中國是世界上早進行石油鉆井的國家。早在西漢宣帝時(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),英國科技史專家李約瑟博士(1900—1995)認(rèn)為頓鉆鉆井是中國的重大發(fā)明。世界旋轉(zhuǎn)鉆井始于1900年,中國到1936年開始引進旋轉(zhuǎn)鉆機在新疆獨山子地區(qū)鉆了一批淺油井。1949年后,中國石油鉆井的發(fā)展經(jīng)歷了四個時期:1949—1959年為初創(chuàng)時期,在這個時期主要是引進和學(xué)習(xí)蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國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)展時期,通過自主攻關(guān),形成了淺井和中深井的鉆井配套技術(shù);1979—1998年是提高時期,廣泛吸收了國外先進鉆井技術(shù),同時通過攻關(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)展了保護油氣層技術(shù);1998年以后是走向市場化的時期,在這時期主要發(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。
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(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。
2、旋轉(zhuǎn)鉆
利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時產(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。
按動力傳遞方式旋轉(zhuǎn)鉆井又可分為轉(zhuǎn)盤鉆和井下動力鉆兩種。
轉(zhuǎn)盤鉆在鉆臺的井口處裝置轉(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,動力驅(qū)動轉(zhuǎn)盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉(zhuǎn),破碎巖石。
井下動力鉆是利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石,鉆進時鉆柱不轉(zhuǎn)動,磨損小、使用壽命短,特別適于打定向井。井下動力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動鉆等。
井下動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)動的方法鉆井。特點是進尺快、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。