鉆井工程

內(nèi)容概要

本書主要講述油氣井鉆井過程中的基本工藝及理論基礎(chǔ)，注重理論與工程應(yīng)用相結(jié)合。全書共九章，并配有必要的練習(xí)題，主要內(nèi)容包括：地下各種壓力及井身結(jié)構(gòu)、巖石工程力學(xué)性質(zhì)及鉆頭、鉆柱、井眼軌道設(shè)計及軌跡控制、鉆井液流變特性及環(huán)空凈化、鉆進參數(shù)確定、油氣井固井及完井、油氣井壓力控制、鉆井事故處理及其他作業(yè)。    本書體系完整，層次清楚，深度、廣度適宜，適合作為普通商等院校石油工程專業(yè)的教學(xué)用書，也可供從事油氣井鉆探工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論第一章　地下各種壓力及井身結(jié)構(gòu)　第一節(jié)　地下各種壓力概述　第二節(jié)　地層壓力預(yù)測方法　第三節(jié)　地層破裂壓力預(yù)測方法　第四節(jié)　井身結(jié)構(gòu)設(shè)計第二章　巖石的工程力學(xué)性質(zhì)及鉆頭　第一節(jié)　巖石的工程力學(xué)性質(zhì)　第二節(jié)　鉆頭第三章　鉆柱　第一節(jié)　鉆柱的各部分結(jié)構(gòu)、規(guī)范　第二節(jié)　鉆柱的工作及受力　第三節(jié)　鉆柱強度設(shè)計第四章　井眼軌道設(shè)計及軌跡控制　第一節(jié)　井眼軌跡的基本概念　第二節(jié)　井眼軌跡測量及計算　第三節(jié)　直井井眼軌跡控制　第四節(jié)　定向井井眼軌道設(shè)計　第五節(jié)　定向井井眼軌跡控制　第六節(jié)　水平井鉆井技術(shù)簡介第五章　鉆井液流變特性及環(huán)空凈化　第一節(jié)　鉆井液流動特點　第二節(jié)　鉆井液流變模式　第三節(jié)　鉆井液環(huán)空流動攜巖第六章　鉆進參數(shù)確定　第一節(jié)　鉆進過程基本關(guān)系　第二節(jié)　鉆壓、轉(zhuǎn)速確定　第三節(jié)　鉆進循環(huán)流動壓耗計算　第四節(jié)　鉆進水力參數(shù)確定第七章　油氣井固井及完井　第一節(jié)　利用壓力剖面設(shè)計井身結(jié)構(gòu)　第二節(jié)　套管柱強度設(shè)計　第三節(jié)　固井注水泥工藝　第四節(jié)　油井水泥的水化及水泥漿性能　第五節(jié)　提高注水泥質(zhì)量的措施　第六節(jié)　完井技術(shù)第八章　油氣井壓力控制　第一節(jié)　井底壓力及鉆井液密度確定　第二節(jié)　溢流的發(fā)生、發(fā)現(xiàn)及關(guān)井　第三節(jié)　發(fā)生溢流關(guān)井后的處理　第四節(jié)　天然氣溢流對井內(nèi)壓力的影響第九章　鉆井事故處理及其他作業(yè)　第一節(jié)　鉆井事故及其預(yù)防和處理　第二節(jié)　特殊鉆井作業(yè)

章節(jié)摘錄

插圖：（二）鉆井工程要用到專門的設(shè)備和工具。通過長期的鉆井實踐，并經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，逐步形成了今天的一整套鉆井設(shè)備系統(tǒng)。通常根據(jù)各部分的功能不同，把鉆井設(shè)備系統(tǒng)分為五個小的系統(tǒng)：①起升設(shè)備系統(tǒng)；②旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；③循環(huán)系統(tǒng)；④動力及傳動系統(tǒng)；⑤輔助設(shè)備系統(tǒng)。運用鉆井設(shè)備進行鉆井的基本過程，按其順序分為三個階段，即鉆前準(zhǔn)備、鉆進過程、完井作業(yè)。（1）鉆前準(zhǔn)備首先依據(jù)鉆探需要確定井位，然后完成井的設(shè)計。在石油勘探和開發(fā)過程中，由于每口井的鉆井目的和任務(wù)不同，一些井是為了探明儲油構(gòu)造，另一些井是為了開發(fā)油氣田需要，鉆井設(shè)計也有所不同，常把井分為不同的類型。鉆前工程是鉆井施工的第一道工序，它主要包括：①修公路，以保證通往井場的物資運輸；②建井場及設(shè)備基礎(chǔ)，為鉆機、井架、鉆井泵等設(shè)備準(zhǔn)備基礎(chǔ)和鉆井場地；③設(shè)備搬運、安裝并調(diào)試；④井口準(zhǔn)備，包括挖圓井、下導(dǎo)管并封固、鉆大鼠洞及小鼠洞等。（2）鉆進過程人井鉆具中起破碎井底巖石作用的破巖工具叫“鉆頭”，連接井底鉆頭與地面設(shè)備的管串叫“鉆柱”。鉆進時，利用部分鉆鋌的重力作用，以一定壓力作用在鉆頭上形成“鉆壓”，由轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)動力水龍頭帶動鉆柱及鉆頭旋轉(zhuǎn)（在使用井下動力鉆具時，鉆柱不旋轉(zhuǎn)），使鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎井底地層巖石，加深井眼。井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑則通過循環(huán)鉆井液被攜帶到地面上來，這一過程稱為“洗井”。在鉆進中，鉆頭不斷破碎巖石，井眼逐漸加深，則鉆柱也需要加長，因而需要不斷加接鉆桿（接單根）。由于鉆頭在工作中會有磨損，機械鉆速會下降，當(dāng)鉆頭磨損到一定程度則需要更換新鉆頭，為此，需將全部鉆柱從井內(nèi)起出（起鉆），更換新鉆頭后再將新鉆頭及全部鉆柱下人井內(nèi)（下鉆），這一過程稱為“起、下鉆”，有時為了處理事故、測井等也需進行起下鉆作業(yè)。在鉆井過程中，井眼不斷加深所形成井眼的井壁應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，不發(fā)生復(fù)雜情況以保證繼續(xù)鉆進。在鉆進中要鉆穿各種地層，而各地層的特點不同，其巖石強度有高有低，有的地層含高壓水、油、氣等流體，有的含有鹽、石膏等。這些會給鉆井帶來復(fù)雜情況，妨礙繼續(xù)鉆進進行，這需要下入套管并注入水泥進行封固，然后用較小的鉆頭繼續(xù)鉆出新的井段。每改變一次鉆頭尺寸（井眼尺寸）開始鉆新的井段的工藝叫“開鉆”，一般情況下，一口井的鉆進過程中應(yīng)有幾次開鉆，井深和地層情況不同，則開鉆次數(shù)也不同。（3）固井和完井固井是在已鉆成的井眼內(nèi)下入套管，然后在套管與井壁之間的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿，在套管的下段部分或全部環(huán)空，將套管和地層固結(jié)在一起的工藝過程，它可以防止復(fù)雜情況以保證安全繼續(xù)鉆進下一段井眼。鉆進過程主要進行三方面的工作：①破碎巖石；②清除巖屑；③保護井壁。

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