鉆井是利用機(jī)械設(shè)備,將地層鉆成具有一定深度的圓柱形孔眼的工程。鉆井的目的一般是為了獲取地下實(shí)物資料,即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等;作為地球物理測(cè)井通道,獲取巖礦層各種地球物理場(chǎng)的資料;作為人工通道觀測(cè)地下水層水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)情況;用作探采結(jié)合,開(kāi)發(fā)地下水、油氣、地?zé)岬鹊你@井。
鉆井直徑和深度大小,取決于鉆井用途及礦產(chǎn)埋藏深度等。鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。主要功用為:
1、獲取地下實(shí)物資料,即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等;
2、作為地球物理測(cè)井通道,獲取巖礦層各種地球物理場(chǎng)的資料;
3、作為人工通道觀測(cè)地下水層水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)情況;
4、用作探、采結(jié)合,開(kāi)發(fā)地下水、油氣、地?zé)岬鹊你@井。
鉆井方法:
1、噴射鉆井:將泥漿泵輸送的高壓泥漿通過(guò)鉆頭噴嘴形成高速?zèng)_擊射流,直接作用于井底,充分利用水力能量,使巖屑及時(shí)沖離井底或直接破碎地層,可大幅度提高鉆井速度。合理的工作方式是采用較高的泵壓、較低的排量和較小的鉆頭噴嘴直徑。根據(jù)成本原則建立數(shù)學(xué)模型,編成計(jì)算程序。進(jìn)行優(yōu)選配合,使鉆井工作實(shí)現(xiàn)、快速、低成本;
2、地層孔隙壓力預(yù)測(cè)和平衡壓力鉆井:用地震、測(cè)井和鉆進(jìn)時(shí)的資料進(jìn)行綜合分析,預(yù)測(cè)地層孔隙壓力和判斷可能出現(xiàn)的異常壓力地層,及時(shí)采取措施以防止突然發(fā)生井噴、井漏和井塌等井下復(fù)雜情況。根據(jù)已知的地層孔隙壓力和地層破裂壓力,確定合理的泥漿比重和套管程序。在井內(nèi)泥漿液柱壓力和地層孔隙壓力近似平衡的條件下進(jìn)行鉆井,稱(chēng)平衡壓力鉆井。可明顯提高鉆速,也有利于發(fā)現(xiàn)油、氣藏;
3、取巖心技術(shù):按設(shè)計(jì)要求從井下鉆取所需層位的巖石樣品,為勘探和開(kāi)發(fā)油、氣藏取得性資料。常用的取心工具主要由取心鉆頭、巖心筒、巖心抓和接頭等部件組成,取心鉆進(jìn)時(shí),鉆頭連續(xù)呈環(huán)形切削井底的巖石,使鉆成的柱狀巖心不斷進(jìn)入巖心筒。為適應(yīng)需要,還有密閉取心、保持壓力取心和用于疏松和破碎地層的取心工具等。
鉆井時(shí),電測(cè)遇阻后一般都采用以下方法進(jìn)行通井:
1、將原鉆具下鉆到底部,充分循環(huán)鉆井液,進(jìn)行洗井;
2、洗井之后,在井底打一段稠鉆井液,通常叫做“打封閉”;
3、在遇阻井段劃眼,劃到底后再循環(huán)鉆井液進(jìn)行洗井;
4、采用“干通”的方法進(jìn)行通井,方法是只下鉆到底,不開(kāi)泵,然后起鉆。
鉆井的方式:
1、頓鉆:頓鉆,又稱(chēng)沖擊鉆。用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底,由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu),使游梁一端上下運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用,使巖石破碎。頓鉆鉆速慢,效率低,不能適應(yīng)井深日益增加和復(fù)雜地層的鉆探要求,逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低,不污染油層等優(yōu)點(diǎn),可用于一些淺的低壓油氣井、漏失井等。
2、旋轉(zhuǎn)鉆:利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石。是當(dāng)前通用的鉆井方法。比頓鉆鉆速快,并易于處理井塌、井噴等復(fù)雜情況;
按動(dòng)力傳遞方式旋轉(zhuǎn)鉆井又可分為轉(zhuǎn)盤(pán)鉆和井下動(dòng)力鉆兩種:
轉(zhuǎn)盤(pán)鉆在鉆臺(tái)的井口處裝置轉(zhuǎn)盤(pán),轉(zhuǎn)盤(pán)中心部分有方孔,鉆柱上端的方鉆桿穿過(guò)該方孔,方鉆桿下接鉆柱和鉆頭,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)帶動(dòng)鉆柱和鉆頭一起旋轉(zhuǎn),破碎巖石;
井下動(dòng)力鉆是利用井下動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭破碎巖石,鉆進(jìn)時(shí)鉆柱不轉(zhuǎn)動(dòng),磨損小、使用壽命短,特別適于打定向井。井下動(dòng)力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動(dòng)鉆等;
井下動(dòng)力鉆具鉆井是利用渦輪鉆具、螺桿鉆具以及沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具靠鉆井液驅(qū)動(dòng)的方法鉆井。特點(diǎn)是進(jìn)尺快、鉆壓小、泵壓高。適合鉆定向井或硬底層井段。
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