1、石油工程08級(jí)6班文果 學(xué)號(hào)：0801010631海洋石油工程鉆井工藝工程海洋鉆井前先將鉆井機(jī)械裝在定位于海中的平臺(tái)，鉆井工藝基本上與陸地鉆 井相同。但由于鉆井裝置和海底井口之間存在著不斷動(dòng)蕩的海水，因此海上鉆井 具有特殊性。一鉆井平臺(tái)的選擇鉆井平臺(tái)主要分為活動(dòng)式平臺(tái)，固定式平臺(tái)，半固定的張力腿式平臺(tái)，拉索 塔式平臺(tái)其主要依據(jù)是水深，海底地質(zhì)條件，海洋環(huán)境，鉆井類型，后勤運(yùn)輸條件等 活動(dòng)式平臺(tái)，由于機(jī)動(dòng)性能好，故一般均用于鉆井。坐底式平臺(tái)特別適合于淺海 （10米左右及岸邊的潮間區(qū)）油田的鉆井和采油工作。自升式平臺(tái)和半潛式平臺(tái) 主要是供鉆井之用，當(dāng)油田的規(guī)模很小而又不宜設(shè)置固定式平臺(tái)時(shí)，也可做采

2、油 用?；顒?dòng)式平臺(tái)整體穩(wěn)定性較差，對(duì)地基及環(huán)境條件有一定的要求。固定式平臺(tái)整體穩(wěn)定性好，剛度較大，受季節(jié)和氣候的影響較小，抗風(fēng)暴的 能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性能差，一經(jīng)下沉定位固定，則較難移位重復(fù)使用。樁基平 臺(tái)屬鉆井、采油平臺(tái),工作水深一般在十余米到200米的范圍內(nèi)（個(gè)別平臺(tái)超過(guò) 300米），是目前世界上使用最多的一種平臺(tái)。從設(shè)計(jì)理論和建造技術(shù)來(lái)衡量， 它都是一種最成熟和最通用的平臺(tái)型式。鋼筋混凝土重力式平臺(tái)是70年代初開(kāi) 始發(fā)展起來(lái)的一種新型平臺(tái)結(jié)構(gòu)，目前主要用于歐洲的北海油田。這種平臺(tái)具有 鉆井、采油、儲(chǔ)油等多種功能，水深在200米以內(nèi)均可采用，最佳水深為100 150 米。半固定的張力腿式平

3、臺(tái)及拉索塔式平臺(tái)是兩種適合于大深度海域（200米以 上）的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新結(jié)構(gòu)型式，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但仍處 于研究試制的階段。活動(dòng)式平臺(tái)，由于機(jī)動(dòng)性能好，故一般均用于鉆井。坐底式 平臺(tái)特別適合于淺海（10米左右及岸邊的潮間區(qū)）油田的鉆井和采油工作。自升 式平臺(tái)和半潛式平臺(tái)主要是供鉆井之用，當(dāng)油田的規(guī)模很小而又不宜設(shè)置固定式 平臺(tái)時(shí)，也可做采油用。活動(dòng)式平臺(tái)整體穩(wěn)定性較差，對(duì)地基及環(huán)境條件有一定 的要求。固定式平臺(tái)整體穩(wěn)定性好，剛度較大，受季節(jié)和氣候的影響較小，抗風(fēng)暴的 能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性能差，一經(jīng)下沉定位固定，則較難移位重復(fù)使用。樁基平 臺(tái)屬鉆井、采油平臺(tái),工作水深一般在十余米

4、到200米的范圍內(nèi)（個(gè)別平臺(tái)超過(guò) 300米），是目前世界上使用最多的一種平臺(tái)。從設(shè)計(jì)理論和建造技術(shù)來(lái)衡量， 它都是一種最成熟和最通用的平臺(tái)型式。鋼筋混凝土重力式平臺(tái)是70年代初開(kāi) 始發(fā)展起來(lái)的一種新型平臺(tái)結(jié)構(gòu)，目前主要用于歐洲的北海油田。這種平臺(tái)具有 鉆井、采油、儲(chǔ)油等多種功能，水深在200米以內(nèi)均可采用，最佳水深為100 150 米。半固定的張力腿式平臺(tái)及拉索塔式平臺(tái)是兩種適合于大深度海域（200米以上）的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新結(jié)構(gòu)型式，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但仍 處于研究試制的階段。二鉆井平臺(tái)的定位1錨泊定位用錨抓住海底，再通過(guò)錨鏈或錨纜拉住平臺(tái)將其定位。錨泊定 位的最大水深可大1200

5、m。2動(dòng)力定位 利用平臺(tái)本身的動(dòng)力裝置產(chǎn)生的定向動(dòng)力，來(lái)平衡會(huì)是平臺(tái)偏 離標(biāo)準(zhǔn)位置的風(fēng)力，波浪力和海流力，從而使浮動(dòng)的未錨定的平臺(tái)自動(dòng)保持在一 個(gè)規(guī)定的移動(dòng)范圍內(nèi)。三鉆井水下裝置其系統(tǒng)組成為：1引導(dǎo)系統(tǒng)（1）井口盤(pán)：第一個(gè)被安放在海底的圓餅形部件。中心開(kāi)孔，孔內(nèi)有與送 入鉆具配合的“J ”槽。用于確定井位，并固定水下井口。（2）導(dǎo)引架結(jié)構(gòu)：有四個(gè)導(dǎo)引柱，每根柱上有一根永久導(dǎo)引繩。其作用是 導(dǎo)向。（3）導(dǎo)管：也起導(dǎo)向作用2防噴器系統(tǒng)：水下井口裝置的核心部分包括：萬(wàn)能防噴器，剪切閘板防噴器，半封閘板防噴器，全封閘板防噴器， 四通及壓井防噴管線，防噴器控制操作系統(tǒng)等防噴器系統(tǒng)的控制操作通常是用電力、

6、氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)組成。液壓管線匯集 起來(lái)形成“管束”，捆綁在防噴器框架上，引向平臺(tái)的軟管絞車(chē)上。液壓能量由平 臺(tái)上的儲(chǔ)能器提供。平臺(tái)上的控制部分，一般有電動(dòng)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)控制 簡(jiǎn)單、迅速，所以一般情況下盡可能使用電動(dòng)控制。在發(fā)生井噴的情況下，不允 許使用電的時(shí)候，就要使用氣動(dòng)控制系統(tǒng)。3隔水管系統(tǒng)處在防噴器系統(tǒng)的上面。1）主要作用：引導(dǎo)鉆具入井，隔絕海水，形成泥漿循環(huán)的回路。隔水管系統(tǒng)還要承受浮動(dòng)平臺(tái)的升沉和平移運(yùn)動(dòng)。2）隔水管系統(tǒng)包括：伸縮隔水管，隔水管，彎曲接頭，張緊裝置等4套管頭組根據(jù)鉆井時(shí)要下套的層數(shù)，一層套一層，以懸持套管接防噴 器。5連接裝置 保證井口裝置外罩與防噴器之間，以及

7、防噴器頂部與下部的 水下隔水管住之間形成主壓力密封。常用的連接器為液壓卡快式。使用浮動(dòng)鉆井平臺(tái)鉆井時(shí)，導(dǎo)管井段的施工：第一步，下井口盤(pán)，建立海底井口。將井口盤(pán)接上送入工具，然后接鉆柱下放，鉆柱上套有導(dǎo)向臂。井口盤(pán) 上有四根臨時(shí)導(dǎo)引繩，并穿過(guò)導(dǎo)向臂的導(dǎo)引孔，也隨著下鉆而下放。下鉆到海底 后，坐牢井口盤(pán)后，退出送入工具，起鉆。第二步，鉆導(dǎo)管井段的井眼。通過(guò)臨時(shí)導(dǎo)引繩，下入帶有鉆頭的鉆柱，準(zhǔn)確進(jìn)入井口盤(pán)的內(nèi)孔，并向 海底鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)采用海水作洗井液，有進(jìn)無(wú)出，打進(jìn)的海水帶著鉆屑返回到海 底，鉆達(dá)預(yù)定深度即可起鉆。第三步，下導(dǎo)管并注水泥。通過(guò)臨時(shí)導(dǎo)引繩，將導(dǎo)管下入，導(dǎo)管的上面接導(dǎo)管頭，并裝上導(dǎo)引架，

8、導(dǎo)管頭內(nèi)接上送入工具，再接鉆桿，用鉆桿將導(dǎo)管及導(dǎo)引架送入到海底，導(dǎo)管進(jìn) 入井眼，導(dǎo)引架坐在井口盤(pán)上。在鉆臺(tái)上通過(guò)鉆柱向井內(nèi)打入泥漿并循環(huán)洗井， 然后即可注水泥固井，不僅封固導(dǎo)管，而且多余的水泥漿返至海底，將井口盤(pán)和 導(dǎo)引架牢牢地固定于海底。退出送入工具并起鉆，并割斷臨時(shí)導(dǎo)引繩。第四步，下入隔水管系統(tǒng)。通過(guò)永久導(dǎo)引繩，將隔水管系統(tǒng)下入，并利用快速連接器與導(dǎo)管頭連接。 四井身結(jié)構(gòu)與鉆具組合井身結(jié)構(gòu)是指由直徑、深度和作用各不相同，且均注水泥封固環(huán)形空間而形 成的軸心線重合的一組套管與水泥環(huán)的組合。井身結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)管、表層套管、技術(shù)套管、油層套管和各層套管外的水泥 環(huán)等組成。.導(dǎo)管：井身結(jié)構(gòu)中下入的第

9、一層套管叫導(dǎo)管。其作用是保持井口附近的 地表層。.表層套管：井身結(jié)構(gòu)中第二層套管叫表層套管，一般為幾十至幾百米。 下入后，用水泥漿固井返全地面。其作用是封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層。.技術(shù)套管：表層套管與油層套管之間的套管叫技術(shù)套管。是鉆井中途遇 到高壓油氣水層、漏失層和坍塌層等復(fù)雜地層時(shí)為鉆至目的地層而下的套管，其 層次由復(fù)雜層的多少而定。作用是封隔難以控制的復(fù)雜地層，保持鉆井工作順利 進(jìn)行。.油層套管：井身結(jié)構(gòu)中最內(nèi)的一層套管叫油層套管。油層套管的下入深 度取決于油井的完鉆深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部 100150米。其作用封隔油氣水層，建立一條供長(zhǎng)期開(kāi)采油氣的通

10、道。.水泥返高：是指固井時(shí)，水泥漿沿套管與井壁之間和環(huán)形空間上返面到 轉(zhuǎn)盤(pán)平面之間的距離。鉆具組合 根據(jù)地質(zhì)條件和井身結(jié)構(gòu)，鉆具的來(lái)源等決定鉆井時(shí)采用的和種 規(guī)格的鉆頭，鉆鋌和鉆桿，放鉆桿配合連接起來(lái)組成的鉆柱。五鉆進(jìn)鉆頭鉆入地層或其他介質(zhì)形成鉆孔的過(guò)程。1全井鉆進(jìn)過(guò)程第一次開(kāi)鉆 下表層套管在表層套管內(nèi)用小一些的鉆頭往下鉆進(jìn)。如情況不復(fù)雜，可直接鉆 到預(yù)定井深完井;如遇到復(fù)雜地層，用泥漿難以控制時(shí)，便要起鉆下技術(shù)套管。第三次開(kāi)鉆 在技術(shù)管道內(nèi)用再小一些的鉆頭往下鉆。依上述順序下鉆，直鉆到預(yù)定深度完井，下油層套管。2鉆進(jìn)作業(yè)下鉆 將鉆桿住下入井中，使鉆頭接觸井底，準(zhǔn)備鉆井。正常鉆進(jìn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)鉆

11、桿住帶動(dòng)井底鉆頭旋轉(zhuǎn)，借助于剎車(chē)剎車(chē)， 給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫σ云扑閹r石。同時(shí)開(kāi)動(dòng)泥漿泵循環(huán)泥漿，沖刷 井底，攜出巖屑，保護(hù)井壁，冷卻鉆具。接單根隨著正常鉆進(jìn)的繼續(xù)進(jìn)行，井眼的不斷加深，需不斷地接入 長(zhǎng)鉆桿柱。起鉆 需要更換鉆頭時(shí)便將井中全部鉆柱取出。起鉆結(jié)束，將鉆頭提出井頭，用專業(yè)工具卸下舊鉆頭，換上新鉆頭。六 固井 井壁筒沉到井底找正操平后，通過(guò)管路向井壁筒外側(cè)與井幫之間的環(huán) 形空間注入相對(duì)密度大于泥漿的膠凝狀漿液，將泥漿自下而上地置換出來(lái)并固結(jié) 井壁筒的作業(yè)。分為三步1.下套管套管有不同的尺寸和鋼級(jí)。表層固井通常使用2013 3/8英寸的套管，多數(shù)是 采用鋼級(jí)低的“J級(jí)套管。技術(shù)套管通常使

12、用13 3/87英寸的套管，采用的鋼級(jí) 較高。油層套管固井通常使用75英寸的套管，鋼級(jí)強(qiáng)度與技術(shù)套管相同。根據(jù) 用途、地層預(yù)測(cè)壓力和套管下入深度設(shè)計(jì)套管的強(qiáng)度，確定套管的使用壁厚，鋼 級(jí)和絲扣類型。2 .注水泥是套管下入井后的關(guān)鍵工序，其作用是將套管和井壁的環(huán)形空間封固起來(lái)， 以封隔油氣水層，使套管成為油氣通向井中的通道。3.井口安裝和套管試壓下套管注水泥之后，在水泥凝固期間就要安裝井口。表層套管的頂端要安 套管頭的殼體。各層套管的頂端都掛在套管頭內(nèi)，套管頭主要用來(lái)支撐技術(shù)套管 和油層套管的重量，這對(duì)固井水泥未返至地面尤為重要。套管頭還用來(lái)密封套管 間的環(huán)形空間，防止壓力互竄。套管頭還是防噴器

13、、油管頭的過(guò)渡連接。陸地上 使用的套管頭上還有兩個(gè)側(cè)口，可以進(jìn)行補(bǔ)擠水泥、監(jiān)控井況。注平衡液等作業(yè)。 七完井完井(well completion)鉆井工程的最后環(huán)節(jié)。在石油開(kāi)采中，油、氣井完井 包括鉆開(kāi)油層，完井方法的選擇和固井、射孔作業(yè)等。對(duì)低滲透率的生產(chǎn)層或受 到泥漿嚴(yán)重污染時(shí)，還需進(jìn)行酸化處理、水力壓裂等增產(chǎn)措施，才能算完井。根據(jù)生產(chǎn)層的地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的完井方法：射孔完井法。即鉆穿油、氣層，下入油層套管，固井后對(duì)生產(chǎn)層射孔，此 法采用最為廣泛。裸眼完井法。即套管下全生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，生產(chǎn)層段裸露的完井方法。 此法多用于碳酸鹽巖、硬砂巖和膠結(jié)比較好、層位比較簡(jiǎn)單的油層。優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn) 層裸露面積大，油、氣流入井內(nèi)的阻力小，但不適于有不同性質(zhì)、不同壓力的多 油層。根據(jù)鉆開(kāi)生產(chǎn)層和下入套管的時(shí)間先后，裸眼完井法又分為先期裸眼完井 法和后期裸眼完井法。襯管完井法。即把油層套管下全生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，然后鉆開(kāi)生產(chǎn)層， 下入帶孔眼的襯管進(jìn)行生產(chǎn)，此種完井法