钻探一口油气井,因钻井深度、地质软硬、压力、井程须求等不同因素,施工期从十几天到一年以上不等.钻井过程也相当错综复杂,我们仅讨论较重要的关键.
1、下管套
管套设计可说是钻井的重头戏.任何一口井在钻井过程中常会遭遇到数种不同的地质、深度或突发状况、生产开发需求等,所以须要数层套管来保护井孔,才能顺利钻进目标钻进.
凿孔井是由孔井钻进到某地层深度或层次后,下一层管套,再改以较小尺寸之钻头钻进.以出矿坑141号井为例,首期以171/2"钻头钻进到1,500公尺后,先下133/8"表层管套后,只能用121/4"钻头钻进………等.
2、起钻、下钻
为了更换用钝了的钻头,或是准备采岩心样本、修理器材、以及打算在井内做其他工作,需将钻跟钻头提升到地面之后,再将用钝的旧钻头取下,另外接妥新选定的新钻头,并依起钻时的相反顺序,再下到原井底开使钻井.
钻井愈深,起下钻愈费时,真正钻井的时间反而相对减少了,所以如何选用好的钻头,以增加钻井的进度,减少起下钻的次数,缩短施工期限,也是工程人远的职责.
3、泥浆与钻井
旋转钻井法的特点,就是利用泥浆作为井内的循环流体,早期使用在钻井的流体是「水」,远在古埃及时代,埃及人在采石场以手动方式旋转钻头钻二十尺深度的井孔时,就会用水来移除岩屑.我国周朝时(西元前一千一百多年),在四川地区钻凿盐井,也是以水来移除岩屑.水,可说是早期用于钻井的「泥浆」.直到目前,水仍旧是泥浆的主要成份.特别是在低比重的泥浆中,水占全部组成的百分之八十五以上.
随着油井钻井工业的发展,钻井也愈往深部钻井.泥浆除了仍旧担任移除岩屑的重要任务外,必须再具备其它多种功能,才能完成深井及困难井的钻井作业.
泥浆不但可以清除井孔、冷却钻头、循环带出钻碎的岩屑、提高钻进率,更可在井孔内壁形成泥壁,以暂时保护井孔,使他不易崩塌.而若在泥浆中加入重晶石粉,更可以提高泥浆的比重,以抵抗地层的压力防止塌陷,阻止地层流体侵入井孔.如遇漏泥层,也可以在泥浆中添加堵漏材料,以稳定井孔；而泥浆的黏性更可悬浮钻屑,使井孔不致埋没,所以泥浆的功能很多.
泥浆对钻井的重要性,有如血液之于人体,会直接影响钻井工程的成败,因此如何在泥浆各项性质中取得平衡点,并选择适当的泥浆,正是工程队现场队长及泥浆人员的考验.



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1.1农用井工程
农用井工程施工顺序为：选址、定位→挖基坑、泥浆池→安装钻机→制备泥浆、钻孔→安放井管→回填滤料→洗井。
1.1.1施工前的准备工作
管井施工前，应将所需的管材、滤料、粘土及其他物料准备好，并及时运到井场。井管为50cm的加厚井管，其表面无残缺、断裂、弯曲等缺陷，管口平整且平面垂直于井管轴线外径，偏差不大于5mm，壁厚偏差不大于2mm，井管花管极限抗压强度不低于15Mpa；滤料选用料径为5mm的米石。
1.1.2机井定位：按照设计要求和工程的实际情况进行机井定位，定位后请监理进行确认。
1.1.3泥浆池开挖：在距井位5～6m处开挖泥浆池，泥浆池的容积，必须满足施工储浆和沉砂的要求。开挖时以挖掘机为主，人工为辅。泥浆槽的开挖长度不小于16m,容积不小于100立方。
1.1.4安装钻机钻孔：根据管井设计的孔深、孔径、地质及水文地质条件，并考虑钻机运输、施工、水电供应条件等因素，采用济宁150型回旋式正循环钻机造孔，泥浆护壁，采用吊机安放井管。
（1）钻孔钻机就位前对钻孔准备工作进行检查，检查内容包括场地布臵、主要机具安装及配套设备的就位与运转、水电、道路等。
钻机安装后铺上道轨人工推移就位，就位后钻架应平稳，钻头对中偏差不大于2cm，保证钻杆竖直。而后对水、电、机械、泥浆等进行检查，全部达到合格后方可开钻。
钻进过程中做好钻孔记录，按照地层采样并记录，每层至少一个。含水层2-3m采一个，非含水层与不宜利用的含水层3～5m采一个，变层处加采一个，并保存至工程验收。视地质情况，采用济宁150型回旋式正循环钻机钻进，保证钢丝绳松紧适度，依不同地质适当进尺并及时调整泥浆稠度，同时做到经常检查钻机平稳、钻杆垂直情况，井孔垂直度偏差不超过2度，以预防发生弯曲或倾斜，发现偏差及时进行调整。
停钻期间，应将钻具提至安全孔段位臵并定时循环或搅动孔内泥浆；泥浆漏失必须随时补充。
（2）疏孔、换浆和试孔钻孔达到设计孔底标高，经现场技术人员检查合格后，关停主机用比原钻头直径大10-20mm的疏孔钻头扫孔，破除附着在开采层孔壁上的泥皮。孔底沉淀物排净后，及时向孔内送入稀泥浆，使孔内泥浆逐渐由稠变稀，不得突变。清孔后泥浆比重控制在1.05-1.10之间，出孔泥浆与入孔泥浆性能接近一致，孔口捞取泥浆样应达至无粉砂沉淀的要求，其他各项指标均达到要求并经监理认可后方可提钻。1.1.5井管安装
（1）井管质量要求施工中的井管应满足以下要求：
①井管应无残缺、断裂和弯曲等缺陷。
②井管每米弯曲度不得超过3mm。
③井管的上下口平面应垂直于井管轴线。平面倾斜度偏差不得超过井管外径的1.5%。
④井管直径偏差不得超过：无砂混凝土井管内径±6～±9mm；混凝土井管内径±5～±6mm。
⑤井管管壁厚度偏差不得超过：无砂混凝土井管±4～±6mm；混凝土井管内径±3～±4mm。
（2）井管安装井管安装前按照钻孔的实际地层资料进行井管组合排列，并编号记录。下井管前应校正孔径、孔深和测斜，井孔直径不小于要求孔径2cm，孔深不小于要求井深50cm。下管方法根据管材强度、下管深度和起重设备能力等因素，选定托盘下管法。
①先用两根钢丝绳十字交叉把井盘托牢，然后把首节实管吊放在井盘上并在承口下垫满灰浆。
②然后缓慢同时松动钢丝绳，当管口高出井口25cm时停止下管。
③安装花管，在实管口上抹水泥浆后，将花管接上，管内灰浆应抹平里口，多余的应清除干净。井管连接必须对正接直、封闭严密，绑扎牢固。而后松动钢丝绳缓缓下落，重复以上步骤，花管安装完后，安装实管，当井管高出地面30-50cm时停止下管。
④将钢丝绳抽出，进行填砾和管外封闭。
1.1.6填砾和管外封闭
（1）填砾：滤料采用大砂滤料，滤料按标准要求严格筛选，不合格的颗粒含量不得超过15%。滤料除按设计备妥外，还要准备一定
的余量。填砾采用静水填砾。填砾时必须连续均匀，严防棚堵，及时测量填砾高度，校核数量，如与计划填量出入较大时，应查明原因妥善处理。回填滤料根据含水层位臵确定，底部宜低于2m以上，上部应高出含水层8m以上，厚度在粗砾层不少于10cm，粉细砂不小于15cm。所填滤料应留样备查。
（2）管外封闭井管外部封闭，封闭材料采用含砂量不大于5%的半干粘土块。直径在25～30mm，且井口3m以内必须用粘土封闭。管外封闭位臵，上下偏差不得超过300mm。
1.1.7洗井和试验抽水
填砾完毕后应及时进行洗井并补填滤料。
（1）按井的结构、管材、钻井工艺及含水层特征，采用冲抓捞取井中杂物，用吸泥筒吸取井中淤泥，然后用空压机洗井。
（2）洗井完毕后，井底沉淀物厚度应小于井深的5/1000，即35cm。
（3）用水泵进行试验抽水。水泵出水后30分钟采取水样。用容积法测定含砂量，其中：中、细砂含水层不得超过1/20000。试验抽水时，做一次大降深抽水，水位稳定延续时间不少于8小时。
（4）试验抽水应达到设计出水量，至少不低于设计出水量的75%。
（5）试验抽水终止前，应采取水样，进行水质分析，使之达到设计要求。






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打井队打井机的工作方式是泵吸反循环式。它的工作原理是：在大气压力的作用下，循环液由沉淀池经回水沟沿着井孔的环状间隙流到井底，因为此时的转盘驱动钻杆，带动钻头旋转进行钻进，由泥浆泵抽吸建立的负压把碎屑泥浆吸入钻杆内腔，随后上升至水龙头，经泥浆泵排入沉淀池，沉淀后的循环液继续流入井孔，这样如此周而复始，形成了反循环的钻进工作。



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