① 石油鑽井方法有哪些
目前,世界上廣泛採用鑽井方法來取得地下的石油和天然氣。隨著石油工業的不斷發展,鑽井深度不斷增加,油氣井的建設速度也隨之加快,促使鑽井方法、技術和工藝得到很大改進。從已鑽成的千百萬口油氣井的資科中可以看到變化過程:頓鑽逐漸被旋轉鑽代替,井身結構從復雜到簡單,井眼直徑日趨縮小等等。
一、鑽井工藝發展概況和趨勢石油鑽井是油田勘探和開發的重要手段。一個國家石油工業的發展速度,常與它的鑽井工作量及科學技術水平緊密相關。近20年來,世界石油產量和儲量劇增,鑽井工作量相應地大幅度增加,鑽井科學技術水平也得到了飛速發展。在此期間鑽井技術發展的特點是從經驗鑽井進展到科學化鑽井。鑽井深度、斜度、區域和地區也有長足的發展。從鑽淺井、中深井發展到鑽深井和超深井;從鑽直井和一般斜井發展到鑽大斜度井和叢式井;從陸上鑽井發展到近海和深海鑽井;從地面條件好的地區鑽井發展到條件惡劣的地區(如沙漠、沼澤和寒冷地區)鑽井。在鑽井技術發展的同時,設備、工具和測量儀表也得到了相應的發展。
美國鑽井工作者曾將旋轉鑽井技術的發展進程分為四個時期:
(1)概念時期(1900—1920年)。這個時期開始把鑽井和洗井兩個過程結合在一起,開始使用牙輪鑽頭並用水泥封固套管。
(2)發展時期(1920—1948年)。這個時期牙輪鑽頭有所改進,提高了進尺和使用壽命。固井工藝和鑽井液有了進一步的發展,同時出現了大功率的鑽機。
(3)科學化鑽井時期(1948—1968年)。這個時期大力開展鑽井科學研究工作,鑽井技術飛速發展。該時期的主要技術成就有:發展和推廣了噴射鑽井技術;發展了鑲齒、滑動、密封軸承鑽頭;應用低固相、無固相不分散體系鑽井液;發展了地層壓力檢測技術、井控技術和固控技術,提出了平衡鑽井的理論及方法。
(4)自動化鑽井時期(1968年至今)。這個時期發展了自動化鑽機和井口自動化工具。鑽井參數自動測量和計算機在鑽井工程中得到廣泛應用,最優化鑽井和全盤計劃鑽井也初具規模。
目前,鑽井人員一般把鑽井技術發展的前兩個時期稱為經驗鑽井階段,把後兩個時期稱為科學化鑽井階段。時期的劃分直觀地描述了鑽井技術發展的過程,揭示了其發展規律。
任何一門科學和技術都有其自身的發展規律和要達到的主要目標。鑽井工作是為油田勘探和開發服務的重要手段。鑽井技術的發展首先要保證鑽井質量,即所鑽油氣井要滿足油氣田勘探和開發的要求,要在此基礎上來提高鑽井速度、縮短鑽井周期、降低鑽井成本。
近20年來的實踐證明,現代鑽井工藝技術將圍繞以下三個方面發展:
(1)提高鑽井速度,降低生產成本;(2)保護生產層,減少油氣層的污染和損害;(3)改善固井、完井技術,適應採油要求,延長油氣井壽命。
新中國成立以來,我國鑽井技術發展較快。特別是1978年推廣噴射鑽井、低固相優質鑽井液、四合一牙輪鑽頭等新技術後,我國的鑽井技術水平又有顯著提高,進入了科學化的鑽井階段,但與國外先進水平相比,還存在一定的差距。為了使我國的鑽井水平能滿足勘探開發的需要,努力趕上世界先進水平,必須要向鑽井技術進步要速度、要質量、要經濟效益,為加速勘探開發步伐、不斷增加油氣產量作出貢獻。
二、沖擊鑽井方法沖擊鑽井是一種古老的鑽井方法,也是旋轉鑽井方法出現以前唯一的鑽油氣井的方法。它是將破碎岩石的工具(鋼質尖頭鑽頭)提至一定高度,借鑽頭本身的重力沖向井底,擊碎岩石。然後撈取被擊碎的岩屑,以便繼續鑽進。因此,沖擊鑽井方法又被稱為頓鑽。
由於沖擊鑽井時,破碎岩屑與清除岩屑必須間斷地進行,因此鑽井速度很慢,不能滿足石油生產發展的需要。沖擊鑽井現在已基本上被旋轉鑽井所代替,僅在一些埋藏淺、壓力低的油田還能見到。
三、旋轉鑽井方法提高鑽速的根本途徑是改變鑽井方法,這正是旋轉鑽井法產生的原因。旋轉鑽井法的實質是:鑽頭在壓力作用下吃入岩石,同時在轉動力矩的作用下連續不斷地破碎岩石;被破碎的岩屑由地面輸入的鑽井液(泥漿、水、空氣等)及時帶走,鑽井液可以連續不斷地清除岩屑。這樣,一隻鑽頭可以在井底連續鑽進十幾米、幾十米甚至數百米後才起至地面進行更換。由於使用了鑽井液,可長時間穩定井眼、控制復雜地層。旋轉鑽井的鑽井速度高,能適應多種復雜情況,目前世界上大多使用這種方法鑽油氣井。旋轉鑽井通常也稱為轉盤鑽。
利用鑽桿和鑽鋌(厚壁鋼管)的重力對鑽頭加壓,鑽壓要使鑽頭能夠吃入岩石。破碎岩石所需的能量是從地面通過沉重的鋼性鑽柱傳給鑽頭的。起、下鑽的過程比較繁瑣,必須將鑽柱拆卸成許多立柱,才能起出鑽頭;而下鑽時又必須逐根接上。為了連續洗井,鑽井液從轉動的空心鑽柱里流向井底,再帶著岩屑從鑽柱外部與井壁形成的環形空間返回地面。鑽頭鑽進、清洗井底以及起、下鑽所需的動力全部由安裝在地面上的相應設備提供,這些機器設備總稱為鑽機。
現代旋轉鑽井的工藝過程表現為四個環節,即鑽進、獲取地質資料、完井和安裝。
鑽進環節由一系列按嚴格的順序重復的工序組成:把鑽柱下入井裡;旋轉和送進鑽頭使其在井底破碎岩石,同時循環鑽井液;隨著井筒的加深而接長鑽柱;起、下鑽柱以更換被磨損的鑽頭;洗井,凈化或配製鑽井液,處理復雜情況和事故等輔助作業。
為了獲得全面准確的地質資料,鑽井過程中不僅需要進行岩屑、鑽時、鑽井液錄井工作,而且還要進行鑽取岩心、測井等工作。通過各種地球物理測井方法,可以獲得井徑、井斜、方位、岩性等基本數據,掌握和了解井眼質量以及地層和油氣層的某些特性。
在鑽穿油氣層以後,需要下入油層套管,並注入水泥以隔離油氣層與其他地層,使油氣順利地流到地面上來。根據油氣井生產的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
從確定井位開始,就需要平整井場、挖基礎坑、泥漿池、圓井等土方工程;為運輸機器設備而修築公路;鋪設油、水、氣管線,架設電線,以輸送油、水、氣和電力;打好地基以安裝設備、井架等。基礎工作完成後,要進行大量的井架、設備等搬運和安裝工作,還需做好開鑽前的一切准備工作,如檢查機器設備、試車、固定導管、鑽鼠洞、調配鑽井液、接好鑽具等。
旋轉鑽井過程中,驅動鑽柱旋轉、克服鑽柱與井壁的摩擦消耗了部分能量。為了減少這些無益的能量損失,1940年前後出現了井下動力鑽井方法。井下動力鑽井所用設備與旋轉鑽井基本相同,只是鑽頭不再由轉盤帶動旋轉,而是由井下動力鑽具直接驅動。典型的井下動力鑽具是渦輪鑽具,因此井下動力鑽井又常稱為渦輪鑽井。目前,井下動力鑽井在定向鑽井技術中得到了廣泛的應用。
近年來,一些工業發達國家還競相開展了熱力鑽井、高壓沖蝕鑽井、等離子射流鑽井和激光鑽井等新型鑽井方法的研究。隨著科學技術的進步,新的鑽井方法還將不斷涌現,鑽井工程也必將進入一個全新的科學化時期。
四、井身結構井身結構是油氣井全部基本數據的總稱。它包括以下數據:從開鑽到完鑽所用的鑽頭、鑽柱尺寸和鑽柱長度;套管的層次、直徑;各層套管的下入深度、鋼級和壁厚;各層套管注水泥的數據。由此可見,井身結構是全部鑽井過程計劃和施工的重要依據。圖5-1為井身結構的示意圖。
圖5-1井身結構
首先下入長度約4~6m的短套管,也稱導管,用於加固地表以免被鑽井液沖毀,保護井口完整。同時將循環的鑽井液導入泥漿凈化系統內。
第二次下入的套管叫表層套管,用於封隔地表不穩定的疏鬆地層或水層、安裝井口防噴器。一般深度為40~60m,有時可達500~600m。
當裸眼(未被套管隔離的井眼)長度超過2000~3000m或者地層剖面中存在高、低壓油層、氣層、水層和極不穩定的地層時,鑽進過程中為避免發生工程事故需要下入中間套管,又叫技術套管。目的是封隔復雜地層,防止噴、漏、卡、塌等惡性事故發生,保證安全鑽井。技術套管的層次和下入的深度根據地質和鑽井條件確定。
最後下入的套管叫油層套管,用於採油、采氣或者向生產層注水、注氣,封隔油層、氣層和水層,保證油氣井正常生產。油層套管的下入深度取決於井底的完成方法。油層套管一般從井口下到生產層底部或者只從生產層頂部下到底部。實際工作中對部分下入的油層套管,根據作用取不同的名稱,如尾管、篩管、濾管以及襯管等。
井身結構是由鑽井方法、鑽井目的、地質條件與鑽井技術水平決定的。周密考慮各種影響因素,制定合理的井身結構,是保證高速度鑽井與油氣井投產後正常產出的關鍵。
綜上所述,現代石油鑽井工程是一項復雜的系統工程。由多工序、多工種聯合作業,需要各種先進的科學技術和生產組織管理水平。
② 打井哪家好
打井較好的廠家有河北金特爾鑽頭有限公司、蘇州天源鑽井工程有限公司、濟寧巨匠機械研究院、蘇州航通鑽井工程有限公司、山東華巨機械有限公司。
1、蘇州天源鑽井工程有限公司
河北金特爾鑽頭有限公司是牙輪鑽頭,復合片鑽頭,石油鑽頭的優良生產製造廠家,提供全新優良的組裝鑽頭導正井身擴大井口使用,地質擴孔用牙輪組裝鑽頭,礦用導正井身使用組裝擴孔器等系列產品。