石油工程08级6班文果学号：0801010631
海洋石油工程钻井工艺工程
海洋钻井前先将钻井机械装在定位于海中的平台，钻井工艺基本上与陆地钻井相同。但由于钻井装置和海底井口之间存在着不断动荡的海水，因此海上钻井具有特殊性。
一钻井平台的选择
钻井平台主要分为活动式平台，固定式平台，半固定的张力腿式平台，拉索塔式平台 其主要依据是水深，海底地质条件，海洋环境，钻井类型，后勤运输条件等 活动式平台，由于机动性能好,故一般均用于钻井。坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。 自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。
固定式平台整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小,抗风暴的能力强。缺点是机动性能差,一经下沉定位固定，则较难移位重复使用。桩基平台属钻井、采油平台,工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米）,是目前世界上使用最多的一种平台。从设计理论和建造技术来衡量，它都是一种最成熟和最通用的平台型式。钢筋混凝土重力式平台是70年代初开始发展起来的一种新型平台结构，目前主要用于欧洲的北海油田。这种平台具有钻井、采油、储油等多种功能，水深在200米以内均可采用，最佳水深为100～150米。
半固定的张力腿式平台及拉索塔式平台是两种适合于大深度海域（200米以上）的平台结构。 是近年来发展起来的新结构型式，具有明显的优点。但仍处于研究试制的阶段。活动式平台，由于机动性能好,故一般均用于钻井。坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。 自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。
固定式平台整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小,抗风暴的能力强。缺点是机动性能差,一经下沉定位固定，则较难移位重复使用。桩基平台属钻井、采油平台,工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米）,是目前世界上使用最多的一种平台。从设计理论和建造技术来衡量，它都是一种最成熟和最通用的平台型式。钢筋混凝土重力式平台是70年代初开始发展起来的一种新型平台结构，目前主要用于欧洲的北海油田。这种平台具有钻井、采油、储油等多种功能，水深在200米以内均可采用，最佳水深为100～150米。
半固定的张力腿式平台及拉索塔式平台是两种适合于大深度海域（200米
以上）的平台结构。 是近年来发展起来的新结构型式，具有明显的优点。但仍处于研究试制的阶段。
二钻井平台的定位
1 锚泊定位用锚抓住海底，再通过锚链或锚缆拉住平台将其定位。锚泊定位的最大水深可大1200m。
2动力定位利用平台本身的动力装置产生的定向动力，来平衡会是平台偏离标准位置的风力，波浪力和海流力，从而使浮动的未锚定的平台自动保持在一个规定的移动范围内。
三钻井水下装置
其系统组成为：
1引导系统
（1）井口盘：第一个被安放在海底的圆饼形部件。中心开孔，孔内有与送入钻具配合的“J”槽。用于确定井位，并固定水下井口。
（2）导引架结构：有四个导引柱，每根柱上有一根永久导引绳。其作用是导向。
（3）导管：也起导向作用
2防喷器系统：水下井口装置的核心部分
包括：万能防喷器，剪切闸板防喷器，半封闸板防喷器，全封闸板防喷器，四通及压井防喷管线，防喷器控制操作系统等
防喷器系统的控制操作通常是用电力、气动和液压系统组成。液压管线汇集起来形成“管束”，捆绑在防喷器框架上，引向平台的软管绞车上。液压能量由平台上的储能器提供。平台上的控制部分，一般有电动和气动控制系统。电动控制简单、迅速，所以一般情况下尽可能使用电动控制。在发生井喷的情况下，不允许使用电的时候，就要使用气动控制系统。
3 隔水管系统处在防喷器系统的上面。
1)主要作用：
①引导钻具入井，隔绝海水，形成泥浆循环的回路。
②隔水管系统还要承受浮动平台的升沉和平移运动。
2)隔水管系统包括：
伸缩隔水管，隔水管，弯曲接头，张紧装置等
4套管头组根据钻井时要下套的层数，一层套一层，以悬持套管接防喷器。
5连接装置保证井口装置外罩与防喷器之间，以及防喷器顶部与下部的水下隔水管住之间形成主压力密封。常用的连接器为液压卡快式。
使用浮动钻井平台钻井时，导管井段的施工：
第一步，下井口盘，建立海底井口。
将井口盘接上送入工具，然后接钻柱下放，钻柱上套有导向臂。井口盘上有四根临时导引绳，并穿过导向臂的导引孔，也随着下钻而下放。下钻到海底后，坐牢井口盘后，退出送入工具，起钻。
第二步，钻导管井段的井眼。
通过临时导引绳，下入带有钻头的钻柱，准确进入井口盘的内孔，并向海底钻进。钻进时采用海水作洗井液，有进无出，打进的海水带着钻屑返回到海底，钻达预定深度即可起钻。
第三步，下导管并注水泥。
通过临时导引绳，将导管下入，导管的上面接导管头，并装上导引架，导管头内接上送入工具，再接钻杆，用钻杆将导管及导引架送入到海底，导管进入井眼，导引架坐在井口盘上。在钻台上通过钻柱向井内打入泥浆并循环洗井，然后即可注水泥固井，不仅封固导管，而且多余的水泥浆返至海底，将井口盘和导引架牢牢地固定于海底。退出送入工具并起钻，并割断临时导引绳。第四步，下入隔水管系统。
通过永久导引绳，将隔水管系统下入，并利用快速连接器与导管头连接。
四井身结构与钻具组合
井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。
井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。
1）.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。
2）.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。
3）.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。
4）.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。
5）.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。
钻具组合根据地质条件和井身结构，钻具的来源等决定钻井时采用的和种规格的钻头，钻铤和钻杆，放钻杆配合连接起来组成的钻柱。
五钻进钻头钻入地层或其他介质形成钻孔的过程。
1 全井钻进过程
（1） 第一次开钻下表层套管
(2)到预定井深完井;如遇到复杂地层，用泥浆难以控制时，便要起钻下技术套管。
（3）第三次开钻在技术管道内用再小一些的钻头往下钻。
依上述顺序下钻，直钻到预定深度完井，下油层套管。
2 钻进作业
1）下钻将钻杆住下入井中，使钻头接触井底，准备钻井。
2）正常钻进启动转盘通过钻杆住带动井底钻头旋转，借助手刹车刹车，给钻头施加适当的压力以破碎岩石。同时开动泥浆泵循环泥浆，冲刷井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。
3）接单根随着正常钻进的继续进行，井眼的不断加深，需不断地接入长钻杆柱。
4）起钻需要更换钻头时便将井中全部钻柱取出。
5）起钻结束，将钻头提出井头，用专业工具卸下旧钻头，换上新钻头。
六固井井壁筒沉到井底找正操平后，通过管路向井壁筒外侧与井帮之间的环形空间注入相对密度大于泥浆的胶凝状浆液，将泥浆自下而上地置换出来并固结井壁筒的作业。 分为三步
1．下套管
套管有不同的尺寸和钢级。表层固井通常使用20~13 3/8英寸的套管，多数是采用钢级低的“J”级套管。技术套管通常使用13 3/8~7英寸的套管，采用的钢级较高。油层套管固井通常使用7~5英寸的套管，钢级强度与技术套管相同。根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。
2．注水泥
是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。
3．井口安装和套管试压
下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。注平衡液等作业。
七完井
完井（well completion） 钻井工程的最后环节。在石油开采中，油、气井完井包括钻开油层，完井方法的选择和固井、射孔作业等。对低渗透率的生产层或受到泥浆严重污染时，还需进行酸化处理、水力压裂等增产措施，才能算完井。 根据生产层的地质特点，采用不同的完井方法：
①射孔完井法。即钻穿油、气层，下入油层套管，固井后对生产层射孔，此法采用最为广泛。
②裸眼完井法。即套管下至生产层顶部进行固井，生产层段裸露的完井方法。此法多用于碳酸盐岩、硬砂岩和胶结比较好、层位比较简单的油层。优点是生产层裸露面积大，油、气流入井内的阻力小，但不适于有不同性质、不同压力的多油层。根据钻开生产层和下入套管的时间先后，裸眼完井法又分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。
③衬管完井法。即把油层套管下至生产层顶部进行固井，然后钻开生产层，下入带孔眼的衬管进行生产，此种完井法具有防砂作用。
④砾石充填完井法。在衬管和井壁之间充填一定尺寸和数量的砾石。我们一般所说的完井指的是钻井完井（Well Completion）也就是油气井的完成方式，即根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式。
而现在完井的意义有一定的扩展，包括钻井完井和生产完井。生产完井主要指的是钻井完井之后如何选择管柱、井口，选择什么样的管柱、井口等来达到油气井的正常生产。
