旋沖鉆井法
在旋轉(zhuǎn)鉆井的基礎(chǔ)上,再加上一個沖擊器,使鉆頭在沖擊動載和旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石的一種鉆井方法。從實際使用結(jié)果看,這種鉆井方法適用于鉆硬巖石及深部地層,在淺部及泥頁巖中較旋轉(zhuǎn)鉆井方法效果不明顯,是對旋轉(zhuǎn)鉆井方法的一種補充。
一口井從開鉆到完成,要經(jīng)過很多道工序,可分為鉆前、鉆進和完井三個不同階段。
鉆前 開鉆前的準備工作主要包括(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。當井身軸線按鉛垂線設計時,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。為了將各種設備與物資運入井場,需要修路。因有時滿載車總重可達30~40t或更多,公路應能通行重載車。對于海上鉆井,人員、設備與物資由專門的補給船或直升機運送。
(3)修井場。在井口周圍平整并適當壓實鋪墊出一塊場地以供施工之用。井場面積因鉆機而異,大型鉆機約需120m×90m,中型鉆機約為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、水泥預制塊或在現(xiàn)場用混凝土澆灌。
(5)安(裝)設備。立井架,安裝鉆機、鉆井泵及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)等(見鉆機拆遷安裝)。
從次開鉆起到鉆完全部井深這一階段的工作。以一定壓力作用在鉆頭上,使鉆頭的刃部吃入巖石,并用接在鉆頭上部的鉆柱帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)以破碎井底巖石,所產(chǎn)生的巖屑通過鉆井流體循環(huán)到地面上來,井就會逐漸加深。鉆頭加到地層上的壓力叫鉆壓,是靠鉆柱在鉆井流體中的自重的一部分產(chǎn)生的。鉆柱從地面一直延伸到井底,井有多深,鉆柱就有多長。隨著井的加深,鉆柱也逐漸增長,其重量也逐漸加大。過大的鉆壓將會引起鉆頭、鉆柱、設備過早的損壞,所以必須將大于所要求鉆壓的那部分鉆柱重量吊懸起來,不使其作用到鉆頭上。下部形成鉆壓的那部分鉆柱處于壓應力狀態(tài),上部被吊懸部分處于拉應力狀態(tài)。
頓鉆
頓鉆 ,又稱沖擊鉆。用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底,由動力驅(qū)動游梁機構(gòu),使游梁一端上下運動,并帶動鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用,使巖石破碎。頓鉆鉆速慢,效率低,不能適應日益增加的井深和復雜地層的鉆探要求,逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設備簡單,成本低,不污染油層等優(yōu)點,可用于一些淺的低壓油氣井、漏失井等。