钻井实习
1、主要目的和任务：了解钻井过程概况和各种录井方法，使我们对学校所学理论知识有更深刻的认识，并了解石油各个方面的生产环节。通过实习，了解专业，增强感性认识，学习基本技能，深化已学的知识，并以现场实际操作来培养我们动手动脑能力，增强我们对石油钻井技术更感性的认识，了解我国石油工程的现状，激发我们热爱专业，勤奋学习的热情。
2、实习地点及方式：地点：华东石油局——新疆井场。
方式：实践。
3、具体内容3.1井场的组成及钻井过程概况3.1.1、井场概况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，面积根据钻机钻探能力的大小而定，钻6km深井的钻机约需120×90m2，钻3km井深的钻机约需100×60m2，再小于此的钻机，井场可小到60×80m2。井场用于放置钻井设备如井架、动力机、泥浆泵及循环系统、以及存放钻杆、套管等管材，放置水罐、油罐、洗井液罐及堆放洗井液材料、各种配件等。并设有值班房、发电房、库房等临时建筑。
井场的空场大小应能满足搬家、安装、固井及处理事故等作业时大批车辆进出、摆放的需要。
井场的形状大体上为长方形，可因地制宜以减少土方量。但公路应从井架大门前方通入井场，不应从钻井设备后部通入（即所谓倒井场），油罐等也不应放于井场入口附近，以免井场上出现井喷、失火等险情时抢险车辆无法进入井场。
对离矿区较远的探井，尚需有生活设施如宿舍、厨房、饭厅等。
图1 钻井井场及设备示意图
1．天车 11．鼠洞（接单根用） 21．管子坡道 31．（脱泥机）泥浆过滤设备
2．井架 12．鼠洞（放方钻杆用） 22．管架 32．脱砂机
3．二层台 13．固定大钳 23．井架底座 33．离心机
4．游动滑车 14．接管用大钳 24．泥浆返回管线 34．泥浆泵
5．大钩 15．绞车 25．泥浆振动筛 35．干水泥储备罐
6．水龙头 16．指重表 26．节流管汇 36．储水罐
7．吊卡 17．司钻控制台 27．泥浆-天然气分离器 37．发电机
8．方钻杆 18．井场值班室 28．脱气装置 38．防喷器组
9．方钻杆补心 19．水龙带 29．泥浆储备池
10．方补心 20．蓄能装置 30．泥浆池
3.1.2、钻井工具及用途简介方钻杆
规格：方钻杆电钻杆长2～3米；壁厚是普通钻具厚的4～5倍材料；优质合金钢、截面是正方形、方边形。
特点：方钻杆上下扣都是母扣，方钻杆有保护接头下面是正扣，上面是过渡接头—反扣。
作用：1、传递扭矩
2、承载具的重量
3、输送钻井液
方钻杆运输、使用中的注意事项：放在鼠洞内，防弯曲、防生锈。
钻铤
作用：1、施加钻压
2、防止井斜 钻铤尺寸不同钻具组合不同
3、不断延续加深井眼
4、输送钻井液
结构：①光本体 ②壁厚③重量是钻杆的4～6倍,大约为 600～800斤 ④正旋螺纹⑤优质合金钢
钻杆
钻杆多为一侧公扣,一侧母扣。现在用的钻杆为5寸， 127毫米直径，真空无缝钢管制成。
作用：1、传递扭矩
2、输送钻井液
3、不断延续加深井眼
维护方法：防止放在场地泥水里。
钻杆检查：1、本体是否弯曲
2、水眼是否畅通
3、公母扣是否完好
4、公径扣台阶完好
钻头
钻头为井底破碎岩石的工具。
作用：1、破碎岩石
2、形成井眼
钻头的分类：
1、从结构上可分为以下四种：
⑴牙轮钻头
①结构：由壳体、牙爪、牙轮、水眼、储油密封系统等组成。
②工作原理：1>牙轮的纵振及其对地层的冲击作用。
2>牙轮的滑动产生对地层的剪切作用。
⑵刮刀钻头
①结构由上钻头体、下钻头体、刀翼、水眼四部分组成。
②上钻头体：位于钻头的上部，车有母螺纹，与钻头柱相连、侧面有深槽、用于安装刀翼。
③下钻头体：用于水眼的设计、安装、喷嘴。
④工作原理： 切削、剪切、挤压。
⑶金刚石钻头
⑷pdc钻头
①结构由钻头体、保修面、切削面、水眼、接头。
②原理：pdc颗粒具有极高的强度和硬度、刀口锋利。
2、从功用上分为以下两种种：全面钻进钻头、全径钻头。
节流管汇与压井管汇
1、节流与压井管汇的作用
当井涌关井后，利用节流阀启、闭程度的不同，控制一定的套管压力，维持稳定的井底压力，避免地层流体进一步流入井中。当不能通过钻具进行正常循环时，可通过压井管汇向井中泵入钻井液，以便恢复和重建井底压力平衡。
2、节流、压井管汇的工作压力
根据sy/t5323-92《压井管汇与节流管汇》的规定，节流压井管汇的最大工作压力分别为5级：
14mpa 、 21mpa 、 35mpa、70mpa、105mpa。目前，国产节流压井管汇，除105mpa压力等级都已研制成功。
井场所装设的节流压井管汇，其压力等级必须与井口防喷器组一致。通常，管汇压力等级的选定以最后一次开钻时井口防喷器组的压力等级为准。避免了由于井口防喷器组压力等级的改变而频繁换装管汇。
3、节流管汇的作用
通过节流阀的节流作用实施压井作业，替换出井里被污染的泥浆，同时控制井口套管压力与立管压力，恢复泥浆液柱对井底的压力控制，制止溢流。
过节流阀的泄压作用，降低进口套管压力，将是实现“软关井 ”。
通过放喷阀的大量泄流作用，保护井口防喷器组。
4、节流管汇的类型
①手动节流管汇:
管汇中常用与备用两个节流阀都是手动节流阀
②液动节流管汇:
管汇中常用与备用两个节流阀都是液动节流阀
5、压井管汇的作用
压井：强行灌重泥浆(全封闸板封井)
防止燃烧起火：强行注清水(发生井喷时)
协助灭火：强行注灭火剂(井喷着火时)
3.1.3钻井过程一口井从开始钻凿到完成，要经过很多道工序，现分述之。
（1）准备工作
①定井口位置 地质师根据地质上或生产上的需要确定井底位置。当井身轴线按铅垂线设计时，井口中心与井底中心位置在同一铅垂线上，这就是直井。如果井身轴线对铅直线而言是斜的或是曲线形状，则井口中心位置将不与井底中心在同一铅垂线上，这就是定向井。
②修公路 为了将各种设备与物资运入井场，需要修公路。因有时满载车总重可达30~40t或更多，公路应能通行重车。公路不平将减小车速，并使车辆过早损坏。
③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，中型钻机约为100×60m2，形状大致呈长方形，可因地制宜。
④打基础 为了保证设备在打井过程中不会因下陷不均匀而歪斜，要打基础（或称基墩）。小些的基础可用方木或预制件，大型的基础则在现场用混凝土浇灌。
⑤安装 立井架，安装钻井设备、泥浆泵，安放或挖掘泥浆池、泥浆槽等。
图 2 钻井设备布置情况
a-地面以上；b-钻台以下；1-天车台及天车；2-钢丝绳；3-游动滑车；4-大钩；5-水龙头；6-方钻杆；7-水龙带；8-钻台；9-转盘；10-井架；11-二层台；12-洗井液返出管线；13-司钻工作位置；14-滚动筛；15-绞车；16-发动机；17-底座；18-转盘驱动链条；19-动力机到绞车和泵的传动件；20-泥浆泵；21-泵上水池；22-转盘驱动链条；23-防喷器；24-水泥环；25-钻杆；26-钻头；27-方钻杆；29-转盘；29-接钻台；30-洗井液返出管线；31-振动筛；32-防喷器；33-接节流管汇；34-表层套管；35-钻铤；36洗井液返出管线
（2）钻进
当前世界各地普遍使用的钻井方法是旋转钻井法（或称转盘钻法），此法始于19XX年。
①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井底岩石，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（即钻柱在空气中的重量减去在洗井液中的浮力后的重量）的一部分产生的。
钻柱把地面上的动力传给钻头，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，钻柱也逐渐增长，其重量也逐渐加大，以致于会超过钻压的需要。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，如图3所示。形成钻压的部分钻柱处于受压缩应力状态，被吊悬部分受拉伸应力。当井刚开钻时，由于井很浅，钻柱重量小于钻压，所以井内钻柱全部受压；当井变深，钻柱重量超过钻压需要时。上部钻柱被吊悬而处于受拉状态，下部仍处于受压状态。
钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大干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-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，通常简称钻速。钻时是每进尺lm所需分钟数。
（1）
图3 洗井液循环图
1-钻柱；2-钻头；3-洗井液
式中 ──钻速，m/h；h──为时间t内的钻头进尺数，m，t单位为h。
（2）
式中，tm──钻时，min/m；
h──t时间内的进尺数，m；
t──钻进h所用时间，min。
③接单根 在钻进过程中，由于井在不断加深，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根。
④起下钻 为了更换磨损了的钻头，需将全部钻柱从井中取出，换了新钻头以后再重新下入井中，叫起钻和下钻。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24~28m。为了配合这么长的立根，井架高度一般为41m左右。
也可能是其它原因，如打捞落入井中的物件，解决卡钻等工作也需要进行起下钻的操作。
⑤固井 一口井在钻凿过程中，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；有的地层强度不高，易被压裂、造成洗井液漏失；有的地层含有某些盐类，会使洗井液性能变坏等等。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，防止各层间串通，应当在适当的时候对井眼进行加固，称为固井。固井的方法是将称为套管的薄壁无缝钢管下入井中，并在井眼与套管之间灌注水泥浆以固定套管，封闭环形空间，隔开某些地层。这就是下套管，注水泥作业。一口井从开始到完成，常需下入多层套管并注水泥，即需进行数次固井作业。
⑥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；钻柱被卡在井内时则要设法解除卡钻。除落物外，引起井内复杂情况而需要处理的原因多系洗井液性能不符合要求所造成的。
⑦其它作业 在钻井过程中要进行钻屑录井、气测井、电法测井以及地层测试；交井以后还可能有射孔、替喷、试油、酸化压裂等项作业。
3.2完井地质报告的编制 井完钻以后，必须全面、系统地整理和分析在钻井过程中所取得的各项资料，综合判断地下地质情况和油、气、水层，编写完井报告。
完井地质报告是一口井钻完后的文字总结。报告主要包括以下内容中：
（1）序言
简明扼要地阐述该井钻井过程，录井工作的概况，资料的可靠程度及基本经验教训等。
（2）地层简述
本井钻穿地层层序、井深、厚度、各组段地层的主要岩性，可供对比的标准层和标志层特征，以及与邻井、邻区的对此情况。有些内容可以列表说明。
（3）油气水显示情况
首先，按深度顺序将发现的油、气、水层的各种原始资料及解释情况进行分级描述，如分为主要油气层及次要油气层。将油（气）层岩性、各种录井显示，测井解释结果等详细叙述，做出有科学根据的评价。
（4）试油、气层位盘见
主要是提出供试油、试气的层位、井段、厚度，同时提出完井方法及试油方法和步骤。
（5）总结与建议
应针对主要问题进行总结。如对本井的地层、构造、油气层和其它有待讨论的问题，进行专题论述。要以充分的事实，论证过去结论中的正确与错误，并阐明新的认识，提出切实可行的建议。
