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鉆井實(shí)習(xí)報(bào)告
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鉆井實(shí)習(xí)
1、主要目的和任務(wù)：了解鉆井過(guò)程概況和各種錄井方法，使我們對(duì)學(xué)校所學(xué)理論知識(shí)有更深刻的認(rèn)識(shí)，并了解石油各個(gè)方面的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)習(xí)，了解專(zhuān)業(yè)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)基本技能，深化已學(xué)的知識(shí)，并以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作來(lái)培養(yǎng)我們動(dòng)手動(dòng)腦能力，增強(qiáng)我們對(duì)石油鉆井技術(shù)更感性的認(rèn)識(shí)，了解我國(guó)石油工程的現(xiàn)狀，激發(fā)我們熱愛(ài)專(zhuān)業(yè)，勤奮學(xué)習(xí)的熱情。
2、實(shí)習(xí)地點(diǎn)及方式：地點(diǎn)：華東石油局——新疆井場(chǎng)。
方式：實(shí)踐。
3、具體內(nèi)容3.1井場(chǎng)的組成及鉆井過(guò)程概況3.1.1、井場(chǎng)概況井場(chǎng)是在陸地上打井時(shí)為便于鉆井施工，在井口周?chē)秸鰜?lái)的一片平地，面積根據(jù)鉆機(jī)鉆探能力的大小而定，鉆6km深井的鉆機(jī)約需120×90m2，鉆3km井深的鉆機(jī)約需100×60m2，再小于此的鉆機(jī)，井場(chǎng)可小到60×80m2。井場(chǎng)用于放置鉆井設(shè)備如井架、動(dòng)力機(jī)、泥漿泵及循環(huán)系統(tǒng)、以及存放鉆桿、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。并設(shè)有值班房、發(fā)電房、庫(kù)房等臨時(shí)建筑。
井場(chǎng)的空?qǐng)龃笮?yīng)能滿(mǎn)足搬家、安裝、固井及處理事故等作業(yè)時(shí)大批車(chē)輛進(jìn)出、擺放的需要。
井場(chǎng)的形狀大體上為長(zhǎng)方形，可因地制宜以減少土方量。但公路應(yīng)從井架大門(mén)前方通入井場(chǎng)，不應(yīng)從鉆井設(shè)備后部通入(即所謂倒井場(chǎng))，油罐等也不應(yīng)放于井場(chǎng)入口附近，以免井場(chǎng)上出現(xiàn)井噴、失火等險(xiǎn)情時(shí)搶險(xiǎn)車(chē)輛無(wú)法進(jìn)入井場(chǎng)。
對(duì)離礦區(qū)較遠(yuǎn)的探井，尚需有生活設(shè)施如宿舍、廚房、飯廳等。
圖1 鉆井井場(chǎng)及設(shè)備示意圖
1.天車(chē) 11.鼠洞(接單根用) 21.管子坡道 31.(脫泥機(jī))泥漿過(guò)濾設(shè)備
2.井架 12.鼠洞(放方鉆桿用) 22.管架 32.脫砂機(jī)
3.二層臺(tái) 13.固定大鉗 23.井架底座 33.離心機(jī)
4.游動(dòng)滑車(chē) 14.接管用大鉗 24.泥漿返回管線(xiàn) 34.泥漿泵
5.大鉤 15.絞車(chē) 25.泥漿振動(dòng)篩 35.干水泥儲(chǔ)備罐
6.水龍頭 16.指重表 26.節(jié)流管匯 36.儲(chǔ)水罐
7.吊卡 17.司鉆控制臺(tái) 27.泥漿-天然氣分離器 37.發(fā)電機(jī)
8.方鉆桿 18.井場(chǎng)值班室 28.脫氣裝置 38.防噴器組
9.方鉆桿補(bǔ)心 19.水龍帶 29.泥漿儲(chǔ)備池
10.方補(bǔ)心 20.蓄能裝置 30.泥漿池
3.1.2、鉆井工具及用途簡(jiǎn)介方鉆桿
規(guī)格：方鉆桿電鉆桿長(zhǎng)2～3米;壁厚是普通鉆具厚的4～5倍材料;優(yōu)質(zhì)合金鋼、截面是正方形、方邊形。
特點(diǎn)：方鉆桿上下扣都是母扣，方鉆桿有保護(hù)接頭下面是正扣，上面是過(guò)渡接頭—反扣。
作用：1、傳遞扭矩
2、承載具的重量
3、輸送鉆井液
方鉆桿運(yùn)輸、使用中的注意事項(xiàng)：放在鼠洞內(nèi)，防彎曲、防生銹。
鉆鋌
作用：1、施加鉆壓
2、防止井斜 鉆鋌尺寸不同鉆具組合不同
3、不斷延續(xù)加深井眼
4、輸送鉆井液
結(jié)構(gòu)：①光本體 ②壁厚③重量是鉆桿的4～6倍,大約為 600～800斤 ④正旋螺紋⑤優(yōu)質(zhì)合金鋼
鉆桿
鉆桿多為一側(cè)公扣,一側(cè)母扣。現(xiàn)在用的鉆桿為5寸， 127毫米直徑，真空無(wú)縫鋼管制成。
作用：1、傳遞扭矩
2、輸送鉆井液
3、不斷延續(xù)加深井眼
維護(hù)方法：防止放在場(chǎng)地泥水里。
鉆桿檢查：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(tái)階完好
鉆頭
鉆頭為井底破碎巖石的工具。
作用：1、破碎巖石
2、形成井眼
鉆頭的分類(lèi)：
1、從結(jié)構(gòu)上可分為以下四種：
⑴牙輪鉆頭
①結(jié)構(gòu)：由殼體、牙爪、牙輪、水眼、儲(chǔ)油密封系統(tǒng)等組成。
②工作原理：1>牙輪的縱振及其對(duì)地層的沖擊作用。
2>牙輪的滑動(dòng)產(chǎn)生對(duì)地層的剪切作用。
⑵刮刀鉆頭
①結(jié)構(gòu)由上鉆頭體、下鉆頭體、刀翼、水眼四部分組成。
②上鉆頭體：位于鉆頭的上部，車(chē)有母螺紋，與鉆頭柱相連、側(cè)面有深槽、用于安裝刀翼。
③下鉆頭體：用于水眼的設(shè)計(jì)、安裝、噴嘴。
④工作原理： 切削、剪切、擠壓。
⑶金剛石鉆頭
⑷pdc鉆頭
①結(jié)構(gòu)由鉆頭體、保修面、切削面、水眼、接頭。
②原理：pdc顆粒具有極高的強(qiáng)度和硬度、刀口鋒利。
2、從功用上分為以下兩種種：全面鉆進(jìn)鉆頭、全徑鉆頭。
節(jié)流管匯與壓井管匯
1、節(jié)流與壓井管匯的作用
當(dāng)井涌關(guān)井后，利用節(jié)流閥啟、閉程度的不同，控制一定的套管壓力，維持穩(wěn)定的井底壓力，避免地層流體進(jìn)一步流入井中。當(dāng)不能通過(guò)鉆具進(jìn)行正常循環(huán)時(shí)，可通過(guò)壓井管匯向井中泵入鉆井液，以便恢復(fù)和重建井底壓力平衡。
2、節(jié)流、壓井管匯的工作壓力
根據(jù)sy/t5323-92《壓井管匯與節(jié)流管匯》的規(guī)定，節(jié)流壓井管匯的最大工作壓力分別為5級(jí)：
14mpa 、 21mpa 、 35mpa、70mpa、105mpa。目前，國(guó)產(chǎn)節(jié)流壓井管匯，除105mpa壓力等級(jí)都已研制成功。
井場(chǎng)所裝設(shè)的節(jié)流壓井管匯，其壓力等級(jí)必須與井口防噴器組一致。通常，管匯壓力等級(jí)的選定以最后一次開(kāi)鉆時(shí)井口防噴器組的壓力等級(jí)為準(zhǔn)。避免了由于井口防噴器組壓力等級(jí)的改變而頻繁換裝管匯。
3、節(jié)流管匯的作用
通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流作用實(shí)施壓井作業(yè)，替換出井里被污染的泥漿，同時(shí)控制井口套管壓力與立管壓力，恢復(fù)泥漿液柱對(duì)井底的壓力控制，制止溢流。
過(guò)節(jié)流閥的泄壓作用，降低進(jìn)口套管壓力，將是實(shí)現(xiàn)“軟關(guān)井 ”。
通過(guò)放噴閥的大量泄流作用，保護(hù)井口防噴器組。
4、節(jié)流管匯的類(lèi)型
①手動(dòng)節(jié)流管匯:
管匯中常用與備用兩個(gè)節(jié)流閥都是手動(dòng)節(jié)流閥
②液動(dòng)節(jié)流管匯:
管匯中常用與備用兩個(gè)節(jié)流閥都是液動(dòng)節(jié)流閥
5、壓井管匯的作用
壓井：強(qiáng)行灌重泥漿(全封閘板封井)
防止燃燒起火：強(qiáng)行注清水(發(fā)生井噴時(shí))
協(xié)助滅火：強(qiáng)行注滅火劑(井噴著火時(shí))
3.1.3鉆井過(guò)程一口井從開(kāi)始鉆鑿到完成，要經(jīng)過(guò)很多道工序，現(xiàn)分述之。
(1)準(zhǔn)備工作
①定井口位置 地質(zhì)師根據(jù)地質(zhì)上或生產(chǎn)上的需要確定井底位置。當(dāng)井身軸線(xiàn)按鉛垂線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線(xiàn)上，這就是直井。如果井身軸線(xiàn)對(duì)鉛直線(xiàn)而言是斜的或是曲線(xiàn)形狀，則井口中心位置將不與井底中心在同一鉛垂線(xiàn)上，這就是定向井。
②修公路 為了將各種設(shè)備與物資運(yùn)入井場(chǎng)，需要修公路。因有時(shí)滿(mǎn)載車(chē)總重可達(dá)30~40t或更多，公路應(yīng)能通行重車(chē)。公路不平將減小車(chē)速，并使車(chē)輛過(guò)早損壞。
③平井場(chǎng) 在井口周?chē)秸鲆粔K場(chǎng)地以供施工之用。井場(chǎng)面積因鉆機(jī)而異，大型鉆機(jī)約需120×90m2，中型鉆機(jī)約為100×60m2，形狀大致呈長(zhǎng)方形，可因地制宜。
④打基礎(chǔ) 為了保證設(shè)備在打井過(guò)程中不會(huì)因下陷不均勻而歪斜，要打基礎(chǔ)(或稱(chēng)基墩)。小些的基礎(chǔ)可用方木或預(yù)制件，大型的基礎(chǔ)則在現(xiàn)場(chǎng)用混凝土澆灌。
⑤安裝 立井架，安裝鉆井設(shè)備、泥漿泵，安放或挖掘泥漿池、泥漿槽等。
圖 2 鉆井設(shè)備布置情況
a-地面以上;b-鉆臺(tái)以下;1-天車(chē)臺(tái)及天車(chē);2-鋼絲繩;3-游動(dòng)滑車(chē);4-大鉤;5-水龍頭;6-方鉆桿;7-水龍帶;8-鉆臺(tái);9-轉(zhuǎn)盤(pán);10-井架;11-二層臺(tái);12-洗井液返出管線(xiàn);13-司鉆工作位置;14-滾動(dòng)篩;15-絞車(chē);16-發(fā)動(dòng)機(jī);17-底座;18-轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)鏈條;19-動(dòng)力機(jī)到絞車(chē)和泵的傳動(dòng)件;20-泥漿泵;21-泵上水池;22-轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)鏈條;23-防噴器;24-水泥環(huán);25-鉆桿;26-鉆頭;27-方鉆桿;29-轉(zhuǎn)盤(pán);29-接鉆臺(tái);30-洗井液返出管線(xiàn);31-振動(dòng)篩;32-防噴器;33-接節(jié)流管匯;34-表層套管;35-鉆鋌;36洗井液返出管線(xiàn)
(2)鉆進(jìn)
當(dāng)前世界各地普遍使用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)鉆井法(或稱(chēng)轉(zhuǎn)盤(pán)鉆法)，此法始于19XX年。
①鉆進(jìn) 直接破碎巖石的工具叫鉆頭。鉆進(jìn)時(shí)用足夠的壓力把鉆頭壓到井底巖石上，使鉆頭的刃部吃入巖石中。鉆頭上邊接鉆柱，用鉆柱帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)以破碎井底巖石，井就會(huì)逐漸加深。加到鉆頭上的壓力叫鉆壓，是靠鉆柱在洗井液中的重量(即鉆柱在空氣中的重量減去在洗井液中的浮力后的重量)的一部分產(chǎn)生的。
鉆柱把地面上的動(dòng)力傳給鉆頭，所以，鉆柱是從地面一直延伸到井底的，井有多深，鉆柱就有多長(zhǎng)。隨著井的加深，鉆柱也逐漸增長(zhǎng)，其重量也逐漸加大，以致于會(huì)超過(guò)鉆壓的需要。過(guò)大的鉆壓將會(huì)引起鉆頭、鉆柱、設(shè)備的損壞，所以必需將大于鉆壓的那部分鉆柱重量吊懸起來(lái)，不使作用到鉆頭上，如圖3所示。形成鉆壓的部分鉆柱處于受壓縮應(yīng)力狀態(tài)，被吊懸部分受拉伸應(yīng)力。當(dāng)井剛開(kāi)鉆時(shí)，由于井很淺，鉆柱重量小于鉆壓，所以井內(nèi)鉆柱全部受壓;當(dāng)井變深，鉆柱重量超過(guò)鉆壓需要時(shí)。上部鉆柱被吊懸而處于受拉狀態(tài)，下部仍處于受壓狀態(tài)。
鉆柱在洗井液中的重量稱(chēng)為懸重，大干鉆壓需要而吊懸起來(lái)的那部分重量稱(chēng)為鉆重，亦即：
鉆壓=懸重-鉆重
井加深的快慢，即鉆進(jìn)的速度，用機(jī)械鉆速或鉆時(shí)表示。機(jī)械鉆速是每小時(shí)破碎井底巖石的米數(shù)，即每小時(shí)進(jìn)尺數(shù)，通常簡(jiǎn)稱(chēng)鉆速。鉆時(shí)是每進(jìn)尺lm所需分鐘數(shù)。
(1)
圖3 洗井液循環(huán)圖
1-鉆柱;2-鉆頭;3-洗井液
式中 ──鉆速，m/h;h──為時(shí)間t內(nèi)的鉆頭進(jìn)尺數(shù)，m，t單位為h。
(2)
式中，tm──鉆時(shí)，min/m;
h──t時(shí)間內(nèi)的進(jìn)尺數(shù)，m;
t──鉆進(jìn)h所用時(shí)間，min。
③接單根 在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于井在不斷加深，鉆柱也要及時(shí)接長(zhǎng)，每次接入一根鉆桿叫做接單根。打一口井要接很多次單根。
④起下鉆 為了更換磨損了的鉆頭，需將全部鉆柱從井中取出，換了新鉆頭以后再重新下入井中，叫起鉆和下鉆。一口井要用很多只鉆頭才能鉆成，所以起下鉆的次數(shù)是很多的。為了提高效率，節(jié)省時(shí)間，起下鉆時(shí)不是以單根鉆桿為單位進(jìn)行接卸，而是以二或三根鉆桿為一接卸單位，稱(chēng)為立根。立根長(zhǎng)度一般為24~28m。為了配合這么長(zhǎng)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，解決卡鉆等工作也需要進(jìn)行起下鉆的操作。
⑤固井 一口井在鉆鑿過(guò)程中，要穿過(guò)各種性質(zhì)不同的地層：有的地層巖石堅(jiān)硬，井眼形成以后可以維持較長(zhǎng)時(shí)間而不致坍塌;有的地層則很松軟、破碎，形成的井壁不穩(wěn)定，井壁上的巖石極易坍塌落入井內(nèi);有的地層內(nèi)含有高壓油、氣、水等流體;有的地層強(qiáng)度不高，易被壓裂、造成洗井液漏失;有的地層含有某些鹽類(lèi)，會(huì)使洗井液性能變壞等等。盡管地層復(fù)雜多變，還是得設(shè)法將這些地層鉆穿，否則無(wú)法繼續(xù)向下鉆進(jìn)。當(dāng)這些地層被鉆穿以后，上述的各種復(fù)雜情況有的可能消失，對(duì)以后的鉆井工作不再造成危害，而有的則繼續(xù)給鉆井工作造成麻煩，也許會(huì)形成隱患。為了保護(hù)已鉆成的井眼和使以后的鉆井工作順利進(jìn)行，或?yàn)樯a(chǎn)造成通路，防止各層間串通，應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)圻M(jìn)行加固，稱(chēng)為固井。固井的方法是將稱(chēng)為套管的薄壁無(wú)縫鋼管下入井中，并在井眼與套管之間灌注水泥漿以固定套管，封閉環(huán)形空間，隔開(kāi)某些地層。這就是下套管，注水泥作業(yè)。一口井從開(kāi)始到完成，常需下入多層套管并注水泥，即需進(jìn)行數(shù)次固井作業(yè)。
⑥事故處理 如物件落入井內(nèi)，需進(jìn)行打撈，鉆桿斷在井內(nèi)也要打撈;鉆柱被卡在井內(nèi)時(shí)則要設(shè)法解除卡鉆。除落物外，引起井內(nèi)復(fù)雜情況而需要處理的原因多系洗井液性能不符合要求所造成的。
⑦其它作業(yè) 在鉆井過(guò)程中要進(jìn)行鉆屑錄井、氣測(cè)井、電法測(cè)井以及地層測(cè)試;交井以后還可能有射孔、替噴、試油、酸化壓裂等項(xiàng)作業(yè)。
3.2完井地質(zhì)報(bào)告的編制 井完鉆以后，必須全面、系統(tǒng)地整理和分析在鉆井過(guò)程中所取得的各項(xiàng)資料，綜合判斷地下地質(zhì)情況和油、氣、水層，編寫(xiě)完井報(bào)告。
完井地質(zhì)報(bào)告是一口井鉆完后的文字總結(jié)。報(bào)告主要包括以下內(nèi)容中：
(1)序言
簡(jiǎn)明扼要地闡述該井鉆井過(guò)程，錄井工作的概況，資料的可靠程度及基本經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等。
(2)地層簡(jiǎn)述
本井鉆穿地層層序、井深、厚度、各組段地層的主要巖性，可供對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)層和標(biāo)志層特征，以及與鄰井、鄰區(qū)的對(duì)此情況。有些內(nèi)容可以列表說(shuō)明。
(3)油氣水顯示情況
首先，按深度順序?qū)l(fā)現(xiàn)的油、氣、水層的各種原始資料及解釋情況進(jìn)行分級(jí)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(cè)井解釋結(jié)果等詳細(xì)敘述，做出有科學(xué)根據(jù)的評(píng)價(jià)。
(4)試油、氣層位盤(pán)見(jiàn)
主要是提出供試油、試氣的層位、井段、厚度，同時(shí)提出完井方法及試油方法和步驟。
(5)總結(jié)與建議
應(yīng)針對(duì)主要問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。如對(duì)本井的地層、構(gòu)造、油氣層和其它有待討論的問(wèn)題，進(jìn)行專(zhuān)題論述。要以充分的事實(shí)，論證過(guò)去結(jié)論中的正確與錯(cuò)誤，并闡明新的認(rèn)識(shí)，提出切實(shí)可行的建議。
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