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這是鉆井知識(shí)ppt,包括了鉆井就是人們從地表向下挖掘一個(gè)筒形的通道,北宋的慶歷年間出現(xiàn)了“頓鉆”鉆井技術(shù)“卓筒井”,19世紀(jì)末期出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
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綜合篇---鉆井歷史
鉆井就是人們從地表向下挖掘一個(gè)筒形的通道,最初的目的是為了汲取地下水。在人類歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中,鉆井大體經(jīng)過(guò)了挖掘井技術(shù)、頓鉆井技術(shù)和旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段。在前兩個(gè)階段中,我們中華民族都是處在該項(xiàng)技術(shù)的最前列。
綜合篇---鉆井歷史
北宋的慶歷年間出現(xiàn)了“頓鉆”鉆井技術(shù)“卓筒井”。卓筒井”是一種用直立粗大的竹筒,用竹片當(dāng)繩索從地下?lián)迫←u水的鹽井。“卓筒井”的發(fā)明創(chuàng)造堪稱中國(guó)古代除指南針、火藥、印刷術(shù)、造紙術(shù)之外的又一偉大發(fā)明,開(kāi)創(chuàng)了世界近代“繩式頓鉆”鉆井技術(shù)的先河,掀起了人類歷史上一場(chǎng)重大的能源革命。英國(guó)著名學(xué)者李約瑟在他所著的《中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)文明史》一書中寫到:“今天用于開(kāi)采石油與天然氣的深井就是從中國(guó)人的這些技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的。
綜合篇---鉆井歷史
19世紀(jì)末期出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù),實(shí)際上是在我國(guó)頓鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
1937年10月,四川省巴縣的巴1井開(kāi)鉆,1939年11月,在井深1402米的三疊系上部地層中發(fā)現(xiàn)了天然氣,這是我國(guó)利用旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)打成的第一口天然氣井。
50年代,玉門油礦以鉆井為龍頭,建成了我國(guó)第一個(gè)石油基地。
綜合篇---鉆井歷史
新中國(guó)成立后,中國(guó)石油鉆井伴隨著石油工業(yè)的崛起不斷發(fā)展壯大。
60年代,大慶油田、勝利油田、大港油田、華北等油田發(fā)現(xiàn)后,石油鉆井隊(duì)伍有了更大的發(fā)展。
70年代初,全國(guó)各油田的鉆井隊(duì)已普遍使用了國(guó)產(chǎn)石油鉆機(jī)。
80年代,又陸續(xù)從美國(guó)引進(jìn)了二手深井電動(dòng)鉆機(jī)、先進(jìn)的定向井工具儀器和注水泥裝備等。
90年代末期,除少量尖端技術(shù)的鉆井設(shè)備儀器外,我國(guó)已能自行生產(chǎn)深井電動(dòng)鉆機(jī)和絕大部分的鉆井裝備。目前全國(guó)陸地石油鉆機(jī)總數(shù)已超過(guò)千臺(tái),每年的鉆井工作量在1800~2000萬(wàn)米之間,年鉆井進(jìn)尺已位居世界第三位,僅次于美國(guó)和蘇聯(lián),是世界名副其實(shí)的石油鉆井大國(guó)。
鉆井綜合篇---鉆井過(guò)程
鉆井前,首先要在地面確定鉆井的位置(即鉆井井位),然后,在井位處打好安裝鉆機(jī)的基礎(chǔ)并安裝井架和鉆機(jī)。鉆井作業(yè)時(shí),依靠鉆機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn),鉆頭逐次向下破碎遇到的巖層,并形成一個(gè)井筒(也稱井眼),鉆井井眼尺寸的大小是由鉆頭大小來(lái)決定的。鉆頭在破碎巖層的同時(shí),通過(guò)空心的鉆桿向地下注入鉆井液(俗稱鉆井泥漿),將鉆頭在破碎地層而產(chǎn)生的大量巖屑由循環(huán)的鉆井液帶到地面。地面的固控裝置將鉆井液中的巖屑清除后,通過(guò)鉆井泵再次將鉆井液打入井內(nèi)。鉆井液是經(jīng)過(guò)鉆桿內(nèi)孔到達(dá)鉆頭水眼處,再?gòu)木谂c鉆柱的環(huán)形空間返回流至地面的。
鉆進(jìn)的過(guò)程即鉆頭破碎巖石,及鉆井液通過(guò)循環(huán)不斷攜帶出鉆屑并形成井筒的過(guò)程。
鉆井綜合篇---鉆井過(guò)程
鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度后,要在井筒內(nèi)下入專用儀器進(jìn)行測(cè)井作業(yè),目的是確定井下地層巖性和各個(gè)油、氣、水層的位置;然后再下入小于鉆井井眼的無(wú)縫鋼管(又稱套管);并在套管與井壁的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿將套管固定在井壁上;最后一道工序是對(duì)油層位置的套管進(jìn)行射孔,人為的形成一個(gè)井下油氣流入套管內(nèi)的孔道。
總之,石油天然氣鉆井的目的就是要鑿穿巖石,發(fā)現(xiàn)和保護(hù)好油氣層,并形成一個(gè)通道確保石油和天然氣通暢地流到地面。
鉆井綜合篇---鉆井分類
按鉆井深度劃分可分為:
淺井(鉆井完鉆井深小于2000米);
中深井(鉆井完鉆井深小于4500米);
深井(鉆井完鉆井深小于6000米);
超深井(鉆井完鉆井深超過(guò)6000米)。
按鉆井目的劃分可分:
地層探井(又稱參數(shù)井,主要是了解地層的時(shí)代、巖性、厚度的組 合和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以及地質(zhì)剖面);
預(yù)探井(在確定有利找油范圍后,以發(fā)現(xiàn)和尋找油氣藏為目的所鉆的井);
詳探井(在已發(fā)現(xiàn)油氣的圈閉上進(jìn)一步探明含油氣邊界和儲(chǔ)量,以及了解油氣層結(jié)構(gòu)為目的所鉆的井)等。
開(kāi)發(fā)井:采油采氣井、注水注氣井、調(diào)整井、加密井和資料井等。
鉆井綜合篇---鉆井分類
按鉆井的地區(qū)劃分可分為:
陸地鉆井(包括山地鉆井、丘陵鉆井)
海上鉆井(包括淺海鉆井和深海鉆井)
沙漠鉆井
按旋轉(zhuǎn)鉆井的方法又可分為:
轉(zhuǎn)盤鉆井(利用安放在鉆臺(tái)上的轉(zhuǎn)盤和帶動(dòng)鉆柱鉆頭旋轉(zhuǎn)的鉆井方法)
頂部驅(qū)動(dòng)裝置鉆井(利用安裝在鉆桿上方水龍頭部位的動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)的鉆井方法)
井底動(dòng)力鉆井(利用井底動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn)鉆井方法,包括渦輪鉆具鉆井、螺桿鉆具鉆井和電動(dòng)鉆具鉆井)
鉆井綜合篇---鉆井分類
按鉆井井型劃分又分為:
直井、定向井(按既定的方向偏離井口垂線一定距離鉆達(dá)目標(biāo)的井)
叢式井(一個(gè)井場(chǎng)或一個(gè)鉆井平臺(tái)上,按設(shè)計(jì)鉆出兩口或兩口以上的定向井)
大位移井(完鉆后井底水平位移是垂深兩倍以上的定向井)
水平井(井斜角大于或等于86度,并保持這種角度鉆完一定長(zhǎng)度水平段的定向井)
分支井(一個(gè)井口下面有兩個(gè)或兩個(gè)以上井底的定向井)
欠平衡壓力鉆井(井筒的液柱壓力低于地層壓力的鉆井)
鉆井綜合篇---鉆井分類
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—井架
鉆井井架是石油鉆機(jī)的主要設(shè)備部件
井架主要由井架底座、井架本體、天車臺(tái)、天車架、二層臺(tái)(起下鉆具操作的工作臺(tái))、立管平臺(tái)(拆裝水龍帶的操作臺(tái))和井架扶梯等組成。
由于鉆井井架的底座內(nèi)要安裝井口裝置,在實(shí)施負(fù)壓鉆井時(shí)還要安裝旋轉(zhuǎn)控制頭,所以,鉆井井架的底座一般都是很高的,目前,大中型石油鉆機(jī)的底座高度一般都在7~10米左右。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—井架
海上石油鉆井平臺(tái)可分為固定式和移動(dòng)式兩種。固定式鉆井平臺(tái)大都建在淺水中,它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置,平臺(tái)上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺(tái)的樁腿是直接打入海底的,所以,鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性好,但因平臺(tái)不能移動(dòng),故鉆井的成本較高。
為解決平臺(tái)的移動(dòng)性和深海鉆井問(wèn)題,又出現(xiàn)了多種移動(dòng)式鉆井平臺(tái),主要包括:坐底式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺(tái)。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—井架
20世紀(jì)80年代,我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造了適合渤海灣淺海海域特點(diǎn)的坐底式鉆井平臺(tái)。該平臺(tái)是一艘兩棲步行坐底式鉆井平臺(tái),它是由內(nèi)、外體組成的雙體式鉆井平臺(tái)。內(nèi)、外體之間由平臺(tái)鎖緊裝置相聯(lián)結(jié),脫開(kāi)內(nèi)、外體的鎖緊裝置后,可借助一套步行機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鉆井平臺(tái)的步行前進(jìn)。步行時(shí)就像人的兩只腳走路一樣,首先提起外體前進(jìn)10米后落下,然后再提起內(nèi)體前進(jìn)10米,如此往復(fù)可完成平臺(tái)在淺海灘涂的行走。全部鉆井設(shè)備、作業(yè)的井場(chǎng)、生活設(shè)施、液壓站等都安裝在鉆井平臺(tái)內(nèi)體的甲板上,平臺(tái)外體安裝有步行的軌道和各種船用設(shè)備等。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆機(jī)
石油鉆井的專用機(jī)械設(shè)備稱為石油鉆機(jī)。當(dāng)今世界各國(guó)廣泛采用旋轉(zhuǎn)鉆井方法,要求鉆機(jī)有一套可旋轉(zhuǎn)、提升井下鉆具,并維持鉆井液循環(huán)的設(shè)備。
現(xiàn)代石油鉆機(jī)主要包括:提升(絞車)、旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)盤)、循環(huán)(鉆井泵)三個(gè)主要系統(tǒng),此外,還要有動(dòng)力(大馬力柴油機(jī)組)、發(fā)電(柴油發(fā)電機(jī)組)、傳動(dòng)(減速箱、變矩器)、控制(空氣壓縮機(jī)、氣瓶、氣開(kāi)關(guān)等)和油、氣、水等輔助設(shè)施,以及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、鉆井井控裝置和固控裝置等。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆機(jī)
我國(guó)自行研制的ZJ-70D型鉆機(jī)是以柴油發(fā)電機(jī)組作為動(dòng)力機(jī),采用可控硅—直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的石油鉆機(jī),鉆井深度(使用φ114mm鉆桿)為7000米,最大提升重量450噸,絞車額定功率1470千瓦,配備兩臺(tái)總功率為2352千瓦的鉆井泵,井架底座高度達(dá)到9米,鉆機(jī)井架為低位(地面)安裝,利用絞車自身動(dòng)力整體起立井架,鉆機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和性能指標(biāo)均已達(dá)到當(dāng)今的國(guó)際水平。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆井泵
鉆井泵如同人的心臟一樣,是鉆井液由地面到井底,再由井底返回地面不斷循環(huán)的源頭。鉆井泵抽吸循環(huán)罐中的鉆井液,并以10~30兆帕的壓力、每秒20~60升的輸送排量,經(jīng)過(guò)地面的高壓管匯、水龍帶、鉆桿、鉆頭噴嘴到井底,在流經(jīng)鉆頭噴嘴時(shí)還會(huì)形成高壓射流,起到破碎巖石、清潔井底、冷卻鉆頭的作用。
在用井底螺桿或渦輪鉆具鉆井時(shí),鉆井液是動(dòng)力鉆具的動(dòng)力源。在鉆進(jìn)過(guò)程中若鉆井泵不能正常工作、鉆井液不能維持循環(huán)時(shí),就要發(fā)生井下鉆井工程事故了,就如同人的心臟停止了跳動(dòng)一樣。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆井液
鉆井液是用于鉆井的一種循環(huán)流體,在鉆井過(guò)程中有著非常重要的作用。人類最早進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)用的循環(huán)流體是清水,鉆進(jìn)時(shí)因地層中的泥質(zhì)成分不斷分散在水中而變成混濁的泥水,當(dāng)時(shí),把它稱之為“泥漿”。以后,隨著鉆井的實(shí)踐和發(fā)展,鉆井時(shí)用的泥漿還可用油和氣體,從而形成了不同類型的鉆井液流體,故而稱其為鉆井液。
鉆井液是鉆井施工中十分重要的組成部分,鉆井液性能的優(yōu)劣對(duì)鉆井速度、鉆井安全和油井投產(chǎn)后產(chǎn)量的高低有著至關(guān)重要的作用。鉆井過(guò)程中若失去鉆井液的循環(huán),鉆井工作則無(wú)法進(jìn)行,故人們常用“泥漿是鉆井的血液”來(lái)形象地比喻鉆井液在鉆井中的重要地位。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆井液
鉆井液主要有六項(xiàng)功能:
攜帶和懸浮井筒中的巖屑。
平衡井下地層壓力。
冷卻、潤(rùn)滑鉆頭和鉆具。
保護(hù)井壁。
保護(hù)油氣層。
提高鉆井速度。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆頭
石油旋轉(zhuǎn)鉆井中,廣泛應(yīng)用的鉆頭是刮刀鉆頭、牙輪鉆頭和金剛石鉆頭(又稱PDC鉆頭)。
石油鉆井中應(yīng)用最多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉(zhuǎn)時(shí)具有沖擊、壓碎和剪切破碎地層巖石的作用,所以,牙輪鉆頭能夠適應(yīng)軟、中、硬的各種地層。
一只下井新鉆頭鉆井進(jìn)尺的多少主要取決于鉆頭的尺寸、類型、地層的軟硬和鉆進(jìn)參數(shù)的配合。
一般來(lái)說(shuō),鉆頭尺寸越大、地層越硬,進(jìn)尺越少;鉆頭尺寸越小、地層越軟,鉆頭進(jìn)尺就越多。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆柱
井下鉆柱(也稱為鉆具)是指鉆井水龍頭以下到鉆頭以上鉆具的總稱。它主要由一根四方方鉆桿(或六方方鉆桿)、若干圓形的鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌、穩(wěn)定器、減震器和一系列配合接頭組成。
四方方鉆桿(或六方方鉆桿)位于鉆具的最上端,它上部連接水龍頭、下部連接鉆桿,主要作用是方鉆桿卡入轉(zhuǎn)盤上的方形內(nèi)孔中,讓轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力變成鉆桿帶動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn),就像人們用扳手卡住方形的螺帽扭動(dòng)螺絲一樣,四方方鉆桿(或六方方鉆桿)傳遞轉(zhuǎn)盤的扭矩并承受鉆具的全部重量
按斷面形狀鉆桿可分為四方方鉆桿和六方方鉆桿,石油鉆井的大型鉆機(jī)多用四方方鉆桿,而地質(zhì)勘探的小型鉆機(jī)多用六方方鉆桿。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆柱
鉆桿是井下鉆柱的基本部分,一根鉆桿就像一根圓形空心的鋼柱,一般長(zhǎng)10米左右,這些鉆桿接在方鉆桿以下、鉆鋌之上的位置,主要作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液,并用不斷連接鉆桿的辦法來(lái)達(dá)到加深井眼的目的。石油鉆桿包括鉆桿本體及接頭兩部分,利用鉆桿接頭的特殊螺紋把鉆桿一根根連接起來(lái)。
鉆桿的下面是加重鉆桿,加重鉆桿類似石油鉆桿,也是一種空心的鋼柱,長(zhǎng)度為10米左右。但單根重量比石油鉆桿要重,壁厚是鉆桿的2~3倍,加重鉆桿接在鉆桿和鉆鋌之間,目的是防止因鉆具串截面變化時(shí)的疲勞破壞,用它還可代替一部分鉆鋌的作用,但起下鉆操作方便,可節(jié)省起下鉆時(shí)間。
鉆井綜合篇---鉆井設(shè)備—鉆柱
鉆鋌的位置在鉆桿之下、鉆頭之上,也是空心的,其作用是給鉆頭提供鉆進(jìn)時(shí)的壓力(俗稱鉆壓),同時(shí)使鉆具的下部組合有較大的剛度,保持井底鉆頭工作時(shí)的穩(wěn)定性,有利于防止和克服鉆井井斜。鉆鋌一般可分為圓鉆鋌、螺旋鉆鋌和專供下井磁性儀器使用的無(wú)磁性鉆鋌,鉆鋌的壁厚一般為鉆桿的4~6倍,兩端的螺紋直接在鉆鋌本體上加工并和鉆桿接頭相同。
除此之外,鉆柱中還有為滿足鉆井施工需要的穩(wěn)定器(一種中間局部加大,具有控制穩(wěn)定鉆具軸線作用的下部鉆具組合的工具,結(jié)構(gòu)上分直、螺旋和輥?zhàn)尤N形式)、減震器(一種安裝在鉆柱上的、能吸收井底產(chǎn)生的垂直和旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的工具)、震擊器(能產(chǎn)生向上或向下沖擊振動(dòng)的工具)、井眼擴(kuò)大器(擴(kuò)大井眼的井下工具)及各種配合接頭等。
鉆井綜合篇---更換鉆頭
鉆頭在井下工作一定時(shí)間后,刮刀鉆頭的刀片直徑變小、變短、變鈍,破碎巖石的能力會(huì)變?nèi),進(jìn)度減慢;牙輪鉆頭由于牙齒磨損沖蝕、軸承損壞,會(huì)造成牙輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或牙輪卡死,使扭矩增大,若不及時(shí)起出還會(huì)發(fā)生掉牙輪事故;金剛石鉆頭則因地層的不均質(zhì)性造成鉆頭上的金剛石復(fù)合片發(fā)生裂、斷、掉,同樣使鉆井進(jìn)尺變慢。
為加快全井的鉆井速度,必須及時(shí)更換用舊的鉆頭,而鉆頭是在幾百米到幾千米的井下,鉆井工人如何更換鉆頭呢?
鉆井綜合篇---更換鉆頭
鉆進(jìn)時(shí),鉆機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤、方鉆桿、鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn),通過(guò)鉆機(jī)地面的儀表觀察井下鉆頭的工作情況,經(jīng)綜合判斷后,如果認(rèn)為鉆頭已被磨損,就要立即停鉆更換鉆頭。
停止鉆進(jìn)后,要繼續(xù)維持一段時(shí)間的鉆井液循環(huán),目的是要調(diào)整好鉆井液的性能,并把懸浮在鉆井液中的巖屑帶出地面,循環(huán)使井筒的新井壁保持穩(wěn)定,同時(shí)還要對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行例行檢查。
鉆井綜合篇---更換鉆頭
鉆井工人利用井架上的天車、游動(dòng)滑車和大鉤,根據(jù)井架的高度按立柱(一般由兩根或三根鉆桿組成)從井內(nèi)起出全部鉆具,起出后的鉆桿立柱按順序排放在井架內(nèi),在提出井下鉆柱的同時(shí),要用鉆井泵不斷向環(huán)形空間灌注鉆井液,目的是保持井筒內(nèi)的液面高度不下降,使井筒內(nèi)的壓力能平衡地層壓力,以防止井壁坍塌或井下地層中的流體進(jìn)入井筒;同時(shí),要特別注意因井壁縮徑可能發(fā)生的卡鉆,一般在開(kāi)始提升或井壁縮徑的深度,操作者要嚴(yán)格控制提升的速度。
將井筒內(nèi)的全部鉆桿、鉆鋌起出后,需更換的鉆頭也就同時(shí)起出,工人們將舊鉆頭卸下后裝上新鉆頭并按原立柱順序下到井內(nèi)后即可恢復(fù)鉆進(jìn)。
鉆井綜合篇---清除巖屑
鉆頭破碎地層會(huì)產(chǎn)生大量的巖屑,那么鉆一口井有多少巖屑呢?舉例來(lái)說(shuō):鉆一口3000米深的油氣探井(按下三層鋼管——稱做套管,最后一層為51/2英寸油層套管計(jì)算),需破碎巖石的體積約為210立方米左右,按巖石平均密度2.3克每立方厘米計(jì)算,從井下帶出巖屑的重量約480噸左右。那么堆積起來(lái)像一座小山一樣的巖屑,是怎樣從井下搬到地面上來(lái)的呢?
在鉆頭在工作過(guò)程中,鉆井液通過(guò)鉆桿內(nèi)孔、鉆頭水眼到井下,從井下經(jīng)環(huán)形空間返回地面。鉆頭破碎巖石產(chǎn)生的巖屑也就不斷被鉆井液帶到地面。
在地面上,通過(guò)稀釋法、替換法、機(jī)械方法或化學(xué)方法清除鉆井液中的固相顆粒并再次被泵入井內(nèi)。
鉆井綜合篇---清除巖屑
目前,國(guó)內(nèi)外使用最多、最有效的清除固相的方法還是機(jī)械方法,它是通過(guò)地面的振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、清潔器和離心機(jī)等機(jī)械設(shè)備,利用篩分和離心分離等原理,按密度和固相顆粒大小進(jìn)行分離,從而實(shí)現(xiàn)控制鉆井液固相的目的,這套裝置就稱為固控裝置。
鉆井時(shí)清除出的巖屑和有害固相吸附著鉆井液,若排出的巖屑和鉆井液處理不好,其中的有害成分(溶解鹽、可交換的鈉離子和油等)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境(大氣、海洋、河流、湖泊等)和土壤造成污染。因此,對(duì)井場(chǎng)排放鉆井液和巖屑的地面池子要進(jìn)行特殊的預(yù)處理,一般是在池的底部和四周鋪上膨潤(rùn)土,再在上面覆蓋聚氯乙烯或聚乙烯纖維素塑料層,以防止池內(nèi)有害物質(zhì)滲入地下。
鉆井工作完成后,要將脫水的巖屑和干涸的廢漿用黏土覆蓋好,并在掩埋處做好記錄和標(biāo)志。
鉆井綜合篇---動(dòng)力
鉆井是通過(guò)鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎地下巖石形成井筒的過(guò)程。鉆頭的旋轉(zhuǎn)需要?jiǎng)恿,常?guī)石油鉆機(jī)的動(dòng)力依靠柴油機(jī)(B2—300柴油機(jī))或大馬力柴油機(jī)(12V—190柴油機(jī)),柴油機(jī)發(fā)出的動(dòng)力,通過(guò)地面的傳動(dòng)裝置,將柴油機(jī)的動(dòng)能傳給鉆機(jī)的部件,帶動(dòng)鉆井泵和鉆機(jī)的絞車,絞車帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤、方鉆桿、鉆桿、鉆頭,旋轉(zhuǎn)的鉆頭在壓力和水力的聯(lián)合作用下,破碎巖石形成井筒。
鉆井綜合篇---固井
當(dāng)油(氣)井或探井鉆到設(shè)計(jì)深度后,并不是立即就可以投入使用的。首先要進(jìn)行測(cè)井作業(yè)獲得井下的地質(zhì)資料,根據(jù)測(cè)井和地質(zhì)錄井資料,經(jīng)綜合分析證實(shí)有開(kāi)采價(jià)值的油氣層時(shí),一般都要下入一層鋼管(又稱油層套管)并要進(jìn)行在套管與井壁的環(huán)形空間中注入水泥的作業(yè)(又稱固井作業(yè))。
目前,石油鉆井中使用的套管全部是鋼管(無(wú)縫鋼管或直縫鋼管),根據(jù)鉆井工程的需要套管一般分為:導(dǎo)管、表層套管、技術(shù)套管(或稱中間套管)、油層套管(或稱生產(chǎn)套管)和尾管。
鉆井綜合篇---固井
導(dǎo)管是在一口井開(kāi)鉆時(shí)就要下入地下的,其作用是將鉆井液從地表引到上部的鉆井裝置上來(lái),以維持鉆井過(guò)程中鉆井液的循環(huán)。
表層套管的作用是分隔上部淺層的流沙、礫石、氣和水層,下入的深度視鉆井的目的層和地層狀況而定,一般多為幾十米到幾百米不等,個(gè)別深井有時(shí)下入深度還會(huì)超過(guò)千米。
下技術(shù)套管的目的是封住鉆井過(guò)程中鉆井液難于控制的復(fù)雜地層,有的井有時(shí)需要下多層技術(shù)套管,特別是在遇到不同壓力的地層時(shí),為建立井筒內(nèi)鉆井液的正常循環(huán),必須下入技術(shù)套管分隔不同壓力的地層,以確保鉆井的安全作業(yè)施工。
鉆井綜合篇---固井
油層套管是全井的最后一層套管也稱生產(chǎn)套管,若生產(chǎn)套管不從井口下到井底,利用上部已下入的技術(shù)套管代替一部分油層套管時(shí),下部的油層套管我們稱之為尾管。
下尾管的好處是可節(jié)約油層套管的鋼材,但需要在技術(shù)套管和尾管的連接處加一套懸掛裝置。
油層套管的作用是把井下的油、氣、水層及不同壓力的油、氣層隔離開(kāi),提供油、氣從生產(chǎn)層流至地面的通道,保證油、氣井的長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn),并滿足油氣開(kāi)發(fā)和今后增產(chǎn)措施的需要。
鉆井綜合篇---固井
鉆井過(guò)程中下入的各層套管一般都要用水泥封固,其中,油層套管的注水泥質(zhì)量特別重要,一定要確保套管與水泥、井壁與水泥兩個(gè)界面的固結(jié)質(zhì)量。因?yàn)樗嗄毯笤谔坠艿挠蛯硬课灰M(jìn)行射孔作業(yè),射孔后油氣在壓差的作用下自行流到套管內(nèi),通過(guò)自噴或抽吸的方式進(jìn)行油氣生產(chǎn)。因?yàn)榫矁?nèi)有油層套管的保護(hù),所以油井一般生產(chǎn)幾十年井壁都不會(huì)垮塌。
鉆井綜合篇---打穿地球
從1962年起,世界上已有47個(gè)國(guó)家萌發(fā)了向地層深部探索的想法,想方設(shè)法揭開(kāi)地殼下面上地幔的秘密。而深層鉆探的最大難點(diǎn)在于地層堅(jiān)硬和井下的高溫和高壓,按標(biāo)準(zhǔn)地溫梯度1℃/33m計(jì)算,當(dāng)鉆井的深度在一萬(wàn)米時(shí),井下的溫度將會(huì)達(dá)到300度以上,正常的井底壓力也在100兆帕左右。在這樣的高溫下,鉆井液的穩(wěn)定問(wèn)題、下井儀器電子元件、橡膠件的抗高溫問(wèn)題、井下高壓油氣的防井噴問(wèn)題以及深部地層復(fù)雜情況的不可預(yù)見(jiàn)性問(wèn)題等都是鉆深井需要認(rèn)真研究和解決的難點(diǎn)。
另外,深部地層的巖石變硬、鉆頭破碎效率低、井鉆深后起下鉆的時(shí)間長(zhǎng)等也是鉆深井的難題。
鉆井綜合篇---打穿地球
目前,我國(guó)已打成的最深的油氣井是新疆塔里木油田的塔參1井,井深為7200米。世界上五口特深井分別是前蘇聯(lián)在科拉半島上的SG—3井(井深12869米)、美國(guó)的羅杰斯1號(hào)井(井深9585米)、巴登1號(hào)井(井深9159米)、瑟福芝奇1—9井(井深9034米)和德國(guó)的HB井(井深9103米)。
人類居住的地球的直徑是12700千米,地球內(nèi)部的最高溫度為1050~4500℃,內(nèi)部的物質(zhì)全部處于液態(tài),像火山噴出的巖漿一樣。地球內(nèi)部的溫度之高,地球直徑之長(zhǎng),人類欲穿透地球難度之大是可想而知的。
目前世界最深的井也僅僅是地球直徑的千分之一,與穿透地球的深度相差甚遠(yuǎn)。
鉆井綜合篇---鉆井成本
油、氣井成本高的主要原因,一是鉆井使用的鉆機(jī)和配套費(fèi)用很高,目前我國(guó)配套一部國(guó)產(chǎn)中型的石油鉆機(jī)大約需要幾千萬(wàn)元人民幣,若建造一艘海上鉆井平臺(tái)則需幾億元人民幣。
鉆機(jī)的使用壽命是有一定年限的,因而,每部鉆機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí),鉆機(jī)的折舊費(fèi)很高,再加上工作時(shí)消耗的油、水、材料和作業(yè)者的工資,一部鉆機(jī)的日費(fèi)用為幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)元人民幣。二是鉆井本身的費(fèi)用也很高。鉆深井或探井時(shí)一般要下入多層套管,使用幾只乃至十幾只鉆頭,要配制價(jià)格昂貴的鉆井液,要進(jìn)行地質(zhì)錄井、測(cè)井、測(cè)試和注水泥作業(yè),發(fā)生鉆井事故時(shí)要花費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行處理等。
鉆井綜合篇---鉆井成本
鉆一口石油天然氣井的成本高低,主要決定于鉆井的地區(qū)、井型、井深和井下地質(zhì)情況等。海洋、沙漠地區(qū)鉆井比陸地鉆井的成本高;探井比開(kāi)發(fā)井的成本高;深井比淺井的成本高。
目前我國(guó)東部地區(qū)陸地探井成本一般每米約1000~2000元人民幣;開(kāi)發(fā)井成本每米約800~1500元人民幣;深探井(大于5000米的井)每米的鉆井成本約5000元人民幣。我國(guó)四川、云貴地區(qū)因地層堅(jiān)硬,海上和沙漠鉆井因自然和地面條件的原因,成本要比東部陸地鉆井成本高得多。
我國(guó)在陸地鉆一口深探井一般要花費(fèi)幾千萬(wàn)元人民幣,在井下地質(zhì)情況復(fù)雜、鉆井工程難度大時(shí),一口深探井則需要上億元的費(fèi)用。難怪人們常說(shuō):“一口井就是一個(gè)工廠”。
鉆井綜合篇---鉆井成本
石油工業(yè)中的鉆井、采油、集輸、煉油各項(xiàng)工作都需要使用和消耗大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。特別是在石油天然氣鉆井過(guò)程中,從使用的鉆機(jī)、鉆桿以及下到井內(nèi)的套管等都離不開(kāi)鋼材。我們把可周轉(zhuǎn)和重復(fù)使用的鉆井設(shè)備、鉆桿、鉆鋌等除外,僅下井套管一項(xiàng)每年所這些套管只要下到井內(nèi)一般是無(wú)法再回收使用的,完全是一次性的投入。
目前,在我國(guó)多數(shù)油田,鉆井深3000m左右開(kāi)發(fā)井時(shí),一般是不下技術(shù)套管的,按我國(guó)每年鉆井一萬(wàn)口,平均鉆井井深2000米,每口井下入套管200噸計(jì)算,全國(guó)僅油氣鉆井消耗套管一項(xiàng)一年就需200萬(wàn)噸的無(wú)縫鋼管。再加每年使用的鉆桿、鉆鋌、接頭和各種工具等,鋼材的消耗量也需幾十萬(wàn)噸,這樣,僅石油鉆井二三百萬(wàn)噸鋼的消耗量就相當(dāng)于一座特大型軋鋼廠一年的鋼產(chǎn)量。
鉆井綜合篇---其他用途
目前鉆井技術(shù)除用于鉆石油天然氣井外,還可鉆水井、地?zé)峋、熱水井、巖鹽井、CO2和煤層氣井。
國(guó)外利用鉆井在海上打大直徑井儲(chǔ)存核廢料,我國(guó)在建高層建筑前鉆取地層巖樣,修建高樓、大橋時(shí)打大直徑井的承載地基樁、樁墩等。
除此之外,鉆井技術(shù)還可用于油氣井的滅火、井下礦井的搶險(xiǎn)救災(zāi),并可延伸用于城市非開(kāi)挖鋪設(shè)管道、電纜、光纜和過(guò)江輸送管道、地下隧道工程等。
目錄
三、工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
工藝技術(shù)篇
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