钻井的施工流程
一、预备工作
(1)定位井。根据地质或出产的需要确定井底位置,作出设计。
(2)修公路。为了将各种设备与物质运入井违犯,需要修公路。因为钻井设备是重型物资,公路应确保能通行重型车辆。
(3)平井场。在井口四周平整出一块方地供施工使用。井场面积随钻机而异,外形大致为长方形,大型钻机占地约120m,宽90m;中型钻机占地约长100m,宽60m。钻机占地大小可因地制宜。
(4)找基础。为了保证设备在钻井过程中不会下陷或歪斜,要打基础(中称为打基礅)。小型的基础可用方木或预制件,大型的基础在现场用混凝土灌溉。
二、钻进
钻进指从开钻到完钻一段地层或完钻一口井的过程。旋转钻井法的钻进大致可分为以下几道工序。
(1)钻进。
用钻头直接破碎岩石。钻进时用足够的压力将钻头压到井底岩石上,使钻头的刃部吃到岩石中。钻头上连接着钻柱,用钻柱带动钻头旋转以破碎岩石,井就会逐渐加深。
钻柱把地面上的动力传给钻头,所以,钻柱从地面一直延伸到井底。跟着井的加深,不断增加钻杆,钻柱徐徐增长,其重量也徐徐加大,以至于超过所需的钻压。过大的钻压将会引起钻头、钻杆和设备的损坏,必需将大于所需钻压的那一部门钻杆的重量吊悬起来,使之不作用在钻头上。钻进中,由司钻适时地控制加到钻头上的压力,有效地平均钻进。
(2)轮回。
井底岩石被钻头破碎后形成小的碎块,称为钻屑(也常称为砂)。钻屑积多了会影响钻头钻凿新的井底,引起机械钻速下降。所以必需及时地将钻屑从井底清除掉,并携带到地面。
将钻屑冲离井底,钻屑随钻井液一同进入井壁与钻柱之间的环形空间,向地面返升,一直到地面。钻屑在地面上从钻井液中分离出来并被清除掉称为除砂。清除了钻屑的钻井液再被泵入井中重复轮回使用。在钻井时,洗井和破碎岩石同时进行。为了保证钻井液不中断地轮回,需要用钻井泵连续泵入。
(3)接单根。
在钻进过程中,跟着井的不断加深,钻柱也要及时接长,接一根钻杆就叫接单根。
(4)起下钻。
为更换磨损的钻头,必需将全部钻柱从井中掏出,换上新的钻头以后再重新下到井中继承功课,这叫起下钻。为进步效率,起下钻时不是以单根钻杆进行接卸,而是三根钻杆为一个接卸单位,称为立根(或立柱)。
每根钻杆长8-10m,立根的长度一般为26-30m。为了配合这么长的立根,井架高度一般为40m左右。
三、固井
固井是钻井工程中的一道重要工序,其根本目的可概括为两点:加固井壁(防止浅处井壁坍塌)和隔离钻开的油、气、水层(防止开采时层间的相互干扰)。固井的方法,是将称之为套管的无缝钢管下入井中,并在井眼和套管之间灌灌水泥浆以固定套管,封锁套管与井壁之间的环形空间,隔开某些地层。这就是下套管、灌水泥功课。一口井从开始到完成,常需下入多层套管并灌水泥,即需进行数次固井功课。
有的地区井虽较深,但地层前提较好,可以省去技术套管,只下表层套管和油层套管;有的地区井并不太深,假如浅部地层前提答应,深部油气水层的压力不高,还可以省去表层套管,则在全井中,只有一层油层套管。总之,固井要根据实际地质情况来确定,既要保证钻井安全和井身质量,又要尽可能地节约套管和水泥,以降低钻井本钱,进步经济效益。
通常注入水泥浆后应候凝约两天,用井温或声波幅度等测井方法检测固井质量——套管外水泥返高、水泥胶结与封固状况等,符合设计要求者为固井质量合格。
四、其他功课
在钻井过程中,还要进行岩屑录井、地球物理测井以及地层测试等功课。
一口井一旦开钻,假如没有特殊情况,就要按照施工设计正常施工,钻达设计深度即可交井。但是,探井有可能根据地下泛起的新情况,或提前完钻,或继承加深。
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根据“背、向斜”的原理;断层是难以取水的,断层面脆弱并有裂痕,水会下渗,自然而然,不论怎么打井,它是不会上涌的;“背斜”呈“凸”型,中间的岩石较硬而且高出平均厚度,这样的地点挖井,也是徒劳无益。
“背斜”山体的植被较稀,而苔藓类植被一般较为丰富。向斜”呈“凹”型,显然地,水渗入岩石底部,而从这上方打井,效果较好,不但工作量较少,而且水源不断。
适应不同的地层条件﹐发展了斜井和水平的井。为了增大井的出水量﹐后来又出现了将水平的滤水管与竖向井筒结合起来的辐射井。这种井的主井筒直径可达数米﹐水平滤水管长数十米到一百多米﹐宜于开采埋藏浅﹑厚度小的松散的或半胶结的含水层﹐也可用于截取河岸及河床下的潜流。
机器打井的话,打井时都要往里注水,在打井的时候泥浆就会从打井管里冒出,如果打到下面有水,泥浆就会减少,水就会增多,有时就会变成浑水出来,说明打到水了,如果一直是多的泥浆说明还没打到水,只有住下打,打到机子很难下了,自己再决定是否换一个地方。
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地热钻井对泥浆的要求分析
热资源是可持续发展的资源。地热钻井不同于石油和天然气井。地热钻井温度高。一般在150-200以上,地层压力低,地层不稳定,构造复杂。因此,对泥浆有特殊要求。要求泥浆密度较低,由于井温明显提高,要求使用15,以上能保持泥浆稳定的处理剂;影响生态环境的含重金属化学处理剂原则上禁止使用。
当泥浆在一定温度下相对稳定时,系统的化学平衡会被破坏。例如,该产品在低温下可用作反絮凝剂fflj,高温下可降解、絮凝,低温下的优质失水减水剂在高温下分解,失水量无法控制。因此,在相同的处理剂条件下,通过了解高温对泥浆成分和性质的影响,发挥优势,避免不利影响,将不利影响转化为有利因素,可以制备出稳定性较好的泥浆。由于地热钻井的特殊环境,对泥浆的要求很高,是地热钻井的一个重要方面。因此,对于地热泥浆而言,泥浆材料的选择和泥浆系统的合理设计是非常重要的。
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