第一篇：優快鉆井技術

優 快 鉆 井 技 術 教 案 授課人：丁向京 課題：優快鉆井技術 培訓目標：通過課堂講授，使學員掌握優快鉆井技術主要內容及優點，了解優選井位、鉆頭的基本過程 重點：優快鉆井定義及內容，優點及意義 難點：井位優選中涉及到的軌跡控制內容 教學方法：課堂講授 授課時間：50分鐘 授課內容：

一、概述 2000年后，中原油田定向井、大斜度井、水平井等結構復雜井逐漸增多，大部分生產井是雙靶定向井，靶心距最小要求到了10m。這些都給鉆井技術提出了新的問題。各鉆井公司配套了單、多點測斜儀器，也增配了隨鉆車及儀器。與之相關的配套技術及技術研究也逐漸增多，事故復雜的預防及井眼軌跡控制技術成為鉆井工作的核心問題。特別是2000年以后，隨著新型PDC鉆頭的全面推廣使用及長壽命螺桿的應用，與之相關的鉆具結構簡化，都使鉆井速度進一步提高，事故復雜逐年降低。2002年后優快鉆井技術在全油田推廣開來，這項技術以單彎螺桿及優質PDC鉆頭的雙驅復合鉆進為核心，是應用螺桿和高效PDC鉆頭，通過對鉆頭選型、優選鉆井參數和泥漿參數來實現提高機械鉆速，提高井身質量和固井質量的一種技術。實現了對軌跡的隨時監控和調整，使穿過館陶組后1到2趟鉆打完進尺成為可能。隨著PDC鉆頭種類的完善及隨鉆儀器MWD、LWD的應用，這項技術更趨完善，這幾年逐漸增多的水平井也是這種技術的延伸。這項技術在縮短鉆井周期的同時，客觀上也減少了油氣層的裸露時間，保護了油氣層。隨這項技術的逐漸深入，機械鉆速不斷提高，鉆井周期逐漸縮短，經濟效益也顯著提高，以下是各公司近三年主要技術指標： 單 年度 開鉆完井位（口）（口）總計 2007 2006 2005 228 236 230 60 68 212 254 240 57 73 完 成 進 尺（m）733718 735496 734587 186562 211699 鉆機 鉆月速 完成井機械鉆速(m/h)11.91 13.16 10.80 11.16 13.70平均 井深（m）3077 2966 3069 3078 2895 合計 37.07 33.01 36.42 40.58 32.50平均建井周期（d）遷裝 2.09 1.89 2.05 2.08 1.96 鉆井 27.17 22.99 26.11 30.75 23.08 完井 7.80 8.13 8.26 7.75 7.46（臺月）（米/臺月）267.81 249.29 278.88 72.23 70.54 2739.69 2950.4 2634.1 2583 3001.1 一 2007 公 2006 司 2005 二 2007 公 2006 司 2005 三 2007 公 2006 司 2005 四 2007 公 2006 司 2005 67 43 49 46 69 65 64 56 54 53 69 38 53 48 62 69 70 55 59 53 214600 143923 152094 153886 216248 193937 207423 186985 177766 158678 75.69 60.39 54.32 59.36 70.65 66.04 77.83 64.54 58.39 66.00 2835.2 2383 2800.0 2592.4 3061 2936.7 2665.1 2897 3044.5 2404.2 12.56 10.19 11.76 10.97 13.89 13.29 10.61 12.31 13.86 9.19 3108 3143 3094 3122 3000 2840 2997 3116 3088 3065 33.79 39.33 36.79 37.29 34.13 32.04 36.41 36.25 31.38 39.08 2.29 1.96 2.25 2.33 2.50 2.04 2.08 1.13 1.29 1.46 23.92 29.00 26.67 26.17 24.33 22.38 25.63 26.17 20.29 29.54 7.58 8.38 7.88 8.79 7.25 7.63 8.71 8.96 9.79 8.08 從上表可以看出，鉆井四公司2006年與2005年相比，機械鉆速提高4.67米/小時，提高幅度50.82%，鉆井周期縮短9.25天,幅度為31.31％。兄弟鉆井公司指標也大幅增加說明優快鉆井技術已基本成熟。外部市場優快鉆井技術也迅速推廣，新疆項目的莫北工區，在平均井深高達4050米的情況下，平均鉆井周期由原來的28天，縮短為目前的20天左右，創莫北工區最高指標。

二、優點

1、高效PDC鉆頭配合動力鉆具鉆井，避免了高轉速下牙輪軸承的先期失效，從而有利于減少事故的發生；

2、使用動力鉆具配合有線或無線隨鉆儀器監測井身軌跡，有利于控制井身質量，提高機械鉆速；

3、使用的鉆具結構得到有效簡化，鉆井參數更有利于優選，使粘卡幾率大大降低；

4、使用復合鉆具鉆進時，鉆頭轉速可達180轉/分，而轉盤轉速較低，有利于大幅度提高機械鉆速，延長設備的維修周期；

5、井眼軌跡平滑，狗腿度易于控制，有利于提高井身質量和固井質量；

6、鉆井液固相控制科學、合理，有力的保護了油氣層、提高了設備的維修時效，為井下安全營造了良好環境；

7、可以大幅度降低起下鉆頻率，節約鉆井周期，有利于保護油氣層。

三、內容 優快鉆井技術中，優是優質、優選的意思，即優質高效的施工，優選指優選井位、剖面、鉆頭、螺桿、鉆具組合、參數及泥漿性能等，目的是快，即快速鉆井。

（一）井位優選 井位優選主要從以下幾個方面考慮：

1、方位及Ⅰ靶位移的確定，2、地層對井斜方位的影響，3、避開大漏層、破碎帶等復雜地層。這其中，Ⅰ靶合適位移的確定是較為復雜的，以目前造斜工具造斜能力及鉆井水平所限。二維三段制雙靶井仍是目前中原油田的主要井型，井口位置的確定取決于雙靶的方位及靶前位移的確定，根據這兩項數據和地面條件即可確定井口坐標。

1、井位確定應遵循的原則 a.依井深淺不同、造斜點鉆時快慢確定靶前位移預留量； b.按照地區不同調整靶前位移； c.多靶井方位盡量在一條線上； d.根據鄰井實鉆資料和地層傾向傾角，適當調整靶前位移和方位;e.根據造斜工具實際造斜率確定實際靶前位移;f.地面河流、村莊、高壓線、公路等障礙物將影響靶前位移時，盡量以地面服從地下原則確定井位； g.地下斷層、漏層靶前位移調整要避開； h.鉆井工藝技術對靶前位移影響，調整合適靶前位移。

2、方位確定 按照多靶井方位盡量在一條線上的原則，多靶方位的確定是首先要考慮的因素。根據甲方提供的上下靶垂深、坐標值及靶心半徑這些數據可確定方位線 也可以用以下坐標圖直觀得表示出來： X坐標即南北坐標，Y坐標即東西坐標。以Ⅰ靶為原點，根據△E坐標為負值，△ N坐標為正值可以判斷從Ⅰ靶到Ⅱ靶應該在第四象限。計算得Ⅰ靶到Ⅱ靶方位線為348.50°。一般要求井口在兩靶方位線上，偏差控制在3°之內。

3、Ⅰ靶位移的確定 Ⅰ靶位移既靶前位移，靶前位移的確定需要考慮的因素很多，需要確定最大井斜角аmax及造斜率等，以下是具體步驟：（1）確定穿靶井斜 穿靶井斜一般既是這口的最大井斜аmax，求法比較簡單，先確定兩靶垂深差和位移差，即△H和△S。目前中原油田內部普遍采用雙驅復合鉆進，剖面大部分是直增穩三段制設計，特別是長壽命螺桿的大量的使用，使定向、扭方位鉆進一趟鉆完成得以實現。當前使用的單彎螺桿主要有：0.75°、1°及1.25°單彎單扶和雙扶螺桿，各種彎螺桿因本身彎度區別，其滑動增斜率、雙驅中的增斜或穩斜情況都有所區別，但也具有一定的規律，見下表： 彎外殼角度 0.75° 1° 1.25° 滑動增斜率（°/10m）1-1.5 1.2-1.5 1.4-1.6 單扶雙驅增斜率（°/100m）3－4 4－6 5－8 當然增斜率和很多因素有關，如地層可鉆性、鉆時、鉆壓以及井斜大小等，以上數據只是平均數據。（2）最小位移及最合適位移的確定 最小位移即完全靠滑動增斜至Ⅰ靶，并且井斜正好達到最大井斜аmax，此時Ⅰ靶位移最小，這里采用平均角法，造斜率按照4°/30m，可按照以下公式計算： Smin＝аmax/4°╳30m╳sin(аmax/2)平均角法本身就存在誤差，這里兩測點間距又過長，所以sinаmin僅是近似值，僅在定井位時使用，施工過程中需要軟件跟蹤。最合適位移是剖面優選的結果，現場施工過程中，總是想盡量縮短隨鉆時間，因為隨鉆鉆時約是雙驅的3倍以上。一般做法是先滑動增斜至10°－15°，然后雙驅增斜。具體公式是：（假設第一次隨鉆至10°開始雙驅,雙驅增斜率按4.5°/100m計算）S合適＝10°/4°╳30m╳sin（10°/2）＋｛（аmax－10°）/4.5°╳100m+60m｝╳sin[（аmax+10）/2] 加號前面為隨鉆所需位移，數據直接計算可得約為7m。加號后面是雙驅增斜井段，利用平均角法求出得位移。中間60m的含義是預留出的扭方位井段。

（二）鉆頭優選 鉆頭優選主要指PDC鉆頭的優選，PDC金剛石鉆頭采用不同形狀規格的切削齒，不同的布齒密度，露齒高度與布齒方式，并匹配相應的水力布置，可適應不同地層使用而獲得最佳效果。使用整體螺紋式可換噴嘴，方便現場水力設計，滿足不同的鉆井水力要求，使用安全可靠。螺桿和PDC鉆頭都適合在低鉆壓、高轉速條件下工作，螺桿運轉時提供的高轉速為PDC鉆頭快速鉆進創造了有利條件，兩者在井下的工作時間都較長，可減少不必要的起下鉆時間，因此，兩者的配合是最佳的 鉆頭優選在優快鉆井中占重要地位，鉆頭優選是提高機械鉆速的關鍵，針對不同地層、不同區塊或同一區塊不同廠家型號PDC鉆頭試用、對比，其結果很快被推廣。例如：衛75塊及衛77塊PDC鉆頭優快分析 衛75及衛77區塊作為一個新的開發區塊，PDC鉆頭無經驗可循，技術發展部積極進行技術探索，順利完成了這四口井的施工。衛75塊及衛77塊數據表 隊號 井號 完鉆月份 井型 井深（m）40449 20488 32612 45753 衛75-12 衛75-9 衛75-15 衛77-9 3月 7月 8月 11月 斜直井 定向井 定向井 定向井 3250 2870 3190 3198 14.29 12.42 15.49 20.25 19天15小時 17天13小時 14天9小時 13天8小時 32天 26天15小時 26天20小時 24天23小時平均機械鉆速（m/h）鉆井周期 建井周期 從上表可以看出，隨時間的推移，技術在不斷總結完善，平均機械鉆速不斷提高，鉆井周期連續縮短。四口井鉆頭使用對比表 井號 鉆頭型號 生產廠家 衛75-12 ZY924B 中原 使用井段(m)1407.25-2670.46 進尺(m)1263.39 東營、沙一 沙

二、沙三 GP526L G536XL 衛75-15 ZY924B ZY924B G544HZ 衛75-9 WH461 ZY924B DS752AB 衛77-9 ZY924B G544HZ 川石 川石 中原 中原 川克 武大 中原 成都 中原 川克 2670.46-2757.00 2757.00-3180.00 1413.00-2285.00 2285.00-3101.00 3101.00-3190.00 1416.00-1947.50 1947.50-2447.00 2447.00-2870.00 1560.00-2730.00 2730.00-3198.00 86.36 423.00 872 816 89 531.5 499.5 423 1170 468 沙四 中生界 東營，沙

一、沙二 沙

三、沙四 沙

四、中生界 東營、沙

一、沙二 沙

二、沙三 沙

三、沙

四、中生界 沙三下 中生界 3.80 6.36 12.46 9.60 4.05 15.41 6.24 6.02 18.57 6.83 90 98 90 100 95 100 90 100 100 100 85 65 80 95 85 80 80 95 90 90 19.00 地層 機械鉆速（m/h）入井新度（%）99 出井新度（%）65 通過上表可以看出：同一井段中原ZY924B與武漢地大WH461相比，ZY924B有明顯優勢，川石G536XL與川克G544HZ基本相同，從衛75-9井ZY924B機械鉆速6.24米/小時表明，舊鉆頭嚴重影響機械鉆速，成都迪普DS752AB與川克、川石存在明顯差距。課后作業：

1、什么是優快鉆井技術。

2、優快鉆井技術包括那些內容？

第二篇：技術員分級管理題庫-優快鉆井試題

技術員分級考試題（優快鉆井）

一、填空

1、非定向鉆具組合，在鉆進時，立管壓力由，，等幾部分組成。

（鉆桿內、鉆桿外、鉆鋌內、鉆鋌外、鉆頭壓降）

2、當鉆頭噴嘴壓降增加時，（不會）

3、噴射鉆井的噴射射流的主要作用是：

（清潔鉆頭、清洗井底、水力破巖）

4、選擇刀翼式PDC時，主要根據地層的可鉆性來選擇PDC鉆頭的刀翼數量，并確定相應的鉆頭型號，當地層可鉆性高時，選擇PDC鉆頭的刀翼數要，反之，當地層可鉆性差時，選擇PDC鉆頭的刀翼數要。

（少、多）

5、刀翼式PDC鉆頭，要有足夠的鉆頭壓降才能獲得較高機械鉆速，但在組合噴嘴時，一定要考慮和安排好每個噴嘴的水功率分配，對于主刀翼前的噴嘴要求其水功率的分配。（增加或加大）

6、鉆頭水功率＝鉆頭壓降×泥漿泵排量＝鉆頭壓降×（+……）。

（1＃噴嘴流量、2＃噴嘴流量、3＃噴嘴流量、4＃噴嘴流量、5＃噴嘴流量）

7、當井壁泥餅質量差（泥餅虛厚），在鉆井施工過程中，經常會引發起下鉆困難、定向托壓、粘附卡鉆和抽吸等問題，嚴重影響鉆井施工進度，為了解決這些問題必須在施工中要加強泥漿管理，重點嚴格控制泥漿的含量，一般含量為2－3.5%，不能超標。

（般土）

8、為了提高上部直井段的鉆井速度，確保井身質量，在施工前，我們要從鉆具組合、鉆頭選擇和鉆井參數等幾個方面進行考慮。如果考慮鉆井參數方面要提高，提高，選擇適合的。選擇鉆具時主要考慮、、等防斜、降斜組合方式。（鉆頭壓降、轉盤轉速、鉆壓；鐘擺鉆具、塔式鐘擺、塔式鉆具）

9、深部地層由于地層巖性較硬，地溫較高，使用牙輪鉆頭鉆進時，為了提高機械鉆速，在選擇鉆井參數時，主要提高有利于提高機械鉆速。

（鉆壓）

10、門限鉆壓值是指：鉆壓值。

（達到地層巖石破碎的最小）

11、在排量一定的情況下，螺桿鉆具的壓降大小反映了螺桿大小。

（功率）

12、泥漿的常規性能參數包括（）。

13、常用的泥漿體系有（聚合物、硅基、抑制性）。

14、定向井、直井泥餅摩阻系數分別不超過（0.08、0.10）。

15、鉆井液固相含量對鉆速較大影響。在一般情況下，鉆井液中的固相含量每降低（1％）。鉆速可提高（10％）左右，為此必須嚴格控制鉆井液內的固相含量，一般低于4％為宜，在固相含量相同的情況下，固相在鉆井液中的狀態不同，也會出現不同的鉆速。一般在4％的固相含量條件下，（不分散鉆井液）比（分散鉆井液）鉆速提高將近1倍。

16、巖屑在鉆井液液柱壓力和地層壓力差的作用下，被緊緊壓在井底不能離開。這種情況被稱為（壓持效應）。

17、鉆井液在滲透性地層不斷失水，在井底留下一層泥餅，巖屑和泥餅參混在一起形成一個墊層，不但阻礙巖屑離開井底，還隔離了鉆頭，嚴重時發生鉆頭泥包，該現象被稱為（井底墊層）。

18、要使巖屑及時離開井底進入環空，就必須克服壓持效應和井底墊層的影響，而（鉆井液射流）的作用就是它們的克星。試驗證明，（射流）對井底的清巖作用是一個連續的過程。先是由于射流沖擊力的不均勻使井底巖屑發生翻轉，然后在井底液流的作用推動下從中心移動到邊緣進入環空，從而使巖屑及時地、迅速地離開井底，始終保持井底的干凈。

19、噴射鉆井共提出四種工作方式：（最大射流噴速）、（最大鉆頭水功率）、（最大射流沖擊力）、（以及組合方式）。

20、（最大鉆頭水功率）工作方式認為清洗井底是對巖屑做功，所以認為水功率越大越好；（最大射流沖擊力）工作方式認為射流沖擊力是清洗井底的主要因素，應以沖擊力達到最大為標準；（最大射流噴速）工作方式實際上是提高射流動壓力，從而增大井底的壓力梯度；

21、噴射鉆井四種工作方式那一種工作方式最好哪？目前國內各油田使用最普遍的是（最大鉆頭水功率）、（最大射流沖擊力）。

22、在采用最大鉆頭水功率噴射鉆井方式的目標函數極值是泵的額定泵壓(Pr)等于2.8倍的循環壓耗（Pl），即Pr =2.8Pl；在采用最大沖擊力噴射鉆井方式的目標函數極值是泵的額定泵壓(Pr)等于1.9倍的循環壓耗（Pl），即Pr =1.9Pl。

23、井底射流壓力梯度越大，射流對井底巖宵的清移效果越好，使用不等徑雙噴嘴（直徑比0.68-0.72）和單噴嘴會收到很好的效果，采用三噴嘴組合效果較差，但由于受牙輪鉆頭單噴嘴額定嘴流量限制，為了防止發生過早刺掉噴嘴的問題，現場一般采用三噴的嘴組合形式。

24、在實施噴射鉆井的鉆井方式時，選擇排量的大小尤為重要，合理的排量既能充分滿足環空攜巖的要求，又能使鉆頭獲得最大的鉆頭水功率，減少功率損耗。施工中選擇排量的范圍介于達到（環空臨界流速所需的排量）和鉆井泵的（額定排量）之間。

25、環空臨界流速是指鉆井液達到紊流狀態的臨界流速，大于該流速為紊流，小于該流速為層流。其對應的排量為臨界排量。

環空臨界流速的計算公式為：

Vcr={30.864μpv+[(30.864μpv)＋123.5ζ

其中：

Vcr——環空臨界返速，m/s；

μpv ——塑性粘度，mpa.s；

μpv＝θ

ζyp6002yp×ρd(dh-dp)]}/[24ρd(dh-dp)] 20.5-θ300

300——屈服值（動切力），pa； ζyp＝0.479(2θ-θ600)

ρd——鉆井液密度，g/cm；

dh——井眼直徑，mm；

dp——鉆桿外徑，mm；

例1：50531鉆井隊的紅16－32井，泥漿性能為：1.18、50、4、0.5、3/

5、0.5、9；600、300轉的讀數為分別為45、30，∮215.9mm井眼和∮127mm鉆桿環空。

環空臨界返速為：Vcr＝1.34m/s；

按理論環容為：23.97 L/m，則所需最低排量為：Q＝32.12L/s。

該井在此泥漿性能條件下，采用30 L/s的排量鉆進，泥漿上返的流型為層流狀態，該流型清洗效果較差。

例2：50529鉆井隊的板南4－18井，泥漿性能為：1.16，44，7/0.5，1.5/2.3，0.5，9；300轉的讀數為分別為42、27，∮215.9mm井眼和∮127mm鉆桿環空。

3環空臨界返速為：Vcr＝1.23m/s；

按理論環容為：23.97 L/m，則所需最低排量為：Q＝29.48L/s。

該井在此泥漿性能條件下，采用30 L/s的排量鉆進，泥漿上返的流型為紊流狀態，該流型清洗效果較好。

由以上的兩個舉例可以看出，要取得較好的井眼清洗就必須降低泥漿的塑性粘度，即盡可能降低泥漿的固相含量，才能獲得紊流流型，達到良好的清洗井眼的目的。

26、最小排量：是指鉆井液能夠攜帶巖宵上返所需的最小循環排量。現場確定最低返速的經驗公式為：

Vmin=18.24/(ρd×dh)；

Qmin＝鉆桿與井眼的環容×Vmin

dh——井眼直徑，cm；ρd——泥漿密度，g/cm

以50531鉆井隊的紅16－32井，泥漿性能為：1.18、50；∮215.9mm井眼和∮127mm鉆桿環空為例：

最小返速為：Vmin =18.24/(1.18×21.6)＝0.715 m/s；

按理論環容為：23.97 L/m，則所需最低排量為：Q＝17.1L/s。

若為∮215.9mm井眼和∮127mm鉆桿的環空，則：

環空臨界返速為：Vmin =18.24/(1.18×31.1)＝0.496 m/s；

按理論環容為：63.29 L/m，則所需最低排量為：Q＝31.39L/s。

通過以上計算，可以得出結論如下，目前我們在∮215.9mm井眼采用的28－32L/s的循環排量和在∮311.1mm井眼采用的55－60L/S的循環排量均遠大于最低環空返速要求，即使井徑有擴大現象，也是足以滿足返速要求的，故我們在應用高壓噴射鉆井時，不應采用過大的排量，防止沿程壓力損失過大，而被迫降低鉆頭的壓降。

在選擇排量時還要考慮鉆井速度對排量影響的問題，快的鉆井速度要求排量要大，反之，可以小一些；對于定向井，由于馬達有額定排量的要求，則優先考慮，防止因排量不足出現馬達不能正常工作的現象。

27、巖宵滑落速度及環空凈化能力評價

（1）巖宵滑落速度

Vs=(0.071×drc×(ρrc-ρd)

drc——巖宵直徑，mm;

ρrc——巖宵密度，g/cm3(一般取2.5 g/cm3);

ρd——鉆井液密度，g/cm3;

ζyp0.6673)/(ρd×μf)0.333 Vs——巖宵滑落速度，m/s;——屈服值（動切力），pa；

ζyp＝0.479(2θ300-θ

2600)Va——鉆進時采用的排量下的環空返速，m/s;Va＝1273×Q/（dh-dp）

μf——視粘度，mPa.s

μf =μpv+0.112×(ζ

（2）環空凈化能力

Lc =1－Vs/ Va

Lc——凈化指數，無因次量；

例1，以529鉆井隊板南4－18井：泥漿性能1.16，44，排量為30L/s，216井眼，127鉆桿，600和300轉讀數為42，27。yp2×(dh-dp)/Va)

則：Vs=(0.071×drc×(ρrc-ρd)

Lc=1－Vs/ Va＝0.833 0.667)/(ρd×μf)0.333＝0.21m/s;

例2：50531鉆井隊的紅16－32井，泥漿性能為：1.18、50、4、0.5、3/

5、0.5、9；600、300轉的讀數為分別為45、30，∮215.9mm井眼和∮127mm鉆桿環空。

則：Vs=(0.071×drc×(ρrc-ρd)

Lc=1－Vs/ Va＝0.844

以上兩個舉例，當泥漿粘度、切力增加時，巖宵下滑速度程減慢趨勢，在施工過程中，當泥漿粘切較低時要注意循環泥漿攜帶巖宵。

二、簡答題

1、使用螺桿鉆具鉆進時，經常會遇到機械鉆速較低的情況，你判斷有哪些可能的因素？

答：（1）、排量不足；（2）、巖石可鉆性差；（3）、鉆頭泥包；（4）、馬達損壞；（5）、鉆頭磨損嚴重或選型不合理；（6）、鉆頭水功率低或噴嘴匹配不合理；（7）、泥漿性能差，托壓；(8)、鉆壓不足。

2、如何防定向托壓的發生？

答：在泥漿上，合理選擇鉆井泥漿密度，盡可能降低泥漿的固相含量，搞好泥漿和井眼的凈化工作，定向前加足潤滑劑，可以混原油的井逐漸向泥漿混油，使含油量達到6－8％。在工程上，盡量簡化定向鉆具組合，盡可能使用加重鉆桿，根據返砂和拉力情況及時搞短起下。

3、水利參數計算：

鉆頭壓降：△Pb＝(544.4×ρd×Q)/A

鉆頭水功率：Nb＝△Pb×Q

環空返速：Va＝1273×Q/(dh-dp)

管柱內壓耗：△Ppi＝7628×ρ

管柱外壓耗：△Pca＝7628×ρ

μpv＝θ6000.8dd2222 0.667)/(ρd×μf)0.333＝0.19m/s;×μpv×L×Q/di0.21.80.21.84.8 320.8×μpv×L×Q/((dh-d)(dh-d))μpv ——塑性粘度，mpa.s；-θ3004、流態判別：同25條。

5、清潔指數：同27條。

6、08年提速推動的重點工作:

⑴以（高壓噴射鉆井）為基礎，大力推廣應用（成熟配套鉆井）技術。

⑵在中、深井試驗應用（20MPa）以上噴射鉆井。

⑶加大PDC鉆頭的應用力度，PDC進尺占年總進尺的（60％）以上。同時要探索進一步提高PDC鉆頭壓降，提高鉆井速度的問題。

⑷解放思想，加強研究和資料統計，利用已取的成功經驗，推廣應用高質量PDC鉆頭，克服館陶組礫石層和沙河街玄武巖層PDC鉆頭不可鉆的問題，力爭在油區較大面積區域得到推廣應用。

⑸在淺層，大力應用PDC鉆頭，即使用∮444.5mm和∮311.1mmPDC鉆頭鉆深表層或二開上部直井段。

⑹采取有效手段避免明化鎮組和館陶組起鉆困難、抽吸等問題，借鑒其他兄弟油田的經驗，從工程角度，應用∮222.2mm（8 3/4〞）的牙輪和PDC鉆頭解決該問題。

⑺為了提高鉆井速度、降低事故復雜，必須要加強“兩個凈化”工作，即（泥漿凈化）和（經驗凈化），確保為安全鉆井提供良好的井下環境。

7、為了獲得更好泥漿性能，確保施工順暢，（二開、三開前）必須先對泥漿進行調整，調整以最大限度地降低泥漿中的有害固項為目的，并兼顧泥漿性能調整，防止在后續施工中因泥漿固項高引發托壓、卡鉆等事故復雜。

第三篇：鉆井技術

鉆頭

鉆頭主要分為：刮刀鉆頭；牙輪鉆頭；金剛石鉆頭；硬質合金鉆頭；特種鉆頭等。衡量鉆頭的主要指標是：鉆頭進尺和機械鉆速。

鉆機八大件

鉆機八大件是指：井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。

鉆柱組成及其作用

鉆柱通常的組成部分有：鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩定器、專用接頭及方鉆桿。鉆柱的基本作用是：(1)起下鉆頭；(2)施加鉆壓；(3)傳遞動力；(4)輸送鉆井液；(5)進行特殊作業：擠水泥、處理井下事故等。

鉆井液的性能及作用

鉆井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)靜切力；(5)失水量；(6)泥餅厚度；(7)含砂量；(8)酸堿度；(9)固相、油水含量。鉆井液是鉆井的血液，其主作用是：1)攜帶、懸浮巖屑；2)冷卻、潤滑鉆頭和鉆具；3)清洗、沖刷井底，利于鉆井；4)利用鉆井液液柱壓力，防止井噴；5)保護井壁，防止井壁垮塌；6)為井下動力鉆具傳遞動力。

常用的鉆井液凈化設備

常用的鉆井液凈化設備：(1)振動篩，作用是清除大于篩孔尺寸的砂粒；(2)旋流分離器，作用是清除小于振動篩篩孔尺寸的顆粒；(3)螺桿式離心分離機，作用是回收重晶石，分離粘土顆粒；(4)篩筒式離心分離機，作用是回收重晶石。

鉆井中鉆井液的循環程序

鉆井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鉆柱內→鉆頭→鉆柱外環形空間→井口、泥漿(鉆井液)槽→鉆井液凈化設備→鉆井液罐。

鉆開油氣層過程中，鉆井液對油氣層的損害

主要有以下幾種損害：(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙；(3)鉆井液濾液中離子與地層離子作用產生沉淀堵塞通道；(4)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力。

預測和監測地層壓力的方法

(1)鉆井前，采用地震法；(2)鉆井中，采用機械鉆速法，d、dc指數法，頁巖密度法；(3)完井后，采用密度測井，聲波時差測井，試油測試等方法。

鉆井液靜液壓力和鉆井中變化

靜液壓力，是由鉆井液本身重量引起的壓力。鉆井中變化，巖屑的進入會增加液柱壓力，油、氣水侵會降低靜液壓力，井內鉆井液液面下降會降低靜液壓力。防止鉆井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鉆井液；起鉆及時灌滿鉆井液。

噴射鉆井

噴射鉆井是利用鉆井液通過噴射式鉆頭噴嘴時，所產生的高速射流的水力作用，提高機械鉆速的一種鉆井方法。

影響機械鉆速的因素(1)鉆壓、轉速和鉆井液排量；(2)鉆井液性質；(3)鉆頭水力功率的大小；(4)巖石可鉆性與鉆頭類型。

鉆井取心工具組成

(1)取心鉆頭：用于鉆取巖心；(2)外巖心筒：承受鉆壓、傳遞扭矩；(3)內巖心筒：儲存、保護巖心；(4)巖心爪：割斷、承托、取出巖心；(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。

取巖心

取巖心是在鉆井過程中使用特殊的取心工具把地下巖石成塊地取到地面上來，這種成塊的巖石叫做巖心，通過它可以測定巖石的各種性質，直觀地研究地下構造和巖石沉積環境，了解其中的流體性質等。

平衡壓力鉆井

在鉆井過程中，始終保護井眼壓力等于地層壓力的一種鉆井方法叫平衡壓力鉆井。

井噴

是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有：(1)地層壓力掌握不準；(2)泥漿密度偏低；(3)井內泥漿液柱高度降低；(4)起鉆抽吸；(5)其他措施不當等。

軟關井

就是在發現溢流關井時，先打開節流閥，后關防噴器，再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值，保證井控安全，一旦井內壓力過大，可節流放噴。

鉆井過程中溢流

(1)鉆井液儲存罐液面升高；(2)鉆井液出口流速加快；(3)鉆速加快或放空；(4)鉆井液循環壓力下降；(5)井下油、氣、水顯示；(6)鉆井液在出口性能發生變化。

溢流關井程序

(1)停泵；(2)上提方鉆桿；(3)適當打開節流閥；(4)關防噴器；(5)試關緊節流閥；(6)發出信號，迅速報告隊長、技術員；(7)準確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。

鉆井中井下復雜情況

鉆進中由鉆井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因，造成井下遇阻、遇卡、以及鉆進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等，不能維持正常鉆井和其他作業的正常進行的現象。

鉆井事故

是指由于檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意，而造成的鉆具折斷、頓鉆、卡鉆及井噴失火等惡果。

井漏

井漏主要由下列現象發現，(1)泵入井內鉆井液量＞返出量，嚴重時有進無出；(2)鉆井液罐液面下降，鉆井液量減少；(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重，泵壓下降越明顯。

卡鉆及造成原因

卡鉆就是在鉆井過程中因地質因素、鉆井液性能不好、技術措施不當等原因，使鉆具在井內長時間不能自由活動，這種現象叫卡鉆。主要有黏附卡鉆、沉砂卡鉆、砂橋卡鉆、井塌卡鉆、縮徑卡鉆、泥包卡鉆、落物卡鉆及鉆具脫落下頓卡鉆等。

處理卡鉆事故的方法

(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸鉆具側鉆新眼等。

固井

固井就是向井內下入一定尺寸的套管串，并在其周圍注入水泥漿，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏松、易塌、易漏等復雜地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄漏；安裝井口，控制油氣流，以利鉆進或生產油氣。

井身結構

包括：(1)一口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管相應的鉆頭直徑和鉆進深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等等。

套管柱下部結構

(1)引鞋：引導套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；(2)套管鞋：引導在其內部起鉆的鉆具進入套管；(3)旋流短節：使水泥漿旋流上返，利于替泥漿，提高注水泥質量；(4)套管回壓凡爾：防止水泥漿回流，下套管時間阻止泥漿進入套管；(5)承托環：承托膠塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在鉆井中居中，提高固井質量。

注水泥施工工序

下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。

完井井口裝置

(1)套管頭--密封兩層套管環空，懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管頭--承座錐管掛，連接油層套管和采油樹、放噴閘門、管線；(3)采油樹--控制油氣流動，安全而有計劃地進行生產，進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。

尾管固井法

尾管固井是在上部已下有套管的井內，只對下部新鉆出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法：尾管座于井底法；水泥環懸掛法；尾管懸掛器懸掛法。

試油

在鉆井發現油、氣層后，還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面，并經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料，以及油、氣、水性質等工作，稱做試油(氣)。

射孔

鉆井完成時，需下套管注水泥將井壁固定住，然后下入射孔器，將套管、水泥環直至油(氣)層射開，為油、氣流入井筒內打開通道，稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。

井底污染

井底污染又稱井底損害，是指油井在鉆井或修井過程中，由于鉆井液漏失或水基鉆井液的濾液漏入地層中，使井筒附近地層滲透率降低的現象。誘噴

射孔之前，為了防止井噴事故，油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔后，為了將地層中液體導出地面，就必需降低壓井液的液柱，減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序，稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。

鉆桿地層測試

鉆桿地層測試是使用鉆桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試，也可在未下入套管的裸眼井中進行測試；既可在鉆井完成后進行測試，又可在鉆井中途進行測試。

電纜地層測試

在鉆井過程中發現油氣顯示后，用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力，稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單，可以多次地、重復地進行。

油管傳輸射孔

油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下，射孔后可以直接使地層的流體經油管導致地面，不必在射孔時向井內灌入大量壓井液，避免井底污染的一種先進技術。

巖石孔隙度

巖石的孔隙度是指巖石中未被固體物質充填的空間體積Vp與巖石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示，其表達式為：Φ=V孔隙 / V巖石×100%=Vp / Vb×100%。

地層原油體積系數

地層原油體積系數βo，又稱原油地下體積系數，或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣后的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大于1。

流體飽和度學習

某種流體的飽和度是指：儲層巖石孔隙中某種流體所占的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所占據的程度。巖石中由幾相流體充滿其孔隙，則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。

1、井： 以勘探開發石油和天然氣為目的的，在地層中鉆出的具有一定深度的圓柱形孔眼。

2、井口：井的開口端。

3、井底：井的底端。

4、裸眼：未下套管部分的井段。

5、井深：從轉盤補心面至井底的深度。

6、井壁：井眼的圓柱形表面。

7、環空：井中下有管柱時，井壁與管柱或管柱與管柱之間的圓環形截面的柱狀空間。

8、井眼軸線： 井眼的中心線。

9、井身結構： 指的是鉆頭鉆深、相應井段的鉆頭直徑、下入的套管層數、直徑及深度、各層套管外的水泥返高以及人工井底等。

10、人工井底：設計的最下部油層下的阻流環或水泥塞面。(注：該定義不全面，人工井底是可變的)

11、井的類別：按一定依據劃分的井的總類。按鉆井的目的可分為探井和開發井等；按完鉆后的井深可分為淺井(<1200m)、中深井(1200～3000m)、深井(3000～5000m)和超深井(>5000m)；按井眼軸線形狀可分為直井和定向井。

12、探井：指以了解地層的時代、巖性、厚度、生儲蓋的組合和區域地質構造，地質剖面局部構造為目的，或在確定的有利圈閉上和已發現油氣的圈閉上，以發現油氣藏、進一步探明含油氣邊界和儲量以及了解油氣層結構為目的所鉆的各種井，包括地層探井、預探井、詳探井和地質淺井。

13、開發井：指為開發油氣田所鉆的各種采油采氣井、注水注氣井，或在已開發油氣田內，為保持一定的產量并研究開發過程中地下情況的變化所鉆的調整井、補充井、擴邊井、檢查資料井等。

14、直井：井眼軸線大體沿鉛垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角變化率均在限定范圍內的井。

15、定向井：沿著預先設計的井眼軌道，按既定的方向偏離井口垂線一定距離，鉆達目標的井。

16、叢式井：在一個井場上或一個鉆井平臺上，有計劃地鉆出兩口或兩口以上的定向井(可含一口直井)。

17、救援井：為搶救某一口井噴、著火的井而設計、施工的定向井。

18、多底井：一個井口下面有兩個或兩個以上井底的定向井。

19、大斜度井：最大井斜角在60°～86°的定向井。

20、水平井：井斜角大于或等于86°，并保持這種角度鉆完一定長度的水平段的定向井。

21、鉆井工序：指鉆井工藝過程的各個組成部分。一般包括鉆前準備、鉆進、取心、中途測試、測井、固井和完井等。

22、套補距：套管頭上端面與轉盤補心面之間的距離。

23、油補距：油管頭上端面與轉盤補心面之間的距離。

24、井場：鉆井施工必需的作業場地。

25、圓井：為便于安裝井控裝置開挖的圓或方形井。

26、小鼠洞：位于井口的正前方，用于預先放置鉆桿單根的洞，以加快接單根操作。

27、(大)鼠洞：當不使用方鉆桿而從大鉤上卸下時，用于放置方鉆桿和水龍頭的洞，位于鉆臺左前方井架大腿與井口的連線上。

28、鉆臺：裝于井架底座上，作為鉆工作業的場所。

29、鉆具：井下鉆井工具的簡稱。一般來說，它是指方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、接頭、穩定器、井眼擴大器、減振器、鉆頭以及其它井下工具等。30、方鉆桿：用高級合金鋼制成的，截面外形呈四方形或六方形而內為圓孔的厚壁管子。兩端有連接螺紋。主要用于傳遞扭矩和承受鉆柱的重量。

31、鉆桿：用高級合金鋼制成的無縫鋼管。兩端有接頭。用于加深井眼，傳遞扭矩，并形成鉆井液循環的通道。可分為內平鉆桿、管眼鉆桿和正規鉆桿。

32、鉆鋌：用高級合金鋼制成的厚壁無縫鋼管。兩端有連接螺紋，其壁厚一般為鉆桿的4～6倍。主要用作給鉆頭施加鉆壓，傳遞扭矩，并形成鉆井液循環的通道。

33、接頭：用以連接、保護鉆具的短節。

34、鉆具組合(鉆具配合)：指組成一口井鉆柱的各鉆井工具的選擇和連接。

35、下部鉆具組合：指最下部一段鉆柱的組成。

36、鉆柱：是指自水龍頭以下鉆頭以上鉆具管串的總稱。由方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、接頭、穩定器等鉆具所組成。

37、(剛性)滿眼鉆具：由外徑接近于鉆頭直徑的多個穩定器和大尺寸鉆鋌組成的下部鉆具組合。用于防斜穩斜。

38、塔式鉆具：由直徑不同的幾種鉆鋌組成的上小下大的下部鉆具組合。用于防止井斜。

39、鐘擺鉆具：在已斜井眼中，鉆頭以上，切點以下的一段鉆鋌猶如一個“鐘擺”，鉆頭在這段鉆鋌的重力的橫向分力——即鐘擺力作用下，靠向并切削下側井壁，從而起到減小井斜角的作用。運用這個原理組合的下部鉆具組合稱鐘擺鉆具。40、井下三器：指穩定器、減振器和震擊器。

41、穩定器：一種中間局部外徑加大、具有控制穩定鉆具軸線作用的下部鉆具組合的工具。結構上分為直、螺旋和輥子三種形式。

42、減振器：一種安裝在鉆柱上的，能吸收來自井底產生的垂直和旋轉振動的工具。

43、震擊器：能產生向上或向下沖擊震動的工具。

44、井口工具：鉆臺上用于井口操作的工具。包括大鉗(吊鉗)、吊卡、卡瓦、安全卡瓦、提升短節、鉆頭裝卸器、旋接器等。

45、指重表：反映大鉤上載荷變化情況的儀表，它可顯示懸重、鉆重和鉆壓。

46、鉆進：使用一定的破巖工具，不斷地破碎井底巖石，加深井眼的過程。

47、鉆進參數：是指鉆進過程中可控制的參數，主要包括鉆壓、轉速、鉆井液性能、流量、泵壓及其他水力參數。

48、鉆壓：鉆進時施加于鉆頭上的沿井眼前進方向上的力。

49、懸重和鉆重：在充滿鉆井液的井內，鉆柱在懸吊狀態下指重表所指軸向載荷稱為懸重(即鉆柱重力減去浮力)；鉆柱在鉆進狀態下指重表所指的軸向載荷稱為鉆重。懸重與鉆重的差值即鉆壓。50、轉速：指鉆頭的旋轉速度，通常以轉每分鐘為單位。

51、流量(排量)：單位時間內通過泵的排出口的液體量。通常以升每秒為單位。

52、開鉆：指下入導管或各層套管后第一只鉆頭開始鉆進的統稱，并依次稱為第一次開鉆，第二次開鉆……。

53、完鉆：指全井鉆進階段的結束。

54、送鉆：鉆進時，隨著井眼不斷加深，鉆柱不斷下放，始終保持給鉆頭施加一定的鉆壓的過程。

55、方入和方余：在鉆進過程中，方鉆桿在轉盤補心面以下的長度稱為方入；在補心面以上的方鉆桿有效長度稱為方余。

56、進尺：鉆頭鉆進的累計長度。

57、機械鉆速：鉆頭在單位時間內鉆進的長度。通常以米每小時為單位。

58、鉆時：鉆進單位進尺所用的時間。通常以分鐘每米為單位。

59、劃眼：在已鉆井眼內為了修整井壁，清除附在井壁上的雜物，使井眼暢通無阻，邊循環邊旋轉下放或上提鉆柱的過程。分正劃眼和倒劃眼。60、擴眼：用擴眼鉆頭擴大井眼直徑的過程。

61、蹩鉆：在鉆進中鉆頭所受力矩不均，轉盤轉動異常的現象。62、跳鉆：鉆進中鉆頭在井底工作不平穩使鉆柱產生明顯縱向振動的現象。

63、停鉆：停止鉆進。

64、頓鉆：鉆柱失控頓到井底或其它受阻位置的現象。

65、溜鉆：鉆進中送鉆不均或失控而使鉆柱下滑，出現瞬時過大鉆壓的現象。

66、打倒車：蹩鉆嚴重時轉盤發生倒轉的現象。

67、通井：向井內下入帶有通井接頭或鉆頭的鉆柱，使井眼保持暢通的作業。68、放空：鉆進中鉆柱能無阻地送入一定長度的現象。69、吊打：在鉆頭上施加很小的鉆壓鉆進的過程。

70、糾斜：當井斜超過規定的限度時，采取措施使井斜角糾正到規定限度內的過程。

71、鉆水泥塞：將注水泥或打水泥塞后留在套管或井眼內的凝固水泥鉆掉的過程。

72、縮徑：井眼因井壁巖石膨脹等而使井徑變小的現象。73、井徑擴大：井眼因井壁巖石坍塌等而使井徑變大的現象。74、單根：指一根鉆桿。

75、雙根：指連成一體的兩根鉆桿。

76、立根(立柱)：起鉆時卸成一定長度，能立在鉆臺的鉆桿盒上的一柱鉆柱。一般為三根鉆桿。

77、吊單根：將鉆桿單根吊起放入小鼠洞內的操作。

78、接單根：當鉆完方鉆桿的有效長度時，將一根鉆桿接到井內鉆柱上使之加長的操作。

79、起下鉆：將井下的鉆柱從井眼內起出來，稱為起鉆。將鉆具下到井眼內稱為下鉆。整個過程稱為起下鉆。

80、短起下鉆：在鉆進過程中，起出若干立柱鉆桿，再將它們下入井內的作業。

81、活動鉆具：在鉆井作業中，有時上提、下放或旋轉鉆柱的過程。82、甩鉆具：將鉆柱卸開成單根拉下鉆臺。83、換鉆頭：通過起下鉆更換鉆頭的作業。84、灌鉆井液：在起鉆、下套管或井漏時向井內或套管內泵入鉆井液，以保持井內充滿。

85、鉆頭行程：一只鉆頭從下入井內到起出為一行程。86、循環鉆井液：開泵將鉆井液通過循環系統進行循環。87、循環周：鉆井液從井口泵入至井口返出所需的時間。88、靶心：由地質設計確定的定向井地下坐標點。

89、靶區：允許實鉆井眼軸線進入目的層時偏離設計靶心的規定范圍。90、靶區半徑：靶區圓的半徑。91、造斜點：定向造斜起始的井深處。

92、造斜：利用造斜工具鉆出一定方位的斜井段的工藝過程。93、增斜：使井斜角不斷增加的工藝過程。94、降斜：使井斜角不斷減小的工藝過程。95、穩斜：使井斜角保持不變的工藝過程。

96、造斜工具：用于改變和控制井斜和方位的井下工具。

97、彎接頭：一種與井底動力鉆具配合，用于定向造斜的井下工具。外形為一個軸線彎曲的厚壁接頭，其公螺紋軸線與母螺紋軸線有一夾角，該角一般為1°～3°。

98、井底動力鉆具(井底馬達)：裝在井下鉆具底部驅動鉆頭轉動的動力機。

99、渦輪鉆具：把鉆井液的水力能經過葉輪轉換成機械能的動力鉆具。100、螺桿鉆具：把鉆井液的水力能經過螺桿機構轉換成機械能的動力鉆具 101、定向接頭：一種用于標記造斜工具面的接頭。

102、無磁鉆鋌：由導磁率近似于1的合金材料制成的鉆鋌。103、定向要素：定向井基本要素，包括井斜角、方位角和井深。104、井斜角：井眼軸線上某一點的切線(鉆進方向)與該點鉛垂線之間的夾角。

105、最大井斜角：在設計或實鉆的井眼軸線上，全井井斜角的最大值。106、方位角：井眼軸線上某一點的切線(鉆進方向)在水平面上的投影線，與真北方向線之間的夾角(沿順時針方向)。

107、測深(斜深)：自鉆機轉盤面(參照點)至井內某測點間的井眼軸線的實測長度。

108、垂深：井眼軸線上某測點至井口轉盤面所在水平面的垂直距離。109、水平位移(閉合距)：井眼軌跡上某測點至井口垂線的距離。

110、閉合方位角：真北方位線與水平位移方向之間的夾角。111、取心：利用機械設備和取心工具鉆取地層中巖石的作業。112、巖心：取心作業時，從井下取出的巖石。113、巖心收獲率：巖心長與取心進尺之比的百分數。114、巖心長：取出地面巖心的實際長度。115、取心進尺：鉆取巖心時，鉆進的實際長度。

116、鉆井液(鉆井流體、泥漿)：用于鉆井作業的循環流體。

117、濾餅(泥餅)：鉆井液在過濾過程中沉積在過濾介質上的固相沉積物。118、鉆井液濾液：鉆井液通過過濾介質流出的液體。

119、鉆井液柱壓力：由鉆井液柱的重力引起的壓力，其大小與鉆井液密度和液柱垂直高度有關。

120、地層破裂壓力：指某一深度的地層受液壓而發生破裂時的壓力值。121、壓力當量密度：給定深度處的壓力除以深度與重力加速度的乘積。122、溢流：井口返出的鉆井液量比泵入量大，或停泵后井口鉆井液自動外溢的現象。

123、井涌：溢流的進一步發展，鉆井液涌出井口的現象。

124、井噴：地層流體(油、氣或水)無控制地流入井內并噴出地面的現象。

125、壓井：向失去壓力平衡的井內泵入高密度鉆井液，以重建和恢復壓力平衡的作業。

126、卡鉆：鉆柱在井內不能上提、下放或轉動的現象。(卡鉆包括泥包卡鉆、砂橋卡鉆、沉砂卡鉆、鍵槽卡鉆、垮塌卡鉆、壓差卡鉆、小井眼卡鉆、縮徑卡鉆、頓鉆卡鉆、落物卡鉆、水泥卡鉆等)127、卡點：被卡鉆柱最上點。128、落魚：因事故留在井內的鉆具。129、魚頂：落魚的頂端。130、魚尾：落魚的底端。

131、魚頂井深：魚頂距轉盤面的距離。132、魚尾井深：魚尾距轉盤面的距離。133、魚長：落魚的長度。

134、油井水泥：適用于油氣井或水井固井的水泥或水泥與其它材料的任何混合物。135、初凝：當水泥凝結時間測定儀(維卡儀)的試針沉入水泥漿中距底板0.5～1.0mm時，則認為水泥漿達到初凝。

136、初凝時間：水泥從加水開始，直至水泥初凝的時間。

137、終凝：當水泥凝結時間測定儀(維卡儀)的試針沉入水泥漿中不超過1mm時，則認為水泥漿達到終凝。138、終凝時間：水泥漿從初凝至終凝的時間。139、凝結時間：初凝和終凝的總時間。

140、固井：對所鉆成的裸眼井，通過下套管注水泥以封隔油氣水層，加固井壁的工藝。

141、水泥返深(高)：指環空水泥面在井下的深度。

142、注水泥塞：在井內適當位置注入水泥漿形成水泥塞的作業。143、擠水泥：將水泥漿擠入環空，在套管和地層之間形成密封的補救性注水泥作業。

144、套管附件：聯接于套管柱上的有關附件。(如：浮鞋、浮箍、承托環、泥餅刷、水泥傘、扶正器、分級箍、懸掛器、封隔器等。)145、套管柱下部結構：套管柱下部裝置的附件總稱。

146、引鞋：用來引導套管柱順利入井，接在套管柱最下端的一個錐狀體。

147、套管鞋：上端與套管相接，下端具有內倒角并以螺紋或其它方式與引鞋相接的特殊短節。

148、浮鞋：將引鞋、套管鞋和閥體制成一體的裝置。149、浮箍：裝在套管鞋上部接箍內的可鉆式止回閥。150、承托環(阻流環)：是指注水泥時用來控制膠塞的下行位置，以確保管內水泥塞長度的套管附件。

151、膠塞：具有多級盤狀翼的橡膠塞，用于固井作業過程中隔離和刮出套管內壁上粘附的鉆井液與水泥漿。有上膠塞、下膠塞和尾管膠塞之分。

152、泥餅刷：安裝在注水泥井段套管上的鋼絲刷子，來清除井壁泥餅。153、水泥傘：裝在套管下部防止水泥漿下沉的傘裝物。154、扶正器：裝在套管柱上使井內套管柱居中的裝置。

155、剛性扶正器：指帶有螺旋槽或直條的不具有彈性的扶正器。一般用于定向井。

156、分級箍：在分級注水泥時，裝在套管預定位置具有開啟和關閉性能的特殊接箍。

157、尾管懸掛器：是用來將尾管懸掛在上一層套管底部并進行注水泥的特殊工具，分機械式和壓力式兩種。它們都是借助卡瓦把尾管懸掛在上層套管上。

158、套管外封隔器：安裝在套管柱上的一種可膨脹的膠囊，用來封隔開該膠囊上下部的井眼環形空間。

159、聯頂節：下套管時接在最后一根套管上用來調節套管柱頂面位置，并與水泥頭連接的短套管。

160、水泥頭：在固井作業中內裝膠塞的高壓井口裝置，并具有與循環管線連接的閘門。

161、通徑規：是檢查套管可通內徑的工具。162、碰壓：在頂替水泥漿結束時，膠塞與阻流環相撞而泵壓突增的現象。

163、侯凝期：指水泥石強度滿足后續施工所要求的時間。164、水泥環：水泥漿在環形空間形成的水泥石。165、套管：封隔地層，加固井壁所用的特殊鋼管。

166、套管程序：是指一口井下入的套管層數、類型、直徑及深度等。167、表層套管：為防止井眼上部疏松地層的坍塌和污染飲用水源及上部流體的侵入，并為安裝井口防噴裝置等而下的套管。

168、技術套管：是在表層套管和生產套管之間，由于地層復雜或完井所使用的泥漿密度不致壓漏地層等鉆井技術的限制而下入的套管。169、生產套管(油層套管)：為生產層建立一條牢固通道、保護井壁、滿足分層開采、測試及改造作業而下入的最后一層套管。

170、套管柱：依強度設計的順序，由不同鋼級、壁厚、材質和螺紋的多根套管所連接起來下入井中的管柱。

171、尾管：下到裸眼井段，并懸掛在上層套管上，而又不延伸到井口的套管。

172、篩管：位于油層部位具有篩孔的套管。

173、磁性定位短節：在套管柱上，接在靠近生產層附近的短套管(用來校準射孔深度)。

174、套管短節：小于標準長度套管的短套管。

175、套管頭：由重型鋼制法蘭、卡瓦及密封元件構成，專門用來懸掛套管及密封環空的井口裝置。176、套管公稱外徑：套管本體橫截面的外徑。

177、套管強度：指套管承受外載能力的總和(包括抗擠強度、抗內壓強度和抗拉強度)。

178、鉆井周期：一開到完鉆的全部時間。

179、建井周期：從鉆機搬遷安裝到完井為止的全部時間，包括搬遷安裝時間、鉆進時間和完井時間三部分。

180、井史：是指一口井的檔案資料，包括鉆井、地質、完井等施工作業數據和資料。

第四篇：現代鉆井技術

中國石油大學（華東）現代遠程教育2012年春季學期課程補考《現代鉆井技術》大作業

《現代鉆井技術》大作業

注意事項：題目是在某一個學生工作室下載的，不知道題目是否一樣。另外，答案是本人在網上找的，不知道是不是準確，僅供參考。

1、正考學員、08秋及以后重修學員要通過網絡在線提交的方式上交大作業，不接收和批閱書面材料；

2、08春及以前重修學員要以書面（紙張大小為A4紙）形式上交大作業；

3、抄襲、雷同作業一律按零分處理。

一、回答下列問題（每小題12分，共60分）

1、欠平衡壓力鉆井的優越性？為什么？

答：優越性：欠平衡鉆井的主要優點是對油層表皮的損害小。在枯竭油層鉆加密井對產量的影響很小或沒有影響；在高滲地層和裂縫性地層采用欠平衡鉆井，可以限制鉆井液侵入地層，防止滲透率下降；在硬地層采用欠平衡鉆井可以大幅度提高機械鉆速，降低鉆井風險，節約鉆井成本。

原因：

1、由于井筒內鉆井液液柱壓力低于地層壓力可以減輕鉆井液向地層中的滲透；鉆井過程中地層流體可以進入井眼，在井口監測返出液可以及時提供良好的產層信息；欠平衡鉆井是在關井導流狀態下進行，從而降低井噴失控的危險；采用負壓鉆進，有利于鉆頭對巖石的破碎，提高鉆速，降低綜合鉆井成本。

2、欠平衡壓力鉆井確定負壓差的依據？

答：欠平衡壓力鉆井主要根據以下幾個方面確定負壓差：

（1）地層孔隙壓力；

（2）井壁穩定性；

（3）地層流體流動性；

（4）底層流體的地面處理及控制能力。

3、鉆井過程中地層傷害的主要形式？

答：鉆井過程中地層傷害的主要形式有：

（1）固相顆粒及泥餅杜塞油氣通道；

（2）濾失液是地層中粘土礦物膨脹而杜塞地層孔隙；

（3）鉆井液濾液中離子與地層離子作用產生沉淀杜塞通道；

（4）產生水鎖效應，增加油氣流動阻力。

4、大位移井的特點及關鍵技術？

答：特點：與常規中半徑相比，大位移井具有高難度、高投入、高風險的特點，但是一口成功的大位移井，能實現遠距離的開發目的，既節約投資，又能獲得好的效益。

關鍵技術：（1）管柱的摩阻和扭矩；（2）管柱設計技術；（3）軌道設計技術；

（4）井壁穩定技術；（5）井眼清洗技術；（6）固井完井技術；（7）軌道控制技術。

5、試述特殊工藝井在油氣開發中的作用。

答：隨著老油田后期開發難度的增加，提高油藏采收率成為油田進一步發展的關鍵。因此，利用分支井、側鉆水平井、徑向水平井、大位移水平井等特殊工藝井技術，可以有效地開發傳統鉆井工藝“束手無策”的小油藏、低滲透油藏、枯竭油藏以及剩余油資源。同時，可以減少布井數量，降低開發成本；少占土地，減小環保壓力。

二、論述題（每題20分，共40分）

1、科學化鉆井的總體目標是什么？如何達到？

答：總體目標：

（1）向信息化、智能化方向發展；

（2）向多學科緊密結合、提高油井產量和油田采收率方向發展；

（3）向有效開采特殊油氣藏方向發展。

如何達到：

（1）能引進的采取引進一消化一創新的技術路線來跟蹤前沿，不能引進的國內自主開發；

（2）在水平井鉆井技術、多分支鉆井技術和欠平衡壓力鉆井技術三大新鉆井技術方面，我國目前還有許多基礎工作要做，建議有計劃地組織攻關；

（3）鉆井科研工作者在觀念上應有新的轉變。目前石油工程技術的發展要求鉆井工程不僅要建油流通道，而且要擔負提高單井產量和油田采收率部分任務以及

開發開采特殊油氣藏的任務，因此鉆井科技人員應熟悉和了解采油工程和油藏工程有關理論和技術。

2、結合本油田油氣藏的特點，談談如何用鉆井的手段提高采收率。

答：大港油田所在的黃驊坳陷在構造性質上為一中新生代的斷陷盆地，二、三級斷層十分發育，油氣藏總體上是以復雜的斷塊型油氣藏為主要特征，單個儲油構造規模小，油藏之間相互獨立、連通性差，給油田開發、特別是后期開發帶來很大難度，大港油田充分利用鉆井新技術，以定向鉆井、水平井、側鉆井等技術手段來提高老油田的采收率。例如：

大港油田作業一區已投產側鉆井２１口，初期日產油量４２４．４３噸，平均單井日產油達到２０．２噸，大于１０噸的井數占５２．４％，目前日產油穩定在７噸左右，已累計采油２．７萬噸。

該區在總結歷年側鉆井實施效果的基礎上，將側鉆井選井目標鎖定在油藏構造清楚、油砂體分布落實、能量充足、單層厚度大、剩余油密集的井區，并選擇構造砂體有利的部位定向側鉆，以提高側鉆井的成功率。

側鉆井技術的應用，是大港油田作業一區研究思路、研究方法和地質認識上的創新，實現了當年投產側鉆井、當年收回全部投資，當年創效９８１．６萬元。同時，也對大港油田公司開拓應用側鉆井技術，實施復雜結構井挖潛技術提供了很好的借鑒，為作業一區的原油增產找到了新的亮點。

第五篇：鉆井技術基礎

鉆井技術基礎（知識量巨大、燒腦、慎入）

概述

經過石油工作者的勘探會發現儲油區塊 , 利用專用設備和技術，在預先選定的地表位置處，向下或一側鉆出一定直徑的圓柱孔眼，并鉆達地下油氣層的工作，稱為鉆井。

在石油勘探和油田開發的各項任務中，鉆井起著十分重要的作用。諸如尋找和證實含油氣構造、獲得工業油流、探明已證實的含油氣構造的含油氣面積和儲量，取得有關油田的地質資料和開發數據，最后將原油從地下取到地面上來等等，無一不是通過鉆井來完成的。鉆井是勘探與開采石油及天然氣資源的一個重要環節，是勘探和開發石油的重要手段。

石油勘探和開發過程是由許多不同性質、不同任務的階段組成的。在不同的階段中，鉆井的目的和任務也不一樣。一些是為了探明儲油構造，另一些是為了開發油田、開采原油。為了適應不同階段、不同任務的需要，鉆井的種類可分為以下幾種。

基準井：在區域普查階段，為了了解地層的沉積特征和含油氣情況，驗證物探成果，提供地球物理參數而鉆的井。一般鉆到基巖并要求全井取心。

剖面井：在覆蓋區沿區域性大剖面所鉆的井。目的是為了揭露區域地質剖面，研究地層巖性、巖相變化并尋找構造。主要用于區域普查階段。

參數井：在含油盆地內，為了解區域構造，提供巖石物性參數所鉆的井。參數井主要用于綜合詳查階段。

構造井：為了編制地下某一標準層的構造圖，了解其地質構造特征，驗證物探成果所鉆的井。探井：在有利的集油氣構造或油氣田范圍內，為確定油氣藏是否存在，圈定油氣藏的邊界，并對油氣藏進行工業評價及取得油氣開發所需的地質資料而鉆的井。各勘探階段所鉆的井，又可分為預探井，初探井，詳探井等。

資料井：為了編制油氣田開發方案，或在開發過程中為某些專題研究取得資料數據而鉆的井。生產井：在進行油田開發時，為開采石油和天然氣而鉆的井。生產井又可分為產油井和產氣井。注水(氣)井:為了提高采收率及開發速度,而對油田進行注水注氣以補充和合理利用地層能量所鉆的井。專為注水注氣而鉆的井叫注水井或注氣井，有時統稱注入井。

檢查井：油田開發到某一含水階段，為了搞清各油層的壓力和油、氣、水分布狀況，剩余油飽和度的分布和變化情況，以及了解各項調整挖潛措施的效果而鉆的井。

觀察井：油田開發過程中，專門用來了解油田地下動態的井。如觀察各類油層的壓力、含水變化規律和單層水淹規律等!它一般不負擔生產任務。

調整井：油田開發中、后期，為進一步提高開發效果和最終采收率而調整原有開發井網所鉆的井（包括生產井、注入井、觀察井等）。這類井的生產層壓力或因采油后期呈現低壓，或因注入井保持能量而呈現高壓。在整個油田的開發中，有勘探、建設、生產幾個階段，各階段彼此互有聯系，而且都需要進行大量鉆井工作!高質量、快速和高效率地鉆井是開發油田的重要手段!

==鉆機八大系統==

鉆機是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進的一系列機械設備的總稱，又叫鉆探機。大家常見在聳立在大地上巍峨的井架，只是鉆機一部分，下邊大家一起來學習鉆機八大系統！

石油鉆機概念

鉆機是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進的一系列機械設備的總稱，又叫鉆探機。主要作用是帶動鉆具破碎井底巖石，下入或提出在井內的鉆具等。

鉆機八大系統

鉆機一般有八大系統（起升系統、旋轉系統、鉆井液循環系統、傳動系統、控制系統和監測顯示儀表、動力驅動系統、鉆機底座、鉆機輔助設備系統），要具備起下鉆能力、旋轉鉆進能力、循環洗井能力。其主要設備有：井架、天車、絞車、游動滑車、大鉤、轉盤、水龍頭（動力水龍頭）及鉆井泵（現場習慣上叫鉆機八大件）、動力機（柴油機、電動機、燃氣輪機）、聯動機、固控設備、井控設備等。

起升系統

為了起升和下放鉆具、下套管以及控制鉆壓、送進鉆具，鉆具配備有起升系統。起升系統包括絞車、輔助剎車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩以及吊環、吊卡、吊鉗、卡瓦等各種工具。起升時，絞車滾筒纏繞鋼絲繩，天車和游車構成副滑輪組，大鉤上升通過吊環、吊卡等工具實現鉆具的提升。下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機構和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進時，通過剎車機構控制鉆具的送進速度，將鉆具重量的一部分作為鉆壓施加到鉆頭上實現破碎巖層。

旋轉系統

旋轉系統是轉盤鉆機的典型系統，其作用是驅動鉆具旋轉以破碎巖層，旋轉系統包括轉盤、水龍頭、鉆具。根據所鉆井的不同，鉆具的組成也有所差異，一般包括方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，此外還有扶正器、減震器以及配合接頭等。其中鉆頭是直接破碎巖石的工具，有刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等類型。鉆鋌的重量和壁厚都很大，用來向鉆頭施加鉆壓，鉆桿將地面設備和井底設備聯系起來，并傳遞扭矩。方鉆桿的截面一般為正方形，轉盤通過方鉆桿帶動整個鉆柱和鉆頭旋轉，水龍頭是旋轉鉆機的典型部件，它既要承受鉆具的重量，又要實現旋轉運動，同時還提供高壓泥漿的通道。循環系統

為了將井底鉆頭破碎的巖屑及時攜帶到地面上來以便繼續鉆進，同時為了冷卻鉆頭保護井壁，防止井塌井漏等鉆井事故的發生，旋轉鉆機配備有循環系統。循環系統包括鉆井泵，地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設備等，其中地面管匯包括高壓管匯、立管、水龍帶，泥漿凈化設備包括震動篩、除砂器、除泥器、離心機等。

鉆井泵將泥漿從泥漿罐中吸入，經鉆井泵加壓后的泥漿，經過高壓管匯、立管、水龍帶，進入水龍頭，通過空心的鉆具下到井底，從鉆頭的水眼噴出，經井眼和鉆具之間的環行空間攜帶巖屑返回地面，從井底返回的泥漿經各級泥漿凈化設備，除去固相含量，然后重復使用。

動力設備

起升系統、循環系統和旋轉系統是鉆機的三大工作機組，它們協調工作即可完成鉆井作業，為了向這些工作機組提供動力，鉆機需要配備動力設備。鉆機的動力設備有柴油機、交流電機、直流電機。柴油機適應于在沒有電網的偏遠地區打井，交流電機依賴于工業電網或者是需要柴油機發出交流電，直流電機需要柴油機帶動直流發電機發出直流電，目前更常用的情況是柴油機帶動交流發電機發出交流電，再經可控硅整流，將交流電變成直流電。

傳動系統

傳動系統將動力設備提供的力和運動進行變換，然后傳遞和分配給各工作機組，以滿足各工作機組對動力的不同需求。傳動系統一般包括減速機構、變速機構、正倒車機構以及多動力機之間的并車機構等。由柴油機直接驅動的鉆機多采用統一驅動的形式，傳動系統相對復雜，由交直流電動機驅動的鉆機多采用各機組單獨或分組驅動的形式，傳動系統得到了很大的簡化。

控制系統

為了保證鉆機的三大工作機組協調的工作，以滿足鉆井工藝的要求，鉆機配備有控制系統。控制方式有機械控制、氣控制、電控制和液控制等。目前，鉆機上常用的控制方式是集中氣控制。司鉆通過鉆機上司鉆控制臺可以完成幾乎所有的鉆機控制：如總離合器的離合；各動力機的并車；絞車、轉盤和鉆井泵的起、停；絞車的高低速控制等。

井架和底座

井架和底座用來支撐和安裝各鉆井設備和工具、提供鉆井操作場所。井架用來安裝天車、懸掛游車、大鉤、水龍頭和鉆具，承受鉆井工作載荷，排放立根；底座用來安裝動力機組、絞車、轉盤、支撐井架，借助轉盤懸持鉆具，提供轉盤和地面之間的高度空間，以安裝必要的防噴器和便于泥漿循環。

輔助設備

為了保證鉆井的安全和正常進行，鉆機還包括其他的輔助設備，如防噴器組，為鉆井提供照明和輔助用電的發電機組，提供壓縮空氣的空氣壓縮設備以及供水、供油設備等。

==鉆頭==

鉆頭是石油鉆井中，用來破碎巖石形成井眼的工具，其工作性能的好壞將直接影響鉆井質量、鉆井效率和鉆井成本。

鉆頭分類

按類型可分為刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和PDC鉆頭等四種；

按功用分為全面鉆進鉆頭、取心鉆頭和特殊工藝用鉆頭（比如擴眼鉆頭、定向造斜鉆頭等）。

刮刀鉆頭

刮刀鉆頭是旋轉鉆井使用最早的一種鉆頭，從十九世紀開始采用旋轉鉆井方法的時候就開始使用這 種鉆頭，而且直到現在某些油田仍在使用。這種鉆頭主要用在軟地層和粘軟地層，具有很高的機械鉆速和鉆頭進尺。刮刀鉆頭最大的優點是結構簡單，制造方便，成本低，各油田可自行設計和制造。

1）刮刀鉆頭的結構

刮刀鉆頭由鉆頭體、刮刀片、分水帽和噴嘴四部分組成。鉆頭體是刮刀鉆頭焊接刮刀片和分水帽的 本體，采用中碳鋼材料 加工而成。下端焊接 刮刀片和分水帽，上端車有絲扣和鉆柱連接。刮刀片又稱刀翼，是刮刀鉆頭主要工作部 件。2）刮刀鉆頭工作原理

刮刀鉆頭以切削方式破碎巖石。刮刀鉆頭在 軟的塑性地層工作時，其切削過程類似于刀具切削軟金屬。刀片在鉆壓的作用下吃入地層，與此同時刀刃前面的巖石在扭轉力的作用下不斷產生塑性流動，井底巖石被層層剝起。刮刀鉆頭鉆進脆性較大的地層時，破碎巖石的過程則分為碰撞、壓碎及小剪切和大剪切三個階段： ? ? ? 碰撞:刃前巖石破碎后，巖石對刀片的扭轉 阻力減小，刀片向前推進，碰撞刃前巖石； 壓碎及小剪切:刀片在扭轉 力作用下壓碎前方的巖石，使其產生小剪切破碎；

扭轉力增大:刀片繼續 擠壓前方巖石，當扭轉力增大到極限值時，巖石沿剪切面產生大剪切破碎，然后扭轉力突然減小。

碰撞、壓碎及小剪切、大剪切這三個過程反復進行，形成刮刀鉆頭破碎塑脆性巖石的全過程。3）刮刀鉆頭的正確使用

刮刀鉆頭適用于軟地層和粘軟地層。鉆進時需要適當控制鉆壓與轉速，注意防斜、防蹩、防止刀翼斷裂。由于刮 刀鉆頭在軟地層中的機鉆速較快，巖屑量較大，宜采用 大排量鉆進，充分清洗井底和冷卻鉆頭。刮刀鉆頭鉆進時，刀翼外側線速度較高，磨損速度較快，鉆頭容易磨損成錐形，此時要特別注意防斜和防止井徑縮小。 牙輪鉆頭

從1909年第一只牙輪鉆頭問世后，牙輪鉆頭便在全世界范圍內得到了最廣泛的應用。三牙輪鉆頭是目前旋轉鉆井作業中使用地最普遍的鉆頭。這種類型的鉆頭具有不同的牙齒設計和軸承結類型，因此能夠適應各種類型地層。在鉆井作業中，根據所鉆地層性質正確選用合適結構的牙輪鉆頭，就可獲得令滿意的鉆進速度和鉆頭進尺。?

1）三牙輪鉆頭的基本結構

? ? ? ? 鉆頭本體：有三 片牙掌組裝焊接在一起,上部有連接絲扣。

牙輪：由牙輪體和牙齒組成 錐形的 金屬體。牙齒分銑齒和鑲齒兩種類型 軸承及其儲油密封裝置

噴嘴

2）牙輪鉆頭的工作原理

牙輪鉆頭在井底工作時，鉆頭整體圍繞鉆頭軸線旋轉稱之為公轉，三個牙輪則依其自己的軸線在井底滾動稱之為自轉。鉆頭承受的鉆壓通過牙齒作用在巖石上，使巖石破碎（壓碎作用）。牙輪在滾動過程中，以單齒、雙齒交替接觸井底，牙輪中心的位置忽高忽低，使鉆頭產生縱向振動。這種縱向振動使鉆柱不斷壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期性變化的彈性變形能通過牙齒轉化為對地層的沖擊作用力用以破碎巖石。這種沖擊、壓碎作用是牙輪鉆頭破碎巖石的主要方式。 

牙輪鉆頭除了對井底巖石產生沖擊、壓碎作用外，還對井底巖石產生剪切作用。牙輪在井底滾動的同時還產生牙齒對井底的滑動，牙齒的滑動對井底巖石形成剪切作用，像刮刀鉆頭那樣刮削井底。牙齒的滑動主要是由牙輪的超頂、副錐和移軸布置引起的。牙輪的超頂布置復錐牙輪引起切線方向的滑動，牙輪的移軸布置則引起軸向方向的滑動。一般地，鉆軟到中硬地層的鉆頭兼有超頂、復錐和移軸；鉆中硬到硬地層的鉆頭在設計上有超頂和復錐；鉆極硬和研磨性較強地層的鉆頭常采用單錐牙輪，不超頂也不移軸。3）牙輪鉆頭的分類及選用

牙輪鉆頭生產廠商眾 多，這些鉆頭廠商提供了多種類型和結構的鉆頭。為了便于牙輪鉆頭的選擇和使用，國際鉆井承包商學會(IADC)制定了全世界統一的牙輪鉆頭分類標準及編號方法。

IADC規定，每一類鉆頭用三位數字代表，個數字意義如下：

第一位數字表示牙齒 類型及適鉆地層： 1-銑齒，軟地層； 2-銑齒，中到中硬地層； 3-銑齒，硬、研 磨性或半研磨性地層； 4-備用； 5-鑲齒，軟到中等地層； 6-鑲齒，中硬地層； 7-鑲齒，硬、研磨性或半研磨性地層； 8-鑲齒，極硬、高研磨性地層。

第二位數字表示所鉆地層再細分為1，2，3，4四個硬度等級。

第三 位數字表示鉆頭的結構特征： 1-無密封滾動軸承； 2-T型外排齒保徑；3-規 徑上有鑲齒保徑；4-密封滾動軸承； 5-密封滾動軸承，規徑上有鑲齒保徑； 6-密封滑動軸承； 7-密封滑動軸承，規徑上有鑲齒保徑；8-定向井造斜鉆頭； 9-其它。  金剛石鉆頭

金剛石鉆頭是指靠鑲嵌在鉆頭胎體上的金剛石顆粒破碎巖石的鉆頭。金剛石是目前人類所知材料中硬度最大、耐磨性最高的材料，因此金剛石鉆頭用于硬的、高研磨性地層，可獲得比較高的鉆頭進尺。雖然金剛石比較昂貴，但金剛石鉆頭磨損，單只鉆頭進尺高，在當今的石油鉆井仍有較強的競爭力。目前，金剛石鉆頭在普通的旋轉鉆井以及渦輪鉆井和取芯作業中都得到了廣泛的使用，其中熱穩定聚晶金剛石齒（TSP），應用尤其廣泛。

1）金剛石鉆頭結構特點

金剛石鉆頭屬一體式鉆頭，整個鉆頭無活動部件，主要有鉆頭體，冠部，水力結構（包括水眼或噴嘴、水槽亦稱流道，排屑槽），保徑、切削刃（齒）五部分，金剛石鉆頭的冠部是鉆頭切削巖石的工作部分，其表面（工作面）鑲裝有金剛石材料切削齒，并布置有水力結構，其側面為保徑部分（鑲裝保徑齒）它和鉆頭體相連，由碳化鎢胎體或鋼質材料制成。鉆頭體是鋼質材料體，上部是絲扣和鉆柱相連接，其下部與冠部胎體連結在一起（鋼質的冠部則與鉆頭體成為一個整體）。

2）金剛石鉆頭的工作原理

金剛石鉆頭鉆進時，鉆頭表面上的多粒金剛石同時作用于巖石。金剛石破碎巖石的作用在不同性質的巖石中表現出不同的特性。在塑性地層（或巖石在應力作用下呈塑性的地層），金剛石在鉆壓的作用下吃入地層并在鉆頭扭矩的作用下使前方的巖石發生破碎或塑性流動，該破巖過程類似于“犁地”過程，故稱作“犁削”。

在脆性較大的地層中鉆進時，金剛石破碎巖石的作用主要是“壓碎”，在鉆壓和扭矩作用下所產生的應力可使刃下巖石沿最大剪應力面開裂，在金剛石移動的后部形成被壓裂了溝槽，這種情況下巖石破碎的體積遠大于金剛石吃入后破碎的體積，巖石破碎具有體積破碎的性質，破巖效率較高。

在堅硬地層（如燧石、硅質白云巖等）中，一般采用將細顆粒金剛石包鑲在胎體內部的孕鑲式金剛石鉆頭鉆進，其破巖過程同砂輪的磨削相似。鉆頭上每一個包孕的金剛石都是小刃齒，鉆頭可看作有無數個刃的刀具。鉆頭鉆進巖石時，鉆頭上出露的棱角鋒利的金剛石刃齒以微切削、刻劃等方式來破碎巖石。磨削破巖屬于表面破碎，破巖效率較低。3）金剛石鉆頭的正確使用

金剛石鉆頭適用鉆中到堅硬、研磨性地層和渦輪鉆井、深井超深井鉆井以及取芯作業。使用金剛石鉆頭前，井底要打撈干凈，保證沒有金屬落物。鉆頭剛下到井底時，要先用小鉆壓、低轉速跑合。然后采用相對較低的鉆壓（和牙輪鉆頭相比），較高的轉速和較大的排量鉆進。應盡量避免劃眼。如果必須進行劃眼，應采用低鉆壓和低轉速，操作要均勻，防止鉆頭規徑部分金剛石碎裂和過度磨損。

PDC鉆頭（Polycrystalline Diamond Compact Bit）

PDC鉆頭是聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，亦稱聚晶金剛石切削塊鉆頭或復合片齒鉆頭。從1973年美國通用電氣公司引入PDC切削塊，研制出第一個PDC鉆頭后，PDC鉆頭便以其鉆速快、壽命長、進尺高等優勢，在石油鉆井中得到了廣泛的應用。幾乎所有鉆頭制造商都采用了這一技術，開始生產自己的PDC鉆頭系列。1）PDC鉆頭的結構特點 和胎體兩大系列。

?

PDC鉆頭由鉆頭體、PDC切削齒和噴嘴等部分組成，按結構與制造工藝的不同分為鋼體 剛體PDC鉆頭的整個鉆頭體都采用中碳鋼材料并采用機械 制造工藝加工成形。在鉆頭工作面上鉆孔，以壓入緊配合方式將PDC切削齒固緊在鉆頭冠部。鉆頭冠部采用表面硬化工藝（噴涂碳化鎢耐磨層、滲碳等）進行處理，以增強其耐沖蝕能力。這種鉆頭的主要優點是制造工藝簡單；缺點是鉆頭體不耐沖蝕，切削齒難以固牢，目前應用較少。

? 胎體PDC鉆頭的鉆頭體上部為鋼體，下部為碳化鎢耐磨合金 胎體，采用粉末冶金燒結工藝制造成型。用低溫焊料將PDC切削齒焊接在胎體預留窩槽上。碳化鎢胎體硬度高，耐沖蝕，因而胎體PDC鉆頭壽命長，進尺高，目前應用比較廣泛。

2）PDC鉆頭的工作原理

PDC鉆頭是以切削方式破碎巖石。能自銳的切削齒在鉆壓的作用下很容易切入地層，在扭矩的作用下向前移動剪切巖石。多個PDC切削齒同時工作，井底巖石的自由面多，巖石在剪切作用下也容易破碎，因此破巖效率高，鉆進速度快。3）PDC鉆頭的正確使用

? PDC鉆頭在大段均質的軟到中硬地層中使用效果最好。不適合鉆礫石層和軟硬交錯地層。? 采用低鉆壓、高轉速、大排量鉆進，鉆頭使用效果好。

? 鉆頭下井前，井底要清潔，確保無金屬落物。

? ? 鉆頭剛下井時，要采用小鉆壓和低轉速跑和，待形成井底后恢復正常鉆進。PDC鉆頭屬于整體式鉆頭，無任何活動部件，適合高轉速的渦輪鉆井。

==定向井==

定向井概念

定向井就是使井眼軌跡沿著預先設計的井斜和方位鉆達目的層的鉆井方法。定向井技術是當今世界石油勘探開發領域最先進的鉆井技術之一，它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預定目標的鉆井工藝技術。

采用定向井技術可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經濟、有效的開發，能夠大幅度提高油氣產量和降低鉆井成本，有利于保護自然環境，具有顯著的經濟效益和社會效益。

定向井類型

定向井主要包括定向井、叢式井、水平井、大位移井、側鉆井、分支井、徑向水平井、小井眼井、柔性管鉆井及欠平衡壓力鉆井等。

定向井的優勢

1、盡可能挖掘各種油氣藏潛能，提高采收率；

2、減少布井數量，減少開發投資；

3、避免或減少開采過程中的井下復雜情況；

4、少占用土地，減小環境保護的壓力，提高勘探開發的總體經濟效益。

基本要素

描述定向井井身空間位置及形狀的方法 是對井眼進行測量，每個測點有 三個數據，即測深、井斜角、井斜方位角，我們稱這三項測量數 據為井身的基本要素。

1）測深(Measure depth)：井身軸線上任一點到井口的井身長度，稱為該點的測深，也稱為該點的測量斜深。通常用字母L表示，其測量單位是米或英尺。

2）井斜角(Hole inclination or Hole angle)：井測點處的井眼方向線（切線）與通過該點的重力線之間的夾角稱為該點處的井斜角。井眼方向線和重力線都是有向直線。通常用希臘字母α表示，其測量單位為度。3）井斜方位角(Hole Direction)：是以正北方位線為始邊，順時針旋轉至井斜方位線所轉過的角度。通常以?表示，單位度。它還可以用象限值表示，是指它與正方位線或與正南方位線之間的夾角，象限值在0-90°之間變化，并要注明象限。

井身參數

1）垂深：(Vertical Depth Or True Vertical Depth)即測點的垂直深度。通常用H表示，如A、B點的垂深分別表示為HA、HB。

2）水平長度：是指自井口至測點的井眼長度在水平面上的投影長度。用S表示，如A點的水平長度表示為SA。

3）水平位移：(Displacement or Closure Distance)即井眼軸線某一點在水平面上的投影至井口的距離，也稱閉合距。用A表示，如A點的水平位移表示為AA。

4）閉合方位角或總方位：(Closure Azimuth)是指以正北方位線為始邊順時針轉至閉合距方位線上所轉過的角度。用θ表示，如A點的閉合方位角表示為θA。

5）N(北)坐標和E(東)坐標：是指測點在以井口為原點的水平面坐標系里的坐標值。6）視平移：(Vertical Section)是井身上某點在某一垂直投影面上的水平位移，它不是真實的水平位移，所以稱之為視平移。AA為閉合位移，VA為視平移。視平移與水平位移越接近，說明井眼方位控制的越好。水平位移都是正值，而視平移可能是正值，也可能是負值。負值的視平移說明閉合方位線與設計方位線的差值已大于90度，這種情況常出現于造斜前的直井段。

專用名詞

1）造斜點(Kick Off Point)：在定向井中,開始定向造斜的位置叫 “造斜點”。通常以開始定向造斜的井深來表示。

2）井斜變化率：單位井段內井斜角的改變速度稱為 “井斜變化率”。通常以兩測點間井斜角的變化量與兩測點間井段的長度的比值表示。常用單位是：°/10m，°/25m 和°/100 m。3）方位變化率：單位井段內方位角的變化值，稱為方位變化率。通常以兩測點間方位角的變化量與兩測點間 井段長度的比值表示。常用單位有：°/10m，°/25m 和°/100m。

4）造斜率：造斜率表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用該造斜工具所鉆出的井段的井眼曲率。不等于井眼變化率。

5）增(降)斜率：指的是增(降)斜井段的井斜變化率。其井斜變化為正值時為增斜率。負值為降斜率。

6）全角變化率：(Dogleg Seventy)“全角變化 率 ”、“狗腿嚴重度 ”、“井眼曲率”，都是相同的意義。指的是在單位井段內井眼前 進的方向在三維空間內的角度變化。它即包含了井斜角的變化又包含著方位角的變化。其計量單位為：°/25m或°/30m。7）增斜段：井斜角隨井深增加的井段，稱為增斜段。8）穩斜段：井斜角保持不變的井段，稱為穩斜段。

9）降斜段：井斜角隨著井深的增加而逐漸減小的井段稱為降斜段。

10）目標點：(Target)設計規定的、必須鉆達的地層位置，稱為目標點。通常是以地面井口為坐標原點的空間坐標系的坐標值來表示。

11）靶區半徑：允許實鉆井眼軌跡偏離設計目標點的水平距離，稱為靶區半徑。所謂靶區，就是在目標點所在的水平面上，以目標點為圓心，以靶區半徑為半徑的一個圓面積。靶區半徑的大小，根據勘探開發的需要或鉆井的目的而定。

12）靶心距：在靶區平面上，實鉆井眼軸線與目標點之間的距離，稱為靶心距。

13）工具面：(Tool Face)在造斜鉆具組合中，由彎曲工具的兩個 軸線所決定的那個平面，稱為工具面。

14）反扭角：使用井底馬達帶彎接頭進行定向造斜或扭方位時，動力鉆具啟動前的工具面與啟動后且加壓鉆進時的工具面之間的夾角，稱為反扭角。反扭角總是使工具面逆時針轉動。

15）高邊：(High Side)定向井的井底是個呈傾斜狀態的圓平面。稱為井底圓。井底圓上的最高點稱為高邊。從井底圓心至高邊之間的連線所指的方向，稱為井底的“高邊方向”。高邊方向上的水平投影稱為高邊方位。即井底的方位。

16）工具面角：(Tool Face Angle)工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在的位置的參數。工具面角有兩種表示方法： 一種是以高邊為基準(High Side Mode)，另一種是以磁

(北為基準(Magnetic Mode）。高邊基準工具面角，簡稱高邊工具角。是指高邊方向線為始邊，順時針轉到工具面與井底圓平面的交線上所轉過的角度。由于高邊方向線在水平面上的投影，即為井底方位線。所以，若以正北方位線為始邊，順 時針轉到井底方位線上所轉過的角度，即為井底方位角。磁北基準工具面角(簡稱磁北工具面角)等于高邊工具面角加上井底方位角。

小結

定向井就是使井眼軌跡沿著預先設計的井斜和方位鉆達目的層的鉆井方法，定向井技術可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經濟、有效的開發，大幅度提高油氣產量、降低鉆井成本，具有顯著的經濟效益和社會效益。

==鉆井液==

鉆井液的概念

鉆井液(Dlilling Fluids)是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。鉆井液又稱做鉆井泥漿(Drilling Muds)，或簡稱為泥漿(Muds)。

鉆井液的分類 鉆井液由分散介質、分散相和添加劑組成。鉆井液按分散介質(連續相)可分為水基鉆井液、油基鉆井液、氣體型鉆井流體等。鉆井液主要由液相、固相和化學處理劑組成。液相可以是水(淡水、鹽水)、油(原油、柴油)或乳狀液（混油乳化液和反相乳化液)。固相包括有用固相(膨潤土、加重材料)和無用固相(巖石)。化學處理劑包括無機、有機及高分子化合物。1）水基鉆井液

水基鉆井液是一種以水為分散介質，以粘土(膨潤土)、加重劑及各種化學處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學處理劑等。2）油連續相鉆井液

油連續相鉆井液(習慣稱為油基泥漿)，是一種以油(主要是柴油或原油)為分散介質，以加重劑、各種化學處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學處理劑和水等。3）氣體型鉆井流體

氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環流體的鉆井液，泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環流體的鉆井液。主要組成是液體、氣體及泡沫穩定劑等。

鉆井液循環系統

鉆井液的循環是通過循環泥漿泵來維持的，泥漿泵排出的高壓鉆井液經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁（或套管）形成的環形空間向上流動，在到達地面后經排出管線流入泥漿池，再經各種固控設備進行處理后返回上水池，最后進入泥漿泵循環再用。鉆井液流經的各種管件、設備構成了一整套鉆井液循環系統。

鉆井液的功能

目前，鉆井液被公認為至少有以下十種作用：

1）清潔井底、攜帶巖屑。保持井底清潔，避免鉆頭重復切削，減少磨損，提高效率。2）冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱。降低鉆頭溫度，減少鉆具磨損，提高鉆具的使用壽命。3）平衡井壁巖石側壓力，在井壁形成濾餅，封閉和穩定井壁。防止對油氣層的污染和井壁坍塌。

4）平衡(控制)地層壓力。防止井噴，井漏，防止地層流體對鉆井液的污染。5）懸浮巖屑和加重劑。降低巖屑沉降速度，避免沉沙卡鉆。

6）在地面能沉除砂子和巖屑。

7）有效傳遞水力功率。傳遞井下動力鉆具所需動力和鉆頭水力功率。8）承受鉆桿和套管的部分重力。鉆井液對鉆具和套管的浮力，可減小起下鉆時起升系統的載荷。

9）供所鉆地層的大量資料。利用鉆井液可進行電法測井，巖屑錄井等獲取井下資料。10）水力碎巖石。鉆井液通過噴嘴所形成的高速射流能夠直接破碎或輔助破碎巖石。

鉆井液的組成

1）水基鉆井液是由膨潤土(Bentonite)、水(或鹽水)、各種處理劑、加重材料以及鉆屑所組成的多項分散體系。其中膨潤土和鉆屑的平均密度均為2.6g/cm3，通常稱它們為低密度固相；而加重材料常被稱為高密度固相。

最常用的加重材料為API重晶石，其密度為4.2g/cm3。由于在水基鉆井液中膨潤土是最常用的配漿材料，在其中主要起提粘切、降濾失和造壁等作用，因而又將它和重晶石等加重材料稱做有用固相，而將鉆屑稱做無用固相。

在鉆井液中，應通過各種固控措施盡量減少鉆屑的含量，膨潤土的用量也應以夠用為度，不宜過大，否則會造成鉆井液粘切過高，還會嚴重影響機械鉆速，并對保護油氣層產生不利影響。

2）油基鉆井液是以水滴為分散相，油為連續相，并添加適量乳化劑、潤濕劑、親油的固體處理劑(有機土、氧化瀝青等)、石灰和加重材料等所形成的乳狀液體系。

鉆井液性能

按照API推薦的鉆井液性能測試標準，需檢測的鉆井液常規性能包括：密度、漏斗粘度、塑性粘度、動切力、靜切力、API濾失量、HTHP濾失量、PH值、堿度、含砂量、固相含量、膨潤土含量和濾液中各種離子的質量濃度等。1）鉆井液密度

鉆井液的密度是指每單位體積鉆井液的重量，常用g/cm3（或kg/cm3）表示。在鉆井工程上，鉆井液密度和泥漿比重（Mud Weight）是兩個等同的術語。鉆井液密度是確保安全、快速鉆井和保護油氣層的一個十分重要的參數。通過鉆井液密度的變化，可調節鉆井液在井筒內的靜液柱壓力，以平衡地層孔隙壓力。有時亦用于平衡地層構造應力，以避免井塌的發生。如果密度過高，將引起鉆井液過度增稠、易漏失、鉆速下降、對油氣層損害加劇和鉆井液成本增加等一系列問題；而密度過低則容易發生井涌甚至井噴，還會造成井塌、井徑縮小和攜屑能力下降。

2）鉆井液的流變性

鉆井液的流變性(Rheological Properties of Drilling Flrids)是指鉆井液流動和變形的特性。該特性通常是由不同的流變模式及參數來表征的.此外，漏斗粘度(Funnel Viscosity)、表現粘度(Apparent Viscosity)和靜切力(Gel Strength)等也是鉆井液的重要流變參數。由于鉆井液的流變性與攜巖、井壁穩定、提高機械鉆速和環空水力參數計算等一系列鉆井工作密切相關，因此它是鉆井液最重要的性能之一。3)鉆井液的濾失造壁性

在鉆井過程中，當鉆頭鉆過滲透性地層時，由于鉆井液的液柱壓力一般總是大于地層孔隙壓力，在壓差作用下，鉆井液的液體便會滲入地層，這種特性常稱為鉆井液的濾失性(Filtration Properties Fluids)。在液體發生滲濾的同時，鉆井液中的固相顆粒會附著并沉積在井壁上形成一層泥餅(Mud Cake)。隨著泥餅的逐漸加重以及在壓差作用下被壓實，針對裸眼井壁有效地起到穩定和保護作用，這就是鉆井液的所謂造壁性。

由于泥餅的滲透率遠遠小于地層的滲透率，因而形成的泥餅還可以有效地阻止鉆井液中的固相和濾液繼續侵入地層。在鉆井液工藝中，通常用一個重要參數—濾失量(Water Loss or Foltration Rate)來表征鉆井油液的滲濾速率。

鉆井液的選用標準

鉆井液是鉆井的“血液”，在鉆井作業中起著非常重要的作用。因此對鉆井液要求很高，主要有四個方面：

1）鉆井循環的要求

鉆井循環對鉆井液的要求是泵壓低(粘度低)，攜砂能力強(動切力高)，啟動泵壓低(靜切力低)，潤滑性能好，摩擦力低，磨損小(固體顆粒少)。

2）要保持井眼的穩定

鉆穿的地層要用鉆井液的壓力柱與地層壓力取得平衡，鉆井液密度穩定；鉆井油氣層時要靠鉆井液的壓力柱來平衡油氣的壓力要求鉆井液密度適當。要求鉆井液有克服不穩定地層的性能，例如泥巖吸水膨脹造成井眼收縮；礫巖、火山巖遇水造成跨塌，鹽巖遇水而形成溶洞等，即要求有不同性質的鉆井液。3）要求鉆井液保護油氣層

鉆開油氣層后，鉆井液與油氣層接觸，為防止鉆井液損害油氣層，要求鉆井液的失水小、泥餅薄(鉆井液失水后，固壓差固體顆粒在井壁上形成泥餅環)、固相含量低、濾液的水化作用低(濾液進入地層后與地層中的液體發生的化學作用)等。

4）保護環境和生態

鉆井液中常含有原油、柴油和各種油類以及含有大量的化學處理劑，為防止鉆井液對環境和生態可能造成的影響，要求使用無害、無毒的鉆井液。

? 三維動畫 | 鉆井液

==鉆井事故及預防==

鉆井是一項隱蔽的地下工程，存在著大量的模糊性、隨機性和不確定問題。由于對客觀情況的認識不清或主觀意識的決策失誤，往往會產生許多復雜情況甚至造成嚴重的事故，輕者耗費大量人力、物力和時間，重者導致全井的廢棄。

常見的鉆井事故

鉆井過程中最容易發生的井下工程事故主要有：鉆頭事故(斷刮刀片、掉牙輪和掉鉆頭等)、鉆具事故鉆具刺壞、斷鉆具等)、套管事故(卡套管、斷套管等)、井下落物事故(小工具等落入井內)、卡鉆事故(鉆具在井內不能上下活動或轉動)、測井事故(測井電纜遇卡、遇阻或測井儀器落井等)、注水泥事故(固井時水泥漿在鉆具內未替出、水泥漿返高不夠，或將水泥漿全部替出環形空間等)和井噴失控事故(不能人為控制的鉆井井噴)等。

鉆井事故發生的原因

1）地質因素

鉆井的對象是地層，而地層結構有硬有軟，壓力系統有高有低，孔隙有大有小，如果對這些情況沒有足夠的了解，就難免要發生難以預料的問題。

首先我們應該了解設計井的地層孔隙壓力、地層破裂壓力、地層坍塌壓力及一些特殊地層（鹽膏、軟泥巖）的蠕變應力，作為井身結構和鉆井液設計的主要依據。一般地說，在同一個裸眼井段內不能讓噴、漏層同時存在，不能讓蠕變層與漏層同時存在。如果在井身結構上無法實現上述要求，而且高壓層和蠕變層在漏層的下部，那就應對漏層進行預處理，不能盲目向深部鉆進。如果高壓層或蠕變層下部有低壓層或漏失層，那就只好把高壓層或蠕變層用套管封掉。

其次，對一些特殊地層如在一定溫度、壓力下發生蠕變的鹽巖層、膏鹽層、富含水的軟泥巖層、吸水膨脹的泥巖層、裂縫發育容易坍塌剝落的泥巖層、煤層及某些火成巖侵入層都應有較詳細的了解，因為這些地層是造成井下復雜的主要原因。同時對一些地質現象如斷層、裂縫、溶洞、特高滲透層的位置及硫化氫、二氧化碳的存在和含量也應有所了解。以上這些資料對打成一口井來說至關重要。但地質部門所提供的比較詳細的資料是油氣層資料，而對工程上所需要的重要資料則提供不多，或不夠詳細，甚至有些數據與實際情況相距甚遠，即使是已經開發的油田，由于注水開發的結果，地下的壓力系統變化很大，也很難以鄰井的資料作為主要依據。這就使鉆井過程往往不得不打遭遇戰，因而復雜情且況屢屢發生。2）工程因素

鉆井作業具有隱蔽性、復雜性，由于地質資料掌握不全不準，或者雖有可靠地質資料而未嚴格地按科學方法進行井身結構設計，使同一段裸眼中噴、漏層并存，治噴則漏，治漏則噴。雖然下了套管但不裝并控設備，或者雖然裝了井控設備但不講求質量，一旦鉆遇高壓層，應急使用時，到處刺漏，甚至造成井噴失控。鉆井液體系和性能與地層特性不相適應，甚至片面強調節約鉆井液處理劑，使鉆井液性能惡化，造成裸眼井段中某些地層的縮徑或坍塌。

鉆井液密度不合適，也會造成井噴、井漏或井塌。操作不適當，下鉆速度過快會產生很大的激動壓力，易將地層憋漏。起鉆速度過快會產生很大的抽吸力，易將油氣層抽噴或將結構松軟的地層抽塌，特別是在鉆頭或扶正器泥包的情況下更為嚴重。

鉆井設備發生故障，被迫停止鉆具的活動或鉆井液的循環，是發生井下事故的最普通最常見的因素。此外，管理工作薄弱，有章不循，有表（指重表、泵壓表、扭矩表）不看，遇事不思，盲目決斷，但求省力，不顧后果，起鉆猛提，下鉆猛壓，遇卡硬轉，遇漏硬憋，這是造成井下事故的常見原因。

常用處理方法

1)卡鉆事故原因及處理

卡鉆及造成原因：卡鉆就是在鉆井過程中因地質因素、鉆井液性能不好、技術措施不當等原因，使鉆具在井內長時間不能自由活動，這種現象叫卡鉆。主要有黏附卡鉆、沉砂卡鉆、砂橋卡鉆、井塌卡鉆、縮徑卡鉆、泥包卡鉆、落物卡鉆及鉆具脫落下頓卡鉆等。

處理卡鉆事故的方法：(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸鉆具側鉆新眼等。2）井塌事故原因及處理

井塌是鉆井過程中井壁失穩垮塌的現象。發生井塌的原因包括：井內液柱壓力不能平衡地層壓力；地層受鉆井液浸泡，發生水敏膨脹、破碎、剝離；地層本身破碎、疏松，上提鉆具時造成抽汲現象使下部井筒壓力下降；在起鉆過程中，未及時回灌鉆井液造成井內液柱壓力下降；停鉆時間過長，鉆井液性能發生變化；在裸眼井段長時間、大排量循環等。井塌嚴重時會導致井眼情況復雜，引起井內事故。

? 延伸閱讀 | 井塌處理方法

(1)下鉆過程，如發現井口不返鉆井液,或者鉆桿內反噴鉆井液，這是井塌的象征，應立即停止下鉆。開泵循環通井或劃眼,待井下情況正常后，再恢復下鉆工作。

(2)起鉆過程,如發現井口液面不降，或鉆桿內反噴鉆井液，這是井塌的象征，應立即停止起鉆。開泵循環鉆井液,?待泵壓正常，井下暢通無阻,管柱內外壓力平衡后，再恢復起鉆工作。(3)無論任何時候，如發現有井塌現象，開泵時均須用小排量頂通。然后逐漸漸增加排量，中間不可停泵。如果小排量頂不通,泵壓上升，井口不返鉆井液，證明地層漏失，不可繼續擠入鉆井液。

3）鉆頭事故及預防措施

在鉆進過程中所發生的鉆頭事故，包括牙輪鉆頭掉牙爪，牙輪、蹩斷牙爪、牙齒、牙輪；刮刀鉆頭蹩斷刀片、接頭，PDC鉆頭脫落;或人造聚晶金剛石、天然金剛石脫落等，統稱鉆頭事故。

預防鉆頭事故，應該采取以下措施：

(1)選用質量合格的鉆頭，出廠使用說明書要求正確使用鉆頭(2)精心操作，均勻送鉆，嚴防溜鉆、頓鉆事故發生。

(3)正確操作，按設計施工，根據鉆具組合和地層井深按要求加壓。4）井漏事故及處理

井漏是鉆井過程中，井筒內鉆井液或其他介質(固井水泥漿等)漏入地層孔隙、裂縫等空間的現象。井漏是鉆井工程中常見的井內復雜情況，多數鉆井過程都有不同程度的漏失。嚴重的井漏會導致井內壓力下降，影響正常鉆井、引起井壁失穩、誘發地層流體涌入井筒并井噴。

井漏的處理措施：

(1)對井下壓力系統和地層比較復雜的井只能采取堵漏的辦法進行處理；

(2)而對于井下壓力系統單

一、地層結構強度較大的井則可以采用降低鉆井液密度的辦法處理。(3)可在鉆井液中加入堵漏材料，如鋸末，馬糞，貝殼粉、粘土等。

(4)裂縫漏失需采用稠鉆井液加堵漏物的如鋸屑，棉子殼等，在處理井漏上和工藝措施配合，下鉆速度要慢，泵壓排量要適當。5）井噴事故及處理

井噴，是一種地層中流體噴出地面或流入井內其它地層的現象，大多發生在開采石油天然氣的現場。引起井噴的原因有多種：地層壓力掌握不準、泥漿密度偏低、井內泥漿液柱高度降低；起鉆抽吸，以及其他不當措施等。

井噴發生后對其控制的方法叫壓井，壓井主要有司鉆壓井法和工程師壓井法，司鉆壓井法是先把井里的氣或油排出來，再用重泥漿替換原來太輕的泥漿，這種方法需要時間較長，在加重設備不足的時候時常使用。工程師壓井法是在計算好需要泥漿的量以后一次性打入井筒中的方法，井噴事故處理在前邊已經有介紹此處不在贅述。