鑽井

利用機械設備或人力從地面將地層鑽成孔眼的工作稱為鑽井。通常指勘探或開發石油、天然氣等液態和氣態礦產而鑽鑿井眼及大直徑供水井的工程。鑽井在國民經濟建設中的套用極為廣泛。

目前我國油 (氣) 田廣泛使用轉盤鑽鑽井。主要設備有井架、操作平台、柴 油機、鑽機、鑽具、泥漿泵、發電機和測試 裝備以及燃料油罐、鍋爐等。

基本介紹

• 中文名：鑽井
• 外文名：drilling
• 定義：利用機械設備在地面鑽孔
• 分類：頓鑽和旋轉鑽

簡介

鑽井直徑和深度大小，取決於鑽井用途及礦產埋藏深度等。鑽探石油、天然氣以及地下水的鑽井直徑都較大。主要功用為：①獲取地下實物資料，即從鑽井中採取岩心、礦心、岩屑、液態樣、氣態樣等。②作為地球物理測井通道，獲取岩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動態情況。④用作探、采結合，開發地下水、油氣、地熱等的鑽井。

鑽探取得的岩心

鑽井通常按用途分為地質普查或勘探鑽井、水文地質鑽井、水井或工程地質鑽井、地熱鑽井、石油鑽井、煤田鑽井、礦田鑽井、建築地面鑽井等。

一口井從開鑽到完成，需進行以下三項主要工作：1. 破碎井底岩石；2. 將破碎的岩石(即岩屑)運移至地面；3. 鞏固井壁(簡稱固井)。

分類

頓鑽

頓鑽，又稱衝擊鑽。用鋼絲繩把頓鑽鑽頭送到井底，由動力驅動游梁機構，使游梁一端上下運動，並帶動鋼絲繩和鑽頭產生上下衝擊作用，使岩石破碎。頓鑽鑽速慢，效率低，不能適應日益增加的井深和複雜地層的鑽探要求，逐漸被旋轉鑽代替。但它有設備簡單，成本低，不污染油層等優點，可用於一些淺的低壓油氣井、漏失井等。

旋轉鑽

利用鑽頭旋轉時產生的切削或研磨作用破碎岩石。是當前最通用的鑽井方法。比頓鑽鑽速快，並易於處理井塌、井噴等複雜情況。按動力傳遞方式，旋轉鑽又可分為轉盤鑽和井下動力鑽兩種：轉盤鑽在鑽台的井口處裝置轉盤，轉盤中心部分有方孔，鑽柱上端的方鑽桿穿過該方孔，方鑽桿下接鑽柱和鑽頭，動力驅動轉盤時帶動鑽柱和鑽頭一起旋轉，破碎岩石。井下動力鑽是利用井下動力鑽具帶動鑽頭破碎岩石，鑽進時鑽柱不轉動，磨損小、特別適於打定向井。井下動力鑽有渦輪鑽、螺桿鑽和電動鑽等。

井下動力鑽具鑽井是利用渦輪鑽具、螺桿鑽具以及衝擊旋轉鑽具靠鑽井液驅動的方法鑽井。特點是進尺快、鑽壓小、泵壓高。適合鑽定向井或特殊硬底層井段。

鑽井設備按功能分為旋轉系統、提升系統、泥漿循環系統。動力與傳動系統和控制系統等。

鑽井工序

鑽井是一項系統工程，是多專業、多工種利用多種設備、工具、材料進行的聯合作業。同時它又是多程式緊密銜接，多環節環環相扣的連續作業。施工的全過程都具有相當的複雜性。
每一口井的完成包括鑽前工程、鑽進工程和完井作業三個階段。每一項工程階段又有一系列的施工工序。其主要工序一般包括：定井位、道路勘測、基礎施工、安裝井架、搬家、安裝設備、一次開鑽、二次開鑽、鑽進、起鑽、換鑽頭、下鑽、完井、電測、下套管、固井作業等。

發展現狀

近年來全球鑽井工作量持續增加，2012年全球鑽井數超過11萬口。目前中國的鑽井規模已經穩居世界第二。
僅中石油的鑽井工作量2007年就已經超越加拿大和俄羅斯。值得指出的是，目前美國水平井鑽井工作量已經超過直井鑽井量。隨著頁岩氣的大規模開發，美國水平井鑽井數快速增長，2012年增至17721口，占當年美國鑽井總數的36. 7 %。預計2013年美國水平井鑽井數將接近20 000口。當前美國新鑽的水平井大部分用於開發頁岩氣、緻密油、緻密氣等非常規資源。2011年僅harnett頁岩氣產區就鑽水平井近10 000口。有些公司和部分地區新鑽的頁岩氣井幾乎全是水平井。同樣隨著頁岩氣的大規模開發，美國水平井鑽井進尺數快速增長，2012年增至6 980 X 10000m，占當年美國鑽井總進尺的60%。美國用於鑽水平井的在用旋轉鑽機數快速增加，從2000年的55台增至2012年的1 151台，占比從2000年的6%增至2012年的60%。隨著技術的進步，水平井鑽井效率還將持續提升，鑽井周期、建井周期有望進一步縮短，單位進尺鑽井成本有望進一步降低，同時推動其他井鑽井效率的提升。

近年來隨著勘探開發工作量的持續增加，鑽井工作量呈現大幅度上升趨勢。僅中石油年鑽井數就己突破20 000口，進尺突破4 000 X 10000m。工作量的增加確保了中國油氣探明儲量和產量的持續提高。