踐。
3、具體內容3.1井場的組成及鑽井過程概況3.1.1、井場概況井場是在陸地上打井時為便於鑽井施工，在井口周圍平整出來的一片平地，面積根據鑽機鑽探能力的大小而定，鑽6km深井的鑽機約需120×90m2，鑽3km井深的鑽機約需100×60m2，再小於此的鑽機，井場可小到60×80m2。井場用於放置鑽井裝置如井架、動力機、泥漿泵及迴圈系統、以及存放鑽桿、套管等管材，放置水罐、油罐、洗井液罐及堆放洗井液材料、各種配件等。並設有值班房、發電房、庫房等臨時建築。
井場的空場大小應能滿足搬家、安裝、固井及處理事故等作業時大批車輛進出、擺放的需要。
井場的形狀大體上為長方形，可因地制宜以減少土方量。但公路應從井架大門前方通入井場，不應從鑽井裝置後部通入（即所謂倒井場），油罐等也不應放於井場入口附近，以免井場上出現井噴、失火等險情時搶險車輛無法進入井場。
對離礦區較遠的探井，尚需有生活設施如宿舍、廚房、飯廳等。
圖1 鑽井井場及裝置示意圖
1．天車 11．鼠洞（接單根用） 21．管子坡道 31．（脫泥機）泥漿過濾裝置
2．井架 12．鼠洞（放方鑽桿用） 22．管架 32．脫砂機
3．二層臺 13．固定大鉗 23．井架底座 33．離心機
4．遊動滑車 14．接管用大鉗 24．泥漿返回管線 34．泥漿泵
5．大鉤 15．絞車 25．泥漿振動篩 35．幹水泥儲備罐
6．水龍頭 16．指重表 26．節流管匯 36．儲水罐
7．吊卡 17．司鑽控制檯 27．泥漿-天然氣分離器 37．發電機
8．方鑽桿 18．井場值班室 28．脫氣裝置 38．防噴器組
9．方鑽桿補心 19．水龍帶 29．泥漿儲備池
10．方補心 20．蓄能裝置 30．泥漿池
3.1.2、鑽井工具及用途簡介方鑽桿
規格：方鑽桿電鑽桿長2～3米；壁厚是普通鑽具厚的4～5倍材料；優質合金鋼、截面是正方形、方邊形。
特點：方鑽桿上下扣都是母扣，方鑽桿有保護接頭下面是正扣，上面是過渡接頭—反扣。
作用：1、傳遞扭矩
2、承載具的重量
3、輸送鑽井液
方鑽桿運輸、使用中的注意事項：放在鼠洞內，防彎曲、防生鏽。
鑽鋌
作用：1、施加鑽壓
2、防止井斜 鑽鋌尺寸不同鑽具組合不同
3、不斷延續加深井眼
4、輸送鑽井液
結構：①光本體 ②壁厚③重量是鑽桿的4～6倍,大約為 600～800斤 ④正旋螺紋⑤優質合金鋼
鑽桿
鑽桿多為一側公扣,一側母扣。現在用的鑽桿為5寸， 127毫米直徑，真空無縫鋼管制成。
作用：1、傳遞扭矩
2、輸送鑽井液
3、不斷延續加深井眼
維護方法：防止放在場地泥水裡。
鑽桿檢查：1、本體是否彎曲
2、水眼是否暢通
3、公母扣是否完好
4、公徑扣臺階完好
鑽頭
鑽頭為井底破碎岩石的工具。
作用：1、破碎岩石
2、形成井眼
鑽頭的分類：
1、從結構上可分為以下四種：
⑴牙輪鑽頭
①結構：由殼體、牙爪、牙輪、水眼、儲油密封系統等組成。
②工作原理：1>牙輪的縱振及其對地層的衝擊作用。
2>牙輪的滑動產生對地層的剪下作用。
⑵刮刀鑽頭
①結構由上鑽頭體、下鑽頭體、刀翼、水眼四部分組成。
②上鑽頭體：位於鑽頭的上部，車有母螺紋，與鑽頭柱相連、側面有深槽、用於安裝刀翼。
③下鑽頭體：用於水眼的設計、安裝、噴嘴。
④工作原理： 切削、剪下、擠壓。
⑶金剛石鑽頭
⑷pdc鑽頭
①結構由鑽頭體、保修面、切削麵、水眼、接頭。
②原理：pdc顆粒具有極高的強度和硬度、刀口鋒利。
2、從功用上分為以下兩種種：全面鑽進鑽頭、全徑鑽頭。
節流管匯與壓井管匯
1、節流與壓井管匯的作用
當井湧關井後，利用節流閥啟、閉程度的不同，控制一定的套管壓力，維持穩定的井底壓力，避免地層流體進一步流入井中。當不能通過鑽具進行正常迴圈時，可通過壓井管匯向井中泵入鑽井液，以便恢復和重建井底壓力平衡。
2、節流、壓井管匯的工作壓力
根據sy/t5323-92《壓井管匯與節流管匯》的規定，節流壓井管匯的最大工作壓力分別為5級：
14mpa 、 21mpa 、 35mpa、70mpa、105mpa。目前，國產節流壓井管匯，除105mpa壓力等級都已研製成功。
井場所裝設的節流壓井管匯，其壓力等級必須與井口防噴器組一致。通常，管匯壓力等級的選定以最後一次開鑽時井口防噴器組的壓力等級為準。避免了由於井口防噴器組壓力等級的改變而頻繁換裝管匯。
3、節流管匯的作用
通過節流閥的節流作用實施壓井作業，替換出井裡被汙染的泥漿，同時控制井口套管壓力與立管壓力，恢復泥漿液柱對井底的壓力控制，制止溢流。
過節流閥的洩壓作用，降低進口套管壓力，將是實現“軟關井 ”。
通過放噴閥的大量洩流作用，保護井口防噴器組。
4、節流管匯的型別
①手動節流管匯:
管匯中常用與備用兩個節流閥都是手動節流閥
②液動節流管匯:
管匯中常用與備用兩個節流閥都是液動節流閥
5、壓井管匯的作用
壓井：強行灌重泥漿(全封閘板封井)
防止燃燒起火：強行注清水(發生井噴時)
協助滅火：強行注滅火劑(井噴著火時)
3.1.3鑽井過程一口井從開始鑽鑿到完成，要經過很多道工序，現分述之。
（1）準備工作
①定井口位置 地質師根據地質上或生產上的需要確定井底位置。當井身軸線按鉛垂線設計時，井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線上，這就是直井。如果井身軸線對鉛直線而言是斜的或是曲線形狀，則井口中心位置將不與井底中心在同一鉛垂線上，這就是定向井。
②修公路 為了將各種裝置與物資運入井場，需要修公路。因有時滿載車總重可達30~40t或更多，公路應能通行重車。公路不平將減小車速，並使車輛過早損壞。
③平井場 在井口周圍平整出一塊場地以供施工之用。井場面積因鑽機而異，大型鑽機約需120×90m2，中型鑽機約為100×60m2，形狀大致呈長方形，可因地制宜。
④打基礎 為了保證裝置在打井過程中不會因下陷不均勻而歪斜，要打基礎（或稱基墩）。小些的基礎可用方木或預製件，大型的基礎則在現場用混凝土澆灌。
⑤安裝 立井架，安裝鑽井裝置、泥漿泵，安放或挖掘泥漿池、泥漿槽等。
圖 2 鑽井裝置佈置情況
a-地面以上；b-鑽臺以下；1-天車臺及天車；2-鋼絲繩；3-遊動滑車；4-大鉤；5-水龍頭；6-方鑽桿；7-水龍帶；8-鑽臺；9-轉盤；10-井架；11-二層臺；12-洗井液返出管線；13-司鑽工作位置；14-滾動篩；15-絞車；16-發動機；17-底座；18-轉盤驅動鏈條；19-動力機到絞車和泵的傳動件；20-泥漿泵；21-泵上水池；22-轉盤驅動鏈條；23-防噴器；24-水泥環；25-鑽桿；26-鑽頭；27-方鑽桿；29-轉盤；29-接鑽臺；30-洗井液返出管線；31-振動篩；32-防噴器；33-接節流管匯；34-表層套管；35-鑽鋌；36洗井液返出管線
（2）鑽進
當前世界各地普遍使用的鑽井方法是旋轉鑽井法（或稱轉盤鑽法），此法始於19XX年。
①鑽進 直接破碎岩石的工具叫鑽頭。鑽進時用足夠的壓力把鑽頭壓到井底岩石上，使鑽頭的刃部吃入岩石中。鑽頭上邊接鑽柱，用鑽柱帶動鑽頭旋轉以破碎井底岩石，井就會逐漸加深。加到鑽頭上的壓力叫鑽壓，是靠鑽柱在洗井液中的重量（即鑽柱在空氣中的重量減去在洗井液中的浮力後的重量）的一部分產生的。
鑽柱把地面上的動力傳給鑽頭，所以，鑽柱是從地面一直延伸到井底的，井有多深，鑽柱就有多長。隨著井的加深，鑽柱也逐漸增長，其重量也逐漸加大，以致於會超過鑽壓的需要。過大的鑽壓將會引起鑽頭、鑽柱、裝置的損壞，所以必需將大於鑽壓的那部分鑽柱重量吊懸起來，不使作用到鑽頭上，如圖3所示。形成鑽壓的部分鑽柱處於受壓縮應力狀態，被吊懸部分受拉伸應力。當井剛開鑽時，由於井很淺，鑽柱重量小於鑽壓，所以井內鑽柱全部受壓；當井變深，鑽柱重量超過鑽壓需要時。上部鑽柱被吊懸而處於受拉狀態，下部仍處於受壓狀態。
鑽柱在洗井液中的重量稱為懸重，大幹鑽壓需要而吊懸起來的那部分重量稱為鑽重，亦即：
鑽壓=懸重-鑽重
井加深的快慢，即鑽進的速度，用機械鑽速或鑽時表示。機械鑽速是每小時破碎井底岩石的米數，即每小時進尺數，通常簡稱鑽速。鑽時是每進尺lm所需分鐘數。
（1）
圖3 洗井液迴圈圖
1-鑽柱；2-鑽頭；3-洗井液
式中 ──鑽速，m/h；h──為時間t內的鑽頭進尺數，m，t單位為h。
（2）
式中，tm──鑽時，min/m；
h──t時間內的進尺數，m；
t──鑽進h所用時間，min。
③接單根 在鑽進過程中，由於井在不斷加深，鑽柱也要及時接長，每次接入一根鑽桿叫做接單根。打一口井要接很多次單根。
④起下鑽 為了更換磨損了的鑽頭，需將全部鑽柱從井中取出，換了新鑽頭以後再重新下入井中，叫起鑽和下鑽。一口井要用很多隻鑽頭才能鑽成，所以起下鑽的次數是很多的。為了提高效率，節省時間，起下鑽時不是以單根鑽桿為單位進行接卸，而是以二或三根鑽桿為一接卸單位，稱為立根。立根長度一般為24~28m。為了配合這麼長的立根，井架高度一般為41m左右。
也可能是其它原因，如打撈落入井中的物件，解決卡鑽等工作也需要進行起下鑽的操作。
⑤固井 一口井在鑽鑿過程中，要穿過各種性質不同的地層：有的地層岩石堅硬，井眼形成以後可以維持較長時間而不致坍塌；有的地層則很鬆軟、破碎，形成的井壁不穩定，井壁上的岩石極易坍塌落入井內；有的地層內含有高壓油、氣、水等流體；有的地層強度不高，易被壓裂、造成洗井液漏失；有的地層含有某些鹽類，會使洗井液效能變壞等等。儘管地層複雜多變，還是得設法將這些地層鑽穿，否則無法繼續向下鑽進。當這些地層被鑽穿以後，上述的各種複雜情況有的可能消失，對以後的鑽井工作不再造成危害，而有的則繼續給鑽井工作造成麻煩，也許會形成隱患。為了保護已鑽成的井眼和使以後的鑽井工作順利進行，或為生產造成通路，防止各層間串通，應當在適當的時候對井眼進行加固，稱為固井。固井的方法是將稱為套管的薄壁無縫鋼管下入井中，並在井眼與套管之間灌注水泥漿以固定套管，封閉環形空間，隔開某些地層。這就是下套管，注水泥作業。一口井從開始到完成，常需下入多層套管並注水泥，即需進行數次固井作業。
⑥事故處理 如物件落入井內，需進行打撈，鑽桿斷在井內也要打撈；鑽柱被卡在井內時則要設法解除卡鑽。除落物外，引起井內複雜情況而需要處理的原因多系洗井液效能不符合要求所造成的。
⑦其它作業 在鑽井過程中要進行鑽屑錄井、氣測井、電法測井以及地層測試；交井以後還可能有射孔、替噴、試油、酸化壓裂等項作業。
3.2完井地質報告的編制 井完鑽以後，必須全面、系統地整理和分析在鑽井過程中所取得的各項資料，綜合判斷地下地質情況和油、氣、水層，編寫完井報告。
完井地質報告是一口井鑽完後的文字總結。報告主要包括以下內容中：
（1）序言
簡明扼要地闡述該井鑽井過程，錄井工作的概況，資料的可靠程度及基本經驗教訓等。
（2）地層簡述
本井鑽穿地層層序、井深、厚度、各組段地層的主要巖性，可供對比的標準層和標誌層特徵，以及與鄰井、鄰區的對此情況。有些內容可以列表說明。
（3）油氣水顯示情況
首先，按深度順序將發現的油、氣、水層的各種原始資料及解釋情況進行分級描述，如分為主要油氣層及次要油氣層。將油（氣）層巖性、各種錄井顯示，測井解釋結果等詳細敘述，做出有科學根據的評價。
（4）試油、氣層位盤見
主要是提出供試油、試氣的層位、井段、厚度，同時提出完井方法及試油方法和步驟。
（5）總結與建議
應針對主要問題進行總結。如對本井的地層、構造、油氣層和其它有待討論的問題，進行專題論述。要以充分的事實，論證過去結論中的正確與錯誤，並闡明新的認識，提出切實可行的建議。
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