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1、石油工程专业毕业论文石油工程专业毕业论文- -小井眼钻井技术的发展和应用小井眼钻井技术的发展和应用随着油气生产费用的提高，以及石油工程领域不断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的提高，钻小井眼井开采油气的优越性更加明显，使得小井眼钻井技术成了继水平井钻井技术之后的叉一研究热点。目前，在国内外该技术已应用于水平井、深井钻井中，如侧钻小井眼多分支水平井等，国外已开始用连续管钻小井眼。通过对调研资料的统计，小井眼技术有以下几个研究和发展方向：小井眼钻头与马达的研制；小井眼完井与井控技术；小井眼钻机研制。 Abstract: With the cost of oil and gas production
2、 ingcease and petroleum engineering fields to rtmote areass and the expansion od drilling technology levelincreasec,Slim hole drilling oil and gas exploration superiority was enen more apparent. Make slim hole drilling technklogy hasbecome followoing Horizontal Diylling technoloqy fork atter a hotsp
3、ot.At present,domestic and foreign technology has been used in the horizontal and deep drilling, such as side slimhole drilling multi-branch horizontal wells. aborad has begun consecutive slim hole drilling pipe.Based on the statistical data study,Slim technoloqy has the following research and devel
4、opment directions :Slim bit and motor decelopment;Slim Comoletion and wellcontrol technlloqy;Slimhole drilling rig deceloped. Key Words: Slim Drilling 目 录 引言 3 一 90 年代以来,国内外小井眼钻井技术得发展方向何趋势3 二 主要技术发展应用情况 4 (一) 国内主要技术发展应用情4 (1)井身结构 5 (2) 钻进方式5 (3)小井眼钻机 7 (4) 钻头 11 (5) 井下马达系统 12 (6) 减小钻柱振动何疲劳破坏技 13 (7)
5、 射流冲击 13 (8) 震击技术 13 (9) 小井眼连续取心技术 14 (10)小井眼水平井钻井系统 16 (11)钻井液 17 (12)小井眼钻井水力参数优化 17 (13)小井眼完井技术 18 (14)小井眼固井技术 19 (15)小井眼井下测量仪器 20 (二)技术发展应用情况 20 (1)钻机20 (2)钻头20 (3)其他配套井筒工具22 (4)小井眼井身结构及钻具组合22 (5)小井眼井控23 (6)钻井液和完井25 结束语 25 参考文献 26 近年来,国内各有天液开始重视和研究小井眼钻井技术。小尺寸PDC、TSD及金刚石钻头已在我国大不分油田推广应用。随着我国小井眼钻井井数
6、的增多。小井眼早期井涌预警、检测技术液越来越受到重视。在钻井液和完井液技术上，国内各油田根据各自地层特征进行了专项研究，其体系配方基本能够达到到安全钻进和保护油气层的目的。国内不少学者在小井眼水力学方面也做了很多工作，但大多数石对国外模式的修正。大庆油田完成的 287 口井，在其平均井深比全部开发井的平均井深多 129.4m 的情况霞，平均机械钻速基本持平，平均钻机月速却提高了 7.17%，获得的效益非常明显。胜利油田小井眼套管开窗定向侧钻技术已步入了答规模的应用阶段。新疆油田和大港油田在深层（4000m）成功地钻成了部分小井眼井 90 近 10 年，随着油气生产费用的提高，以及石油工程领域不
7、断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的提高，钻小井眼井开采油气的优越性更加明显，使得小井眼钻井技术成了继水平井钻井技术之后的叉一研究热点。截至目前，世界上已钻成小井眼井上万口，最大垂直井深超过 6000m。小井服钻井、深井钻井忠，如侧钻小井眼多分支水平井等，国外术已应用于水平井、深井钻井忠，如侧钻小井眼多分支水平井等，国外已开始勇连续管钻小井眼。 场占 地面积 钻井设备 钻井工作人员 钻井费用 钻井岩屑量 其他 1200 小型化、重量轻，利用偏远地区的钻井，钻机和其他辅助设备不足 200t 810 人/d 井场各项费用减少 60%节约钻井成本15%40%，边远和交通空难地区，这个比例高达 70%
8、 一口 2500m深的井其岩屑魏 60t，常规为7001200t 适合于开发各类油气藏，但不适用于高气井，可用于采矿行业的连雪取心井 1-1 目前小井眼钻井技术比较发达的国家有：美国 Amoco 公司、BakerHughes公司、Nabors 工业公司、英国 BP 公司等。近年来，国外公司为了配合小井眼钻井，开发和研制了一系列适合小井眼钻井的配套设备，主要集中在钻头及马达、固井、井控、取心、小井眼水平钻井等方面。研究发展的小井眼先进技术归纳起来有：带有顶部驱动的小井眼钻机;井下动力钻具;采用井控专家系统控制和预防井喷；采用连续取心钻机进行小井眼取心作业，采用高强度固定齿的新型钻头。目前小井眼钻
9、井技术已比较成熟，工具设备配套齐全，已有可用于76.2mm（3in）井跟的钻井工具，以及多种连续取心钻机和混合型钻机。挪威还准备向北海 南部深层的高温、高压气藏发展小井眼钻井。 近年来，国内各油田也开始重视和研究小井眼钻井技术。小尺寸PDC、TSD及金刚石钻头已在我国大部分油田推广应用。随着我国小井眼钻井井数的增多。小井眼早期井涌预警、检测技术也越来越受到重视。在钻井液和完井液技术上，国内各油田根据各自地层特征进行可专项研究，其体系配方基本上能够达到安全钻进和保护油气层的目的国内不少学者在小井眼水力学方也做了很多工作，但大多数石对国外模式的修正。大庆油田完成的 287 口井，在其平均井深比全部
10、开发井的平均井深多 129.4m 的情况下，平均机械钻速基本持平，平均钻井月速却提高了 7.17%。获得的效益非常明显。胜利油田小井眼套管开窗定向侧钻技术已步入了大规模的应用阶段，新疆油田和大港油田在深层（4000m）成功的钻成了部分小井眼井 通过对调研资料的统计，小井眼技术有以下几个研究方向和发展方向：小井眼钻头与马达的研制；小井眼完井与井控技术；小井眼钻机研制。根据大港油田的实际情况，大港油田小井眼钻井技术的发展方向有：老井加深小井眼钻井技术；老井侧钻小井眼或小井眼水平井钻井技术；钻探边井小井眼钻井技术 (). 为了解决小井眼给钻井带来的诸如钻头性能差、机械钻速低、钻井液体系不当导致当量循
11、环密度高和立管压力高及井涌不能及时发现等问题,着重研究了一系列关键技术。 (1) :外公司采用的典型小井眼井身结构如表 1-2. BP 公司 1000m 井 常规井 小井眼井 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 444.5 311.1 315.9 339.7 244.5 139.7 158 120.6 85.9 139.7 98.0 73.9 Amoco 公司 2400 井 常规井 小井眼井 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 444.5 311.1 215.9 339.7 142.9 114.3 钻杆 215.9 152.4 111.1
12、 177.7 127.0 93.9 Naborsm 公司 3000m 小井眼井 Texaco 公司 3000m 小井眼井 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 井眼尺寸/mm 套管尺寸/mm 311.1 209.6 155.6 104.8 244.5 177.8 127.0 93.9 钻杆 311.1 215.9 139.7 103.2 77.0 244.5 177.8 127.0 93.9 69.9 1-2 （2）井眼钻进方式有旋转钻进、井下马达钻进、连续钻进。外各石油公司已开发了多种小井眼钻井系统。图 1-1 为 Shell 公司和Bake Hughes公司联合开发的一种小井眼钻井系统，该系统使
13、用改进固定式钻头和高强度钻杆，包括先进的井涌监测系统。该系统钻机可选择改进的常规钻机、专用小井眼钻机、修井机和连续管钻机。 为改进的连续取心扩用钻井系统，Amoco 公司开发的水力学模型和井涌监测系统及井涌控制技术，利用高性能的油管再加上改型的矿用钻井系统，钻深可达 1400ft(4270m)。 为连续管钻井系统，可与井下马达钻井系统配合使用，提高起下钻速度，并维持井下马达起下井眼时的连续循环。 （3）前，专用的小井眼钻机不多，改进的小井眼钻机仍占多数，原因主要是这类设备缺乏设计规范和公认的标准，加之常规钻机能力过剩，在很大程度上抑制了小井眼石油钻机发展。国外小井眼钻机类型有小型常规石油钻机、
14、采矿式连续取心钻机、修井机、连续管钻机和专用小井眼钻机。20 世纪60 年代之前，国外不少公司使用常规钻机钻小井眼井，70 年代末开始进行小井眼钻机研制及钻机改进，90 年代后出现了特制专用的小井眼钻机。瑞典、美国、德国、加拿大、比利时、意大利、澳大利亚和罗马尼亚等国家均开发应用了新型小井眼石油钻机，并取得了较好的使用效果和钻井经济效益。 一般来说，国外小井眼钻机采用常规旋转钻井设备，如前开口井架、液压绞车、三缸泥浆泵、防喷器组、固相控制设备、取心装置等等，另加其他先进的自动化装置。固控设备的配置要比常规井高一级别，在常规固控设备转良好的前提下，再地面设备减少损坏、降低循环压耗得有效办法。 设备体积小，占地面积少；设备一机多能，既可钻井又可修井，所用钻柱既可钻小井眼又可连续取心；采用专用小型测试装置；现代华程度高。意大利Soilmec 公司推出的 G-100、G-100HD、G-150、G-20
