利用石油鉆井設(shè)備從地面開始沿設(shè)計(jì)軌道鉆穿多套地層到達(dá)預(yù)定目的層(油氣層或可能油氣層),形成油氣采出或注入所需流體(水、氣、汽)的穩(wěn)定通道(即油氣井),并在鉆進(jìn)過程中和完鉆后,完成取心、錄井、測(cè)井和測(cè)試工作,取得勘探、開發(fā)和鉆井所需各種信息的系統(tǒng)工程。
利用石油鉆井設(shè)備從地面開始沿設(shè)計(jì)軌道鉆穿多套地層到達(dá)預(yù)定目的層(油氣層或可能油氣層),形成油氣采出或注入所需流體(水、氣、汽)的穩(wěn)定通道(即油氣井),并在鉆進(jìn)過程中和完鉆后,完成取心、錄井、測(cè)井和測(cè)試工作,取得勘探、開發(fā)和鉆井所需各種信息的系統(tǒng)工程。為了快速地完成一口井的鉆井任務(wù),施工前必須精心做好鉆井設(shè)計(jì)。鉆井設(shè)計(jì)通常包括鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)和鉆井工程設(shè)計(jì)兩個(gè)部分,鉆井工程設(shè)計(jì)包括工藝技術(shù)設(shè)計(jì)、工期設(shè)計(jì)和鉆井費(fèi)用預(yù)算等。
旋轉(zhuǎn)鉆井法
通過地面動(dòng)力設(shè)備(轉(zhuǎn)盤、頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置或動(dòng)力水)或井下動(dòng)力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續(xù)旋轉(zhuǎn),同時(shí)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(lái)。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(xiàng)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。
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)盤鉆和井下動(dòng)力鉆兩種。
轉(zhuǎn)盤鉆在鉆臺(tái)的井口處裝置轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤中心部分有方孔,鉆柱上端的方鉆桿穿過該方孔,方鉆桿下接鉆柱和鉆頭,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤時(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。