钻井完井

整个勘探开发流程:地质勘察—物探—钻井— 录井—测井—固井—完井—射孔—采油—修井— 增采—运输—加工等。

油气钻完井学术问题的分类： ①力学问题：流体力学、管柱力学、岩石力学②化学问题③工程地质问题 ④关键技术问题：井眼轨迹控制技术、井眼失稳与控制技术、高效破岩与洗井技术、储层保护技术、综合设计方法、钻井成本问题、钻井污染问题 ~各项技术的问题： 深井超深井，水平井，大位移井，连续管，小井眼， 欠平衡 软件的定义： 软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一 部分，它是包括程序，数据及其相关文档的 完整集合

岩石力学的研究内容及目的： ①研究岩石在载荷作用下的应力、变形和破坏 规律以及工程稳定性等问题②研究岩石在各种应力状态下的力学性质和机械性质 目的：选择合适的钻头类型

破岩方式按岩石破碎机理分类： ①热力破坏②熔融和汽化③化学溶解④机械破碎 特殊注水泥方式： 特殊方法的使用基于井下特殊情况：①低破裂梯度存在而水泥要求高返时用双级法②大尺寸套管注水泥用内管法③有低压漏层的大裂隙条件用外管法④极易漏失井用反循环法⑤特殊井为提高充填质量的浅井用延迟法 传统的套管设计存在的主要问题

一是对套管受力形态的认识，认为套管所受的外挤力只是由静水柱压力或泥浆柱压力产生的，没有考虑在开发过程中地层对套管的作用力；

二是外挤力对套管作用方式的认识，认为套管所受的外挤力沿套管径向均匀分布，没有考虑在开发过程中套管可能受到的非均匀载荷、集中对向载荷以及剪切载荷；

三是对套管强度的认识，认为作用于套管的载荷是均匀的，套管的强度就是API套管强度，而实际上载荷不是均匀的，在多向应力的作用下套管抗挤强度已不是原有强度 井架 组成 ：主体、天车台、天车架、二层台、立管平台、工作梯 分类：塔形井架、前开口井架、A型井架、桅形井架 基本参数：最大钩载、高度、二层台容量。 深井快速钻井技术一般从哪三个方面考虑：

一、装备方面：选择大功率，高性能，自动化程度高的钻机，选用先进钻头，采用其他先进设备和井下工具 二、工艺方面：实施实时监控，优化钻井参数，用优质钻井液进行平衡钻井，实现科学化钻井作业 三、执行方面：加强管理，尽量减少钻井事故 影响深井钻速的主要原因： ①地质因素和井身结构设计不合理造成复杂情况影响钻速②大直径井眼机械钻速低③深井段致密硬塑性泥页岩，泥质砂岩和砂质泥岩等难钻地 层机械钻速低④小直径井眼机械钻速慢

螺杆钻具的工作原理：钻井液流过马达，在马达的进出口形成压力差，推动转子旋转，将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头，即将液体的压力能转化为机械能。 涡轮钻具的工作原理：当钻井液流经涡轮定子时，因流向改变而产生的反作用力矩可推动转子旋转，从而带动主轴旋转，并把转矩传递给钻头。 涡轮钻具和螺杆钻具的区别：①结构差异②工作原理不同③工作特性的区别④转速差异⑤压降差异⑥耐温性能差异⑦直径影响的差异⑧横振差异⑨长度差异

等壁厚定子的优点：①可以避免常规定子橡胶滞后热的积聚效应，降低因之 导致的橡胶破坏风险 ②散热性好，可有效减缓橡胶的热老化，可以适应更高 的井底温度 ③热膨胀、溶胀均匀，有效保证马达线型，提高密封性 ④橡胶层薄，单级密封压力高 钻杆横向振动发生的机理：①屈曲引起底部钻具组合的横向振动：

直井，中性点以下钻柱的轴向力足以使钻柱产生静力失稳，钻头旋转阻力矩使平面屈曲转化为空间螺旋屈曲，钻柱的运动不稳定，出现公转-涡动。

②钻头与地层相互作用引起BHA横向振动 ③其他因素引起的横向振动

单牙轮钻头的破岩原理：单牙轮的牙轮绕轮轴转动产生冲击和压入作用，同时牙轮表面各个部位相对于井底产生不相同的滑移运动，形成网状切削轨迹的井底模式。

它对于破碎产生塑性转化的岩石特别有利。在该切削方式中， 牙齿和岩石接触时间更多，传递的能量更充分，破岩效率更高。

SMITH公司在钢齿钻头工艺方面做出了很大贡献。由于钢齿棱角导致了牙齿在破岩过程中的应力集中，而且影响耐磨层的厚度，因此SMITH把棱角倒成圆角，其他面做成波浪形，增加耐磨层的厚度，从而提高牙齿的寿命。

用作钢材切割工具的碳化钨，常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物，来提高抗爆能力

三牙轮钻头采用轴承套的优点：①牙轮钻头工作时，牙轮首先转动，其次浮动套在其外表面与牙轮内表面之间的摩擦力作用下转动，并形成外摩擦副 ②其内表面与牙爪大轴颈外表面又有相对转动， 形成内摩擦副 ③内、外两对摩擦副把相对滑动速度一分为二，从而降低了各摩擦副间的相对滑动速度④因此浮动套的优点是降低滑动轴承的相对滑动速度、温 升以及摩擦功率损失，延长了轴承的使用寿命。

PDC钻头剖面的结构

深锥面 优点：稳定性较高；中心区域的金刚石覆盖率大 缺点：导向性不好；清洗效果不好；攻击能力低 浅锥面 优点：导向性强；清洗效果好；攻击性强

缺点：稳定性差；金刚石覆盖率低

PDC钻头的进展: ①基于加工制造的新型PDC钻头②基于切削齿形状设计的新型~③基于切削齿布齿的~④复合~⑤用于页岩储层定向~⑥用于地质评价的微芯~ 钢体钻头和胎体钻头的区别？

一、制造方式不同： 钢体钻头是由合金钢使用多轴车床加工钻头的冠部形状， 然后与接头对焊而成；胎体钻头是由各种胎体粉和金属钢架在模具内经高温烧结而成。

二、使用侧重点不同：钢体钻头适用于不含砾、抗压强度低、易钻的地层； 胎体钻头本身强度高，主要适用于含砾、抗压强度高的难钻地层。

钻头泥包的机理：粗糙PDC钻头胎体表面增加了PDC钻头的粘附力，尤其在钻井液静止后PDC钻头齿的静电力使粘土粘附在钻头表面，从而导致钻头泥包。

解决方法：对现有PDC钻头进行防泥包镀层技术处理，即对PDC钻头进行镍磷耐磨加厚处理和电镀处理形成强的化学键。

惰性不溶固体加重剂对比可溶性盐钻井液加重剂能降低钻井液中固相含量，有利于流变性调控和提高机械钻速，但成本较高，对钻具的腐蚀性强，使用中一般要加缓蚀剂。 高温对钻井液处理剂的影响：①高温降解：高温下，有机高分子处理剂的主链断裂或亲水基团与主链的连接处断裂 ②高温交联：处理剂分子结构中存在的各种不饱和活性基团，在高温作用下相互连接，产生交联，增大了分子量

③高温解吸：温度升高，处理剂在粘土表面的吸附平衡向解吸方向移动，吸附量降低。 ④高温去水化作用：处理剂的亲水基去水化作用在高温下发生

高温对黏土的影响： ①高温分散：泥浆中的粘土粒子在高温作用下，自动分散的 现象

②高温钝化：经过高温作用后粘土表面活性降低的现象

③高温聚结：已经高度分散的粒子由于高温作用降低分散度 的趋势

分子设计：从分子、电子水平上，通过数据库等大量实验数据，结合现代量子化学方法，通过计算机图形学技术等设计新的分子

正交试验 定义：正交试验设计是安排多因素试验 、寻求最优水平组合的一 种高效率试验设计方法 是利用正交表来安排与分析多因素试验的一 种设计方法

意义： 它是从试验因素的全部水平组合中，挑选有代表性的水平组合进行试验的，不仅能了解全面试验的情况，也能找出最优的水平组合。

平面应力问题和平面应变问题的区别：①第三维度上的应力应变情况不同：平面应力问题可以忽略第三维度上的应力，而平面应变问题可以忽第三维度上的应变略②平面应力问题讨论的弹性体为薄板③平面应变问题讨论的是具有很长的纵向轴的柱形物体， 横截面大小和形状沿轴线长度不变

套管轴向应力有：①由井内套管柱自重而产生的初始轴向应力②由管柱内外压力泊松效应而产生附加轴向应力③由弯曲井段带来的弯曲应力④因温度变化而产生的热应力

水平井的设计思路和基本方法：目的层油藏地质设计→产量预测→完井方法选择→水平段设计→目的层以上的剖面设计→套管程序设计→井下工具与测量方法选择→水力参数设计与地面 设备选择→经济评价

砂砾岩和砂岩的区别： （1）砂岩的主要是由小直径的成分组成，而砂砾岩中含有较 粗的成分（2）砂岩是在水流比较缓慢的环境中形成的，砂砾岩则在水 流急的环境下形成。

智能完井的相关信息 智能完井系统是一个实时注采管理网络，在井中安装可获得井下油气生产信息的永久性传感器，实时采集井下压力、温度、流量等参数，通过数据传输系统和控制设备，在地面进行数据收集和决策分析，形成油藏管理决策信息，并通过控制系统实时反馈到井下对油层进行生产、注气、注水遥控、提高油井生产状态的生产系统。通过智能井可以进行远程控制，达到优化产能的目的 面临的挑战：①井下元器件的稳定性和可靠性②国内的油藏条件提高了智能完井技术的难度③多科学、多专业知识的人才匮乏④高昂的费用 数字化油田的重要组成部分

智能钻井

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