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1、-中国石油大学华东现代远程教育毕业设计论文题目：小井眼钻井技术毕业论文学习中心：华北油田学习中心年级专业：网络12春 石油工程钻井学生：董浩*：指导教师：王丽职称：讲师 导师单位：中国石油大学华东中国石油大学华东远程教育学院论文完成时间：2021年6月 01 日中国石油大学华东现代远程教育毕业设计论文任务书发给学员1设计(论文)题目：2学生完成设计(论文)期限：年月日至年月日3设计(论文)课题要求：4实验上机、调研局部要求容：5文献查阅要求：6发出日期：年月日7学员完成日期：年月日指导教师签名：学生签名：注：此页由指导教师填写摘要对于小井眼的提法有各种各样，不尽一样，国外到目前为止没有统一的定
2、义，开展和应用小井眼技术的主要目的是降低钻井本钱，专用小井眼钻井系统是实现小井眼钻井的关键，而小井眼技术的难点主要表现在井控方面，主要表现在：环空间隙、系统的压力损失大、井涌检测技术、小井眼压井方法；鉴于以上情况，接下来作一个综合分析。关键字：本钱，钻井系统，井控目录第1章前言1第2章小井眼的根本概念12.1小井眼钻井技术开展概况12.2小井眼技术开展的原因32.2.1 经济因素32.2.2 技术进步3勘探开发的需要3第3章小井眼钻井系统、装备及工具43.1小井眼钻井系统4转盘钻进系统4连续取芯钻进系统4井下动力钻具钻进系统43.2 国外小井眼钻井设备的开展现状43.3 国小井眼钻井设备现状7
3、第4章小井眼技术的难点及对策84.1小井眼井控与常规井控的差异8环空间隙小井眼环空体积小84.1.2 系统的压力损失大94.2小井眼井涌检测技术104.2.1 Amoco公司井涌检测法出入口流量法104.2.2 Ana drill公司的井涌检测方法104.3小井眼压井方法-动态压井法11动态压井法动平衡压井114.3.2 动态压井的实施114.3.3 应注意的问题11第五章结论12参考文献13致14. z.-第1章 前言小井眼钻井技术应用领域比拟广阔，随着钻井技术设备及工具的出现，当前，小井眼技术不仅可用于浅井，直井，也可用于中深井和深井，定向井和水平井，多分支井；不仅可用于探井也可用于开发井
4、；不仅用于打新井，也用于老井加深和开窗侧钻。因此，小井眼技术用于低渗透油气田的开发，老油田中后期挖潜开发和遥远新区的勘探，都具有突出的优越性。在过去的几十年里，国外对小井眼钻井技术进展了大量的研究，取得了很多成果，形成了相对完善的理念。这些成果非常值得我们去借鉴。下面将从国外的一些技术入手向大家介绍小井眼钻井的开展。第2章 小井眼的根本概念对于小井眼的提法有各种各样，不尽一样，国外到目前为止没有统一的定义。(1) 美国Amoco公司：90%以上的井眼用小于6的钻头钻成。(2) 法国Elf公司：完钻井眼小于常规完钻井眼81/2 的井统称为小井眼。(3) 但凡大于2 3/8油管不能作管柱的井称小井
5、眼；(4) 全井90的井眼直径是用小于7钻头钻的井称为小井眼；(5) 还有的认为环空间隙小于1的井眼为小井眼。目前，比拟普遍的定义是：90的井眼直径小于7 或 70的井眼直径小于6的井称为小井眼井。2.1小井眼钻井技术开展概况小井眼钻井是于始于上世纪40年代，50年代美国的Carter公司在犹他州，阿肯色州，路易丝安那州等地钻了108口小井眼井，得出的结论是钻小井眼井在经济上是合算的。据统计，50年代后期至60年代初，世界上有131家石油公司共钻了3216口平均井深为1376m。的小井眼井 最大井深达3658m，明显降低了钻井本钱。在这期间，小井眼钻井兴旺，开发了小井眼钻井的配套工具，如小尺寸
6、卡瓦、吊卡、扶正器、防喷器、井口等 。进入60年代中后期，世界围小井眼活动减少，主要原因是借助常规钻机或改良的常规钻机打小井眼井节省费用不大。70年代初，开场借用采矿业的小井眼连续取心钻机钻井，并专门研制专用的小井眼钻机，例如瑞典的Cordell 公司研制的MD系列钻机。80年代中期以前，小井眼没有引起石油界足够的重视，原因之一是当时的油价较高。原因之二是小井眼钻井技术还不完善。80 年代中期以来，由于油气价格的下跌，世界围石油工业不景气，钻井综合本钱压力大，小井眼又引起广泛重视。当时英国的 BP公司1986年在Plunger油田，用MD3型小井眼钻机钻6口1000M的井，并取得了很好的效果。
7、这几口井的井身构造为61/4168.75 mm钻头51/2 (139.7 mm套管)40m43/4120.65 mm钻头37/896.875 mm 套管500m33/885.725 mm钻头27/873.914 mm套管1000m90年代小井眼钻井成为世界围的热门技术之一，并且小井眼钻井技术和装备趋于成熟，特别是连续软管钻井技术的开展，使小井眼可完成常规井眼完成的任务，例如小井眼定向井、水平井、大位移井、欠平衡压力钻井、地质导向钻井等。电子学的进步为小井眼技术的开展奠定了根底。采用小型传感器就不必利用常规直径的油井来获得地下信息。从而可大大降低本钱。就目前的勘探技术、油藏描述技术及输送EOR化
8、学药剂的技术来说，采用直径为3.2-6.03cm的小井眼与2.22cm的小型测井工具组合将是一个很好的选择方案。美国能源部(DOE)正在开发通过小井眼技术减少获得地下信息本钱的技术。该工程的主要任务包括：(1)利用当前可用的连续管技术对浅井进展小井眼钻井；(2)对深井小井眼钻井的可行性进展评估；(3)将井底钻井设备小型化，并对其进展测试；(4)将测井工具小型化；(5)在地震检测仪器设备中结合新兴的小型传感器技术；(6)通过小井眼来输送EOR化学药荆。小井眼钻井系统由1个机械旋转的刮刀钻头、1个水力驱动的容积式马达以及连续管钻柱等组成。通过对井径为4.45 cm垂直井的小井眼钻井系统的工业可行性
9、实验研究说明该系统适用于连续管钻井，在Cathie岩与Berea砂岩中的钻进速度可达30.5m/h。在常规油田测井工具中标准尺寸最小的直径为4.29cm，这对小井眼来说尺寸仍太大，无法使用。因而，按常规设计了2.22cm的伽马测井工具，结合密度与井径测井曲线，可提供足够多的测井资料。目前还没有适于小井眼尺寸的井径测量工具，但将其微型化也不是很难。此外，还需要小型轻便的测井电缆以及相关的数据采集系统，而采用连续管传送测井工具将成为可能。2.2小井眼技术开展的原因2.2.1 经济因素开展和应用小井眼技术的主要目的是降低钻井本钱。据几家石油公司小规模实验统计，与常规井相比小井眼可节省钻井费用25-5
10、0%。在个别遥远地区甚至使钻井费用降低75%。特别是80年代中期油价下跌，迫使各石油公司用更廉价的勘探方法，小井眼便是其主要途径。具体原因(1) 小井眼钻井的初期投资较小，包括使用较小的钻机、较小的井场、较细的管材、较少的泥浆、水泥等；(2) 小油藏使用小井眼钻井技术可以较经济地采油；(3) 对于有疑问的产层主要勘探可以经济测试；(4) 小井眼的修井本钱较低；(5) 小井眼的整体开发本钱较低。以上这些因素对于油公司和钻井承包商都具有很大的吸引力。 2.2.2 技术进步进入80年代，小井眼钻井装备小井眼钻机、连续软管钻机、工具小尺寸防喷器、井口、钻头、井下动力钻具等和整套小井眼钻井技术小井眼水力
11、学、井控技术、固井完井等均取得重大开展，使平安经济地进展小井眼钻井成为可能。2.2.3勘探开发的需要在遥远地区，地面条件恶劣，运输困难的地区，勘探工作风险大，地震工作在短时间不能获得准确的地下资料，在这些地区打一些小井眼连续取芯的探井，可及早搞清地下情况，及早作出决策，减小勘探的风险。第3章 小井眼钻井系统、装备及工具3.1小井眼钻井系统专用小井眼钻井系统是实现小井眼钻井的关键。典型小井眼钻井系统有3种根本型式，转盘钻进、连续取芯钻进和井下马达系统。共同特点是：采用小钻机、小直径钻具和高转速钻进，比常规钻井系统可节约钻井本钱40-70%。3.1.1转盘钻进系统采用小直径钻杆和高速度的金刚石钻头
12、，钻速一般可达6m/h。该系统可用在50.8mm小井眼进展取芯钻进、扩眼完井，还可以用于老井加深的小井眼完井。3.1.2连续取芯钻进系统Amoco 公司最早研制并使用了这种钻井系统，采用矿业取芯小钻机，液压顶驱，外平接头薄壁钻杆，电缆可回收岩芯筒和取芯钻头。顶驱钻速可高达2250r/min，一般使用400-800r/min，采用电缆可回收岩芯筒和111.3mm取芯钻头，得到连续岩芯长度可达12.19m。在开发井的小井眼取芯钻井中，取芯率高达98.3%。3.1.3井下动力钻具钻进系统国外已研制了多种小型井下动力钻具又称井下马达用于钻小井眼井。螺杆钻具直径为38.1-85.73 mm，可钻井眼直径
13、相应为50.8-114.3 mm。钻井速度为500-1000r/min，钻井速度比转盘钻快3-5倍。3.2国外小井眼钻井设备的开展现状(1) 由常规石油钻机改造的小井眼钻机美国Pacer钻井公司、Coffer公司在常规石油钻机上装配了1套钢丝绳连续取芯装置，将其改造成能钻6000m的小井眼钻机。并制造了能满足钻压和转速要求的92.7mm特殊钻柱。法国FortsonFormer公司分别改造成功了1台WN Apache型拖车式、全自动液压驱动小井眼钻机和1台可控硅电驱动半自动钻机。其共同特点是自动化程度高、作业更平安、效率高，只需3人操作，所用钻杆较常规钻杆长，钻机配备有液压大钳，自动卡瓦，管子自
14、动排放系统，并配有220 kW(300hp)液动顶驱装置，钻机体积小，钻井深度2500m。意大利改装成的G150钻机，全部采用液压驱动，整部钻机安装在1台半联挂式牵引车上，移动非常方便。其顶部驱动装置安放在井架上，并由2根钢缆悬吊，缆绳滑轮在液压缸顶部，并固定在半挂车的支架上，可使大钩具有液压缸伸缩速度的2倍。液压缸支撑柱轻便又可改变高度。改造的另一局部是竖直钻杆排放导轨系统，共有12个排放钻杆笼，每个可装18根88.9mm立根，利用一悬臂吊可把钻杆抓举到井眼中。钻机最大起吊行程可达16m，钻机平台高度为6.1m，顶驱由4个液压马达组成，并可提供可达36kNm 的扭矩，发电系统和冷却风扇都安装
15、在隔音房，钻机平台上安置了自动化液压卡瓦和动力大钳，专门设计的小井眼钻井液处理系统也集中在钻机上，泥浆槽容量为80 L/cm便于快速监测。该钻机的质量为20t，可钻2000m以下的井。据英国壳牌公司统计，至少有5个国家将常规钻机改造成小井眼钻机，并钻了几百口井，在一定程度上，取得了较好的经济效益。但改造的小井眼钻机，系统工作不可靠，尤其是升降系统，在下套管时常会出现故障；改造型钻机平台不标准，配套设备及工具(如卡瓦、大钳、升降系统等)在钻机平台上布置不易协调，势必会影响钻井作业时间；对钻机实现完全自动化改造，需投资费用较高。所以，国外钻井经历说明，使用改造的小井眼钻机还不能取得非常令人满意的效果。(2) 专门设计的几种典型小井眼钻机瑞典Micro drill公司是最先设计小井眼钻机的公司，已设计了800m、1500m、1700m三种规格的小井眼钻机，其中MD-1500型钻机井架高11m，最大钻深1500m，液压顶部驱动装置安装在井架上，钻台配有自动液压卡瓦，采用3m长外平加厚钻杆，接单根时用人工放在钻柱顶部，
