中國(guó)是世界上早進(jìn)行石油鉆井的國(guó)家。早在西漢宣帝時(shí)(公元前60—70年),在現(xiàn)在的四川省和陜西省掘鑿鹽井發(fā)現(xiàn)天然氣,并用于煮鹽。到宋仁宗慶歷年間(1041—1048),在四川省自貢地區(qū)用人力頓鉆設(shè)備鉆出了“卓筒井”(小口徑井),英國(guó)科技史專(zhuān)家李約瑟博士(1900—1995)認(rèn)為頓鉆鉆井是中國(guó)的重大發(fā)明。世界旋轉(zhuǎn)鉆井始于1900年,中國(guó)到1936年開(kāi)始引進(jìn)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)在新疆獨(dú)山子地區(qū)鉆了一批淺油井。1949年后,中國(guó)石油鉆井的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期:1949—1959年為初創(chuàng)時(shí)期,在這個(gè)時(shí)期主要是引進(jìn)和學(xué)習(xí)蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國(guó)家的鉆井裝備和技術(shù),旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)得到初步發(fā)展;1960—1978年是發(fā)展時(shí)期,通過(guò)自主攻關(guān),形成了淺井和中深井的鉆井配套技術(shù);1979—1998年是提高時(shí)期,廣泛吸收了國(guó)外先進(jìn)鉆井技術(shù),同時(shí)通過(guò)攻關(guān),形成了深井鉆井和多種功能定向井鉆井的配套技術(shù),并發(fā)展了保護(hù)油氣層技術(shù);1998年以后是走向市場(chǎng)化的時(shí)期,在這時(shí)期主要發(fā)展了小井眼鉆井、大位移井鉆井、水平井鉆井、分支井鉆井、欠平衡鉆井、連續(xù)管鉆井和套管鉆井等鉆井新工藝技術(shù)。
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。
按用途
鉆井工程通常按用途分為地質(zhì)普查或勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、地?zé)徙@井、石油鉆井、煤田鉆井、礦田鉆井、建筑地面鉆井等.
按鉆井方式
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。適合鉆定向井或特殊硬底層井段。
鉆井工程是利用機(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。按巖石破碎方式和所用工具類(lèi)型,又可分為頓鉆和旋轉(zhuǎn)鉆。
在地質(zhì)工作中,利用鉆探設(shè)備向地下鉆成的直徑較小、深度較大的柱狀圓孔,又稱(chēng)鉆孔。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。