第一篇：實習(xí)技術(shù)員的基本功02

實習(xí)技術(shù)員的基本功(二)

本文歸本作者所有，如有轉(zhuǎn)載請著名出處。序言：

時光飛逝，又與大家見面了，回顧上篇文章，我們學(xué)習(xí)了技術(shù)員日常所要處理事務(wù)。而由于我們隊這幾天被局里點名要進行防噴演習(xí)，所以借這個機會把所有與技術(shù)員相關(guān)需要參與的地方與大家理一理，本文不在于把大家變成多厲害的專家，而是讓大家能夠在領(lǐng)導(dǎo)面前脫穎而出，對領(lǐng)導(dǎo)的”專用”問題對答如流，從而讓領(lǐng)導(dǎo)對你留下深刻的印象。

“說你行你就行，不行也行，說你不行就不行，行也不行！”

那么，我們開始吧！正文：

由于本井屬于一口高難度的重點水平井，氣測的上來當(dāng)然是必不可少的事情，所以先上他們的記錄儀器，其功用和我們所用的八參儀差不多。正如上圖，大家可以放大了看。在井控的過程中，很需要注意的參數(shù)就是出口流量和入口流量，泥漿溢漏與總烴。

先來說說技術(shù)員應(yīng)付檢查需要填寫的記錄：《周井控檢查記錄表》，《鉆井井控工作記錄本》。就拿后者來說，每口井一本，是紅顏色的，里面需要粘貼管子站送來的防噴器的驗收收據(jù)和二開或三開坐防噴器時的驗收，試壓單。需要你詳細填寫某天的試壓數(shù)據(jù)。其中還需要真實記錄有關(guān)于井控的例會及幾場防噴演習(xí)(要和井隊安全員一起組織防噴演習(xí)，并真實記錄)。另外需要說的是在鉆開油氣層前100米時的坐崗記錄，也需要填寫(盡量真實)與簽字。筆頭子上的工作完了，后面就需要肚子里有些存貨。要知道你所面對的領(lǐng)導(dǎo)有很多是很有實際經(jīng)驗的專家級的人物，當(dāng)然這些領(lǐng)導(dǎo)的問題也特別叼鉆也有含金量，他一問就知道你行不行。綜上所述，你就要明白最基礎(chǔ)的各種工況下的防噴演習(xí)流程，熟悉”四七”動作及”井控管理12項制度”。這些都是需要理解記憶的，作為合格的技術(shù)員要能組織，訓(xùn)練及講解防噴演習(xí)，同時對所管轄的設(shè)備也要了解。比如壓井和節(jié)流防噴管匯的掛牌，你都知道嗎？如果連這都不明白，在領(lǐng)導(dǎo)面前也難辦。1.直通管是否彎曲。

2.壓井管匯閘門與直通法蘭是否上緊。3.防噴鉆桿旋塞與鉆桿是否上緊。4.井口是否直，鉆具是否打封井器。5.管匯的閘門是否保養(yǎng)過。6.放噴管線的扣是否上緊。

7.方鉆桿的上旋塞是否能用旋塞扳手扭動。8.井控管理制度是否完善。

9.防噴演習(xí)是否真的在做，資料填寫是否真實。10.室內(nèi)運行大表的預(yù)控圖是否跟蹤填寫。

11.柴油機轉(zhuǎn)速是否因為泵壓高，而降低到900轉(zhuǎn)打鉆(重大違規(guī))。

如果你不明白，那么先從井控設(shè)備開始入手，如現(xiàn)在使用的閘板防噴器的型號，節(jié)流，壓井管匯，及遠程控制臺的型號(基本常識)。讓我們來了解下節(jié)流,壓井管匯(以我們隊的設(shè)備為例子)節(jié)流管匯JG/S3-35.這里YG表示節(jié)流管匯，S表示手動控制(Y表示液壓控制，Q表示氣動控制)，3表示不同控制方式節(jié)流閥數(shù)量。35表示壓力等級MPA。

壓井管匯YG-21。這里YG表示壓井管匯，21表示壓力等級。

防噴器2FZ35-35。這里2FZ表示雙閘板防噴器(FH表示環(huán)形防噴器，F(xiàn)Z表示單閘板防噴器，3FZ表示三閘板防噴器)，35表示公稱通徑cm(取其圓整值)，后面的35表示最大工作壓力Mpa 多說兩句。

1.液壓防噴器的最大工作壓力是指防噴器安裝在井口投入工作時所能承受的最大井口壓力。

2.防噴器的公稱通徑，是指能通過防噴器中心孔最大鉆具的尺寸。

先從A點開始，我們隊在這有兩個閘門：上面為J2a關(guān)，下面J2b開。那么B點也是兩個閘門：上面為J3a開，下面是J3b開。對剩下的開關(guān)的手柄狀態(tài)說明下：J4半開，J7開，J9關(guān)，4#關(guān)，J6a開，J6b關(guān)，J1半關(guān)，J5開，J8開(J10本隊沒有，它是接液氣分離器的)。接著介紹下它們的用途：C線段為回收管線到鉆井液罐的路線，則F段為回到2號罐。G線段為排放管線，那么E為接出井場的放噴管線。D線段為回收管線到鉆井液罐的線路。節(jié)流管匯的功用：

1.通過節(jié)流閥的節(jié)流作用實施壓井作業(yè)，替換出井里被污染的泥漿，同時控制井口套管壓力與立管壓力，恢復(fù)泥漿柱對井底的壓力控制，制止溢流；

2.通過節(jié)流閥的泄壓作用，降低井口壓力，實現(xiàn)“軟關(guān)井”； 3.通過防噴閥的大量泄流作用，降低井口套管壓力，保護井口防噴器組。

節(jié)流管匯由節(jié)流閥，平板閥，五通，匯流管，緩沖管和壓力表等組成。井場所裝設(shè)的節(jié)流壓井管匯，其壓力等級必須與井口防噴器組一致，通常，管匯壓力等級的選定以最后一次開鉆時井口防噴器組的壓力等級為準(zhǔn)。

上圖為壓井關(guān)匯，外接水泥車。A為Y1關(guān)，B為Y2關(guān)(對面可能有個Y3關(guān))，C為1#關(guān)。壓井管匯的功用: 1.當(dāng)全封閘板會封井口時，通過壓井管匯往井筒里強行吊灌重泥漿，實施壓井作業(yè)；

2.當(dāng)已經(jīng)發(fā)生井噴時，通過壓井管匯往井口強注清水，以防燃燒起火；

3.當(dāng)已經(jīng)井噴著火時，通過壓井管匯往井筒里強注滅火劑，能助滅火。

壓井管匯由單流閥，平板閥，三通和壓力表等組成。具體操作： 1.手動平板閥

關(guān)閉:順旋手輪---到位---回旋1/4到1/2圈。開啟：逆旋手輪---到位---回旋1/4到1/2圈。2.手動節(jié)流閥

(1)開關(guān)看立壓，套壓表；

(2)順旋為關(guān)，立壓，套壓增加；逆旋為開，立壓，套壓降低；(3)筒式節(jié)流閥不能斷流，只能阻流。當(dāng)需要斷流時，應(yīng)關(guān)其下游的平板閥。3.關(guān)井操作

(1)迅速打開4號平板閥(2)關(guān)防噴器

(3)試關(guān)J1節(jié)流閥，關(guān)井；(4)關(guān)J1節(jié)流閥下游的平板閥。4． 由關(guān)井狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閴壕h(huán)狀態(tài)的操作

(1)緩慢開泵，同時迅速打開J1節(jié)流閥及其下游的平板閥；(2)調(diào)節(jié)J1節(jié)流閥，使套壓保持關(guān)井套壓不變，至排量達到壓井排量；

(3)5分鐘內(nèi)完成轉(zhuǎn)換。5.反循環(huán)壓井或擠鉆井液時的操作(1)接入壓井管線；(2)關(guān)閉4號平板閥 6.改為防噴管線時的操作：

(1)節(jié)流管匯改為防噴管線的操作：14MPA節(jié)流管匯：打開J3號平板閥。21MPA,35MPA,70MPA，105MPA節(jié)流管匯：打開J9,J6b號平板閥，關(guān)閉J8號平板閥。

(2)壓井管匯改為防噴管線的操作：打開1號平板閥或壓3號平板閥。

上圖為防噴器的圖，那么2#開，3#關(guān)。以上是這些閘門組在平時的工作位置。閘板防噴器的功用：

(1)在井內(nèi)有鉆具時，可用與鉆具尺寸相應(yīng)的半封閘板(也稱管子閘板)封井口環(huán)形空間。

(2)在井內(nèi)無鉆具時，可以全封閘板全封井口。(3)在特殊情況下，可通過與殼體旁側(cè)法蘭出口相連的壓井，節(jié)流管匯進行鉆井循環(huán)和節(jié)流，防噴，壓井等特殊作業(yè)。

(4)在特殊情況下剪切閘板可切斷鉆具，達到全封井口的目的。(5)可用變徑閘板來封一定尺寸范圍的環(huán)空。(6)有些管子閘門還可以懸掛鉆具。

按閘板用途來分：分為全封，半封，變徑和剪切閘板。按閘板腔室來分：分為單閘板，雙閘板，三閘板。

閘板防噴器的工作原理

液壓控制原理：當(dāng)控制系統(tǒng)高壓油進入左右油缸關(guān)閉腔時，推動活塞和活塞桿，使左右閘板總成沿著閘板室內(nèi)導(dǎo)向筋限定的軌道，分別向井口中心移動，達到封井的目的。當(dāng)高壓油進入左右油缸開啟腔時，左右閘板分別向離開井口中心的方向移動，達到開井的目的。配裝有環(huán)形防噴器的井口防噴組，在發(fā)生井噴緊急關(guān)井時必須按以下順序操作： 首先，利用環(huán)形防噴器封井。其目的是一次封井成功并防止閘板防噴器封井時發(fā)生刺漏。然后，再利用閘板防噴器封井。其目的是充分利用閘板防噴器適于長期封井的特點。最后，及時打開環(huán)形防噴器。其目的是避免環(huán)形防噴器長期封井作業(yè)。1.鎖緊與解鎖

鎖緊口訣：順旋到位，回旋半1/2到1/4圈； 解鎖口訣：逆旋到位，回旋半1/2到1/4圈。2.長期關(guān)井操作

(1)液壓關(guān)井：將三位四通換向閥手柄板至關(guān)位。(2)手動鎖緊(鎖緊口訣)

(3)部分泄壓：將三位四通換向閥扳至中位。3.鎖緊后的開井

(1)完全泄壓：

a.關(guān)閉儲能器高壓截止閥； b.將三位四通換向閥扳至開位； c.手柄回中位。(2)手動解鎖(解鎖口訣)(3)開儲能器高壓截止閥

(4)液壓開井：將三位四通換向閥扳至開位(5)將三位四通換向閥扳至中位 4． 手動關(guān)井

(1)將換向閥手柄扳至關(guān)位

(2)手動關(guān)井：順旋到位，回旋1/4到1/2圈(3)換向閥手柄到中位 防噴器控制系統(tǒng)主要由遠程控制臺(儲能器裝置)司鉆控制臺(遙控裝置)，空氣管纜，液壓管線(軟管線或管排架，閉合彎管等硬管線)等組成。

下面談?wù)劙l(fā)生險情”溢流”后，應(yīng)該作些什么及了解些什么，讓后勤的領(lǐng)導(dǎo)對你刮目相看。

“一方報告二方關(guān)井”：發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)液面上升一方就需要去報告給大班與司鉆，上升到兩方就要實施關(guān)井。

壓井的定義：發(fā)生溢流后，泵入能平衡地層壓力的加重鉆井液，并通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度大小，始終控制井底壓力略大于地層壓力，排除溢流，重建井眼與地層系統(tǒng)的壓力平衡關(guān)系。

常規(guī)壓井方法：是指當(dāng)溢流發(fā)生后，能正常實施關(guān)井程序并在井底建立循環(huán)，在向井內(nèi)泵入壓井液過程中，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度大小始終保持井底壓力略大于地層壓力，完成壓井作業(yè)的方法。最常用的常規(guī)壓井方法有司鉆法、等待加重法、循環(huán)加重法，唯一區(qū)別就是第一循環(huán)周用的鉆井液密度不同。

非常規(guī)井控方法：不能在壓井的全過程中遵循壓井基本原則的壓井稱為非常規(guī)壓井。發(fā)生溢流、井噴時，若鉆柱不在井底、井漏、空井、泥漿噴空、鉆具堵塞等現(xiàn)象時，就不能進行循環(huán)，也就無法用常規(guī)井控方法壓井。當(dāng)出現(xiàn)這些非常規(guī)現(xiàn)象時，就要用非常規(guī)壓井方法。

關(guān)井后的立壓平衡著鉆柱內(nèi)鉆井液液柱壓力小于地層壓力的負(fù)壓差，關(guān)井后的套壓平衡著環(huán)空中鉆井液液柱壓力小于地層壓力的負(fù)壓差。

如上圖：Pb就是立壓(在鉆臺接水龍帶下來的泵壓表)。

關(guān)井后，地層壓力大于鉆柱內(nèi)部鉆井液液柱壓力的壓力，根據(jù)液體壓力傳遞規(guī)律可知，這個壓力也被液體傳遞到整個鉆柱內(nèi)部，從與鉆柱內(nèi)部連通的立管壓力表上可以觀察到這個壓力，這個壓力就是關(guān)井立管壓力，簡稱關(guān)井立壓。關(guān)井立壓=地層壓力－鉆柱內(nèi)靜液壓力

Pa就是套壓(右邊的節(jié)流管匯上的壓力表)。

關(guān)井后地層壓力大于環(huán)形空間鉆井液靜液柱壓力的壓力由井口防噴器所承受，根據(jù)液體壓力傳遞規(guī)律可知，這個壓力會被液體傳遞到整個環(huán)形空間，從與環(huán)形空間相連的套管壓力表上可以觀察到這個壓力，這個壓力就是關(guān)井套管壓力，簡稱關(guān)井套壓。關(guān)井套管壓力=地層壓力－環(huán)空內(nèi)靜液壓力

(1)如果出現(xiàn)了關(guān)井后立，套壓力都為零，說明井內(nèi)鉆井液密度能平衡地層壓力，不用壓井，直接用原漿循環(huán)即可。循環(huán)中也要觀察泵壓是否下降，如果有就要立即停泵關(guān)井，再采取措施。(2)出現(xiàn)立壓為零，而套壓不為零，則說明鉆具內(nèi)鉆井液柱壓力能平衡地層壓力。只是環(huán)空內(nèi)的鉆井液受油氣侵污嚴(yán)重。采取措施是必須在關(guān)閉防噴器的情況下，通過節(jié)流閥循環(huán)，排出環(huán)空內(nèi)受侵污的鉆井液。通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟大小來控制立管壓力不變。其間要注意不要把侵污的鉆井液在泵入井內(nèi)。循環(huán)一周后，停泵關(guān)井。套管，立管壓力均應(yīng)為零。

(3)立壓，套壓都不為零。這說明井內(nèi)鉆井液密度不能平衡地層壓力。處理方法可采用工程師法，司鉆法，邊循環(huán)邊加重法等常規(guī)方法壓井。數(shù)據(jù)的收集：

立管壓力值隨著關(guān)井的時間增加而逐漸增大，最后增加到一定值后，說明井底壓力與地層壓力達到了平衡，這時記錄的立管壓力能真實反映地層壓力。(在鉆柱中裝有止回閥和未裝止回閥，立壓求法不同。沒裝則直接可以讀出。裝了用憋泵法求)其次根據(jù)套壓和立壓的差值來判斷溢流的種類(請查閱相關(guān)資料)。

先來了解下遠程控制臺。本隊的型號是FKQ6407，它屬于氣壓遙控型，有8個鋼瓶，單瓶公稱容積為80升，可控制一臺環(huán)形防噴器，一臺雙閘板防噴器，一臺單閘板防噴器，二個液動閥，一個備用控制線路，共計7個控制對象。其特點：

(1)該系統(tǒng)配有兩套獨立的動力源，即電泵和氣泵，以備斷電或電機異常時使用。(2)儲能器儲備了足夠數(shù)量，壓力的液壓油，用以實現(xiàn)防噴器或液動閥的多次開關(guān)。

(3)電泵和氣泵均帶有自動啟動，停止開關(guān)，無需專人看管。在正常打壓過程中即使自動開關(guān)失靈，溢流閥可以迅速溢流，以防超載。

(4)每個防噴器或液動閥的開關(guān)均為三位四通換向閥來控制，既可以直接手動換向，又可在司鉆臺上氣動遙控?fù)Q向。(5)儲能器上端采用大口結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場拆裝膠囊。

(6)遠程控制臺的控制管匯上備有壓力源接口，可以再需要時引入壓力源。

(7)電動泵備有吸油口，開泵后通過吸油管從外來油桶向油箱泵油。

儲能器：每個鋼瓶中裝有膠囊，膠囊中預(yù)充7正負(fù)0.7MPA的氮氣。當(dāng)電泵輸出油壓大于7MPA時，油壓壓縮鋼瓶內(nèi)氮氣膠囊，直至達到21MPA，此時膠囊里氮氣體積約占鋼瓶容積的1/3。防噴器進行開關(guān)操作時，膠囊氮氣膨脹將油擠出，瓶內(nèi)油量逐漸減少，油壓降低，通常油壓降至17.5MPA時電泵立即啟動再次向瓶內(nèi)補充油壓至21MPA。防噴器開關(guān)動作所需要壓力油來自儲能器，而電泵與氣泵則為儲能器充油與補油。在選用控制系統(tǒng)時其儲能器應(yīng)能保證在停泵不向儲能器補油的情況下，只能靠儲能器本身的有效排量(鋼瓶油壓由21MPA降至8.4Mpa時所排出的油量)至少能關(guān)閉和打開一次所有控制對象。

如上圖，A為氣泵，B為電泵。為什么要有2個泵呢？如果發(fā)生溢流，突然挺電，怎么關(guān)井？用氣泵。井隊上不是還有1MPa氣瓶嗎？我們的氣動絞車等都用的是氣。氣泵打入的總壓里最高到三十五個兆帕，其原理是儲能器內(nèi)有7個兆帕的氮氣，而氣泵的壓力繼氣器一次壓入7個兆帕，就象人拿打氣筒一樣，當(dāng)氣壓高于35兆帕則自動斷開。而電泵很平穩(wěn)，打到21兆帕就不會在打出最高值了。

電泵用來提高液壓的壓力，往儲能器里輸入與補充壓力油。電泵在控制裝置中做為主泵使用。氣泵用以向儲能器里輸入與補充壓力油，在控制系統(tǒng)中做為備用輔助泵。當(dāng)電泵發(fā)生故障，停電或不許用電時啟動用氣泵；當(dāng)控制裝置需要制備21MPA以上的高壓油時啟動氣泵。

為了保護氣泵與液壓管線的安全，通常限定氣源壓力不超過0.8MPA。電動泵時常沖數(shù)泵而氣動泵時變沖數(shù)泵，氣動泵的輸出油量與耗氣量都不穩(wěn)定，均隨輸出油壓的高低而變化。輸出油壓降低時，泵沖次增多，輸出油量增多，耗氣量也增多。

在看看上圖，你就會發(fā)現(xiàn)七個手柄，這七個手柄控制七個對象，也就應(yīng)征了我們遠控臺的型號FKQ6407的7。上圖中電源是打開的，如果總的壓力低于18.5兆帕，機器就會自動打壓到21個兆帕。圖中黃色蓋子的是全封閘板，由于它開關(guān)井特別慢，可能膠芯使用一次后會有變型等需要更換，所以在演習(xí)中是不用這個手柄的，黃色的蓋子是防止誤操作。三位四通換向閥屬于轉(zhuǎn)閥，用于使儲能器壓力油流入防噴器的關(guān)閉腔(或開啟腔)，實現(xiàn)關(guān)井或開井操作。同時使防噴器油缸開啟腔(或關(guān)閉腔)的液壓油流回遠程控制臺油箱。既可在遠程臺直接操作，也可以通過與之相連的二位氣缸在司鉆臺遙控操作。

將遠程控制臺上電控箱旋鈕至”自動”位時，整個系統(tǒng)便由壓力繼電器控制，處于自動控制狀態(tài)，使儲能器壓力始終保持在17.5MPA到21MPA之間。如果系統(tǒng)壓力低于17.5mpa時，壓力繼電器自動接通電源啟動電泵，給儲能器打壓。

上圖中的左邊是總的壓力表，它應(yīng)該在18.5-21之間，而旁邊的是半封的壓力表，正常應(yīng)該是10.5兆帕。

上圖是旁通閥，如果半封10.5個兆帕都推不動半封閘板的話，那么打開它，直接用21個兆帕的壓力搞。

旁通閥用來將儲能器與閘板防噴器供油管路連同或切斷。當(dāng)閘板防噴器使用10.5MPA的正常油壓無法推動閘板封井時，須打開旁通閥利用儲能器里的高油壓實現(xiàn)封井作業(yè)。

上圖是報警器，當(dāng)壓力超過允許值，就報警。需要注意的點：

1． 將遠程控制臺上電控箱旋鈕旋至”手動”位時，不管系統(tǒng)壓力如何，電動油泵將會立即啟動，給儲能器打壓。如果系統(tǒng)壓力達到21MPA時，應(yīng)將電控箱旋鈕旋至”停止”位置。

注意：電控箱旋鈕旋至”手動”位時，電動油泵不會自動停止打壓，操作者應(yīng)注意觀察系統(tǒng)壓力，達到21MPA時，應(yīng)將電控箱旋鈕旋至”停止”位置以防危險。2.管匯減調(diào)壓閥的二次油壓的調(diào)整范圍為0到14Mpa，一般為10.5MPA，若將油路旁通閥從”開”位扳到”關(guān)”位，可以使管匯的壓力升至儲能器的壓力，此時，管匯減壓閥不起作用。3.在沒有電或者不允許用電時，系統(tǒng)可以用氣泵打壓供油。啟動氣泵時，先打開氣泵進氣閥(氣路旁通截止閥關(guān)閉)，壓縮空氣經(jīng)分水濾清器，油霧器，氣路四通進入壓力繼氣器。如果此時管匯壓力低于21MPA時，壓力繼電器自動開啟，壓縮空氣進入氣泵，驅(qū)動其上下往復(fù)運動，排出的壓力油經(jīng)單向閥進入管匯。當(dāng)系統(tǒng)壓力升至21MPA時，壓力繼電器將自行關(guān)閉，切斷氣源，氣泵停止泵油。

當(dāng)需要使用高于21MPA的壓力油進行超高壓泵油時，之恩能夠由氣泵供油。如何操作： 1.系統(tǒng)升壓(1)常規(guī)升壓操作：

準(zhǔn)備工作：檢查液壓油，潤滑油油量；合上電源開關(guān)，電壓不低于380V，氣源壓力顯示0.65到0.8MPA;打開儲能器進出油閥及油泵進油閥；各三位四通換向閥扳至中位；旁通閥在關(guān)位。打壓：電泵打壓：電控箱旋鈕旋至自動位，空載運轉(zhuǎn)2min后，關(guān)泄壓閥，打壓至21MPA，自動停泵。氣泵打壓：開氣泵進氣閥，打壓至21MPA自動停泵。手搖泵打壓：操縱手搖泵手柄，往復(fù)搖動。(2)超高升壓操作 將電泵與氣泵輸油管線匯合處的截止閥關(guān)閉；開旁通閥，打開氣泵進氣管路上的旁通閥截止閥，操作相應(yīng)的三位四通閥，開啟氣泵進氣閥，氣泵運轉(zhuǎn)，制備超高壓。(1)由超高壓狀態(tài)轉(zhuǎn)為常規(guī)狀態(tài)操作

關(guān)氣泵進氣閥，氣泵停轉(zhuǎn)；關(guān)氣泵進氣管路上的旁通截止閥；打開泄壓閥，當(dāng)閘板防噴器供油壓力表顯示10.5MPA時，關(guān)閉泄壓閥；關(guān)閉旁通閥；打開氣泵與電泵輸油管線交匯處的截止閥。2.關(guān)井操作(1)完全泄壓(2)手動解鎖

(3)開相應(yīng)防噴器：將三位四通換向閥手柄扳至”開”位。(4)到井口檢查確認(rèn)閘板是否全開；(5)將三位四通換向閥扳至中位。

(6)關(guān)閉液動閥：將三位四通換向閥手柄扳至”關(guān)”位后再回”中”位。3.應(yīng)急操作

(1)儲能器油壓正常，而管匯壓力不足的關(guān)井

管匯壓力低于10.5MPA時：關(guān)相應(yīng)的三位四通換向閥，打開旁通閥，用儲能器高壓油直接關(guān)井，或調(diào)節(jié)減壓閥使管匯壓力位10.5MPA,進行關(guān)井。

管匯壓力為0時：打開儲能器截止閥，按前述關(guān)井操作進行關(guān)井。(2)儲能器油壓不足的關(guān)井 手動關(guān)井

手搖泵關(guān)井：開手搖泵進油閥，管儲能器高壓截止閥，開旁通閥，關(guān)相應(yīng)的三位四通換向閥，搬動手搖泵的手柄，往復(fù)搖動打壓關(guān)井。

打壓至規(guī)定壓力進行關(guān)井

(3)當(dāng)10.5MPA的壓力無法關(guān)井的操作

關(guān)相應(yīng)的三位四通閥，打開旁通閥，用儲能器高壓油直接關(guān)。針對鉆進工程中的防噴演習(xí)我額外說幾點要注意的

1． J4為什么要比J3b先關(guān)，另外為什么J4平躺狀態(tài)，而J3b是豎立狀態(tài)。這是因為J4是半開，蹲下關(guān)比站起來關(guān)的快和方便。

2． 演習(xí)結(jié)束，要確保閘板打開了，否則會被鉆柱把防噴器拔起來。

3．閘板防噴器的機械鎖緊裝置 ①、設(shè)置目的

防噴器液壓關(guān)井后，采用機械方法將閘板固定住，然后將液控壓力油的高壓卸掉，以免長期關(guān)井鱉漏油管并防止“開井失控”的吳操作誤操作事故。

②、閘板的鎖緊與解鎖 液壓關(guān)井后，閘板應(yīng)利用鎖緊軸鎖緊。閘板鎖緊的方法是靠人力按順時針方向同時旋轉(zhuǎn)兩邊手輪，使鎖緊軸從活塞中伸出，直到鎖緊軸臺肩緊貼止推軸承處的擋板為止，這時手輪也被迫停止轉(zhuǎn)動。這樣，閘板就由鎖緊軸頂住（鎖住），封井作用力由鎖緊軸提供，而無需液控油壓，達到長期關(guān)井目的。

閘板手動鎖緊后，壓井作業(yè)完畢需打開閘板時，首先應(yīng)使閘板解鎖，即將鎖緊軸重新縮入活塞桿中，然后才能液壓開井。閘板解鎖的方法是靠人力按逆時針方向同時旋轉(zhuǎn)兩邊手輪，直到鎖緊軸完全縮入活塞桿中，軸上臺肩到位為止。這時手輪也被迫停止轉(zhuǎn)動。這樣閘板就部首鎖緊軸限制。

不管是閘板鎖緊終了或是解鎖終了，兩邊手輪都必須各回旋1/4~1/2圈。

③、閘板防噴器的手動關(guān)井

如果液控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，閘板防噴器就無法進行液壓關(guān)井。這時可以利用機械鎖緊裝置進行手動關(guān)井。這時可以利用機械鎖緊裝置進行手動關(guān)井

最后多扯一句，我們所學(xué)過的<<鉆井工程理論和技術(shù)>>并非沒有用，在<鉆井井控工作記錄本>中有對套管進行漏失實驗，其做法是與書本上一致的，詳細請見P21的液壓實驗法。思考： 1．用儲能器的21MPa壓力關(guān)井，如何操作，直接開旁通閥嗎？ 2．直接用氣泵打超高壓關(guān)井，是如何操作的？旁通閥，氣路閥，氣泵開關(guān)的開關(guān)順序是怎么樣的？ 針對上面的問題我想說下：

1． 首先用儲能器21MPa壓力關(guān)井，直接打開旁通閥，21MPa就直接到防噴器開關(guān)了。平時通過減壓調(diào)壓閥所以降為10.5MPa。2． 用氣泵打超高壓關(guān)井順序：打開旁通閥，關(guān)儲能器截止閥，停電泵，開氣泵旁通閥，開氣泵進氣閥泵打壓。恢復(fù)常態(tài)，關(guān)氣泵旁通閥，關(guān)氣泵進氣閥。開泄壓閥到10.5MPa。然后關(guān)閉，關(guān)閉旁通閥，開儲能器截止閥。

3． 打開旁通閥的作用就是讓 的壓力不經(jīng)過手動調(diào)壓閥，不管用氣泵還是電泵，關(guān)閉旁通閥。匯管壓力就只有減壓后的10.5MPa了，所以超過這個壓力關(guān)井。都要把手柄打到關(guān)位后。再把旁通閥打開。

4． 用氣泵超高壓關(guān)井時(需要氣源的旁通閥，跳過壓力繼氣器，常用的氣泵活塞與它的油泵的面積比是 50：1，所以理論上氣泵可打的壓力是當(dāng)時氣壓的50倍)。為了保護儲能器，所以要關(guān)閉儲能器的高壓截止閥，這時氣泵打的壓力直接經(jīng)旁通閥進入封井器，如果只有氣泵，而旁通閥沒有打開，那么旁通閥上游壓力是氣泵所打的壓力，而它的下游永遠是10.5MPa。氣泵不只是在超高壓關(guān)井時用。很多地方規(guī)定，正常待命時，氣泵也是常開的，只是那時的管匯及氣泵的旁通閥都是關(guān)的。

總結(jié)：通過上文，我們粗略的了解了下井控，曾經(jīng)一位老技術(shù)員告訴我，井控及設(shè)備是技術(shù)員所有項目中最重的一個，井口設(shè)備壞了，可以慢慢修，但是發(fā)現(xiàn)溢流了，你的井控設(shè)備癱了，就不是下課那么簡單了。所以請同學(xué)朋友們有時間去看看相關(guān)與井控的書。上文中如果有內(nèi)容錯誤的地方，請您指正。

參考資料：

1．張漢珊《處理溢流的基本方法》。2．周永昌《井控設(shè)備操作指導(dǎo)》。

3.本油田井控培訓(xùn)中心《石油作業(yè)井控技術(shù)》

第二篇：實習(xí)技術(shù)員的基本功01

實習(xí)技術(shù)員的基本功

（一）此文僅為本人所有，轉(zhuǎn)載請著名出處！序言：

很感謝有這種機會，可以學(xué)習(xí)井隊技術(shù)員方面的相關(guān)知識，特地將自己學(xué)習(xí)到的知識點總結(jié)起來，不是每位同學(xué)都能碰到好師傅，也不是每位師傅都會傾力相授自己的絕學(xué)，所以將自己所學(xué)習(xí)到的知識分享下，如果您有更好的，請及時補充！正文：

到了實習(xí)技術(shù)員這個崗位上，做任何事都要講究精確和認(rèn)真。言歸正傳，那么實習(xí)技術(shù)員第一項基本功就是讀卡片，其次就是能準(zhǔn)確完成每天的IADC和日報任務(wù)。一．卡片上讀當(dāng)天的工況(1)修理時的工況

“卡片記錄了大鉤上提與下放，通過這個卡片，我們可以從中看出很多工況。”

-----------技術(shù)員

如上圖，這是某天中修理泵的工況，上提鉆柱并剎住，是為了把鉆頭提離井底，防止鉆具被埋。那么懸重在一段時間內(nèi)都是固定的值，正常是一條直線，由于修泵時間過長，要時常活動鉆具，防止粘卡，所以卡片上出現(xiàn)了記錄指針的異動。(2)下套管時的工況

如上圖，由于表套和技術(shù)套管下的并不深，所以大鉤懸重不會太高，井口下套管的操作是，大鉤提起某根套管，出現(xiàn)小的懸重記錄甚至忽略不計，與已入井口套管連接，上扣，這時大鉤幾乎沒有懸重，所以出現(xiàn)了約十分鐘的直線，上扣完，提起套管柱，解開吊卡，出現(xiàn)累計套管的懸重。然后重新接新的套管，大鉤幾乎又沒有懸重。這一系列循環(huán)步驟正好解釋上面大鉤記錄。請讀者仔細體會。(3)鉆水泥塞

如上圖，由于鉆水泥塞是輕鉆壓，慢慢把水泥塞鉆穿，又因為我們隊記錄筆記已經(jīng)記錄了一口井，所以記錄的不是很清晰，但是從時間上判斷水泥塞鉆了接近兩個小時。由于鉆水泥塞有：每4~5米上提劃眼2~3次，每25~30米大排量洗井1~2周，將水泥屑充分循環(huán)出地面的工藝要求，所以出現(xiàn)懸重變化頻繁。(4)單點測斜

上圖是我隊單點測斜記錄狀態(tài)，用測斜小絞車，鋼絲帶測斜桿下去。A段為卸開方鉆桿時，大鉤的一系列動作，卸開方鉆桿，提起時懸重幾乎為零，所以出現(xiàn)了一條直線的B段，然后下放測斜儀器，這一上一下幾乎在25分鐘左右。上圖正好能解釋。(5)循環(huán)

如上圖，鉆進段的工況從接單根開始，懸重是有大起伏的波動，最大時為整段鉆柱懸重，最小時就是根方鉆桿，然后就是接了一根小鼠洞里的鉆桿，而且這一系列動作的時間都很短，上圖鉆進部分的前后兩部分線可以解釋，中間的送鉆是時時刻刻的，所以出現(xiàn)了象蘋果核似的形狀。請讀者細細體會。

重點是循環(huán)，循環(huán)時要不停的上下劃眼，所以大鉤活動頻繁，而且在一段循環(huán)時間內(nèi)出現(xiàn)很多次高低峰值。(6)起鉆 仔細觀察上圖，不難發(fā)現(xiàn)，仿佛波峰是在慢慢減小。對了，就是這樣，起鉆時，剛開始懸重是整個鉆柱的重量，此時懸重就是最大的，隨著鉆柱行成立柱進入了鉆柱盒，這時懸重是慢慢減小的，待完全取出鉆具，則懸重幾乎為零。(7)下鉆

如上圖，下鉆就象是把起鉆的過程反過來，大鉤的懸重由小慢慢變大，直到后面懸重為整個鉆桿柱的重量，然后開始劃眼。(8)定向及復(fù)合鉆進 如上圖，復(fù)合鉆進了幾根，根據(jù)每口井的不同，定向出現(xiàn)的位置也不同，但是都是有其特點的，要么反復(fù)提起，因為要擺正工具面，要么工具面已經(jīng)擺正，因為是滑動鉆進，所以大鉤沒有復(fù)雜的變化，送鉆頻率也很低。讀者可以詳細比較復(fù)合段和定向段，不難發(fā)現(xiàn)，它們之間的不同。

(9)定向工況詳細分析(能力提高)

我們要從卡片上詳細讀出實際接單根時間和純鉆進時間的話，應(yīng)當(dāng)怎么去判斷？首先要說明下，所謂的接單根時間應(yīng)該是劃眼，定向和接單根開泵的時間。清楚這一點，我們就可以準(zhǔn)確判斷出接單根和純鉆時間了。

如圖A段為實際純鉆時間，卡片一小時被分為四格也就是每格15分鐘，所以純鉆時間約為53分鐘。B段為上提鉆柱，卡片指針頻繁畫動，B，C段為復(fù)合鉆進段，因為定向過程中存在拖壓，所以定向工程師可以要求把方鉆桿最后一小段以復(fù)合鉆的形式鉆完。D段為上提大鉤后慢速劃眼放下，E段為大鉤上提后定向測斜，F(xiàn)段為大鉤上提后接單根的一系列動作，懸重很小，G段為接完單根后大鉤上提，卡片指針頻繁畫動。所以接單根時間約為27分鐘。

(10)定向過程中的托壓現(xiàn)象(能力提高)

我們這口井是一口水平井，上圖的工況是在下了1.25度螺桿后的鉆進工況，A段由于甩掉2柱6寸半的鉆鋌后，多下了備用的2柱鉆桿后，方余了4米。所以下鉆完循環(huán)劃眼后，A段就要定向鉆掉這4米，測斜后接單根。B段開始擺工具面，邊擺邊打，鉆進3米后，發(fā)現(xiàn)托壓現(xiàn)象嚴(yán)重后，上提鉆具從新劃眼下，接著打。C段為明顯的托壓段，表現(xiàn)為鉆時加長，剎把頻繁加壓，而泵差無變化。D段為上提劃眼后測斜。最后接下一根繼續(xù)定向。托壓在上圖中出現(xiàn)的主要原因是鉆到水平井的拐點處，鉆柱與井壁有大面積接觸，摩阻有點大，同時螺桿度數(shù)高，螺桿自身也存在某些原因。隊領(lǐng)導(dǎo)決定明天混油。

上圖定向工程師給的工具面太小，所對應(yīng)鉆壓的范圍太小，在6-7噸之間防止跑工具面，長時間拖壓的情況下的記錄，中間刨去上提拉井壁的時間，總共有了6個小時。其實解決辦法就是讓定向工程師加大工具面，適當(dāng)放開鉆壓，使鉆頭上能得到10噸左右的鉆壓。或者司鉆適當(dāng)加壓打破井底平衡。

上圖為某天的工況圖，F(xiàn)代表復(fù)合鉆進，H代表定向鉆進。大家可以比較這兩種鉆進方式的特點。由于復(fù)合鉆進，摩阻小，則施與的鉆壓很快能到鉆頭上，鉆壓回的也快。而定向鉆進存在摩阻，施與的鉆壓需要時間回零，所以再次送的鉆壓要小。對比記錄儀刻畫的寬度就可以分辨出定向和復(fù)合的工況。復(fù)合的刻畫的范圍要寬。（11）異常情況的介紹

上圖是下油套的過程中，懸重緩慢下降。已經(jīng)被記錄儀記錄下來了。下套管中無懸重，況且如果施工的是一個水平井或者大斜度井，那么無法判斷井下的情況。所以一定要及時打油。

上圖是起鉆的過程中的過程中，突然懸重下降。從記錄儀上明顯看出，并沒有緩慢下降的過程。很靈異。可能是我們指重表管線老化的原因吧。

上圖，是我們水平井打完后，下不帶噴嘴的鉆頭進行通井時，在3000米左右發(fā)生了粘卡。據(jù)副司鉆反映，他用了5噸的力來壓，所以上提只有一段距離，下放也只有一段距離。卸開立柱，接方鉆桿，結(jié)果滾子方補心無法放入鉆盤面，進行循環(huán)。在初次160到170噸左右提不起來。決定就地開泵循環(huán)2小時，并通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。在兩個小時候的第二次180噸提鉆柱，終于提出來了。馬上動轉(zhuǎn)盤循環(huán)。此后很長一段時拆立柱循環(huán)劃眼下鉆。

（12）卡片上看鉆壓 如上圖，是某日最后鉆進的卡片。B點為左卡時懸重的最低點。換句話說是懸重完全為零的點，圖上B點邊上就是坐卡卸方鉆桿接單根的工況，可以看出懸重稍微變大，這是因為大鉤與游車加起來也有幾噸的重量。在上圖中AB段位98噸的懸重，這是當(dāng)前單根打完后，提起向下勻速劃眼，而劃眼的鉆壓要求非常小，所以AB段基本可以代表整個鉆柱的懸重。通過公式

就是鉆壓，當(dāng)然也附帶少量的摩阻在里面(斜井，水平井，直井卡片上通過懸重看鉆壓是有一定的偏差)。那么某一時刻的鉆壓的大小其實是懸重與當(dāng)前記錄儀指針表示懸重的差值。在CD這段波形曲線里，某一時刻鉆壓最大時，則是曲線的波谷。其次由于指針來回擺由于慣性也會出現(xiàn)偏差。綜合摩阻，和指針慣性，從卡片讀出的懸重只能作為參考，并不精確.：W壓=W總-W懸 同過這個公司不難理解CD部分。懸重的缺少值 二．IADC及日報的填寫與發(fā)送

具體詳細的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，我手上沒有，現(xiàn)在所提供的是我時常犯的錯誤，而總結(jié)出來的。IADC的填寫很能反映一個技術(shù)員的水平。

(1)無進尺時，不用填寫鉆進井段，如果有，就要填寫清楚。比如起鉆后要換個新鉆頭再下鉆，而電子報表同一個班不能填兩個鉆頭的情況，所以把上個班的鉆頭記錄作為終結(jié)點(填入這個班的井深和時間，并做磨損評價)而當(dāng)前這個班的鉆頭記錄作為新鉆頭的起始時間。起下鉆中間出現(xiàn)換鉆頭和試螺桿要在備注中填入在重要內(nèi)容中。

(2)起下鉆時也要在作業(yè)內(nèi)容一欄填入鉆具編號，起鉆和下鉆如果出現(xiàn)在同一個班，要求分開寫，起下鉆中間出現(xiàn)換鉆頭和試螺桿要在備注中填入在重要內(nèi)容中。

(3)只要使用過泵就要在泵欄中填寫清楚，需要注意的是二開或者三開只會是開一臺泵，所以排量不能寫成2臺泵的排量。

(4)探水泥塞和鉆水泥塞在作業(yè)內(nèi)容中屬于固井的項目。不屬于鉆頭的進尺。那么探塞和鉆塞都屬于固井項目，在重要內(nèi)容中，記錄塞高和塞厚。

(5)當(dāng)班使用過的鉆頭必須詳細填寫，如果當(dāng)班起出了鉆頭，需要在鉆頭欄中填寫起出井段和時間，并對鉆頭的狀況做出描述。鉆頭再次下井則在其原編號后加”RR”。如果當(dāng)班正常鉆進則，計算鉆頭的時效然后保存退出。(6)在交班鉆具組合欄中，如果當(dāng)天的井深并不是鉆具總長，則有方入在里面，所謂方入就是方鉆桿入井口的長度。計算是整套鉆具的長度+方鉆桿長度+旋塞+方保減去井深。數(shù)據(jù)一定要保持一致。(7)關(guān)于上層套管欄應(yīng)繼承上一個班。有表層就寫表層，如果有技術(shù)套管，則寫技術(shù)套管。應(yīng)詳細寫出各段長的不同型號套管的狀況。(8)關(guān)于鉆具的測量：外徑量母扣，內(nèi)徑量公扣的內(nèi)徑，長度從公扣的臺階面量至母扣。扣型有專門的尺可以量出。所有數(shù)據(jù)保留兩位小數(shù)，某個鉆具四舍五入多算，后面的某個鉆具抹去多余的數(shù)。盡量保證量出鉆具組合長度略大于實際長度。

(9)鉆頭編號欄中，總序號表示第幾趟鉆，而鉆頭編號表示第幾個鉆頭。原則是只要鉆頭不吃入地層，則不用填寫該欄。

(10)在交班鉆具組合欄中，為當(dāng)天某班一天所打完的進尺狀態(tài)。(11)在作業(yè)內(nèi)容中，一定要區(qū)分復(fù)合鉆進和定向鉆進，在實際的井隊運作中，定向鉆進的時間是要付費給定向井服務(wù)公司的。同時也利于填寫螺桿的使用時間。

(12)電子版的IADC的井深一定要等于小于實際井深，百利而無一害。(實際井深可以從氣測和錄井那里得來。)(13)電子版的IADC中，作業(yè)內(nèi)容欄需要注意一下，原則是就算造假也要象。比如，每次交班，不可能次次都正好打完一根，很可能有方余的(方余就是方鉆桿有多少沒有打完)，這時候就要寫”純鉆進+當(dāng)前井深”，然后下個班的報表要表現(xiàn)出把這根打完，在接下根鉆桿繼續(xù)鉆進。如果下鉆鉆具組合有變化，那么就會出現(xiàn)方余，或者沒有下鉆到底，如果是方余，則緊接著要在”劃眼”后，寫”純鉆進+井深”，接著接單根繼續(xù)鉆進。這是我們這些新技術(shù)員很容易犯的錯誤，同時在這里也可以看出你的資料是否真實。所以在做IADC時盡量事實求實，但也需要把假的做成真的。

(14)作業(yè)內(nèi)容中如果出現(xiàn)0：00字段，系統(tǒng)是不會認(rèn)的，所以盡量不要填寫0:00的整數(shù)段，因為系統(tǒng)不知道是前面的最后的時間，還是今天的時間，所以24:00-01:00中的任何時間段都不能出現(xiàn)(系統(tǒng)不知道是前天的結(jié)束還是今天的開始)，要么填寫11：30-0：10，千萬不能填寫11:30-24:00。僅記！

(15)一開二開三開時，前期是一開二開整改。主要是整改井口，那么開鉆時間為鉆頭接觸土壤時的時間或者把水泥塞厚完全鉆穿的時間，在重要內(nèi)容中要表示出一開二開三開的詳細時間。

(16)如果出現(xiàn)了固井作業(yè)，則需要在重要內(nèi)容中記錄使用水泥的型號，噸數(shù)，預(yù)留塞面高，替漿量多少方等。

下面就關(guān)鍵的幾個欄目在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里介紹下：

交班鉆具組合：指從鉆頭開始向上至方鉆桿以下的所有入井鉆具，包括鉆頭，鉆鋌，扶正器等入井工具，分別列出名稱，外徑和長度。循環(huán)處理鉆井液：循環(huán)鉆井液和處理鉆井液的作業(yè)時間。

起下鉆：起鉆，下鉆及換鉆頭作業(yè)時間，包括短程起下，倒換鉆具，甩鉆具和配鉆具時間。

保養(yǎng)鉆機：占用鉆機的常規(guī)潤滑和保養(yǎng)時間。

修理時間：指由于機械設(shè)備或地面建筑物損壞或運轉(zhuǎn)失靈被迫停止鉆井工作進行修理的時間，包括機械修理和鉆具修理等。測斜：測量井斜的作業(yè)時間 電纜測井：包括測井工具的現(xiàn)場安裝，測井作業(yè)和工具拆卸等占用鉆機的作業(yè)時間。

下套管，固井：包括下套管前的準(zhǔn)備工作，通井，下套管，注水泥及固井工具的拆卸等占用鉆機的作業(yè)時間，下套管中下入的扶正器，刮泥器等工具，固井時的細節(jié)(如注漿時間，頂替時間和碰壓時間等).候凝：等待水泥漿固而占用鉆機的作業(yè)時間

裝防噴器：按裝和拆卸防噴器等井口裝置而占用鉆機的作業(yè)時間。防噴器試壓：各次開鉆前，對防噴器及其管線測試承壓能力所占用鉆機的作業(yè)時間。

中途測試：包括組裝測試工具，下測試管串，測試作業(yè)，反循環(huán)及壓井作業(yè)，拆卸測試工具等占用鉆機的作業(yè)時間。再嘮叨下鉆頭的使用和磨損評價(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))

1．鉆頭通過井眼中的套管鞋，臺階，狗腿，縮徑段時，應(yīng)放慢下鉆速度。

2．若在縮徑段擴劃眼，應(yīng)采取用低轉(zhuǎn)速低鉆壓和盡可能大的流量劃眼，緩慢通過縮徑井段。

3．下最后一個單根時，宜緩慢開泵，逐漸加大排量達到實際值，低轉(zhuǎn)速緩慢下放，沖洗井底。

井底造型/磨合 牙輪鉆頭按規(guī)定進行磨合30min，現(xiàn)在工程部的領(lǐng)導(dǎo)要求新鉆頭入井輕鉆壓跑合至少1小時，在半米內(nèi)。同時要求劃眼時要留1米不要劃到底。因為劃到底相當(dāng)于用很快的速度把鉆頭鉆到底，這樣容易減少鉆頭的使用壽命；金剛石鉆頭按生產(chǎn)廠家推薦的鉆進參數(shù)低轉(zhuǎn)速低鉆壓鉆進0.3m-0.5m,完成井底造型過程中，不應(yīng)急于增加鉆壓，以免損壞鉆頭。

總結(jié)：在這里要十分感謝我的師傅，如果文中有錯誤，可以留言交流，本文旨在共同進步，共創(chuàng)油田美好明天。待續(xù)。。。。

第三篇：實習(xí)技術(shù)員的基本功(六)

實習(xí)技術(shù)員的基本功(六)

序言：

由于本口井比較特殊，采用的是分級固井的方式完井。這也算是水平井完井的一大特點，與其它定向井的完井方式不一樣。所以在這里簡單的介紹下。正文：

由于本井是一口水平井，所以完井方式有些特殊。采用的是分級固井的割逢襯管完井的方式。

割逢篩管完井方法共有兩種：一種是在鉆完油氣層后，下入套管柱端連接襯管的管柱到油層部位，使用套管外封隔器注入水泥封固油層以上井段的環(huán)行空間。另外一種完井方式是當(dāng)鉆頭鉆到油層頂部，下入套管至油層頂部，注水泥固井，下入鉆頭從套管鞋繼續(xù)向下鉆穿油層至完井井深，再下入帶割縫襯管的管柱，封隔器還密封襯管和套管的環(huán)行空間。

使用割縫襯管還允許一些細砂隨著原油進入井中，較大的砂粒被阻在襯管外面形成”砂橋”或者”砂拱”，隨后較小的砂粒被擋住，以后更小的砂粒被阻擋住。這樣，在井壁形成由粗到細的濾砂層，阻止油層大量出砂，起到防砂的效果。

上圖中的縫眼是縱向排列的。“口袋”是有出砂沉淀的用途的。對于出砂嚴(yán)重的油層應(yīng)該將沉砂口袋加長；稠油井為了便于抽油泵下入口袋，口袋也應(yīng)加長；低滲透油層，由于動液面低，應(yīng)該加長口袋。本井預(yù)留口袋60米。

下面來說說我們表套，技套，和油層套管(上圖為技套)。

表套和技套：鋼級J-55的淺綠色套管，最小屈服強度379MPa,最高屈服強度552MPa,最低抗拉強度517MPa,延伸率22.5%。而此次下的油套為兩種：鋼級N80的為紅色套管，最小屈服強度552MPa,最高屈服強度758MPa,最低抗拉強度689MPa,延伸率17%。鋼級P110為白色套管，最小屈服強度758MPa,最高屈服強度965MPa,最低抗拉強度865MPa。

套管螺紋分兩大類：API套管螺紋和非API標(biāo)準(zhǔn)的特殊套管螺紋。

API套管螺紋又分：短圓螺紋(STC),長圓螺紋(LTC),梯形螺紋(BTC)，直連型螺紋(XL)。

油井水泥的性能中對于固井最重要的是水泥水化反應(yīng)和速度，也就是水泥漿稠化，硬化的速度和反應(yīng)成生物的強度及熱穩(wěn)定性。

注水泥的設(shè)計方案設(shè)計必須做到：一是依據(jù)井下地層條件和參數(shù)，如被封固地層的巖性和物性，井底溫度和壓力，地層流體性質(zhì)等。二是依據(jù)井筒條件，如獲取井徑資料，地層及油氣電測資料或數(shù)據(jù)，完井鉆井液性能，地層孔隙壓力和破裂壓力，確定套管下深及管串組合，水泥封固層位及段長等。在上述條件齊全后方可進行注水泥設(shè)計。其中包括：注水泥漿量，替鉆井液量，驅(qū)替鉆井液的流型，臨界流速，臨界排量，全過程注替壓力變化計算，排量及壓力控制和隔離液設(shè)計等。

在注水泥和替鉆井液過程中，鉆井液能否被頂替干凈，是水泥作業(yè)成功的關(guān)鍵。實踐證明，良好的井眼和套管居中是提高頂替效率的前提。在大斜度和水平井段，由于重力作用套管容易粘靠井壁，形成套管偏心。套管偏心引起環(huán)空間隙不均勻，使流經(jīng)的液體受到阻力不同。流體的最大流速分布在環(huán)空間隙較大的上部，而下部的流速降低，甚至沒有液體流經(jīng)，降低頂替效率，使水泥漿不能有效地填充整個環(huán)空，造成環(huán)空竄通，這是影響固井質(zhì)量的主要因素之一。

扶正器除了能改善套管的居中程度以外，還可以減少下套管的摩擦阻力。扶正器的選擇取決于井眼的狀況及扶正器受力情況。常用的扶正器有兩種：一種是彈性扶正器，另一種是剛性扶正器(本口井使用的是螺旋翼片的剛性扶正器，在入套管前，可以用平口起子將三個螺絲上緊固定在套管上)。彈性扶正器適合于井徑大而不規(guī)則的井眼，而剛性扶正器適合于井眼軌跡規(guī)則，井徑均勻的井眼，不適合于有”狗腿”或井徑擴大的井段。

在實際應(yīng)用中，在造斜段至降斜段內(nèi)每根套管加一只扶正器；在延伸段或水平段內(nèi)，剛性扶正器和彈性扶正器配合使用，一般情況下1根套管1只扶正器。

分級注水泥，就是應(yīng)用分級注水泥器，在一口井中使注水泥作業(yè)分成二級或三級(自下而上分段)完成的注水泥方法。

分級注水泥的作用：降低環(huán)空液柱壓力，防止漏失，防止損壞油氣層；在高壓油氣井，可分級注入不同稠化時間的水泥漿，在完成第一級注水泥施工后，打開循環(huán)孔，反循環(huán)鉆井液，形成對地層的回壓，直至第一級水泥凝固。這樣可防止環(huán)空高壓油氣水竄；在多油氣層中，且油氣層段間隔長時，在間隔段不注水泥可節(jié)省水泥；可用較低功率的水泥泵，以較高速度頂替水泥漿，在環(huán)空形成紊流，有利于提高封固質(zhì)量；可使用兩凝水泥固井。

上圖中左一是重力塞，左二是泵送打開塞，右一是旁通坐，右二是關(guān)閉塞，柜子上面的是碰壓板。

分級注水泥器的作用原理是利用不同作用的膠塞，在地面通過水泥漿泵送并靠壓力實現(xiàn)打開，關(guān)閉，從而完成全部分級注水泥施工。下放重力塞或泵送打開塞，坐入分級接箍打開座并形成密封，井口憋壓，剪斷打開銷釘，迫使開打套下行，露出循環(huán)孔。注完第二級水泥，壓入關(guān)閉塞，替鉆井液，直至關(guān)閉塞坐入關(guān)閉座，繼續(xù)憋壓，剪斷關(guān)閉套銷釘，迫使關(guān)閉套下行，關(guān)閉循環(huán)孔。

上圖為套管外封隔注水泥技術(shù)，就是應(yīng)用聯(lián)結(jié)在套管串的套管外封隔器，在注水泥及水泥凝固過程中，實現(xiàn)套管環(huán)空封隔。

套管外封隔器主要由橡膠筒，中心管，閥箍等組成。中心管為一段套管，可直接與套管接箍連接。橡膠筒是由軟金屬片疊加成加強層，并與橡膠硫化成一體，可承受高壓的可膨脹密封元件。閥箍上裝有二只斷開桿和三個并列串聯(lián)的控制閥，在施工中閥可以準(zhǔn)確地控制封隔器坐封，不必?fù)?dān)心封隔會提前坐封或由于坐封壓力過大而脹破膠筒。閥箍中還有過濾裝置，可防止鉆井液中的顆粒物堵塞閥孔及進液通道。

根據(jù)帕斯卡流體力學(xué)原理：在一個平衡流體中，由于外部施加的壓力而引起的分壓力在流體內(nèi)部是均勻變化的。套管外封隔器正是根據(jù)這一原理起作用的。

膨脹機理：當(dāng)頂替膠塞通過封隔器中心管及閥箍時，將斷開桿打斷(如果無膠塞通過應(yīng)事先將斷開桿卸掉)，當(dāng)頂替膠塞運行到阻流環(huán)時，套管內(nèi)形成密封，憋壓時鉆井液經(jīng)閥箍的進流孔，濾網(wǎng)進入鎖緊閥。當(dāng)壓力達到一定值時，鎖緊閥的銷釘被剪斷，鎖緊閥打開，同時單流閥也打開，鉆井液經(jīng)限壓閥進入中心管與膠筒間的膨脹腔內(nèi)，在液體壓力作用下，封隔器膨脹變形與井壁緊密接觸形成密封。當(dāng)膨脹腔內(nèi)的壓力達到一定值時，限壓閥銷釘剪斷，限壓閥關(guān)閉，將進液孔堵死，此時套管內(nèi)壓力與膨脹腔內(nèi)的液體壓力相互隔絕，實現(xiàn)完全坐封，井口液壓為零，鎖緊閥自動鎖緊，實現(xiàn)永久性關(guān)閉，以后的井下壓裂作業(yè)不影響封隔器的作用。以上是分級固井的設(shè)備介紹。下面就現(xiàn)場實際操作時，總結(jié)的經(jīng)驗給大家談?wù)劇?/p>

聯(lián)入的計算。這是個很重要的概念，如果你沒有算好套管的長度，及聯(lián)入的長度，會出現(xiàn)套管頭無法安裝。聯(lián)頂節(jié)與聯(lián)入不是一樣的概念。本隊每次送的表套，技術(shù)套，和油套的聯(lián)頂節(jié)統(tǒng)一為8.4米。而聯(lián)入是從鉆盤面到聯(lián)頂節(jié)下面一根套管接箍的長度。

上圖就是套管頭。要卸掉聯(lián)頂節(jié)才能安裝。作用是懸掛套管，密封環(huán)行空間，連接封井器或采油樹等。本隊由于下了技術(shù)套管，所以是坐在技套的接箍上，不會從環(huán)空中掉下去，而如果沒有技套是被表套與油套之間壓死了的(不可考證，待研究)。

接著上面說。我們隊是40的架子，含基礎(chǔ)面補心高度是7.8米，在一開表套及技套和油套的聯(lián)頂節(jié)高度均為8.4米(如果不下技術(shù)套管，則會送來表套的聯(lián)頂節(jié)，因為防噴器是坐在它上面的。如果要下技術(shù)套管則表套就不會有聯(lián)頂節(jié)，防噴器是坐在技術(shù)套管上)，而井口坐吊卡和接箍須量出高度，油套的井口高度要刻意調(diào)整。這樣就可以使卸去聯(lián)頂節(jié)的油套接箍高于表套和技套。

表套接箍：0.21米，吊卡高0.32米；技術(shù)套管接箍：0.27米，吊卡高0.31米；油套接箍：0.21米，吊卡高：0.26米，活塞總成高：0.08米。如上圖x為7.78米，y為7.82米，z為7.59米。

上圖為二開井口，利用表層套管做成的簡易井口。在本隊實際的操作中，如果不下入技術(shù)套管，則計算表套的聯(lián)入，為了能輕松取出吊卡，在吊卡下墊了8厘米的活塞總成。而如果要下技術(shù)套管，意味著表套要作成簡易井口，所以沒有聯(lián)入這個概念了。只需要計算技術(shù)套管的聯(lián)入即可。

上圖是本隊下入技術(shù)套管后的三開井口示意圖。表套被隨意焊掉。配合技術(shù)套管的接頭，焊入環(huán)形鐵板。技術(shù)套管在接提升雙公接頭接法蘭底座再坐防噴器，最上面接的是喇叭口。其實我們實際操作的坐防噴器的高度并非那么準(zhǔn)，只要滿足兩邊的壓井管匯能順利裝上，且喇叭口也能順利接上就行。

在裝套管頭時，比表套高0.2米左右。按照采由廠甲方要求，油套接箍高出地面一個母接頭長，這里就是0.21米。剩下的就是裝套管頭。

在下油套排表時，應(yīng)使套管鞋高于井底幾米，工程部和固井的會做交代，比如在本井中就要求了下入篩管的長度，加浮鞋，套管封隔器和分級注水泥器和聯(lián)頂節(jié)后長度小于井深。

上圖中油套的接箍長度為0.21米，兩個疊加起來的吊卡及中間的活塞膠皮的整體長度為0.6米左右，所以出井口0.81米。

固井開始

本口井固井詳細操作過程為：下入套管時在前面某根油套中放入碰壓板。

如上圖，我們把碰壓坐也就是盲板放在套管外分隔器下面的一根油套中。

上圖中的10MPa不一定準(zhǔn)確，圖中利用10MPa的壓力來膨脹分隔器，具體現(xiàn)場中使分隔器膨脹的壓力可以從廠家來人或者工程部領(lǐng)導(dǎo)的要求中得知。如果你一不小心開了泵，且未到使分隔器膨脹的壓力，可以采取打開泵房的低壓閘門來泄壓，讓鉆具內(nèi)液體回入罐中。

如上圖，緊接著利用16MPa的壓力來打開分級箍，來建立循環(huán)。打開分級箍候，先接方鉆桿循環(huán)一下。

如上圖，循環(huán)好后開始注水泥。達到需要注水泥量后，放下關(guān)閉塞，利用替漿液來碰壓關(guān)閉分級箍。

如上圖，最后是下小鉆桿來鉆膠塞，水泥塞，最后鉆開盲板。以上就是本隊固井的主要工序，參加的車輛有：供水車，壓風(fēng)機，配漿車，混漿車。

介紹下常規(guī)固井施工的作業(yè)工序(讀者可以比較著了解)： 1． 接水泥頭，并裝入頂替膠塞； 2． 對注水泥管線進行沖洗，試壓； 3． 對前置液(含沖洗液和隔離液)； 4． 壓下膠塞(下塞)； 5． 注水泥漿； 6． 壓頂替塞(上塞)； 7． 替壓塞液； 8． 按設(shè)計替頂替液；

9． 小排量碰壓(碰壓附加值控制在3~5MPa)； 10． 放回水，檢查浮鞋，浮箍密封情況； 11． 候凝。按工程科及固井和廠家的要求下入套管后，接方鉆桿等待廠家憋壓打開套管分隔器建立循環(huán)。

上圖為接好的井口注水泥固井狀態(tài)圖。A接的是方鉆桿，B接的是靠近清水罐旁的水泥車上的管線，它采用的是硬管線，很顯然是碰壓用的，它能承受高壓。C接的是注水泥管線的車的。上圖中，類似A的開關(guān)有幾個，就是方便控制工藝流程的，這個開關(guān)只需要插入一個桿子就可以轉(zhuǎn)動。B處為測量方鉆桿打入的替漿量的。而C處在裝井口時，放入了個關(guān)閉塞，由對稱的兩個螺栓固定住，如果要打入關(guān)閉塞，只需要扭送螺栓就可以了。(普通固井此處放置的是膠塞)

上圖為接方鉆桿下計量泵入頂替液的量的計量器。不過在現(xiàn)場中壞掉了。其實現(xiàn)場操作中有三方計量這個概念：司鉆房里看到的流量；固井隊帶的外接流量器；泥漿工計量泥漿罐的下降速度來計算泵入速度，算出液面下降多少為規(guī)定打入的替漿量(現(xiàn)場中使用這種)。上圖是注水泥的組合，不難看出有灰罐和水泥車，壓風(fēng)機車，它們連上鉆臺的管線為上圖的C處。

上圖的組合離清水罐最進，它們是用來碰壓，憋壓的。

先打入清水憋壓，11MPa分級器坐封，在打壓18MPa，建立循環(huán)，用方鉆桿循環(huán)1個小時，待泥漿性能達標(biāo)后，開始固井作業(yè)。由于本井后期是油基泥漿，所以要先打入驅(qū)油劑，然后是先導(dǎo)漿，接著是隔離液，再是注水泥。注水泥的密度是隨時變化的，根據(jù)井徑來的(電測會給固井出一分井徑數(shù)據(jù))。注完水泥就開始壓塞，擰送螺栓，打入壓塞液，用井隊的三凡爾大泵，泵入替漿液，在剛才的井口結(jié)構(gòu)中，會接一根消防管線到罐上，放出循環(huán)出的泥漿到鉆屑坑中。計算快到碰壓位置時，停泵。用靠進清水罐的固井車來碰壓。碰壓是根據(jù)浮箍的深度算套管的容積，替漿的方數(shù)就是這個容積，當(dāng)膠塞達到浮箍時，泵壓瞬時增大，泥漿泵立刻停止替漿，固井施工結(jié)束，然后可以打開水泥頭旋塞閥，觀察浮箍是否倒返。若正常敞壓候凝，若倒返，則頂壓憋壓候凝。

替漿量根據(jù)設(shè)計水泥塞高度(承托環(huán)，浮箍，定量頂替)。固井時為達到替漿所需的流態(tài)，一般采用泥漿泵進行頂替。當(dāng)頂替到所需要體積還差2方左右時，采用水泥車小排量頂替。此時觀察泵壓(水泥車上)。如果泵壓出現(xiàn)較快的上升，其幅度達到5MPa左右，即認(rèn)為是碰壓了(本井工藝特殊是8-17個)。降低排量的作用是避免泥漿泵排量太大，液體的慣性作用打壞碰壓坐。另外也是為了觀察。

用泥漿泵完成碰壓是極其危險的。由于泥漿泵排量大，每一沖的量也大，在底部突然堵住(碰壓開始時)，產(chǎn)生較大的水擊作用會打穿膠塞阻位，造成斷套管，替空等事故。

規(guī)范及要求(參考)：

1． 油層固井應(yīng)使用油井水泥外加劑，嚴(yán)格控制水泥的失水。鹽水泥漿固井，失水小于等于350ml；淡水泥漿固井，失水小于等于250ml。

2． 固井前通過循環(huán)確定正常循環(huán)壓力。注水泥前要以不小于鉆進時的最大排量至少循環(huán)兩周，達到井下正常。3． 口袋要求：井深3000米以上，口袋不小于70米。4． 表層及技術(shù)套管的候凝時間不少于24小時。油層套管的候凝時間不少于36到48小時。

5． 開井方式候凝的井，必須在井口安裝簡易水泥頭。關(guān)井方式候凝的井，應(yīng)控制井口套管壓力高于管外靜止壓差2到3MPa，觀察井口及放壓。測聲幅后進行試壓及安裝簡易井口作業(yè)。

師傅經(jīng)驗總結(jié)：

1． 聯(lián)入：下套管最后加入的叫聯(lián)頂節(jié)，固完井后把聯(lián)頂節(jié)卸掉，從轉(zhuǎn)盤面到套管上接箍的長度叫聯(lián)入。套余：指聯(lián)頂節(jié)在轉(zhuǎn)盤面以上的長度。

2． 下套管時，每1到20根灌滿一次泥漿(不要灌太滿也不要欠太多)，套管都有阻流環(huán)，防止泥漿攜帶巖屑進入套管造成阻流環(huán)失效，給固井帶來風(fēng)險。套管內(nèi)液太低，會壓壞套管，多會噴。環(huán)空內(nèi)灌漿時因為下套管發(fā)生井漏了。

3． 當(dāng)井筒內(nèi)水泥漿與環(huán)空里的水泥漿達到平衡點的時候，就會起壓。

4． 套管內(nèi)阻流環(huán)的位置一般就是人工井底的位置，對于油層套管來說，一般應(yīng)該在油層以下15米左右。或者下部6根以內(nèi)的位置，考慮因素在浮箍與浮鞋之間留有多少空套管束增加成功碰壓的機會。

5． 套管串加短套管的目的：下入井底便于調(diào)整套管口袋；下至井口，便于坐掛時避讓套管接箍；以往調(diào)整井施工中，在油頂，底上下20米處各下一根短套管，為后續(xù)套管測井等工序標(biāo)定。短套管的目的主要還是磁定位，因為普通套管接箍長度一般在10厘米左右，伽馬射線測井校套管沒有特殊套管，下入短套管后，測井以該套管為參照物，射孔，測井等誤差可以縮小至最小，總之是磁定位的作用。

6． 不同的水泥，由不同的水灰比。造漿率=(1+水灰比+其他固態(tài)添加劑百分比)/密度。(在試驗室的水泥漿化驗時，根據(jù)水泥，水，化學(xué)劑等計算出來的，視為已知數(shù))；水泥量=水泥漿量/造漿率。

7． 固井灌香腸原因很多：水泥漿還在套管中時達到一定的稠度，泵壓升高，導(dǎo)致大泵憋泵，水泥漿不能被替出套管。這種事故發(fā)生主要原因是水泥漿的性能不好，稠化時間過短或者發(fā)生閃凝，也有設(shè)備的原因；不放或者放入不合適的膠塞，下膠塞無法打通，或者在套管內(nèi)止住；回壓凡爾失靈導(dǎo)致水泥漿倒回套管；水泥漿失水過大，失水后水泥漿凝固時間發(fā)生變化。

8． 雙膠塞就是上下膠塞。使用下膠塞可以更好的隔離泥漿與水泥漿，采用雙膠塞固井，要配合使用雙膠塞水泥頭。一般一開時，并不使用膠塞頂替，而是采用定量的頂替液，可以節(jié)約成本和縮短施工的時間。也因為一開井段短，混漿也較少，二是大膠塞加工難，可靠性也低。固井中膠塞的作用避免水泥和泥漿在管內(nèi)混漿，后膠塞提供替漿結(jié)束碰壓的指示作用。9.人工井底就是水泥塞的高度，通俗的講就是人為造成的井底。

后記：

固完井后，應(yīng)甲方要求，用小鉆桿鉆盲板(碰壓板)。所以鉆桿，方鉆桿，鉆頭全部換掉。每下一定深度(油套內(nèi)是水泥漿)要開泵循環(huán)一下，用清水循環(huán)出重漿，如果接鉆桿到底在開泵，則泵無法打開，井內(nèi)全是重漿(密度1.30左右)，而用清水循環(huán)是無法在井底開泵，所以要分段循環(huán)，同時要把循環(huán)出來的泥漿收集在單獨的一個罐，若遇井下不測，則用來壓井。而清水為單獨一個罐裝。鉆穿盲板后，井下作業(yè)人員搶下油桿。然后搬家走人。總結(jié)：

本集只是簡單的講解了本口井的固井工藝，其中的概念淺顯，還有一些細微之處忽略掉了。目的是希望同學(xué)及朋友自己去發(fā)現(xiàn)一些知識點。再這里感謝固井隊的專家老師給予現(xiàn)場指導(dǎo)，同時感謝自己的師傅傾囊相授。

第四篇：實習(xí)技術(shù)員的基本功00

實習(xí)技術(shù)員的基本功(前傳)

序言：

本集的目的在于闡明巖石的基本物理機械性質(zhì)和基本的破碎規(guī)律以及影響這些規(guī)律的與石油鉆井有關(guān)的各種因素的作用，以便為設(shè)計和使用鉆頭，正確地掌握鉆井工藝過程的主要原理方面打下一些必要的基礎(chǔ)。

通過本集的學(xué)習(xí)，能對鉆井過程中的，鉆時，井斜，井下復(fù)雜情況，有個科學(xué)的認(rèn)識。切不可封建迷信，憑感覺打井。正文：

一．巖石基礎(chǔ)知識

所有巖石都是礦物顆粒的集合體。石油鉆井中遇到的多數(shù)是沉積巖，有時也碰到一些變質(zhì)巖。這些巖石很少由一種礦物組成，多數(shù)是由兩種以上礦物所組成。這些巖石按其結(jié)構(gòu)特點可以區(qū)分為晶質(zhì)巖石和碎屑巖石兩類，前者多屬于變質(zhì)巖，而后者多為沉積巖。

首先，礦物是均勻的，通常是由無機作用形成的，具有一定的化學(xué)成分和特定的原子排列(結(jié)構(gòu))的均勻固體，不能用物理的方法把它分成在化學(xué)上互不相同的物質(zhì)。其次，巖石是由一種或幾種礦物按一定方式結(jié)構(gòu)而成的天然集合體。

沉積巖在地殼表層分布最廣泛，沉積巖覆蓋了大陸面積的75%(平均厚度為2km)和幾乎全部的海洋地殼(平均厚度為1km)面積一樣大。沉積巖時成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石。也就是說，它是早先形成的巖石破壞后，又通過物理或化學(xué)作用在地球表面(大陸和海洋)的低凹部位沉積，經(jīng)過壓實，膠結(jié)再次硬化，形成的具有層狀構(gòu)造特征的巖石。沉積

巖的各類很多，但若考慮到礦物顆粒的大小以及礦物成分等方面的因素，則可以將沉積巖分為砂巖，頁巖和石灰?guī)r巖三類。

砂巖包含的礦物顆粒的大小范圍約為1/16mm至2mm。這些顆粒大多來源于風(fēng)化等侵蝕作用后的火成巖的礦物顆粒或者巖石碎片，也有不少顆粒來源于已經(jīng)存在的砂巖風(fēng)化的產(chǎn)物。砂巖的主要礦物時石英，還有長石，特別是鉀長石。在沉積巖總量中，砂巖約占25%。砂巖是石油，天然氣的主力儲層。

砂巖是一種典型的沉積巖，它是由許多變圓了的石英顆粒被碳酸鈣(方解石)，粘土礦物鐵質(zhì)或硅質(zhì)的胎體膠結(jié)而成的。其強度主要決定于胎體的強度以及其中所含有的空隙的類型和數(shù)量。硅質(zhì)石英巖的強度很高，甚至比花崗巖大。粗粒的灰質(zhì)砂巖膠結(jié)弱，不接觸的空隙占有很高的比例，所以其強度很低。泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖的強度就更弱。石英顆粒的尺寸也能影響到孔隙的數(shù)量及顆粒間的接觸面積，因而也對巖石的強度起影響作用。

頁巖是由直徑不超過1/16mn的細顆粒礦物組成的，它占沉積巖總量的50%。頁巖以粘土礦物為主要造巖礦物。也包含許多顆粒的石英，長石等其他礦物。盡管頁巖含量豐富，但它在地表的出露卻不如砂巖廣泛。頁巖顆粒致密，滲透性很差，可以形成不透水層，能防止石油，水，天然氣等流失。

頁巖(泥巖)是壓實了的粘土，由微細的，一般具有微米級(小于0.01毫米)的高嶺土，膠嶺土，云母和石英的細顆粒所組成。頁巖與粘土的區(qū)別在于其致密性。若給粘土礦物以一定的分子聯(lián)接力，即使在濕化的條件下仍不會完全消失。而粘土在濕化時則喪失其全部強度，它的破壞完全取決于其密度(比重)及外荷的大小。頁巖中的片狀結(jié)構(gòu)有助于它的濕化破壞。頁巖中的高孔隙度，不夠致密也是它強度較弱的一個主要原因。如施以高壓，減小其孔隙能相應(yīng)地增大其強度。一般終將變成板巖；如其中含有高組分的細粒石英，則其強度還要增大。

泥巖的性質(zhì)是較差的，特別是紅色巖層中的泥巖，厚度薄，抗水性差，強度低，易軟化和泥化，建筑物易沿這些軟化和泥化后的結(jié)構(gòu)面滑動。

石灰?guī)r占沉積巖總量的20%，是第三號重要的沉積巖。它以方解石和白云石為主要造巖礦物，石英和長石的含量不足10%。

一般說來，巖石中的礦物顆粒是由胎體膠結(jié)在一起，或在顆粒的界面處靠接觸力而聯(lián)接在一起。因此，巖石的強度將首先決定于胎體(或膠結(jié)物)的強度和顆粒間的接觸面積。在其他因素不變的情況下，同類巖石的強度便與顆粒的接觸面積成正比，而與顆粒的尺寸成反比。

碎屑巖是由單個顆粒通過膠結(jié)物膠結(jié)而成的，其中有大量的孔隙，常見的膠結(jié)物有鈣質(zhì)和硅質(zhì)兩種。

結(jié)晶沉積巖的結(jié)構(gòu)是由沉積過程中生成的晶體決定的，晶體形成一種緊密排列結(jié)構(gòu)，沒有孔隙，如巖鹽，它不能成為生油，儲油層，但卻是油氣層的很好的蓋層。

由于巖石微觀結(jié)構(gòu)上的特點使多數(shù)巖石具有內(nèi)部的孔隙空間，其孔隙度隨巖石的類型及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而異。巖石的孔隙空間，一般是由連續(xù)的不規(guī)則的由礦物顆粒所分開的毛細裂縫所構(gòu)成。沉積巖的孔隙度在很大程度上取決于所含膠結(jié)物的數(shù)量，顆粒組成的粒度及其排列充填情況。

巖石的力學(xué)性質(zhì)受其孔隙，裂隙，含有薄弱雜質(zhì)點等的影響。

巖石是由固體的礦物和礦物顆粒之間的孔隙組成的，孔隙中通常有孔隙流體存在。在砂巖的掃描電子顯微鏡照片，我們可以清楚地看到砂巖中的石英顆粒，并且還可以看到石英顆粒之間存在流體流通的網(wǎng)絡(luò)。巖石正是這樣一種特殊的多孔介質(zhì)，一種由固相礦物體和流動的孔隙流體組成的多相體。

孔隙流體的存在，對巖石性質(zhì)有極其重要的影響。例如，巖石中孔隙體積增加1%，會導(dǎo)致巖石彈性參數(shù)變化10倍，或者更多，也會導(dǎo)致巖石滲透率發(fā)生幾個數(shù)量級的變化。巖石內(nèi)部孔隙及孔隙流體的存在，是石油得以生成，礦物得以富集的前提。

巖石中的孔隙在很大程度上影響巖石的密度。一般認(rèn)為，巖石的孔隙度會隨其埋藏深度的增加而減小，或巖石的密度會隨埋藏的增加而增大。這已由密度測井所證實。因此，一般地講，巖石的強度將隨其埋藏深的增加而增大。但是有時也會出現(xiàn)例外的情況，例如對于非正常壓實的泥頁巖地層，由于孔隙中的水分未被充分排出而顯現(xiàn)密度異常，從而降低了它的強度。

有些泥頁巖具有明顯的層理。泥漿中的水分常沿這些層理面侵入而引起井壁坍塌；從地下取出這些巖層的巖芯也常由于地應(yīng)力的解除和吸水，會沿層理而裂開破碎。

以上介紹的是本油田經(jīng)常遇到巖石類型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，接著談?wù)勥@些巖石的斷裂(即巖石的裂隙性)和層理等特點。

沉積巖的主要外部結(jié)構(gòu)特征是在沉積巖沉積過程中所形成的層理。

層理可以定義為在垂直方向上巖石成分變化的情況。層理的形象主要決定于下列原因：成分相同時顆粒大小在垂直方向上的變化；不同成分顆粒的交替和某些礦物顆粒在一定方向的指向等。

在某些巖石中，特別是在化學(xué)沉積物中和在碳酸鹽類巖石中，層理表現(xiàn)很不明顯。甚至在砂巖和層狀巖石中，只有在很大塊巖石中才可以區(qū)別出層理來。在鉆井地質(zhì)剖面上鎖表示的巖性變化，軟硬夾層等就是層理變化的反映。

片理是巖石沿平行的平面分裂為薄片的能力。片理常常不與層理面相一致。片理面常發(fā)生于單向地質(zhì)構(gòu)造壓力作用的方向，而這種壓力可以和層理面成不同的角度。除了片理外，有時還會產(chǎn)生兩個裂隙系，在大多數(shù)情況下，這兩個裂隙系成斜角相交，井垂直于片理面而分布著。

由于巖石在結(jié)構(gòu)上的特點使多數(shù)巖石的性質(zhì)具有不均勻性和各向異性。即使不具有裂隙和明顯層狀的巖塊試件，也可以帶有各向異性的特點。這是巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)性(微觀結(jié)構(gòu))的反映。巖石中的礦物定向排列，沉積過程中具有的微層理性，變質(zhì)過程中所形成的片理以及在地殼構(gòu)造力作用下所形成的劈理等等。都會使巖石的物理力學(xué)性質(zhì)帶上各向異性的特征。巖石的各向異性，表現(xiàn)在它的強度及變形特性等各方面。二．巖石的力學(xué)性質(zhì)

首先補充一下，本油田內(nèi)部區(qū)塊巖石約為：白色鹽巖，灰褐色油浸泥巖，深灰色泥巖，深灰色膏質(zhì)泥巖，灰色泥巖，灰色泥質(zhì)粉砂巖，灰色砂質(zhì)泥巖，灰色膏質(zhì)泥巖，灰色泥質(zhì)鹽巖，白色鹽質(zhì)泥巖，褐灰色油跡泥質(zhì)粉砂巖，褐灰色油跡粉砂巖。

巖石力學(xué)性質(zhì)主要是指巖石的變形特征及巖石的強度。影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素很多，例如巖石的類型，組構(gòu)，圍壓，溫度，應(yīng)變率，含水量，載荷時間以及載荷性質(zhì)等等。

由于下面的內(nèi)容，在資料1中(作者：專業(yè)教科書)中有詳細的描述，這里就沒有出現(xiàn)的結(jié)論做簡單的介紹。大家可以參照教科書加深了解。

在一定的形式的應(yīng)變情況下，拉伸應(yīng)力的作用愈大，則在這種應(yīng)力狀態(tài)下巖石的強度會愈小。因此，巖石的抗剪強度大于抗彎強度，更大于抗拉強度，而巖石的抗壓強度最大。

當(dāng)有外力作用于物體使其變形時，這種分子間作用力便阻礙其變形。待物體因受外力而變形至某一程度，分子間的作用力適與外力相等而成平衡。此時物體便處于平衡狀態(tài)。當(dāng)除去外力，物體能回復(fù)原來狀態(tài)的特性，稱為彈性。當(dāng)除去外力，物體不能恢復(fù)原狀的特性，稱為塑性，有的也稱受范性。除了殘余變形(非彈性變形)屬于塑性的現(xiàn)象以外，松弛，后效，蠕變，疲勞等也屬于塑性的變形現(xiàn)象。

第一種類型為彈性變形，由加載直至破壞應(yīng)力-應(yīng)變曲線近似線性特征，例如玄武巖，石英巖，輝綠巖，白云巖和堅硬的石灰?guī)r等。

第二種類型為彈一塑性變形，應(yīng)力一應(yīng)變曲線在接近破壞載荷時出現(xiàn)連續(xù)的非彈性變形。例如軟弱的石灰?guī)r，粉砂巖和凝灰?guī)r等。

第三種類型為塑彈性變形，應(yīng)力一應(yīng)變曲線在低應(yīng)力下表現(xiàn)出向上彎曲的現(xiàn)象，隨后近似線性關(guān)系，直到破壞，例如砂巖，花崗巖。

第四種類型及第五種類型為塑一彈一塑性變形，應(yīng)力一應(yīng)變曲線均呈現(xiàn)S形曲線。這兩種曲線不同之點：前者近似直線部分較陡，且初始階段壓縮性較小，例如變質(zhì)巖中大理石和片麻巖。后者直線部分較緩，表示同樣應(yīng)力下變形量較大，且初始階段具有高度壓縮性。它們之間的共同特點是在接近破壞時均顯示出不同程度的非彈性變形。

第六種類型為彈一塑一孺變變形，曲線的直線部分很短，隨后產(chǎn)生非彈性變形和連續(xù)蠕變，例如鹽巖和軟泥等。

巖石強度的含義是值巖石不致產(chǎn)生破壞而能抵抗的最大應(yīng)力，而巖石力學(xué)中常將破壞應(yīng)力定義為巖石強度。單軸強度是指巖石試件在單軸載荷下達到破壞時的最大應(yīng)力，一般分成抗壓，抗拉，抗剪強度等等。

我們知道巖石的力學(xué)性質(zhì)取決于組成晶體，顆粒和膠結(jié)物之間的相互作用以及裂縫，節(jié)理，層面和斷層的存在。在研究巖石的力學(xué)性質(zhì)時，一方面，很難根據(jù)它的組成顆粒的性質(zhì)來說明該巖石的力學(xué)性質(zhì)，特別是它的強度；另一方面，由于裂縫，節(jié)理，層面和斷層的分布如此多變，以至于受這種分離影響的大塊巖石的力學(xué)性質(zhì)，對于任何其它大塊巖體來說很少有共同的聯(lián)系。因此在確定巖石的最基本的力學(xué)性質(zhì)時，應(yīng)包含足夠數(shù)量的組成顆粒，同時要排除較大的結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，使試件具備大致均勻的性質(zhì)，尺寸為幾到幾十厘米的巖樣一般適用于此要求，并且可以很方便地在實驗室進行試驗。

巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度，一般前者為后者的1/10到1/20，甚至1/50。其抗拉強度低的原因主要是出于巖石內(nèi)部孔隙的影響，一般情況由于巖石內(nèi)部微裂隙，孔孔較為發(fā)育，這種缺陷以抗拉強度降低尤為敏感，在拉應(yīng)力作用下具有削弱巖石強度的效應(yīng)。巖石的抗拉強度還受到巖石本身內(nèi)部組分的影響，例如礦物成分，顆粒間膠結(jié)物的強度都影響巖石的抗拉強度。另外，巖石的抗拉強度一般隨著加載速率的增加而增大。巖石的抗拉強度隨著俄溫度，濕度及孔隙度增加而降低。這個結(jié)論與抗壓強度相同，但增加或減低的幅度卻并不一樣。

抗剪試驗表明，剪切面上所受的正應(yīng)力越大，試件被剪破壞前剪切面上所能承受的剪應(yīng)力也越大，因為剪切破壞發(fā)生前一要克服粘結(jié)力(內(nèi)聚力)，二要克服剪切面上的摩擦力，正應(yīng)力越大，摩擦力也越大。

由于強度不僅僅是材料本身的一種力學(xué)性質(zhì)，而且與材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。如直接剪切試驗，雖然強制它在預(yù)定剪切面上產(chǎn)生剪切破裂，但有時預(yù)定剪切面未必是最容易剪裂的方向，這與剪切面上的力分布有關(guān)。大多數(shù)巖石達到強度極限，巖石呈現(xiàn)出各向異特征，巖石內(nèi)部具有一定的應(yīng)力梯度，所以要真了解巖石的抗剪強度，目前還有一定困難。

在沒有考慮其它因素影響情況下，各種強度大小的順序為：三軸抗壓強度>單軸抗壓強度>抗剪強度>單軸抗拉強度。巖石的三軸抗壓強度最高，而單軸抗拉強度最低。單軸抗拉強度為單軸拉強度的10-50倍，而為抗剪強度的3-10倍左右。

巖石試件在載荷的作用下，試件內(nèi)部首先產(chǎn)生微裂隙壓密高變形，當(dāng)載荷逐漸增加，達到屈服極限時，就開始產(chǎn)生微破裂(有微破裂面)，隨著微破裂逐漸擴展。當(dāng)達到破壞強度時，宏觀破裂面已逐漸形成，最后導(dǎo)致試件完全破裂成幾塊。

因此，變形，破裂時相互依存的兩個不同發(fā)展過程，在變形達到一定階段，既包含著破裂的因素，而破壞階段的到來也是變形不斷發(fā)展的結(jié)果，所以，破壞實質(zhì)上是破裂從量變到質(zhì)變的一個過程。

巖石在常溫常壓下一般產(chǎn)生脆性破壞，但深埋地下的巖石卻表現(xiàn)為明顯的延性，巖石這一性質(zhì)的變化時由于所處物理環(huán)境改變造成的。所謂脆性與延性至今尚無十分明確的定義，一般所謂脆性破壞是指由彈性變形發(fā)生急劇破壞，破壞后塑性變形較小。延性是指彈性變形之后產(chǎn)生較大的塑性變形而導(dǎo)致破壞，或者接發(fā)展為延性流動。所謂延性流動是指有大量的永久變形而不至于破壞的性質(zhì)。對于巖石而言，破壞前永久應(yīng)變在3%以下可作為脆性破壞，5%以上作為延性破壞，3-5%為過渡情況。

巖石在地下一般處于三向應(yīng)力狀態(tài)，為了模擬這種狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)，一般在室內(nèi)進行巖石三軸應(yīng)力試驗。

一般來說，壓力對砂巖，花崗巖強度的影響要比對石灰?guī)r，大理巖大。另外壓力對強度的影響程度，不是在所有壓力范圍內(nèi)都是一樣的。在開始增大圍壓時，巖石的強度增加比較明顯；在繼續(xù)增加圍壓時，相應(yīng)的強度增量就變得越來越小；最后當(dāng)壓力很高時，有些巖石(例如石灰?guī)r)的強度便趨于常數(shù)。

在三軸應(yīng)力作用下，巖石機械性質(zhì)的另一個顯著的變化，就是隨著圍壓的增大，巖石表現(xiàn)出從脆性到塑性的轉(zhuǎn)變，并且圍壓越大，巖石破壞前所呈現(xiàn)的塑性也越大。

圍壓對巖石的彈性模量的影響一般可分兩種情況；對堅硬低孔隙的巖石影響較小，而對軟弱高孔隙的巖石影響較大。

總的來說，隨著圍壓的增大，巖石的抗壓強度顯著增加；隨著圍壓的增大，巖石的變形顯著增大；隨著圍壓的增大，巖石的彈性極限顯著增大；隨著圍壓的增大，巖石的應(yīng)力一應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生明顯改變。巖石的性質(zhì)發(fā)生了變化；由彈脆性一彈塑性一應(yīng)變硬化。

在來說說巖石的抗壓入破碎強度。鉆井時巖石的破碎過程是異常復(fù)雜的，這不單是由于鉆頭破碎工具的形狀是多種多樣的，而且載荷也不是靜載荷而是動載，載荷的大小及方向又隨著時間而改變。此外，在井底巖石上還作用有巖石壓力(縱向和側(cè)向)，洗井液的壓力，從鉆頭噴嘴射出的射流的動壓以及地層本身孔隙中存在著的液體或氣體的壓力等等(如果必要，還要考慮井底溫度的作用)。對這樣復(fù)雜的問題，要完全從純理論上進行分析幾乎是不可能的，因此，人們都設(shè)法對實際井底的情況進行適當(dāng)?shù)哪M，以便在試驗室條件下去掌握各種因素對巖石破碎的作用和影響，從而提出對鉆井實踐有意義的合理建議以改善或提高鉆井效率。

對鉆井過程中巖石破碎的特點進行的分析表明，”壓入的破碎”在破碎過程中起主要作用，例如牙輪鉆頭的齒在縱向載荷作用下壓入巖石(一般是沖擊的動載荷過程)，使齒面下的巖石產(chǎn)生體積破碎，形成坑穴；然后由于齒沿井底的滾輾作用使破碎的坑穴擴大，再加上鉆頭的水力作用不斷剝離清除鉆屑，沖蝕并擴大巖石的破碎體積(對某些巖石甚至可實現(xiàn)水力直接破巖)。對于切削或磨削型的鉆頭(刮刀或金剛石)，既有在鉆壓作用下對巖石的壓入，又有在鉆頭扭力的作用下對巖石的切削。由于這兩種作用的綜合過程，使巖石破碎所需的縱向壓力大大減少。試驗證明，大約只相當(dāng)于靜壓入破巖時的1/6到1/14。

由此看來，各種鉆頭破巖的過程是相當(dāng)復(fù)雜的。為了研究能反映鉆頭破巖時的巖石力學(xué)特性，如果把破巖的工程進行簡化，并把一些條件理想化，僅僅抓住”靜壓力破碎”這個特點進行分析還是有可能的。為此，蘇聯(lián)學(xué)者史立涅爾分析了具有圓柱形的平底壓頭靜壓入巖石時在巖石中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)并提出了確定巖石”硬度”(即抗壓入強度)和塑性性質(zhì)的一套方法。

由于壓入時巖石的破碎特點，對石油鉆井時巖石的破碎過程具有一定的代表性，所以用壓入法所測定的巖石力學(xué)特性在一定程度上能相對地反映鉆井時巖石抗破碎的能力。

脆性巖石開始屈服時便達到了脆性的破碎，而塑性巖石的屈服極限則出現(xiàn)于破碎發(fā)生之前。

由于脆性破壞和塑性破壞的性質(zhì)差別很大，與鉆井過程中所用工具(鉆頭)的設(shè)計，選用有很大的關(guān)系。因此了解巖石脆性塑性及其轉(zhuǎn)變壓力是很重要的。三．影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素 1．動載(沖擊加載速度)的影響

動載荷的主要特點是它的作用速度快，在幾秒鐘內(nèi)施加的載荷在理論上是不會在巖石中產(chǎn)生于靜載荷根本不同的應(yīng)力分布，但沖擊鉆具或爆炸的作用時間很短(不到幾個微秒)，可以在巖石中激起綜合應(yīng)力或是彈塑性的振動波。巖石對動載荷的抗力要比靜載大得多。巖石的抗壓強度也是隨著試件加載速度的增大而增大的。在高速加載時所得的抗壓強度值要比低速加載時大得多。

變形速率的增大引起了抗壓強度的相應(yīng)增大。在所試驗的變形速率范圍內(nèi)，巖石的抗壓強度最多可提高2倍左右。在三軸試驗的條件下，同樣也觀察到了巖石的強度隨加載速度的增加而增大。在動載條件下巖石強度大幅度增大的原因。是應(yīng)力作用的短暫性，使巖石變形和破壞的有關(guān)機理，在應(yīng)力波的作用時間內(nèi)不能達到完全的程度。

沖擊速度的增大，相應(yīng)地也是變形速度的增大，供巖石變形的時間縮短了，使塑性變形的擴展受到了抑制，所以表現(xiàn)了塑性系數(shù)的下降。研究還表明，變形速度對低強度，高塑性及多孔巖石的性質(zhì)的影響要比對高強度，低塑性巖石的影響來得大。

綜上所述，可以認(rèn)為，在目前牙輪鉆頭沖擊巖石的速度范圍內(nèi)(不大于5米/秒)，動壓入與靜壓入破碎巖石時，巖石的機械性質(zhì)并不呈現(xiàn)有本質(zhì)上的差異。2．壓力的影響：

壓力的影響包括地應(yīng)力(含上覆巖層壓力)，井筒液柱壓力及地層的孔隙壓力三個方面。

上覆巖層壓力是來源于巖層本身的重量。因此，只要知道了地下不同深度處各巖層的密度，便可以推算出該深度處的上覆層壓力。由于地下巖層的密度是隨巖性和深度變化的，所以上覆層壓力也是隨深度變化的。密度測井提供了計算上覆層壓力的依據(jù)。

理論分析表明，無論是垂直的上覆巖層壓力或是水平的地應(yīng)力(均勻的或非均勻的)都會影響井壁巖石的應(yīng)力狀態(tài)，從而影響到井壁的穩(wěn)定。當(dāng)井壁巖石的最大和小主應(yīng)力的差值越大時，問題表現(xiàn)得也越嚴(yán)重。如果井內(nèi)泥漿的比重太小，一些軟弱巖層就會產(chǎn)生剪切破壞而坍塌或者出現(xiàn)塑性流動使井眼產(chǎn)生縮徑。如果井內(nèi)泥漿的比重過大，又會使一些地層造成破裂(壓裂)。地層的破裂壓力決定于井壁上的應(yīng)力狀態(tài)，而這個應(yīng)力狀態(tài)又和地應(yīng)力的大小緊密相關(guān)。

液柱壓力和孔隙壓力的影響：如果巖石是干的，不滲透的，孔隙度小且孔隙中不存在液體或氣體，則增加液柱壓力就好比在三軸試驗時增大巖樣的圍壓。

巖石的屈服強度隨著孔隙壓力的減小而增大。當(dāng)圍壓一定時，只有當(dāng)孔隙壓力相對地小時，巖石才呈現(xiàn)塑性的破壞；增大孔隙壓力將使巖石由塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘钠茐摹Ｒ恍┦軌喉搸r由于孔隙壓力相當(dāng)高，當(dāng)鉆開井眼后，從井壁上因產(chǎn)生脆性的破壞而崩落，大概與這種機理有關(guān)。因此，在考慮頁巖井壁的穩(wěn)定時應(yīng)該對孔隙壓力給予足夠的重視。相反地，在鉆井工程中，孔隙壓力有助于巖石的破碎從而提高鉆井速度。

因此，隨著井的加深或泥漿密度的增大，鉆速的下降不僅是由于巖石硬度的增大，而且也由于巖石塑性的增大，特別是由于鉆頭齒每次與巖石的作用所破碎巖石的體積減小的緣故。

實際井底巖層中有孔隙流體的壓力存在，因此巖屑的”壓持作用”是由井底壓差(即泥漿液柱壓力與地層孔隙壓力之差)引起的。鉆頭齒在沖擊的間歇中，泥漿不可能全部移走被壓持的巖屑，于是出現(xiàn)了巖屑的重切現(xiàn)象，這就是不良的井底清洗降低鉆井速度的一個原因。

溫度對巖石機械性質(zhì)的影響：高壓，高溫對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響對于地球物理學(xué)家和夠咋地質(zhì)學(xué)家研究地殼應(yīng)力和構(gòu)造運動是非常重要的。對于鉆井來說，隨著所鉆地層深度的增加。作用于其上的壓力和溫度是同時增大的。因此，如不考慮壓力的作用只單獨研究溫度的影響就沒有多大意義。

總的來說，在高溫的各向壓縮條件下，大部分沉積巖石是具有塑性變形能力的，而且沉積巖開始呈塑性變形的壓力和溫度值要比硅質(zhì)的火成巖和變質(zhì)巖低得多。

如果根據(jù)巖樣破壞前呈現(xiàn)殘余變形的大小來估計巖石的塑性，則在埋深10000米的范圍內(nèi)，可以把沉積巖石的塑性從大到小列出如下的順序，鹽巖，石灰?guī)r，泥頁巖，石膏，白云巖，石英巖。

液體介質(zhì)對巖石機械性質(zhì)的影響：許多研究者都發(fā)現(xiàn)，巖石中所含的水分使巖石的強度下降，而且含水量越多，強度下降得越多。含水量對一些巖石，例如泥頁巖，也會影響其塑性性質(zhì)，增大其流變特性。

關(guān)于液體介質(zhì)對固體的作用機理，蘇聯(lián)科學(xué)院院士列賓捷爾系統(tǒng)進行了研究，認(rèn)為在液體介質(zhì)的作用下，使固體在變形和破壞過程中產(chǎn)生機械性質(zhì)變化的原因，主要是由于在固液面產(chǎn)生的物理化學(xué)現(xiàn)象----潤濕和吸附。

根據(jù)液體的潤濕程度，所有固體可分為兩大類---親水固體和憎水固體。親水固體被水潤濕得好些。被烴類液體潤濕得差些。憎水固體則相反。幾乎所有的鉆井中所遇到的巖石都是親水固體，都能被水很好的潤濕。

水滲入到巖石中潤濕巖石顆粒表面，減弱顆粒間界的聯(lián)結(jié)力，導(dǎo)致巖石強度的降低。越是多孔及富含裂隙的巖石，水滲入得越深，巖石的強度也降低得越多。加表面活性劑于水中，將提高水的活性，能更大幅度地降低巖石的強度。如果在水中加入烴類非活性液體，則降低了水的活性，巖石的強度降低的幅度就比單純的水要小得多。

鉆井時巖石的破碎過程主要是在液體介質(zhì)中進行的。這些液體介質(zhì)-洗井液的物理化學(xué)性質(zhì)往往是非常復(fù)雜的，包含有各種具有表面活性的無機和有機的物質(zhì)。

在一定的條件下，液體介質(zhì)由于吸附及潤濕作用將促進巖石的破碎過程。吸附本身不僅覆蓋著可見的巖石表面，而且也沿著顆粒的接觸邊界及裂隙(主要是微裂隙)滲入到表面層的深處。

在鉆井的巖石破碎過程中，尤其在巖石的疲勞破碎過程中，井底巖石的表面層上充滿了數(shù)量眾多的各種尺寸和方向的裂紋，吸附層便沿著這些形成的表面裂隙擠入到井底巖石的深部，直到所吸附的原子或分子的尺寸等于裂紋的寬度為止。列賓捷爾認(rèn)為，吸附層擠入微裂隙是由于產(chǎn)生吸附時，巖石的自由表面能減小的緣故。

外來的介質(zhì)，包括水，參與了巖石的破碎過程，而水的活性又由于加入吸附質(zhì)而大大提高。這些被吸附的物質(zhì)可稱為”硬度減低劑”。而這種因吸附作用而降低硬度的現(xiàn)象被稱為” 列賓捷爾效應(yīng)”。

對吸附降低硬度起主要作用的是微裂紋。大的裂隙只提供吸附層賴以擠入到最細薄裂紋入口處的通道。吸附層擠入微裂紋的速度與微裂縫的厚度無關(guān)。當(dāng)液體流到為裂縫口時，液體能緊密地吸附在固體表面上的表面活性物質(zhì)分子就能超過液體的侵入速度，沿裂縫兩面而跑在前頭，一直跑到微裂縫最狹窄的地方。另外，還可以推測出被吸附物質(zhì)進入固體內(nèi)的另一種機理：當(dāng)微裂縫在液面下形成時，為裂縫空間處于真空狀態(tài)，所以液體的蒸汽以及液體中所溶解的物質(zhì)能馬上飽和微裂縫的空間，同時被吸附層能覆蓋住微裂縫的整個表面，并在微裂縫兩側(cè)產(chǎn)生附加的契入壓力以阻止裂縫的閉合，從而有助于疲勞裂紋的擴展，提高巖石破碎的效率。

根據(jù)選擇性吸附的道理，只要選擇恰當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┦蛊渲粚r石表面產(chǎn)生吸附，而不是被金屬或硬質(zhì)合金所吸附，則也能同時到達提高鉆頭的耐磨性。四．巖石的研磨性

在用機械方法破碎巖石的過程中，鉆井工具和巖石產(chǎn)生連續(xù)的或間歇的接觸和摩擦，從而在破碎巖石的同時，這些工具本身也受到巖石的磨損而逐漸變鈍，損壞。除了金剛石以外，制造鉆頭的材料多為淬火鋼或硬質(zhì)合金，巖石磨損這些材料的能力稱為巖石的研磨性。鉆頭刃的磨損 一般是表面的研磨性磨損，在有些情況下也可能出現(xiàn)疲勞的磨損，至于刮刀鉆頭硬質(zhì)合金工作刃或人造金剛石聚晶塊的脫落折斷不屬于正常的磨損。

表面磨損，它是由鉆頭工作刃與巖石相摩擦的過程中產(chǎn)生微切削，刻劃，擦痕等所造成的。這種研磨性磨損除了與摩擦材料的性質(zhì)有關(guān)外，還取決于摩擦的類型和特點，摩擦表面的形狀和尺寸，摩擦面的溫度，摩擦的速度，摩擦體間的接觸壓力，磨損產(chǎn)物的性質(zhì)和性狀及其清除情況，參與摩擦的介質(zhì)等因素。

然而研究巖石的研磨性對于正確地設(shè)計和選擇使用鉆頭，提高鉆頭的進尺，延長其工作面的壽命(軸承的磨損及壽命問題不在此討論之列)，對于提高鉆井速度乃是極為重要的問題。

晶質(zhì)巖石的研磨性：相當(dāng)于淬火鋼而言，晶質(zhì)巖石的研磨性是與組成它的礦物的微硬度成正比。組成晶質(zhì)巖石的礦物的硬度越大，該巖石的研磨性也越大。在這類巖石中，研磨性由小到大的順序為硫酸鹽類巖石(石膏，重晶石)，碳酸鹽巖(石灰?guī)r和白云巖)，硅質(zhì)巖石(玉髓和燧石)，鐵-鎂長石巖，石英巖。研磨性最小的是硫酸鹽類巖石。

如果巖石是由多晶礦物所組成的，則其研磨性決定于這些組成礦物的平均硬度。但是多晶(多種礦物成分)成分在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)一個新的問題，即其表面粗糙度較高(礦物間的硬度及耐磨性的差別越大，表面粗糙度也顯得越大)，因此，在多晶巖石和單晶巖石的礦物硬度相同的情況下(多晶礦物的硬度是計算的平均值)，前者的研磨性略高于后者。不過，如果組成礦物的微硬度小，則附加的表面粗糙度對淬火鋼的磨損并沒有明顯的影響。

碎屑巖石的研磨性：按研磨性質(zhì)而言，最重要的碎屑巖石是石英砂巖和粉砂巖，其余的碎屑巖因其組成的礦物具有較低的硬度，故具有和其礦物組成相當(dāng)?shù)木з|(zhì)巖石相同的研磨性。晶質(zhì)巖石和碎屑巖石的主要的本質(zhì)的區(qū)別在于后者的強度性質(zhì)決定于其膠結(jié)物的強度和結(jié)構(gòu)。因此，在分析這類巖石的研磨性時作為主要的機械力學(xué)特征應(yīng)該采用壓入的硬度，因為它代表了碎屑顆粒間的聯(lián)結(jié)強度即膠結(jié)物的強度。

具有相同礦物成分的碎屑和晶質(zhì)的研磨性的主要區(qū)別在于摩擦表面具有不同的粗糙度特點。碎屑巖具有更高的表面粗糙度，而且?guī)r石的孔隙度越大，顆粒越粗，棱角越多。其表面的粗糙度也高。高的粗糙度的表面導(dǎo)致增大摩擦?xí)r的真實接觸壓力。

在自然條件下，許多低研磨性的巖石(泥質(zhì)的，硫酸鹽和碳酸鹽的巖石)往往或多或少地含有石英顆粒。對于這類巖石，實際上鋼的單位摩擦路程磨損和石英粒的含量百分比之間存在著正比的關(guān)系。而這類巖石的主要胎體礦物，相對來說，對研磨性的影響很小。

從曲線看出，砂巖的研磨性與其壓入硬度成反比。也就是說，隨著砂巖膠結(jié)強度的降低，砂巖的研磨性增大。這可以解釋為膠結(jié)物強度低，顆粒越容易從巖石上剝離出來而形成新的摩擦表面，并導(dǎo)致表面粗糙度增高。而且砂巖的孔隙度越大(孔隙度本身也反映了低的壓入硬度)，其表面的粗糙度也高。隨著砂巖硬度的增大，摩擦表面越來越變成研磨的表面，粗糙度便降低了，這是砂巖的研磨性隨著硬度增大而降低的主要原因。

粉砂巖和砂巖的區(qū)別只在于粒度之不同，所以上述砂巖研磨性的規(guī)律也適用于粉砂巖。但是由于粉砂巖的粒度比砂巖小2/3到3/4，所以在硬度相同時，粉砂巖的研磨性要比砂巖小。

硬質(zhì)合金在碎屑石英巖石上的磨損規(guī)律也和淬火鋼在低研磨性巖石上的磨損規(guī)律那樣簡單。隨著砂巖和粉砂巖硬度的減小，硬質(zhì)合金的磨損也增大，但增大得不多。而在同樣的巖石硬度范圍內(nèi)，隨著硬度的減小，淬火鋼的磨損量卻增大好幾倍。這個道理是顯而易見的，因為石英的硬度要比碳化鎢的硬度小得多。

綜上所述，鹽巖，泥巖和一些硫酸鹽巖，碳酸鹽巖(當(dāng)不含有石英顆粒時)屬于研磨性最小的巖石；其次應(yīng)為石灰?guī)r和白云巖等，屬于低研磨性的巖石；火成巖的研磨性一般屬于中等或較高，要看這些巖石中所含長石和石英成分的多少以及顆粒粒度和多晶礦物間的硬度差

而定。含長石及石英成分少，粒度細，礦物間的硬度差小的研磨性也小些，反之則研磨性較高；含有剛玉礦物成分的巖石應(yīng)屬于高研磨性的巖石；沉積碎屑巖的研磨性主要視其石英顆粒的含量極其膠結(jié)硬度而定，石英顆粒含量越多，粒度越粗，膠結(jié)強度越小的巖石，其研磨性越高，反之，如石英顆粒的含量少，顆粒細，膠結(jié)強度大的巖石，則其研磨性應(yīng)較低。五．巖石的流變特性

巖石在長期載荷作用下，應(yīng)力，應(yīng)變隨時間而變化的性質(zhì)稱為巖石流變性。巖石是具有流變性的。李四光教授指出：”巖石的非彈性表象，除了巖石的塑性以外，還牽涉到巖石的彈塑性，滯彈性以及松弛現(xiàn)象，蠕變現(xiàn)象等問題。在近代，人們把這些問題統(tǒng)稱為流變學(xué)問題。因此，巖石是一種具有流變性的物體”。

某些在特定條件下的巖體，如破碎帶，軟弱夾層，斷層，充填著粘土質(zhì)的裂隙以及邊坡等，在現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力或自重作用下，隨著時間的增長亦會產(chǎn)生顯著的蠕變現(xiàn)象。在石油工程中的流變現(xiàn)象：在石油鉆井過程中，當(dāng)鉆遇鹽膏層時，會發(fā)生縮徑現(xiàn)象；油田開發(fā)過程中，由于注水，泥頁巖部位的套管會受到非均勻外載的作用等都與巖石蠕變有關(guān)。

蠕變的定義：巖石在恒定載荷持續(xù)作用下，其變形隨時間逐漸緩慢地增長現(xiàn)象稱為蠕變。

應(yīng)力松弛的定義：若控制變形保持不變，應(yīng)力隨時間的延長而逐漸減少的現(xiàn)象稱為松弛或稱應(yīng)力松弛。

巖石的蠕變性態(tài)可以通過單軸或三軸壓縮，扭轉(zhuǎn)或彎曲等蠕變試驗來進行研究。試驗表明：在恒定載荷作用下，只要有充分長的時間，應(yīng)力低于或高于彈性極強性極限均能產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象。但在不同的恒定載荷下，變形隨時間增長的蠕變曲線卻有差異。六．井壁穩(wěn)定

鉆井之前，深埋地下的巖層受上覆巖層壓力，最大水平地應(yīng)力，最小水平地應(yīng)力和孔隙壓力的作用，處于平衡狀態(tài)，打開井眼后，井內(nèi)的巖石被取走，井壁巖石失去了所有的支撐，取而代之的是泥漿靜液壓力，在這種新條件下，井眼應(yīng)力將產(chǎn)生重新分布，使井壁附近產(chǎn)生很高的應(yīng)力集中，如果巖石強度不夠大，就會出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象。

井壁失穩(wěn)問題，從廣義上講包括脆性泥頁巖，低強度砂巖的井壁坍塌，塑性泥頁巖井壁的縮徑和粘彈性變形以及一些巖層在鉆井液壓力作用下的破裂。井壁失穩(wěn)一般表現(xiàn)為坍塌(擴徑)，縮徑，破裂。

縮徑：井眼壓力較小，井壁巖石發(fā)生延性流動。縮徑經(jīng)常發(fā)生在易水化膨脹的泥頁巖地層，在鉆井過程中其主要表現(xiàn)形式為：起鉆遇卡拔活塞，下鉆遇阻劃眼。

井漏：井眼壓力大于地層破裂壓力。井壁破裂常出現(xiàn)在裂縫或膠結(jié)差甚至無膠結(jié)物的破碎性地層。

井塌：井眼壓力小于地層坍塌壓力，同時容易發(fā)生井噴事故。井壁坍塌是井壁失穩(wěn)中最常見的形式。

井壁不穩(wěn)定的原因：如果井眼內(nèi)的泥漿密度過低，井壁應(yīng)力將超過巖石的抗剪強度而產(chǎn)生剪切破壞(表現(xiàn)為井眼坍塌擴徑或屈服縮徑)，此時的臨界井眼壓力定義為坍塌壓力。如果泥漿密度過高，井壁上將產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，當(dāng)拉伸應(yīng)力大于巖石的抗拉強度時，將產(chǎn)生拉伸破壞(表現(xiàn)為井漏)，此時的臨界井眼壓力定義為破裂壓力。在實際工程中，可以通過調(diào)整泥漿密度，來改變井眼附近地應(yīng)力狀態(tài)，達到穩(wěn)定井眼的目的。

井壁失穩(wěn)與巖石破壞類型的關(guān)系：井壁失穩(wěn)時巖石的破壞類型主要有兩種：拉伸破壞，剪切破壞。

剪切破壞又分為兩種類型：一種是脆性破壞，導(dǎo)致井眼擴大，這會給固井，測井帶來問題，這種破壞通常發(fā)生在脆性巖石中，但對于弱膠結(jié)地層由于沖地作用也可能出現(xiàn)井眼擴大。另一種是縮徑，發(fā)生在軟泥巖，砂巖，鹽巖等地層。在工程上遇到這種現(xiàn)象要不斷地劃眼，否則會出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象。

拉伸破壞或水力壓裂會導(dǎo)致井漏，嚴(yán)重時可造成井噴。實際上井壁穩(wěn)定與否最終都表現(xiàn)在井眼圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力超過強度包絡(luò)線，井壁就要破壞，否則井壁就是穩(wěn)定的。

綜上所述，井壁失穩(wěn)的原因可以概括其來分四大類:

(1)地質(zhì)力因素，原地應(yīng)力狀態(tài)、地層孔隙壓力、原地溫度、地質(zhì)構(gòu)造特征等。這些因素是不可改變的,只能準(zhǔn)確地確定它們。

(2)巖石的綜合性質(zhì)，巖石的強度和變形特征等、孔隙度、含水量、粘土含量、組成和壓實情況等。就一口井而言, 約75% 的巖層由泥頁巖組成,而95% 的井壁失穩(wěn)發(fā)生在泥頁巖段, 且絕大多數(shù)受物理化學(xué)因素影響所致。粘土礦物的這種特性在油氣井鉆井中又被稱為泥頁巖的水敏, 正是由于泥頁巖的水敏性, 降低了泥頁巖的強度, 改變了井周的應(yīng)力分布, 造成井壁坍塌。

(3)鉆井液的綜合性質(zhì)、化學(xué)組成、連續(xù)相的性質(zhì)、內(nèi)部相的組成和類型、與連續(xù)相有關(guān)的添加劑類型、泥漿體系的維護等。特別是對于泥頁巖和泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖，鉆井液對它們的物理力學(xué)性質(zhì)的影響非常的大。

(4)其它工程因素，包括打開井眼的時間、裸眼長度、井身結(jié)構(gòu)參數(shù)（井深、井斜角、方位角）、壓力激動和抽吸等。

這些因素和參數(shù)之間相互作用、相互影響、使井壁穩(wěn)定問題變得非常復(fù)雜。

總結(jié)：

通過上面對巖石的力學(xué)性質(zhì)的介紹，大家對鉆頭破巖有了個理性的理解。如果要做更深入的了解，大家可以通過學(xué)習(xí)別的關(guān)于巖石及巖石力學(xué)的書籍去加深。參考資料：

1．管志川，劉希圣《鉆井工程理論及技術(shù)》 2．劉希圣《鉆井工藝原理》 3.蔡美峰《巖石力學(xué)與工程》

第五篇：石油工程實用技術(shù)員基本功

石油工程實用技術(shù)員基本功

開始時的是一些常用的基礎(chǔ)常識和參數(shù)，看自己是否已經(jīng)掌握。1．描述套管屬性的五個方面：廠家、鋼級、外徑、壁厚、扣型 2．極限套壓計算公式：

Pa=(P地破壓力/gh套管鞋深度+ρ地破時鉆井液密度-ρ)gh套管鞋深度 3.6 1/4英寸鉆鋌的排替容積：15.80L/M，內(nèi)容積4.00L/M；5英寸鉆桿的排替容積3.98L/M,內(nèi)容積9.26L/M 4．防噴器”BX160”密封鋼圈用于壓力級別為35MPA，通徑為346mm的防噴器。

5．常用接頭對應(yīng)的尺寸：4A11*410母扣內(nèi)徑125mm，公扣外徑115mm,”411*4A10”母扣內(nèi)徑135mm，公扣外徑105mm。

上圖量鉆桿的鏜孔內(nèi)徑，也就是母接頭的內(nèi)徑。

上圖是鉆桿的小頭端面的量法，此結(jié)果就是鉆桿公扣的外徑。

6．取心筒的結(jié)構(gòu)主要包括：分水接頭、懸掛軸承、內(nèi)筒、外筒、巖心座

7.塔式鐘擺鉆具組合：Ф215.9mmPDC+Ф177.8mm鉆鋌×2根+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm無磁鉆鋌×1根+Ф158.8mm鉆鋌×8根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿 8．卡鉆有哪幾種類型？

粘附卡鉆、鍵槽卡鉆、沉砂卡鉆（包括井塌和砂橋卡鉆）、落物卡鉆、縮徑卡鉆（鹽巖層塑性流動和膨脹性地層的縮徑）和鉆頭泥包卡鉆六種類型。

9．寫出的215.9mm井眼常用鉆具結(jié)合（鐘擺、塔式鐘擺、剛性滿眼、穩(wěn)斜復(fù)合鉆具、增斜復(fù)合鉆具）？

鐘擺：Ф215.9mmPDC+Ф158.8mm鉆鋌×2根+Ф214mm扶正器 +Ф158.8mm鉆鋌×10根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿

塔式鐘擺：Ф215.9mmPDC+Ф177.8mm鉆鋌×2根+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm無磁鉆鋌×1根+Ф158.8mm鉆鋌×8根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿

剛性滿眼：Ф215.9mmPDC+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm短鉆鋌（2-3m）+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm無磁鉆鋌×1根+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm鉆鋌×2根+Ф214mm扶正器+Ф158.8mm鉆鋌×18根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿

穩(wěn)斜復(fù)合Ф215.9mmPDC+Ф172mm10單彎螺桿+Ф212mm扶正器+Ф158.8mm無磁鉆鋌×1根+Ф158.8mm鉆鋌×8根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿

增斜復(fù)合Ф215.9mmPDC+Ф172mm10單彎螺桿+Ф158.8mm無磁鉆鋌×1根+Ф158.8mm鉆鋌×8根+Ф127mm鉆桿+133mm方鉆桿

10.請簡述取心工具的選配、組裝及取心操作注意事項? 軟地層選用PDC取心鉆頭、硬地層選用孕鑲齒鉆頭。鉆頭裝配后，卡箍巖芯抓在短節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)動和上下移動靈活巖芯爪與鉆頭臺肩間距離為10-15毫米為宜。裝配時每道絲扣必須清潔，涂好優(yōu)質(zhì)絲扣油。新扣要認(rèn)真磨合。內(nèi)筒絲扣用雙鏈鉗上緊，外筒用鏈鉗上緊后再在井口用大鉗將各處絲扣上緊。

取心操作：確保指重表、泵壓表、剎車系統(tǒng)靈敏可靠；嚴(yán)禁取心筒長井段劃眼；到底循環(huán)均勻后方可投球丈量方入；嚴(yán)禁取心中途停泵停轉(zhuǎn)盤上提鉆具；起鉆嚴(yán)禁用轉(zhuǎn)盤卸扣。11．電測遇阻的原因哪些？

1）因泥漿類型不適應(yīng)井下要求，造成垮塌和縮徑，形成“糖葫蘆”井眼。

2）泥漿結(jié)構(gòu)力不強，懸浮力差，致使固相（加重物、鉆屑）沉淀形成“沙橋”。3）泥漿濾失量大，造成易水化膨脹地層縮徑，滲透砂層形成厚泥餅。4）泥漿密度低，造成油、氣、水侵，影響泥漿性能。5）高溫增稠和高溫減稠，使泥漿穩(wěn)定性差。

6）泥漿泵排量小，上返速度低，巖屑攜帶不干凈，造成井底沉砂 12.泥漿排量的大小與井下情況有什么關(guān)系？

泥漿排量過大，雖然攜帶鉆屑能力增強，洗井效果好，但由于排量大，環(huán)空流速高，容易沖蝕井壁，引起剝落、坍塌、井眼擴大等復(fù)雜情況；泥漿排量過小，環(huán)空流速低，攜帶鉆屑能力差，洗井效果差，容易造成下鉆不到底，甚至引進沉砂卡鉆的井下復(fù)雜情況。由上分析可知，合適的泥漿排量對于攜帶鉆屑、保護井壁穩(wěn)定、保證井下安全是十分重要的。

13．已知某井設(shè)計坐標(biāo)，A靶：垂深2110m,（X）33 75 190，（Y）196 71 340；B靶：垂深2120m,（X）33 75 270，（Y）196 71 230。請求出兩靶連線方位、平均井斜及兩靶位移？

3375270-3375190＝80，19671340-19671230＝110，連線方位＝270+arctan(80/110)＝306(解釋：此方位角如上圖角1的大小，從X軸順時針旋轉(zhuǎn))兩靶位移AB＝136.01（802+1102的平方根）(解釋：解此題不需要考慮立體空間里的AB長度)平均井斜＝arctan【 136.01/(2120-2110)】＝85.79(解釋：角2就是平均井斜角)14．鉆機底座高7.50 m，施工井采用Φ339.70 m表套，Φ244.5 mm技套。一級套管頭高0.53m、二級套管頭高0.63 m、鉆井四通高0.65 m、雙閘板防噴器高1.36 m、環(huán)形防噴器高1.16 m，鉆機底座“工字鋼”厚0.30 m，升高短節(jié)（雙公）高度0.50m。要求三開安裝井口時直通管從鉆機底座“工字鋼”上方通過，并與“工字鋼”保持0.10 m間隔。計算Φ339.70mm表套套管聯(lián)入。并繪制井口安裝示意圖。

339.7表套套管聯(lián)入＝7.5+【0.63-（0.3+0.1-0.65/2）】+0.53+0.50=9.07m