旋轉(zhuǎn)鉆井法
通過地面動力設(shè)備(轉(zhuǎn)盤、頂部驅(qū)動鉆井裝置或動力水)或井下動力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續(xù)旋轉(zhuǎn),同時利用接在鉆頭上部的一段鉆柱(鉆鋌)的重力向鉆頭連續(xù)不斷施加鉆壓,將巖石切削或碾壓成碎屑,巖石碎屑由鉆井流體不斷地將其帶到地面,并從鉆井流體中分離出來。這種鉆井方法較之沖擊鉆井法可大幅度提高鉆井效率及適應(yīng)各種復(fù)雜的井下地層情況,已替代沖擊鉆井法成為世界各地普遍使用的鉆井方法。
在旋轉(zhuǎn)鉆井工藝技術(shù)研究過程中,形成了以下7項應(yīng)用基礎(chǔ)理論組成的學(xué)科:鉆井巖石破碎力學(xué)、鉆井巖石工程力學(xué)、鉆井管柱力學(xué)、鉆井流體化學(xué)、鉆井流體力學(xué)、井下控制工程學(xué)和鉆井技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)。這些工藝技術(shù)的發(fā)展大大提高了鉆井效率。
一口井從開鉆到完成,要經(jīng)過很多道工序,可分為鉆前、鉆進(jìn)和完井三個不同階段。
鉆前 開鉆前的準(zhǔn)備工作主要包括(見鉆前工程):
(1)定井位。地質(zhì)師根據(jù)地質(zhì)上或生產(chǎn)上的需要確定井底位置。當(dāng)井身軸線按鉛垂線設(shè)計時,井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線上,這就是直井。如果井身軸線定向偏離鉛垂線,井口位置不與井底在同一鉛垂線上,這就是定向井。
(2)修路。為了將各種設(shè)備與物資運入井場,需要修路。因有時滿載車總重可達(dá)30~40t或更多,公路應(yīng)能通行重載車。對于海上鉆井,人員、設(shè)備與物資由專門的補(bǔ)給船或直升機(jī)運送。
(3)修井場。在井口周圍平整并適當(dāng)壓實鋪墊出一塊場地以供施工之用。井場面積因鉆機(jī)而異,大型鉆機(jī)約需120m×90m,中型鉆機(jī)約為100m×60m,形狀大致呈長方形,可因地制宜。
(4)打基礎(chǔ)。為了保證設(shè)備在鉆井過程中不會下陷,要打基礎(chǔ)(或稱基墩)?;A(chǔ)可用方木、水泥預(yù)制塊或在現(xiàn)場用混凝土澆灌。
(5)安(裝)設(shè)備。立井架,安裝鉆機(jī)、鉆井泵及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)等(見鉆機(jī)拆遷安裝)。
完井 從鉆完全部井深起到交井或棄井這一階段的工作。完井階段的工藝包括測井、確定完井方式、下生產(chǎn)套管固井、下油管、射孔、裝油管頭和采油樹,然后進(jìn)行替噴、誘導(dǎo)油氣進(jìn)入井筒,進(jìn)而便可進(jìn)行采油生產(chǎn)。鉆井意義上的完井是從鉆完全部井深起到下生產(chǎn)套管(如需要)固井并測完聲幅驗收合格為止。
①獲取地下實物資料,即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等。
②作為地球物理測井通道,獲取巖礦層各種地球物理場的資料。
③作為人工通道觀測地下水層水文地質(zhì)動態(tài)情況。
④用作探、采結(jié)合,開發(fā)地下水、油氣、地?zé)岬鹊你@井。