⏹超深井H>6000m
高温高压井：
按国际通用概念，地温超过150度称为高温，地层压力当量密度超过1.8g/cm3或用超过70MPa井口装置时称高压，两者同时具备的井称为高温高压井
3.旋转钻井：
定义：
旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。
分类：
旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动钻井
特点：
1）破岩与清岩相接进行。
2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。
3）设备复杂，起下钻繁琐
4.基本钻井工艺过程：
三个阶段：
即钻前淮备、钻进以及固井与完井
钻前准备：
修公路、平井场、钻井设备的搬运和安排、井口准备（打导管和钻鼠洞）、备足钻井所需要的各种工具、器材等
钻井：
钻进是进行钻井生产取得进尺的唯一过程
第一次开钻（一开）：
从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管
第二次开钻（二开）：
用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地层，用钻井液难以控制时，便要下技术套管（中间套管）
第三次开钻（三开）：
再用小一些的钻头往下钻进，直到设计井深，下油层套管，进行固井、完井作业。
固井与完井：
固井：
固井即是在已钻成的井眼内下入套管，而后在套管与井眼间的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的工艺过程
完井：
完井包括用特定的方法连通油、气层和井筒，使用替喷或抽汲等方法诱导油、气流进入井筒，然后进行油气生产
5.几个基本概念：
悬重━━钻柱在泥浆中的总重量（不钻进时的大钩负荷）。
钻重━━钻进时的大钩负荷（大钩钩载）。
钻压━━钻进时钻头上作用的压力。
钻压＝悬重－钻重
第三章钻井设备和工具
第三章重点
•掌握钻机组成和各部分的功能；
•掌握钻头的分类和牙轮钻头破岩作用；
•机械钻速的定义？
•掌握钻柱的组成和功能；
•了解井口工具
1.钻机的定义：
石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组
2.钻机的综合功能：
完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、固井、完井和处理井下事故等作业
3.钻机的组成：
起升系统、循环系统、旋转系统、驱动与传动系统、气控系统、井控系统。
其中动力系统：
驱动与传动系统、气控系统
15、钻机各部分功能
起升系统：
起升系统是必不可少的，一般由井架、绞车、天车、游车、大钩、滚筒和钢丝绳组成。
下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制
旋转系统：
由转盘、水龙头、钻头、钻柱组成。
保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
循环系统：
由泥浆池、泥浆泵、立管、水龙带、分离装置组成。
从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。
号称钻机的“心脏”
驱动与传动系统：
由动力机、传动部分组成。
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘
气控系统：
由控制机构、传输管线和阀门、执行机构（气动离合器等）以及压气机等组成。
确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协调一致的工作
井控系统：
由防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制机构组成。
控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。
4.钻头的分类：
按结构及工作原理分类：
刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头（天然金刚石钻头、PDC钻头、TSP钻头）；
按功用分类：
全面钻进钻头、取芯钻头、扩眼钻头
5.各种钻头适用的底层：
刮刀钻头：
松软—软底层
牙轮钻头：
软到坚硬的各种底层
PDC钻头：
软到中硬的大段均质底层，不适合钻软硬交错的底层和砾石层
6.牙轮钻头的工作原理：
牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。
当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间或齿圈间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸
7.牙轮钻头破岩作用：
（1）冲击、压碎作用
纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。
（2）滑动剪切作用
牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎牙齿间或齿圈间岩石
（3）射流的冲蚀作用
喷嘴喷出的高速射流对井底岩石产生冲蚀作用，辅助破碎岩石。
8.机械钻速的定义：
用钻头的进尺除以纯钻进时间，即单位纯钻时间的钻头进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为m／h。
16、钻柱
定义：
钻柱是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具
组成：
方钻杆、钻杆、钻铤、各种接头
功能：
传递扭矩:
通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎井底岩石，加深井眼
施加钻压：
依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压，使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石
输送洗净液：
通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面
延伸井眼：
在钻进中通过不断地增加钻柱长度（接单根）以达到延伸井眼的目的。
通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量
起下钻头：
起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。
另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具
特殊作业：
如用钻柱挤注水泥、中途测试、处理事故等
9.钻柱连接的三个基本条件：
尺寸相等、扣型相同、公母相陪
10.井口工具：
指在起下钻过程中井口所用的工具。
主要有吊钳、吊卡、吊环、卡瓦、安全卡瓦、提升短节等
11.泥浆的功能：
1、悬浮和携带钻屑
2、润滑和冷却钻具
3、稳定井壁
4、平衡地层压力
5、传递水功率
6、泥浆录井
12.钻井八大件：
天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、泥浆泵、井架。
（加柴油机、传动装置为十大件）
第四章钻井液
第四章重点
钻井液的功用
钻井液的循环流程
钻井液类型
1、钻井液的定义：
钻井液是指钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面，维持钻井操作正常的流体
2、钻井液的组成：
工程上把清洗井底、运移岩屑出井的过程称为“洗井”，因此，钻井液也称“洗井液”，包括泥浆、清水、空气和天然气等
3、钻井液的功能：
携带和悬浮岩屑
稳定井壁，防止井壁坍塌
平衡地层压力，阻止地层流体进入井内
冷却和润滑钻头﹑钻具
传递水功率
泥浆录井，获得地层和油气资料
4、钻井液的循环流程：
泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆－钻杆－钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵
5、钻井液的类型：
水基体系；油基体系；空气-天然气体系
第五章钻进工艺技术
第五章重点
•影响钻进速度的主要因素及影响规律；
•了解钻进参数优选的主要思路；
•井斜的基本概念；（井深、井斜角、方位角等）
•井斜的原因
1、钻进的定义：
钻进是根据所钻地层的特点，通过选择和使用合适的工具，选择合理的工艺技术措施，使钻头在地层中沿预定的轨道前进的过程，是一口井建井过程的最主要的环节
2、钻进的任务是破碎岩石，钻速的高低、井身质量的优劣和成本的高低，受到地层性质的制约，同时也受到钻进设备、工具的性能及钻进工艺技术措施的影响
3、影响钻进速度的主要因素及影响规律：
不可变因素：
地层性质、储层埋藏深度、地层压力等
可变因素：
钻头类型：
根据地层选钻头；
钻压：
W↗，Vm↗；
转速：
n↗，Vm↗；
牙齿磨损：
h↗，Vm↘；
水力参数：
Nb↗，Vm↗；Nb钻头水功率
为提高钻速，应尽可能采用：
低密度、低粘度、低固相、不分散体系
4、钻进参数优选的主要思路：
确定优化目标——确定影响目标的主要因素和影响规律——建立影响因素与优化目标之间的数学模型（目标函数）——结合约束条件用最优化方法求解
5、井斜的基本概念：
1井斜：
井眼轴线和铅垂线之间偏离。
2井斜角:
井身轴线的切线与铅垂线的夹角。
3垂直井深:
井口至井眼某点的垂直距离。
4水平位移：
井口至井眼某点的水平距离。
5测量井深:
井口至井眼某点的轨迹长度
6方位角：
井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向的夹角（以正北方向为始边，顺时针方向旋转）
6、井斜的原因：
客观因素：
地层几何产状、地层可钻性各向异性
地层倾斜、软硬交错
主观因素：
钻具倾斜和弯曲（钻具本身弯曲，转盘安装不平、井架安装不正等）
钻进措施不当
井眼扩大
7、压持效应：
由于井内钻井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。
克服压持效应依靠射流的冲击压力和漫流的横向推力
第六章定向钻井
第六章重点
•定向井的用途；
•定向井井身剖面的基本段；
•定向井井身剖面的基本类型；
•了解定向井造斜方法及原理
1、定向井的定义：
沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井口与井底不在同一条铅垂线上的井。
2、定向钻井：
使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法
3、定向井的用途：
1、地面环境条件的限制（绕开地面障碍）
高山、湖泊、沼泽、河流、沟壑、海洋、农田或重要的建筑物等。
2、地下地质条件的要求
断层遮挡油藏、薄油层、倾角较大的地层钻进等。
3、处理井下事故的特殊手段
井下落物侧钻、打救援井等。
4、提高油藏采收率的手段（水平井）
钻穿多套油气层、老井侧钻等。
5、减小地面井场占用面积,节省投资（丛式井、多底井）
4、直井用途：
油田开发和勘探。
有井斜限制要求
5、定向井井身剖面的基本段：
垂直段、增斜段、稳斜段、降斜段
6、定向井井身剖面四种类型：
三段式、多靶三段式、五段式、双增式
7、定向井造斜：
造斜：
由垂直井段开始钻出一定方位的斜井段的工艺过程。
造斜点：
开始造斜时的深度。
垂直井段开始倾斜的起点。
造斜工具：
井底动力钻具造斜工具；
转盘钻造斜工具
8、造斜原理：
动力造斜工具：
弯接头造斜原理：
该结构迫使钻头倾斜，造成对井底的不对称切削，井壁迫使弯曲部分伸直，钻柱弹性力使钻头产生侧向切削
弯外壳马达造斜原理：
造斜原理与弯接头类似
偏心垫块造斜原理：
杠杆原理，垫块作为支点。
转盘钻造斜工具：
斜向器造斜原理：
斜向器定向下钻，快到井底时以一定的速度冲向井底并施加一定压力，使楔形尖插入井底，并剪断销子，待钻头离开导斜面后加压钻进4-5ｍ小井眼后起钻，取出斜向器
射流钻头：
钻头上安装1个大喷嘴，2个小喷嘴，大喷嘴射流冲击出斜井眼
扶正器钻具组合：
在靠近钻头之上的适当位置安装一个或两个（三个）扶正器组成增斜、稳斜和降斜钻具。
这种钻具不能造斜，仅能增斜、稳斜和降斜
第七章地下压力特征
第七章重点
1.地下各种压力的基本概念。
2.平衡压力钻井、欠平衡钻井的概念。
3.欠平衡钻井的优点
1、地下各种压力的概念
静液柱压力：
由液柱自身的重力所引起的压力
上覆岩层压力：
地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和岩石孔隙中流体总重力所产生的压力，用pO表示
地层压力：
指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力用Pp表示
基岩应力：
基岩应力是岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力，亦称有效上覆岩层压力、骨架应力或颗粒间压力，用表示
地层破碎压力：
在井下一定深度出露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。
即：
使地层发生破裂的最小井内液柱压力
2、平衡压力钻井的概念：
在有效的控制地层压力和维持井壁稳定的前提下，尽可能降低钻井液密度，使钻井液液柱压力刚好等于或略大于地层压力，达到解放钻速和保护油气层的目的，这种钻井方法称为平衡压力钻井。
3、欠平衡压力钻井的概念：
指钻井液作用于井底的压力小于地层孔隙压力的钻井，即PbPp，在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制
4、欠平衡压力钻井的优点：
（1）减少油层损害。
（2）有利于识别评价低压油气藏。
（3）提高机械钻速。
（4）减少或避免压差卡钻和井漏事故
5、欠平衡压力钻井适用的储层：
高渗透固结砂岩和碳酸岩油气藏
裂缝性油气藏
致密性（低孔低渗）油气藏
压力衰竭的低压油气藏
6、欠平衡钻井的方式：
流钻：
低密度钻井液，边喷边钻
气体钻井：
人工诱导产生欠平衡，
包括：
（1）空气钻井；
（2）雾化钻井；
（3）泡沫钻井；
（4）充气钻井
第八章井下复杂情况及事故处理
第八章重点
1常见的井下复杂事故有哪些？
2什么叫井喷？
井喷的原因？
3什么叫井漏？
井漏的原因有哪些？
井漏类型？
4什么叫卡钻？
常见的卡钻有几种类型？
1、常见井下复杂事故：
井喷、井漏、卡钻、井塌、钻具事故、井底落物等
2、井喷：
定义：
地层流体侵入井眼发生井涌，且失去控制的现象
原因：
井内液柱压力低于地层压力，失去地层－井眼系统的压力平衡，发生井涌井喷
3、井漏：
定义：
钻井过程中钻井液或水泥浆漏入地层中的现象
原因：
1.井内钻井液液柱压力大于地层破裂压力；
2.地层破裂压力低，岩石孔隙度大、渗透性好、或有裂缝、溶洞等；
3.钻井工艺措施不当，如钻井液密度大、压力过高，或开泵过猛、下钻速度过快而造成井下压力激动等。
类型：
渗透性漏失；裂缝性漏失；溶洞性漏失
4、卡钻：
定义：
钻具陷在井内不能自由活动的现象
类型：
沉砂卡钻（砂桥卡钻）；井塌卡钻；压差卡钻（泥饼粘附卡钻，粘吸卡钻）；键槽卡钻；缩径卡钻；落物卡钻
第九章固井、完井与试油
第九章重点
1、固井定义与目的；
2、井身结构的定义与设计原则；
3、各层套管的作用；
4、完井方法及特点（重点掌握裸眼完井和射孔完井方法）
1、固井：
定义：
在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。
主要包括：
下套管和注水泥两个过程
目的：
1、安装井口装置，以控制钻进过程中遇到的高压油气水层；
2、巩固疏松井段，隔离复杂地层（如盐膏层、水敏性泥页岩）；
3、封隔地下油气水层，防止上下串通；
4、封隔暂不开采的油气层；
5、钻井或作业中出现井喷时，不会因压井而压裂上部地层；
6、为油气生产建立长期稳定的通道。
2、井身结构
3、定义：
一口井中下入套管的层次、下入深度、井眼尺寸与套管尺寸的配合，以及各层套管外水泥返高等。
设计原则：
（1）能有效地保护油气层，使不同压力梯度的油气层不受泥浆污染损害。
（2）应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短。
（3）钻下部高压地层时所用的较高密度泥浆产生的液柱压力，不致压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。
（4）下套管过程中，井内泥浆液柱压力和地层压力之间的压差，不致产生压差卡套管事故。
4、各层套管的作用：
表层套管：
封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象（水泥浆通常返至地面）。
技术套管（中间套管）：
封隔某些难以控制的复杂地层（易塌、易漏地层等），以便能顺利地钻达预定的生产目的层（水泥浆通常返至要封隔的复杂地层顶部100m以上）。
生产套管（油层套管）：
封隔油、气、水层，保证油井的正常生产（水泥浆通常返至要封隔的油气层顶部150m以上）。
5、完井定义：
是使井眼与油气储层连通的工序，是钻井工作的最后环节，包括钻开油气层、确定完井方法、安装井口装置和试油
6、完井方法及特点
裸眼完井：
方法：
指完井时井底的储集层是裸露的，只在储集层以上用套管封固的完井方法。
根据下油层套管的先后，分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两大类。
特点：
暴露面积大，产量高，完井费用低，但适应性窄，仅适用于地层稳定的单一油气层，无法进行选择性酸化或压裂等
射孔完井：
方法：
套管下到油气层底部，固井后射孔打开油气层。
使用最多的完井方法，占90％。
在射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。
特点：
优点：
可选择性地射开油层，避免层间干扰；有利于进行分层试油、分层开采、分层酸化压裂、分层注水等作业。
缺点：
油气层受钻井液和水泥浆的侵害较为严重；由于射孔数目、深度、孔径有限，导致油气层与井底连通面积小，油气流入井内阻力大
割缝衬管完井方法：
同先期裸眼完井法一样，在钻达油气层之前即下套管固井，然后钻开油气层，再下衬管（即带割缝眼的套管），使割缝处正对油气层。
砾石充填完井方法：
对于一些油气层较疏松，出砂较严重的井，为了更好地支撑井壁，防止形成砂堵，采用砾石充填完井方式。
包括：
裸眼砾石充填完井；套管内砾石充填完井
7、试油：
根据地质录井资料和测井资料解释结果、钻井过程中油气显示等资料，利用一套专用的设备和方法，对可能出油的层位的油气水产量、温度、压力及油气水性质进行直接测量，以鉴别和认识油气水层的工作。
试油目的：
为勘探开发提供依据
升级会员 