鉆采工藝論文

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鉆采工藝論文范文第1篇

關鍵詞：石油鉆采裝備；電氣產品；防爆型式；應用；

中圖分類號：S972.7+4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-08-00-01

幾年來國家對各行各業的安全更加注重，而進行石油鉆探時的工作環境需要經常處于防爆區域，所以鉆采時必須使用防爆的電氣設備。

一、含爆炸性氣體的環境危險區的劃分

每一個國家對爆炸區域的劃分都有各自的評判標準，我國將爆炸性氣體出現的頻率以及時間的長短等內容作為評判標準，將環境危險區劃分為三個區域，分別是O區、1區以及2區，劃分的具體標準如下所示：0區：環境出現爆炸性氣體的時間較長或是連續出現的區域（大多數的情況下，0區只存在于密閉的空間環境中，如，貯罐，煤氣罐等等）；1區：環境中的爆炸性氣體可能由正常的工作運轉產生的區域；2區：環境中的爆炸性氣體不會由正常的工作運行造成或者即使產生了氣體也不會長時間的存在。

二、常用防爆電氣裝置的應用

根據使用電氣設備的環境、工藝等方面的不同，應用的防爆裝置也不同，大致可以分為以下幾種類型：增安型、隔爆型、正壓型、本質安全型、充砂型、澆封型等。

（一）防爆電機。目前，石油鉆采的力度越來越大，機器的工作時間越來越長，這樣，企業對鉆采工具的使用周期、維修時間以及次數、安全性能的要求越來越高，而防爆機又是保證以上各方面的關鍵，所以，石油鉆采系統越來越注重防爆機的安全性能。石油鉆采系統經過長期的實踐證明，無火花型電機、正壓型電機以及增安型比較實用且適用，這些電機也逐漸的進入到行業中去。

1、增安型電機。增安型電機一般在正常的工作過程中，不會產生電火花、電弧或者高溫等現象，需要對該機器進行電氣和熱以及機械等方面的的保護措施，避免在正常工作時產生電火花、電弧或者高溫等危險的現象。該電機在進行了一定的安全防護措施之后，可以正常的在2區危險區域進行工作。由于增安型電機將傳統的下水冷改變為上水冷，加裝了防潮加熱器以及監控系統，所以，該電機的防爆性能更加完善，并且還能對點擊進行監控，性能更加安全，保證了石油鉆采任務的安全進行。

2、無火花型電機。無火花型電機在正常工作的過程中不會點燃周圍環境中的爆炸性的氣體，而且不會將點燃出現故障的電機，遏制了爆炸的進一步發生。該電機除了與增安型電機的一些特殊規定（如，繞組溫升、起動電流、試驗絕緣介電強度的電壓等等）外，其他方面的設計要求相同。無火花型電機符合防爆電器的設計規定，使用額定電壓超過660V的電機，加熱機以及其他接連件在接線盒內。

3、正壓型電機。正壓型電機具有一整套完美的通風系統，內部沒有任何影響通風正常進行的阻礙、結構死角等；由不能夠燃燒的材料制作而成，機械強度能夠達到工作需；電機外殼以及主管道的內部能夠保證足夠大的正壓以求與外界環境的大氣壓相適應；電機備有安全保護措施，例如，流量監測器、時間繼電器、報警裝置等等，這些保措施既能夠保證機器的換氣量，還能夠完成電機無法正常工作時的報警任務。

（二）防爆箱。防爆箱適用于1區以及2區的爆炸氣體危險區。一些防爆箱因為采用了模塊化設計的原理，各個回路可以根據工作環境的具體情況進行自由的組合，防爆箱有兩種類型，即隔爆型、正壓型，本文簡述隔爆型。

隔爆型的電氣一般在通用性較強的設備中比較常用。隔爆型防爆箱的外殼能夠承受箱體內部氣體爆炸產生的壓力，遏制爆炸性的氣體向外界環境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱體上在安裝上一個接線箱，這樣的組合儀器叫做/de0，該儀器能夠在隔爆的殼體中使用可以產生火花的元件，減小儀器造價，然而有利必有弊，這用儀器由于是不同設備組裝在一起形成的，所以儀器的體積較大，內部的小零件較多，如，螺絲釘。螺絲帽等等，在檢修時步驟比未改裝的更多，較麻煩，而且組合后的儀器散發的熱量較多，散熱也就成為該設備的一個重點問題。還有另外一種隔爆型防爆箱體叫做/ed0，這種設備的外殼是增安型，內部元件是隔爆型，對這種組合設備進行拆裝時較/de0更方便，而且使用增安型的箱體裝備設備，能夠增加設備的防護等級，但是使用隔爆的電氣元件會增加設備的成本，不利于推廣使用。

（三）正壓型電氣設備。正壓型設備可以使用在存有點燃源或者是密閉的環境中，將氣體介質或者惰性氣體導入設備的外殼中，從而形成一個相對穩定的過壓，并且這種穩定的過壓在實際的工作過程中依舊能夠穩定的存在，這樣就能夠遏制可燃性的氣體或者是易燃的粉塵等物質進入設備的外殼中，將可爆炸的環境與引燃源分隔開，防止爆炸的產生。從正壓技術的原理上講，正壓技術可以應用于對可燃氣體的分析。可燃氣體經過管道進入分析儀的正壓外殼，如果在設備工作的過程中出現可燃氣體泄漏等問題，不會出現爆炸的現象，因為，這些泄漏的氣體在正壓外殼的內部會形成一個可燃性氣體源，包含可燃性氣體的管道以及分析儀叫做密閉容器系統，而這個密閉系統是一個無釋放的系統。這個系統能夠預見到氣體的最大釋放速度的有限以及無限性，對于氣體的無限釋放的情況下，這個系統能夠利用惰性氣體形成的過壓阻止氧氣進入設備的外殼中，使設備無法形成爆炸所需的環境。

三、總結

石油鉆采使用的防爆電氣設備要從經濟以及通用角度考慮。在電氣內部如果會產生電弧或是火花，而且周圍環境為1區或是2區的氣體環境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果電氣內部不會產生電弧或是火花，而且所處的也為1區或是2區的氣體中，要使用防爆電機。面對著科技的發展日新月異的情況下，各種石油鉆采使用的設備也應該不斷地完善。

參考文獻：

[1]許春家.正壓型防爆電機的防爆原理與設計[J]，防爆電機，2008（04）

[2]V.Hahn ，TH.Arnhold ，劉安邦；正壓型電氣設備――一種適用較復雜電氣設備的防爆型式[J]；電氣防爆；2003（02）

[3]呂俊霞.電氣防火與防爆的方法和技術[J]，潔凈與空調技術，2010（03）

[4]應一，魏桂梅.正壓型防爆電機的相關試驗[J]，防爆電機，2011（02）

鉆采工藝論文范文第2篇

關鍵詞：鋼粒鉆進，裂隙地層，巖溶溶洞地層。

 

由于切削具硬度及耐磨性的原因，硬質合金鉆進只適用于中等硬度以下的軟巖層；金剛石鉆進可鉆性級別較高，但金剛石產量少，價格昂貴，普及于日常生產有相當的難度，并且，金剛石受到太大的沖擊容易破碎，也不適用于裂隙、溶巖溶洞地層鉆進。

鋼粒鉆進是鉆進堅硬巖層的另一種主要方法，這種施工方式具有施工設備簡單，操作工藝易行，成本低廉等優點。但是，由于鋼粒不固定在鉆頭上，在裂隙、巖溶溶洞地層，鋼粒容易大量漏失、流失，使得鉆頭底唇面下沒有足夠的鋼粒破碎巖石，鉆具無法克取巖石取得進尺，所以，鋼粒鉆進在裂隙、巖溶溶洞地層中的應用也受到很大的限制。

我們在淅川水源地裂隙、巖溶溶洞地層鉆井施工中，經過技術分析與攻關，采用鋼粒鉆進工藝，順利完成了施工任務，在鋼粒鉆進裂隙、巖溶溶洞地層方面，取得了一定的實踐經驗。

1. 概述

1.1工程概況

由于工農業的快速發展，淅川縣城段水質受到嚴重污染，超出了國家Ⅳ級飲用水標準，且水量供給日益萎縮。飲用水對當地的經濟發展、人民的日常生活已經造成嚴重的影響。為此，經多方論證，開辟、建設新的、水質良好的飲用水水源地，成為必然。

1.2地層情況簡介

水源地位于淅川縣城西北一公里處。地層情況大致如下：

上部第四系坡洪積層，主要為松散中粗砂、砂礫（卵）石層、砂質粘土，其中賦存豐富的第四系松散巖類孔隙水；該層底部砂礫（卵）石層泥質含量較高，膠結較致密，該層不整合覆蓋于寒武—奧陶系老地層之上，為隔水層。

基巖為奧陶、寒武、震旦系巖層，巖層局部為火山角礫巖、砂質粘土巖、頁巖、砂巖、泥巖、板巖、灰巖等，含微弱基巖裂隙水，富水性差；地層巖性大部分為白云巖、白云質大理巖、灰質白云巖等，節理裂隙及溶蝕現象發育，賦存豐富的碳酸鹽巖裂隙巖溶水。碳酸巖層為鉆井取水的主要目的層。

1.3施工設計要求

設計井孔數25眼，單井供水量50噸/小時；

單井井孔結構為：上部第四系覆蓋層井孔直徑為φ600mm，下φ377×7 mm螺旋鋼管；下部基巖：井孔直徑為φ290mm，裸眼成孔。

井孔深度200米左右，具體井深視地層實際情況而定。

井孔上部第四系松散巖類孔隙水全部封隔，水源地用水主要取下部基巖的碳酸巖裂隙、巖溶溶洞水。

2.鉆進工藝

上部第四系地層：一鉆采用φ300mm三翼刮刀鉆頭開孔，二鉆用φ600mm三翼刮刀鉆頭擴孔，最后用φ377mm鋼粒鉆頭鉆入基巖2米，下入φ377×7 mm螺旋鋼管，止水固井管；

下部基巖：采用φ290×10mm鋼粒鉆頭，一徑鉆至終孔。

鋼粒選擇：選直徑為3mm的鋼粒。

鉆壓：24KN， 轉速：90rpm， 泵量：110 L/min， 回次投鋼砂量：16Kg。

3.施工生產

3.1前期生產情況

機臺進入工地后，第一眼井的前期，施工順利，鉆進至49.5米處鉆穿第四系地層，然后又往下鉆2米基巖，下入φ377×7 mm表層套管，止水、固定表層套管后，改用φ290×10 mm鋼粒鉆頭鉆進基巖。

當鉆進至83米時，生產出現了兩個棘手的問題，a：所用的清水沖洗液出現了迅猛的減少，即清水沖洗液大量漏失，導致工地施工所需的清水供不應求；b：在沖洗液出現大量漏失的同時，鉆具也出現了劇烈的“竄動”和“阻卡”，致使鉆具難以回轉作業，施工設備“鱉車”嚴重。

在這兩個因素的阻礙下，施工機臺堅持運行2天，基本不能取得進尺。生

產被迫停頓。

3.2原因分析

就施工所出現的問題結合具體地質情況，我們判斷沖洗液的漏失與鉆具的“阻卡”、“竄動”現象，都是鋼粒鉆頭鉆至裂隙、巖溶溶洞地層的反應：

a:經測量，井孔內的靜水位相對地面高度為-52.5米；循環池內沖洗液液面高度為-0.8米。井孔內液面高度比循環池內沖洗液面高度低51.7米。當泥漿泵將清水沖洗液打入井孔后，沖洗液柱就在循環管路中形成負壓，負壓將清水沖洗液快速的由循環池吸入井孔內，井孔內又由于裂隙、大溶洞的存在，進入井孔內的循環液從裂隙、溶洞漏失。最終循環池內的沖洗液大量被吸入井孔內流失，導致工地清水沖洗液供應不及，不能持續供應生產的需求。沖洗液流動示意圖見圖一。

b:當沖洗液大量流失時，恰好說明施工鉆到了大裂隙、溶洞地層，在沖洗液大量流失的同時，鋼粒也大量的漏失或被沖走。這種情況使得沒有足夠的鋼粒被壓在鉆頭唇面下面破碎巖石，導致鋼粒鉆頭唇面直接與巖石相接觸；大裂隙、巖溶溶洞地層處的井孔底部又凹凸起伏、參差不平，致使鉆具劇烈的“竄動”和“阻卡”，無法回轉作業。論文格式。

3.3解決方案

就生產中遇到的問題，我們進行了各種各樣的嘗試。

a:對于沖洗液大量漏失的問題，在保證滿足鋼粒鉆進所需沖洗液量的前提下，控制流入井孔內的沖洗液量，使得沖洗循環液以一定的流量源源不斷的被輸送入井孔內。

我們在泥漿池的進水管上安裝一個閥門和水表，控制、測量流入循環池的進水量；在高壓管的前端安裝一個球型高壓閥門，用以控制進入井孔內的循環液量。每一回次，當水泵將循環水少量打入井孔后，即關閉水泵，利用循環液在井孔內、外的高差，讓循環液自然被吸入井孔內，同時，利用高壓管前端的球型閥門，控制流入井孔內的循環液量；再利用泥漿池進水管的水表，在保證泥漿池液面穩定的情況下，檢測進入井孔內的循環液量，使得流入井孔內的循環液量即不太大，又能滿足施工生產工藝要求。

為配合生產中用含鋼粒的粘土球施工鉆進生產，防止水流太大沖蝕含鋼粒的粘土球，控制流入井孔內的循環液量減少為60 L/min。

b:對于鋼粒大量漏失、流失問題，我們做了如下嘗試：①在大裂隙、巖溶溶洞地層井孔段，舍棄鋼粒鉆進法，采用硬質合金鉆頭鉆進。結果不理想，不能取得進尺，且鉆具“蹦跳”、“阻卡”更為嚴重；②試用液壓控制連續投砂器進行連續投砂法施工，結果也不甚理想。由于裂隙、溶洞比較大，投進井孔內的鋼粒幾乎都漏失或被循環液沖走，鉆具依然“蹦跳”、“阻卡”嚴重；③我們在粘土球的啟發下，利用稍微干些的粘土泥和鋼粒進行攪拌，最后制成含有鋼粒的粘土球。粘土球直徑大致為φ40mm，粘土泥與鋼粒的體積比例大致為7:3，然后在每一回次鉆具放入井孔前，將粘土球投入井孔內，往井孔內輸送的供水量降至60 L/min，轉速90 rpm。施工運行結果相對比較理想。鉆具回轉平穩，進尺也較為理想。缺點是正常鉆進的時間不長，只能維持25分鐘左右，就需要重新往井孔內投含鋼粒的粘土球，較為繁瑣。

c:在裂隙比較小、溶洞比較小的地層，只要鋼粒漏失、流失的少，還是采用由鉆具內徑一次投砂法或者結合投砂法，輸送井孔循環液量110 L/min，鉆進效率與完整地層鋼粒鉆進效率基本相同，比較理想。

3.4施工效果

經過分析和嘗試，在裂隙、巖溶溶洞地層，采用鋼粒鉆進時，控制循環液輸入井孔流量，并且制取粘土與鋼粒比例為7:3（體積比）的粘土球，采用一次投球（粒）或者結合投球（粒）法進行施工，施工效果還是比較理想的。論文格式。

施工進度由前期的常規施工2天沒進尺，改變為每天能取得7米左右的進尺。并且，由于施工工藝改進后，施工設備運行平穩，機械故障大為減少。

施工工藝改進前后各2天的施工主要經濟技術指標統計情況，詳見表一。

表一 施工工藝改進前后主要經濟技術指標對比

施工 鋼粒 施工 純鉆 輔助機械 待水 平均 單位進尺鋼粒

進尺用量 時間 時間時間 事故 時間 鉆速 消耗量

h Kg hh hh h m.h-1Kg.m-1

改進前0.15 150 48 2210 6 100.0031 1000

改進后 13.8 5048 28 164 0 0.2883.62

由上表可以看出：施工工藝經過改進后，進尺、純鉆時間、平均鉆速都得到很大的提高，而鋼粒等材料消耗卻大幅下降，單位進尺鋼粒消耗量趨于正常值，設備運轉平穩，機械事故也減少了；由于供水“細水長流”，能夠滿足施工需水供應，待水時間降為0。

由此說明，施工工藝改進后，效果是顯著的。工藝改進是成功的。

在隨后24眼井的施工中，一直沿用了上述施工工藝，施工非常順利。各方面均取得了滿意的效果。我們圓滿完成了全部施工任務。

4.結語

鋼粒鉆進是一種比較老的鉆進施工方式，針對比較堅硬的巖層，具有成本低廉、工藝簡單、事故率低等很多優點。但是，由于其本身工藝特點，在大裂隙、溶巖溶洞地層，這種施工工藝的應用受到了很大的限制。本文從生產實踐出發，采用鋼粒鉆進工藝在大裂隙、巖溶溶洞地層施工，總結出了以下方法與經驗：

①發生循環液大量漏失時，在供水管路上安裝一個高壓閥門，利用高壓閥門控制循環液輸送流量，使進入循環管路的沖洗液量既滿足施工工藝要求，又不大量漏失。論文格式。使生產能持續地進行。我們工地經現場測試，循環液供應量降低至平常施工生產時的五分之三，即60L/min。

②當所施工地層存在大裂隙、溶蝕溶洞情況，導致鉆粒大量漏失、流失時，按照7:3（體積比）比例，將粘土與鋼粒混合搓制成直徑φ40mm左右、比較硬的粘土球，在每一個回次下鉆具前，采用一次投球（砂）法或者結合投球（砂）法將含鋼粒的粘土球投入井孔內，施工鉆進能獲得不錯的施工效果。

③當裂隙、溶洞不大，鋼粒漏失、流失不太嚴重時，采用一次投粒法或者結合投粒法等正常、傳統的施工工藝方式，鉆進效率基本能恢復到完整巖層相同的正常水平。

參考文獻：

［1］鉆探工藝學.地質出版社。1990年。

［2］鉆探工程設計參考資料.地質出版社，1991年。

［3］賈崇基，蔡公達。工程流體力學。1989年。

［4］巖石可鉆性分級手冊。1979年。

［5］王朝平。淅川水源地可行性論證報告，2008年。

鉆采工藝論文范文第3篇

關鍵詞:數據中心;數字化鉆井;輔助決策;施工模式

1 前言

為了提高石油鉆井管理水平，降低成本，提高經濟效益和競爭能力，充分利用現代化信息技術，以降低開發成本和降低生產成本為目標，建設全新的數字化鉆井施工模式有著重要意義。

2 數字化鉆井信息平臺框架

石油鉆井的主流程是從市場信息的收集與分析開始，在構建過程中，全面考慮了鉆井全過程所涉及到的數據以及生產經營活動，以鉆井生產的主流程為線索，從數字化鉆井隊、鉆井數據中心、鉆井輔助決策平臺和遠程通信網絡等四個方面設計了數字化鉆井信息平臺框架，本文著重從前三個方面闡述數字鉆井施工模式的構建方法。

3 數字化鉆井隊

數字化鉆井隊主要通過數據采集計算機將安裝在各關鍵部位的傳感器連接起來，再由井場局域網絡將數據采集計算機、數據處理與傳輸計算機、現場監控及其他應用計算機、現場攝像監控解碼器等設備連接起來，然后通過部署在這些機器上的軟件系統完成數據的自動采集、數據人工錄入、數據轉換、數據傳輸、現場工況監測等工作。這些軟硬件集成起來構建了數字化鉆井隊。

3.1數字化鉆井隊的硬件設施

（1）數據采集儀器

數據采集儀器一般是鉆井參數儀或者地質錄井儀，鉆井參數儀一般包括鉆井儀表主機、傳感器、電纜及附件。另外，對于定向井、水平井，還需要配備有關的測斜儀器，便于進行地質導向監控。

（2）計算機及網絡設備

數字化鉆井隊需要在井場組建一個小型的局域網絡。局域網由一臺服務器和若干客戶機組成。計算機的連接方式采用星型拓撲結構，即網絡中的所有計算機都連接到一個共享式hub或交換機上。這種網絡系統連接簡單，也比較容易擴充。

3.2數字化鉆井隊的配套軟件

（1）實時數據采集、處理軟件

本系統的實時數據來源于綜合錄井儀或鉆井參數儀實時采集的數據。為鉆井工程實時監測與井場信息系統服務器軟件平臺提供規范格式的實時數據,以不同方式為客戶端提供實時數據服務等。

（2）鉆井過程實時監測和遠程傳輸軟件

鉆井過程實時監測分為鉆進過程和起下鉆過程兩個模塊。

井場與基地間的數據傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經濟簡便的通訊方式為利用普通有線電話網和gprs移動通訊網，其次是微波通訊和衛星通訊。本軟件可實現以上集中網絡的靈活選用。

（3）工程數據手工錄入維護軟件

該軟件主要實現鉆井現場施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。這些數據包括日常管理數據、鉆井設備數據、鉆井隊伍數據等20余類。

（4）地層壓力監測評價軟件

該軟件是根據國外室內研究的最新成果差壓和巖石彈性力學參數之間的關系建立的，根據鉆井參數計算地層壓力，實現地層壓力數據的采集、管理、處理計算、數據圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預測、檢測精度，合理設計鉆井液密度，提高鉆井安全性，保護油氣層。[1]

4 鉆井數據中心

鉆井數據中心建設包括鉆井綜合數據庫、數據流及數據加載、數據軟件等方面。

4.1鉆井綜合數據庫設計與實現

數據庫以井的工程生命周期為路線，包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數據以及形成上報統計鉆井資料的數據。既能夠適應高速發展的鉆井系統現狀，同時又具有較好的擴充能力。

鉆井數據庫共設計了355個數據表，3654個數據項，可分為鉆井標準數據庫、鉆井編碼數據庫、鉆井工程設計數據庫、鉆井iadc報表數據庫、鉆井工程數據庫、鉆井實時數據庫、鉆井井史數據庫等大類。

4.2數據流及數據加載

所有的鉆井數據在源頭一次錄入，遠程傳輸至鉆井公司，經過公司技術人員審核后進入鉆井數據中心。鉆井數據的審核流程和交換流程下圖所示：

數據庫及配套的錄入系統設計完成后，在勝利油田分別部署了鉆井分公司數據中心、總公司數據中心和局級數據中心。各級鉆井數據中心運行平穩，并發揮著越來越重要的作用。

4.3數據軟件

建立了強大的鉆井數據中心，就必須發揮作用。

系統實現了鉆井綜合數據庫的/fazhan/">發展。

參考文獻

鉆采工藝論文范文第4篇

關鍵詞:磨銑開窗;斜向器;定向井;MWD無線隨鉆;小井眼

一、黃家場構造概況

黃家場構造位于川東南中隆構造帶自流井構造群。其北平緩過渡為廟壩向斜,西北面以家西①號斷層與靈音寺潛高為界,東南與龍市鎮圣燈山背斜相鄰,西南與瓦市潛高相望。

黃家場構造以茅口組、長興組及嘉二段為主力油氣藏,上報儲量73.12×108m3,可采儲量58.71×108m3。

側鉆目的層茅口組是以縫洞型為主要的儲層。勘探實踐和研究成果表明,茅口組裂縫主要發育在構造頂部、軸部、斷層帶和構造陡緩轉折帶等受力強的部位,在同一氣田相同氣層橫向上被致密圍巖分割為互不連通的多個縫洞系統,縫洞系統具有分布極不均質的特征。

構造特點決定了本區塊為了挖掘老井產層資源潛力、增加井口產能,利用老井眼開窗側鉆連通剩余縫洞性氣層無疑是最經濟高效的措施。

二、本區塊側鉆井鉆井技術(以家38-C1井側鉆井為例)

目前,常用的開窗方法有兩種:套管斷銑開窗和磨銑套管開窗,兩種方法各有優缺點。斷銑法效率較高,但是容易斷刀片卡死鉆具;磨銑法效率較低,但更安全可靠。家38-C1井采用磨銑法在原家38井中Ø178mm油層套管內開窗側鉆,據原家38井井史和電測資料提示的水泥返高和開窗側鉆目的設計在1980m開窗。其基本原理是:先用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保證管壁干凈;再在開窗位置注水泥塞,隔開側鉆點以下井眼;掃水泥塞后再下入斜向器,擺好方位后座掛好;下入復式銑錐磨鞋完成套管開窗工作。

1、套管開窗工藝

1.1 側鉆位置優選原則

側鉆位置的選擇與原井套管完好情況、地層巖性、油水層縱向分布狀況、工具造斜能力、開窗方式、地質設計有關。側鉆位置的選擇遵循以下原則:①側鉆開窗位置要盡可能深,充分利用老井套管,避開上部井段復雜的壓力層系;②確保側鉆位置以上套管完好,無變形、破裂和漏失;③側造位置盡量選擇在砂巖和非膨脹泥巖地層,最好能避開膨脹頁巖和巖鹽井段;④側鉆位置不宜選在套管接箍處,盡可能避開射孔井段以保證開窗和鉆進施工安全。

據原家38井井史和電測資料提示的水泥返高和側鉆目的,本井開窗井段定為1980～1990m。

1.2 修刮套管壁

為保證斜向器座掛牢靠,需用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保證管壁干凈。

刮管鉆具組合:152mm通井規+ 177.8mm套管刮管器+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿;

1.3 注水泥塞

為保證斜向器座掛牢靠,開窗前在開窗位置注G級油井水泥塞,措施如下:

①水泥塞面設計在1930m,側鉆點(1980m)以下水泥塞段長控制在100m以上。

②為確保水泥塞質量,減少混漿段,應注2m3左右的前置液和后置液,且候凝72h以上。

③注水泥時,確保水泥漿的密度在1.85g/cm3以上。

④為增加水泥塞的強度,應適當添加水泥強度添加劑。

1.4 通井鉆塞

采用下面鉆具組合通井鉆塞至側鉆井深(1980m)。

鉆塞鉆具組合:152.4mm鉆頭+配合接頭+止回閥+120.7mm鉆鋌3根+旁通閥+120.7mm鉆鋌5根+88.9mm加重鉆桿24根+120.7mm隨鉆震擊器+88.9mm加重鉆桿6根+88.9mm鉆桿。

鉆塞措施:

①下鉆通井過程中預防阻卡,遇阻超過30kN即掛水龍頭劃眼,嚴防鉆具被卡。

②通井過程中,要特別注意工具的管理,防掉落物。

③通井完畢后,充分循環鉆井液兩周以上,確保井眼暢通無阻和井眼干凈。

④鉆至離開窗點最近的一個套管接箍上2～3米,對水泥塞質量進行檢查,水泥塞能承受100kN鉆壓(扣除摩阻后的靜壓值),壓縮距小于0.5m為合格,否則應重新注水泥塞。

⑤鉆塞完后,用通井刮管鉆具組合通井刮管,在斜向器座刮位置進行反復刮管,確保套管上無水泥環。

⑥通井鉆塞后,對套管試壓35MPa(套管腐蝕情況不詳,實際套管試壓值根據套管電測資料解釋結果請示決定),穩壓30min壓力下降不超過0.7Mpa為合格。

1.5 安放斜向器

鉆具組合:152mmDXQ斜向器+斜向器送入接頭+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿。

安放措施:

①送入斜向器時,要求操作平穩,下放速度要慢(1柱/5分)不得猛剎猛放,且時刻注意指重表,遇阻不得超過20kN,以防在下鉆中途斜向器固定錨先期工作,造成支撐斜向器失敗或過早剪斷懸掛螺栓,導致不必要的打撈斜向器作業。

②下鉆至1980m時,停止下鉆,下入單點陀螺進行定向,完成定向后再緩慢下鉆,座放斜向器,斜向器的方位與套管的方位一致,然后緩慢開泵釋放斜向器,完成斜向器的錨定。

1.7 開窗磨銑

為開好窗口,保護導斜器頂不受破壞,應采取強剛性鉆具結構。

鉆具組合:152mmGMX高效復式銑錐+ 120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿。

磨銑參數為:鉆壓5～20kN,轉速55～60r/min,泵壓10～12Mpa,排量10～12l/s。

磨銑措施:

①劃放至初始磨進方入,加壓5～10kN,轉速50～60轉/分的參數磨銑30～40分鐘造臺階,然后控制10～15kN磨進0.2m,最后以10～30kN鉆壓正常磨銑。

②每磨進0.1～0.2m,應上提鉆具劃眼,反復修磨窗口,并定時撈取鉆井液中返出的鐵屑,及時分析磨進情況。

③開窗過程中如鉆速太慢,應加強分析判斷,確認是銑鞋齒磨鈍,則起鉆更換。

④每次下鉆提前于窗口頂開始輕壓劃眼,反復修磨開出的窗口,再接觸窗底按正常磨進參數繼續磨進。

⑤磨銑過程中要求操作平穩,均勻送鉆,并注意轉盤負荷的變化,如發現負荷增加,則上提鉆具反復修磨窗口。每30min撈取鉆井液中的返出物,分析砂樣中鐵屑所占的百分比及形狀,判斷銑鞋磨損程度。

⑥窗口開出后,用錐形銑鞋繼續鉆進4～5m,作為修整與加長窗口的口袋。

1.7 修整與加長窗口

下入152mm復式銑鞋+150mm柱形銑鞋,對窗口進行修整與加長,清除窗口上的毛刺與毛口,確保窗口光滑,并保證鉆進鉆具順利下入。

鉆具結構為:152mmGMX高效復式銑鞋+150mm柱形銑鞋+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱88.9mm鉆桿。

修磨參數:鉆壓10～20kN,轉速60～65r/min。

該組合有較大的剛性,主要目的是依靠柱形磨鞋的側面接觸窗口,使窗口擴大、加長,得到修整。柱形磨鞋的側面接觸參差不齊的窗口時會產生扭矩,所以只要發現有扭矩,就必須在該點繼續磨銑窗口,直到扭矩消失,上提下放不阻不掛,開窗工作即順利完成。

下部鉆進過程提下鉆時,井下鉆具組合通過窗口也應注意不能轉動,因鉆頭或扶正器很可能掛住造斜器邊沿使造斜器轉動或磨壞造斜器。

2 小井眼軌跡控制技術

2.1 工藝措施

家38-C1井設計使用直、增、穩三段制井身剖面定向側鉆,井身結構為:177.8mm×1980m+ Ø152mm×2652m+ Ø104.8mm×2715m,側鉆造斜率4.78°/(30m),閉合方位331°,閉合位移269.4m,最大井斜45.55°。因開窗側鉆井眼直徑僅為152.4mm(6 in),較小的井徑會給定向井井眼軌跡控制帶來很多困難,經研究后,決定在工藝上采取以下措施。

(1)使用MWD無線隨鉆測量系統定向造斜。目的是保證有足夠的井眼跟蹤能力,減少起下鉆次數,達到設計目標要求。同時利用單彎單扶螺桿+PDC復合鉆進自然境斜鉆井工藝,提高機械鉆速、降低起下鉆次數,提高純鉆時效。

(2)由于套管是強磁體,而MWD無線隨鉆工具是利用磁性工具面來控制井眼方向的。因此套管磁干擾嚴重,需改用高邊控制造斜工具的裝置角,跟井眼方向保持一致。用高邊控制到6°,按1°單彎螺桿造斜率4.5°/(30m)計算,新井眼離開套管達2m左右后,可以避開磁干擾,改用磁性工具測量精度較高。

2.2 施工情況

2.2.1 定向造斜

采用有MWD無線隨鉆定向,用單彎螺桿鉆具造斜。實現了深部位定向、造斜工藝過程的連續控制,并使井斜和方位達到設計要求。

鉆具組合:Ø152.4mmPDC鉆頭+ Ø 120.7mm1°單彎單扶螺桿6.59m+止回閥+311×310定向接頭MWD×0.90m+ Ø 120.7mm無磁鉆鋌9.19m+120.7mm鉆鋌107.91m+88.9mm加重鉆桿138.23m+88.9mm鉆桿

鉆進參數:鉆壓30～60KN,轉速40r/min,排量10～12L/s,泵壓17～21MPa。

穩斜段每50m 測一點,及時掌握井斜數、方位的變化趨勢。

由于小井眼環空間隙小和鉆進施加的鉆壓小,使扶正器上部鉆鋌受壓后向下彎曲幅度過小和受到限制,所以鉆頭產生的斜向力小,造成增斜鉆具的造斜能力降低。所以用無線隨鉆測斜儀配合單彎螺桿進行造斜,然后下增斜鉆具,利用復合鉆進自然增斜為主,滑動鉆進為輔,井眼軌跡控制效果非常好,復合鉆進自然增斜率為4.5°～5.5°/(30m),通過適當調節鉆壓達到設計增斜率,盡可能多地采用復合鉆進少用滑動鉆進,提高了機械鉆速,降低了增斜鉆進段的卡鉆風險,也避免了重復起下鉆和倒換鉆具組合,大大節約了時間。

2.2.2 穩斜鉆進

為抑制本區地層自然降斜趨勢,采用MWD無線隨鉆+上扶正器比下下扶正器外徑小的雙扶螺桿鉆具,在復合鉆進時達穩斜鉆進的目的。

鉆具組合:Ø152.4mmPDC鉆頭+ Ø 120.7mm1°單彎單扶螺桿6.59m+止回閥+311310定向接頭MWD×0.90m+ Ø 120.7mm無磁鉆鋌×9.19m+ Ø 120.7mm鉆鋌107.91m+ Ø 88.9mm加重鉆桿138.23m+88.9mm鉆桿(下扶正器150mm,上扶正器146mm)

鉆進參數:鉆壓30～60KN,轉速40r/min,排量10～12L/s,泵壓17～21MPa。

2.2.3 三開井段

家38-C1井用先期裸眼完井方式,三開目的層為茅二段,鉆進時用104.8mm 鉆頭和部分73mm 鉆桿,鉆具尺寸小,抗扭能力小,考慮到所鉆地層堅硬,且為開窗定向井,鉆具在井下的作業環境惡劣,為預防因復雜情況造成的斷鉆具事故發生,決定茅二段鉆進使用井下動力鉆具+PDC鉆頭,施工中有效地改善井下鉆具的受力情況,提高機械鉆速,防止鉆具扭斷。

鉆具組合為:Ø 104.8mmPDC鉆頭+2A30×231接頭+ Ø 73mm螺桿+231×2A10接頭+ Ø 88.9mm鉆鋌+2A11×XT29接頭+ Ø 73mm鉆桿+310×XT29接頭+ Ø 88.9mm鉆桿

鉆進參數:鉆壓20～40KN,轉速40r/min,排量8L/s,泵壓15～17Mpa。

3 其他配套技術

3.1鉆頭與鉆具選擇

由于該井鉆進大部分用螺桿鉆具,很難判斷牙輪鉆頭使用壽命。容易掉牙輪,而且掉牙輪事故較難處理。因此在造斜段和穩斜段均使用PDC鉆頭,以利于提高鉆頭在井下的作業時間,減少起下鉆具次數和防止掉牙輪事故的發生,以利于提高機械鉆速。使用鉆鋌時,少下Ø 120mm鉆鋌,使用Ø 89mm加重鉆桿代替鉆鋌可減少粘卡事故。

3.2 泥漿技術

177.8mm套管開窗側鉆的井眼是Ø 152.4mm,因井眼的環空間隙小,泥漿的流動阻力大,故井下泥漿循環是建立在小排量、高泵壓的小井眼條件下,泥漿要具有較強的抑制造漿能力和防塌防粘卡性能,并具有較低的濾失量、摩擦系數以及良好的流動性。

根據側鉆井的工藝要求和地層巖性的構成情況,在定向側鉆中采用了具有抑制性的聚磺鉆井液體系。嚴格控制鉆井液粘切性能,保證攜砂性良好;配合使用PHP、KJ-888等高分子聚合物抑制粘土水化分散,使細小巖屑能及時除出;及時補充LV-CMC、PAMS-900等降失水劑,嚴格控制鉆井液失水量;適量補充SMC等磺化物的含量,維護高溫情況下聚磺鉆井液性能穩定;根據磨阻和定向加壓顯示,加入固體和液體劑,確保定向安全順利;易塌井段使用足量防塌劑,鞏固井壁,保證井下安全;參照地層壓力系數,逐步提高鉆井液比重,滿足井控要求。泥漿的主要性能參數:粘度35～45s,API失水量

3.3 固井工藝

該井設計Ø 152mm鉆頭進茅口頂5米后掛Ø127mm尾管固井。因為開窗側鉆井眼與所下套管的間隙比較小,過小的間隙則會造成下套管困難和泥漿過早脫水形成水泥橋,特別是在斜井段中,套管難以居中,下套管和固井施工難度較大,為了保證尾管順利下井并能懸掛住,以確保固井質量,在工藝上采取下列幾項措施。

(1)認真做好通井準備工作。通井時對縮徑井段反復劃眼,下鉆到底后循環泥漿,調整好泥漿性能,當泥漿性能良好、井壁穩定、井下正常、泥漿凈化無沉砂后,泥漿中混入固體和液體液,同時在井底段打入稠漿以確保井底無沉砂,短起下15 柱,確實不阻不掛沒有問題后,起鉆下尾管。

(3)采用可靠的尾管懸掛工具及合理的下部結構,以確保尾管下得去、掛得住、倒得開,尾管一次下至預定位置,開泵小排量循環泥漿,并逐漸加大排量,循環2周后,調整好泥漿性能,做好泥漿凈化工作。

(3)把握好水泥質量及化驗關。在小間隙、高泵壓狀態下固井,對水泥漿提出了更高的要求,必須很好地控制水泥漿失水、稠化時間和流變性能,控制水泥漿失水量

(4)保證在高壓狀態下水泥漿密度均勻,替泥漿用大功率水泥車,提高頂替效率,保證固井質量。

4 認識與體會

(1)磨銑開窗方法具有開窗速度快、磨銑套管少、鐵屑容易帶出地面等優點。這種開窗方法適合開窗點深、難度大、多層套管的定向側鉆工藝要求。使用復式銑錐可以克服磨鞋磨銑工藝上的死點區,提高開窗速度。

(2)該井在井深、高溫條件下,使用陀螺儀準確測量并定準開窗窗口的方位。

(3)小井眼增、穩斜困難,不宜用轉盤大幅度增斜,我們采用無線隨鉆測量技術,配合單扶單彎螺桿的自然增斜功能、雙扶單彎螺桿的穩斜功能以克服小尺寸鉆具剛性較弱的缺點,實現了井眼軌跡的良好控制,沒有發生扭方位或中途倒換鉆具組合的現象。

(4)小井眼使用動力鉆具和104.8mmPDC鉆頭,有利于提高鉆井速度,減少起下鉆次數,保證鉆具安全工作。

(5)本井配套的鉆頭鉆具優選、泥漿技術、固井技術有力地輔助了側鉆井施工的順利進行。

參考文獻

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鉆采工藝論文范文第5篇

關鍵詞：資源勘探工程專業 實踐教學

前言

實踐教學是整個教學過程中的最重要得環節之一，是學生理論聯系實際能力、動手能力、分析解決問題能力、創新能力及綜合素質培養的關鍵，是學生走向企業、服務社會的基礎。東北石油大學資源勘查工程（原石油與天然地質勘查）專業歷來重視實踐教學工作，多年來在中國石油天然氣總公司等企業和學校的大力支持下，建立了較為完善的實踐教學體系和良好的環境，培養了一大批廣受油田青睞的人才。

一、構建實踐教學體系

1.分層次遞進式教學

在構建實踐教學體系之時要注意，在教學當中需要分層次進行，采取遞進式的方式逐次推進，從而提高學生的接受能力和學習效率。針對不同年級進行相應的安排，比如針對一年級學生，可以進行一些相對普通的地質認識實習，然后隨著學生掌握的知識不斷的提高而增加實習內容的難度。

2.以專業特色為基礎

在構建資源勘查工程專業實踐教學體系之時，必須充分結合其專業實際，立足于特色進行。該專業的專業特色主要有兩個方面：第一，充分結合專業和學科，科研和教學兩個方面。第二，校企合作，充分發揮企業的作用，保障對學生的培養和之后的崗位需求充分結合。因此在構建該專業的實踐教學體系之時，應該通過建設室內實驗室、校外實踐教學等進行。從而形成從實驗課教學到論文設計的，具有全方位綜合性強的體系。

3.進行科研訓練

進行科研訓練實習，主要是為了提高學生實踐能力，培養其創造性思維。該訓練主要針對已經完成基礎訓練的學生，通過有效的考核進而選拔較為優秀的學生參加。通過教9幣或者學校建立的有關科研基金，以此為學生提供一定的經費保障，同時鼓勵學生參加各類針對該專業的比賽。

二、資源勘探工程專業實踐教學的措施

1.拓展教學方法，提高實踐教學效果

實踐教學和其他的教學過程一樣，合理、先進的教學手段和方法對于提高教學質量有著重要作用。為提高資源勘查工程專業的實踐教學效果，在學校等有關部門的支持下，專業在教學手段和方法方面進行了積極探索。

1.1根據不同的教學內容采用不同的教學形式。在油田生產實踐教學中采用集中與分散相結合的靈活教學方式。在巖心庫、科技博物館等參觀地點，一般采用由專業講解員進行系統講解，帶隊教師和講解員共同補充和答疑的集中教學方式完成實踐教學任務；在采油廠實習基地，先采用集中教學方式，聽取由廠長、總地質師、地質大隊隊長等專家所作的講座，讓學生對現場生產、科研有一個總體的認識，然后再采用4或5人一組的方式深入各礦，各礦配備專門的技術人員進行專門指導，學校教師則采用巡回檢查指導的形式，解答學生在實習中碰到的問題。

1.2充分利用現代化的教學手段。隨著現代教育技術的飛速發展，網絡、多媒體技術在教學中也扮演著非常重要的作用。2007年，學校開通了實踐教學管理系統，實現了管理的網絡化、自動化，2008年專業開通了實驗室網上預約和答疑系統，為每個實驗室都建立多媒體投影系統，開發建設了油田生產實踐教學課件，這些現代化教學手段采用有力地提高了教學效果。

2.突出專業特色、加強專業教學實驗建設

目前本專業具有“普通地質實驗室”、“晶體光學實驗室”、“礦物巖石學實驗室”、“沉積學實驗室”、“地史古生物學實驗室”、“構造地質學實驗室”、“石油地質學實驗室”等以教學為主的實驗室。擁有各類顯微鏡150余臺，礦物、巖石、古生物等各類標本、薄片200余套，構造模型100余套。基礎地質實驗室優勢突出，而體現石油特色的專業實驗室建設尚需加強。根據專業方向，重點建設油氣田勘探地質和油氣田開發地質兩大方向的專業實驗室。隨著科學技術的發展，一些專業課程及其內容需要更新，相應的專業教學實驗室及教學實驗設施建設也要更新，自主研制開發部分石油特色的實驗儀器設備。

3. 建設理論和實踐并重的“雙師型”指導隊伍

實踐教學是理論和實踐結合關鍵過程，這就要求指導教師不但要有豐富的專業理論知識，而且具備足夠的實踐經驗。根據人才培養的需求，專業根據不同類型的實踐教學，進行了實踐和理論并重的“雙師型”指導隊伍的探索和創新實踐，取得積極效果。在油田生產實習中，專業聘請現場經驗豐富的工程技術人員和學校的帶隊教師共同負責實踐教學的指導任務。采油廠的總地質師、地質大隊長、礦長、礦技骨干以及巖心庫和油田科技博物館的講解員組成了現場指導隊伍，發揮他們的專長，分別進行講解油田企業文化、油田生產管理流程、油氣輸送工藝、鉆采工藝、數據采集流程、資料解釋處理、儀器維修維護等方面的知識和經驗，同時在業務和現場操作上給予學生具體的、手把手的指導；學校的指導教師則進行理論指點，使學生更好地將課堂知識和生產實踐融會貫通，為將來的人才引進做好了鋪墊，成為校企合作的良好的渠道。

結語：

總之，與油氣密切相連是我校資源勘查工程專業的特色和專業的優勢，加強基礎地質、油氣地質實踐教學，突出學生的觀察、動手和分析能力，提高理論和實踐相結合的綜合素質，也是人才培養的有效途徑和努力方向。因此，資源勘查工程專業的實踐教學體系建設不可能一蹴而就，也不可能一成不變，必須根據國家形勢和人才的特點，發揮自身優勢和特色，積極總結經驗和教訓，及時進行培養理念和培養體系優化和調整，適應石油行業發展和高等教育改革的要求，真正發揮特色專業的示范和帶動作用。

參考文獻：