鑽井工藝

石油鑽井工藝的特點是：井眼深、壓力大、溫度高、影響因素多等。以往主要靠經驗鑽井，50年代開始研究影響鑽井速度和成本的諸因素及其相互關係。鑽井新技術、新理論不斷出現。井眼方向必須控制在允許範圍內。根據油氣勘探，開發的地質地理條件和工程需要，分直井和定向井兩類，後者又可分為一般定向井、水平井、叢式井等。

直井井眼沿鉛直方向鑽進並在規定的井斜角和方位角範圍內鑽達目的層位，對井眼曲率和井底相對於井口的水平位移也有一定的要求(圖1)。生產井井底水平位移過大，會打亂油田開發的布井方案；探井井底水平位移過大，有可能鑽不到預期的目的層。井的全形變化率過大會增加鑽井和採油作業的困難，易導致井下事故。

影響井斜角和方位角的因素有：地質條件，鑽具組合，鑽井技術措施，操作技術以及設備安裝質量等。為防止井斜角和井眼曲率過大，必須選用合理的下部鑽具組合。常用的有剛性滿眼鑽具組合（圖2）和鐘擺鑽具組合(圖3)兩種。前者可採用較大的鑽壓鑽進，有利於提高鑽速，井眼曲率較小，但不能糾斜，後者需控制一定的鑽壓，響鑽速，但可用來糾斜。鑽井工藝鑽井工藝鑽井工藝定向井 沿預先設計的井眼方向(井斜角和方位角)鑽達目的層位的井。

主要用於：①受地面地形限制，如油田埋藏在城鎮、高山、湖泊或良田之下；②海上叢式鑽井；③因地質構造特殊（如斷層、裂縫層，或地層傾角太大等）的需要，鑽定向井有利於油、氣藏的勘探開發；④處理井下事故，如側鑽，為制止井噴著火而鑽的救險井等。

定向井的剖面設計，一般由直井段、造斜段、穩斜段和降斜段組成。造斜和扭方位井段常用井下動力鑽具(渦輪鑽具或螺桿鑽具) 加彎接頭組成的造斜鑽具（圖4）。當井眼斜度最後達到或接近水平時，稱為水平井。定向鑽進時，必須經常監測井眼的斜度和方位，隨時繪出井眼軌跡圖，以便及時調整。常用的測斜儀有單點、多點磁力照相測斜儀和陀螺測斜儀。

近年來，還使用隨鑽測斜儀，不需起鑽就可隨時了解井眼的斜度和方位，按信號傳輸方式分有線及無線兩種，前者用電纜傳輸信號，後者用泥漿脈衝、電磁、聲波等。鑽井工藝叢式井 又稱密集井、成組井(圖5), 在一個位置和限定的井場上向不同方位鑽數口至數十口定向井，使每口井沿各自的設計井身軸線分別鑽達目的層位，通常用於海上平台或城市、良田、沼澤等地區，可節省大量投資，佔地少，並便於集中管理。鑽井工藝噴射鑽井 將泥漿泵輸送的高壓泥漿通過鑽頭噴嘴形成高速衝擊射流（通常在m/s以上）,直接作用於井底，充分利用水力能量（一般使泵水功率的50%以上作用於井底）,使岩屑及時沖離井底或直接破碎地層，可大幅度提高鑽井速度。合理的工作方式是採用較高的泵壓、較低的排量和較小的鑽頭噴嘴直徑。

優選參數鑽井在分析已鑽井資料的基礎上，以電子計算機為手段，用最優化的方法，將影響鑽井速度的各種可控因素（例如鑽頭類型、鑽壓、轉速、泥漿性能、水力因素等），根據最低成本原則建立數學模型，編成計算程序。進行優選配合，使鑽井工作實現優質、快速、低成本。

地層孔隙壓力預測和平衡壓力鑽井用地震、測井和鑽進時的資料（機械鑽速、頁岩密度、泥漿比重、溫度等）進行綜合分析，預測地層孔隙壓力和判斷可能出現的異常壓力地層，及時採取措施以防止突然發生井噴、井漏和井塌等井下複雜情況。根據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。在井內泥漿液柱壓力和地層孔隙壓力近似平衡的條件下進行鑽井，稱平衡壓力鑽井。可顯著提高鑽速，也有利於發現油、氣藏。

井控技術當鑽達異常高壓地層而發生泥漿氣侵或井涌時，用計算方法和恰當的技術措施，調整泥漿比重和流動特性，配合使用液動高壓防噴設備進行控制和排除井內溢流，以防止井噴。

取岩心技術按設計要求從井下鑽取所需層位的岩石樣品（岩心），為勘探和開發油、氣藏取得第一性資料。常用的取心工具主要由取心鑽頭、岩心筒、岩心抓和接頭等部件組成，取心鑽進時，鑽頭連續呈環形切削井底的岩石，使鑽成的柱狀岩心不斷進入岩心筒。為適應特殊需要，還有密閉取心、保持壓力取心和用於極疏鬆和破碎地層的取心工具（橡皮套取心工具）等。

劉希聖等編：《鑽井工藝原理》（上、下冊），石油工業出版社，北京，1981。

J.A.”jim”Short,PENNWELLPubl.CO., Tulsa,1982.