海上钻井工艺技术.ppt

1、第一章第一章 海上钻井工艺技术海上钻井工艺技术1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技术海上井控技术1.4 海上固井技术海上固井技术1.5 海上泥浆技术海上泥浆技术1.6 海上完井与测试海上完井与测试1.7 双梯度钻井介绍双梯度钻井介绍1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置1.1.海上钻井平台的分类海上钻井平台的分类桩基式平台固定式 重力式平台张力式平台绷绳塔式平台自升式钻井平台 海洋钻井平台 底撑式平台 坐底式平台移动式浮式钻井船 浮动式平台半潜式平台1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置1.1.海上钻井平台的分类海上钻井平台的分类钻井船

2、钻井船自升式平台自升式平台固定式平台固定式平台陆地钻机陆地钻机半潜式平台半潜式平台1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置2.2.海上井口分类海上井口分类水上井口水上井口：防喷器在水面以上防喷器在水面以上，适用于，适用于固定式平台固定式平台、底撑式平台底撑式平台；水下井口水下井口：防喷器在水面以下防喷器在水面以下，适用于，适用于浮动平台浮动平台。陆上钻井井口 浮动平台井口自升平台井口1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置固定式平台固定式平台比比陆上陆上平台平台井口多了两样：井口多了两样：固定平台有固定平台有隔水管隔水管，陆上没有；陆上没有；固定平台一般有固定平

3、台一般有泥泥线支撑器线支撑器，这样可，这样可以将套管的重量交以将套管的重量交给泥线支撑器承受。给泥线支撑器承受。陆上钻井井口自升式平台1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置自升式自升式与与固定式固定式平台的井平台的井口的区别：口的区别：自升式的套管只下到自升式的套管只下到泥线泥线悬挂器悬挂器，泥线悬挂器以上，泥线悬挂器以上没有套管。因为完井后，没有套管。因为完井后，平台要撤走，泥线悬挂器平台要撤走，泥线悬挂器以上也要撤走。采油时可以上也要撤走。采油时可将各层套管回接到采油平将各层套管回接到采油平台上。台上。固定式平台则用固定式平台则用泥线支撑泥线支撑器器。套管

4、重量由泥线支撑。套管重量由泥线支撑器承担，但套管长度仍然器承担，但套管长度仍然要延长到平台上。要延长到平台上。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥线支撑器泥线支撑器固定平台固定平台的井口有两种的井口有两种：无泥线支撑器的：水深比较浅时可无泥线支撑器的：水深比较浅时可以不要；以不要；有泥线支撑器的。有泥线支撑器的。泥线支撑器的作用是将各层套泥线支撑器的作用是将各层套管的重量支撑在管的重量支撑在 泥线上，这样泥线上，这样可减轻平台负担。可减轻平台负担。泥线支撑器以上的套管在下入泥线支撑器以上的套管在下入时就与支撑器螺纹连接。时就与支撑器螺纹连接。以后以后也不卸

5、掉，也不存在回接问题也不卸掉，也不存在回接问题。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥线悬挂器泥线悬挂器一种是一种是需要回接的泥线悬挂器需要回接的泥线悬挂器，用于，用于底底撑式平台钻井撑式平台钻井。在悬挂器上有不同的两。在悬挂器上有不同的两个螺纹：送入螺纹和回接螺纹。有专用个螺纹：送入螺纹和回接螺纹。有专用的送入工具和回接工具。钻杆带下送工的送入工具和回接工具。钻杆带下送工具，将套管下入并座挂；注完水泥后，具，将套管下入并座挂；注完水泥后，将下送工具起出。在上了采油平台后，将下送工具起出。在上了采油平台后，再进行回接。再进行回接。一种是一种是不需要回接的泥线

6、悬挂器不需要回接的泥线悬挂器，用于，用于浮动平台钻井浮动平台钻井。在固完水泥后，倒出送。在固完水泥后，倒出送入工具。再下入密封部分。入工具。再下入密封部分。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置3.3.水上井口装置水上井口装置泥线支撑器泥线支撑器和和泥线悬挂器泥线悬挂器的区别：的区别：泥线支撑器泥线支撑器用于用于固定式固定式钻井平台，钻井平台，泥线悬挂器泥线悬挂器用于用于移动移动式式钻井平台；钻井平台；泥线支撑器泥线支撑器的套管挂之间的套管挂之间仅存在悬挂关系仅存在悬挂关系，即内层套管，即内层套管悬挂于外层套管的座环上，两层套管之间的悬挂于外层套管的座环上，两层套管之间的密封在在平密封在在平

7、台上的套管头处台上的套管头处；而泥线悬挂器的套管挂之间；而泥线悬挂器的套管挂之间不仅存在不仅存在悬挂关系悬挂关系，而且两层套管的，而且两层套管的密封也在悬挂器处密封也在悬挂器处。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置组成结构组成结构导引系统：导引系统：作用：井口基点；引导井口装置其他部分的安装、作用：井口基点；引导井口装置其他部分的安装、连接和拆卸；引导钻具准确入井；连接和拆卸；引导钻具准确入井；包括：井口盘，导引架，导引绳及其张紧系统；包括：井口盘，导引架，导引绳及其张紧系统；防喷器系统：防喷器系统：作用：井眼压力控制；核心作用：井眼压力控制；核心包括：万能

8、防喷器，闸板防喷器，剪切防喷器，包括：万能防喷器，闸板防喷器，剪切防喷器，四通及放喷压井管线；防喷器井下控制系统；四通及放喷压井管线；防喷器井下控制系统；隔水管系统：隔水管系统：作用：隔离海水；形成泥浆循环通道；作用：隔离海水；形成泥浆循环通道；包括：隔水管；伸缩隔水管；挠曲接头及球接头；包括：隔水管；伸缩隔水管；挠曲接头及球接头；张紧绳及张紧系统；张紧绳及张紧系统；快速连接器：快速连接器：快速连接和拆卸上述三部分快速连接和拆卸上述三部分。球接头1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置导导引引系系统统井口盘用水泥浇铸成井口盘用水泥浇铸成钢钢骨水泥结构骨水泥结构；

9、送入井口盘应该有送入井口盘应该有临时临时导引绳导引绳；用临时导引绳将导引架用临时导引绳将导引架及导管送入并座位；及导管送入并座位；导引架有导引架有永久导引绳永久导引绳，然后割断临时导引绳；然后割断临时导引绳；导引绳需有导引绳需有张紧装置张紧装置。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置防喷器系统防喷器系统在地面上组装成为一个整体。利用在地面上组装成为一个整体。利用导引绳整体下入，并通过快速连接导引绳整体下入，并通过快速连接器与导引系统连接器与导引系统连接。防喷器控制系统：防喷器控制系统：液液控制系统；电液控制系统；气动控制系统；闸板防喷器原理：闸板防喷器原理：半

10、封式；全封式半封式；全封式万能防喷器：万能防喷器：可封闭钻铤，钻杆，套管，电缆，钢丝绳，甚至全封；作用原理：活塞上行，挤压橡胶“南瓜芯子”，改变封闭尺寸。封闭尺寸：2800。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置隔隔水管系统水管系统伸缩隔水管由伸缩隔水管由内管内管和和外管外管组组成。伸缩距，成。伸缩距，要根据浪高和要根据浪高和潮差决定。潮差决定。隔水管单根。隔水管单根。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置隔隔水水管系统管系统隔水管连接隔水管连接：弹性：弹性开口钢圈，在连接开口钢圈，在连接时会自动张开。卸时会自动张开。卸开时需

11、要用螺钉从开时需要用螺钉从外向里顶。外向里顶。“O”形形密封圈。密封圈。1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水下井口装置水下井口装置隔水管系统隔水管系统隔水管连接作业隔水管连接作业1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装置4.4.水水下下井井口口装装置置液液压压快速连接器快速连接器用途：快速连接或用途：快速连接或脱开防喷器与隔水脱开防喷器与隔水管的连接，防喷器管的连接，防喷器与导向系统的连接。与导向系统的连接。液压推动：活塞向液压推动：活塞向上，则脱开；活塞上，则脱开；活塞向下，则连接。向下，则连接。第一章第一章 海上钻井工艺技术海上钻井工艺技术1.1 海上钻井井口装置海上钻井井口装

12、置1.2 海上套管程序海上套管程序1.3 海上井控技术海上井控技术1.4 海上固井技术海上固井技术1.5 海上泥浆技术海上泥浆技术1.6 海上完井与测试海上完井与测试1.7 双梯度钻井介绍双梯度钻井介绍1.2 海上套管程序海上套管程序1.1.海上套管程序的系列化海上套管程序的系列化由于井口装置的防喷器体积很大，一般一个平台只由于井口装置的防喷器体积很大，一般一个平台只搞一套防喷器组。每个钻井平台根据自己的特点，搞一套防喷器组。每个钻井平台根据自己的特点，选定一套适应防喷器组的套管程序，以后就基本上选定一套适应防喷器组的套管程序，以后就基本上不再改变。不再改变。海上石油工程的国际合作很紧密，往往

13、采用较统一海上石油工程的国际合作很紧密，往往采用较统一的套管系列。的套管系列。1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导管井段的施工导管井段的施工固定、底撑式平台固定、底撑式平台桩入法桩入法用打桩机将导管打入海底泥线以下一定深度。用打桩机将导管打入海底泥线以下一定深度。主要是起隔水管的作用；主要是起隔水管的作用；适应适应水深较浅水深较浅。主要用于固定平台。主要用于固定平台。钻入法钻入法先用钻柱带钻头钻进，钻出井眼；先用钻柱带钻头钻进，钻出井眼；起钻后下导管到预定井深；起钻后下导管到预定井深；用钻杆插入法进行固井；用钻杆插入法进行固井；适用于适用于水深较深水深较深海域；海域；固定、底固定、底撑式

14、平台的撑式平台的导导管管就可以起到就可以起到隔水管隔水管的作用。的作用。1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导导管管井井段段的的施施工工浮浮动动式式平台（常规法）平台（常规法）第一步第一步：送下井口盘。送下井口盘。用钻柱带伸缩钻杆，用钻柱带伸缩钻杆，带送入工具。送到带送入工具。送到海底后，钻柱正转，海底后，钻柱正转，即可脱开送入工具。即可脱开送入工具。井口盘上带临时导井口盘上带临时导引绳。引绳。起钻。起钻。1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导导管管井井段段的的施施工工浮浮动动式式平台（常规法）平台（常规法）第二步：第二步：钻孔。钻孔。依靠临时导引绳下钻，依靠临时导引绳下钻，使钻头准确

15、进入井口盘；使钻头准确进入井口盘；钻柱上带伸缩钻杆；钻柱上带伸缩钻杆；用海水用海水“有进无出有进无出”法钻法钻出出36“的井眼；钻完后的井眼；钻完后立即用高粘度泥浆替入。立即用高粘度泥浆替入。防止海水浸泡井眼垮塌。防止海水浸泡井眼垮塌。起钻。起钻。导向臂导向臂1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导导管管井井段段的的施施工工浮浮动动式式平平台台（常规法）（常规法）第三步：第三步：下导管，注水泥下导管，注水泥导管导引架（带永久导引绳）导管导引架（带永久导引绳）送入接头伸缩钻杆钻杆；送入接头伸缩钻杆钻杆；依靠临时导引绳引导导管准确进依靠临时导引绳引导导管准确进入井眼；入井眼；当导向架坐在井口盘上

16、时，即可当导向架坐在井口盘上时，即可注水泥固井；注水泥固井；水泥浆从管串内注入，泥浆返至水泥浆从管串内注入，泥浆返至海底；海底；倒开送入接头，循环冲洗井口，倒开送入接头，循环冲洗井口，起钻候凝；起钻候凝；1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导导管管井井段段的的施施工工浮浮动动式式平平台台（常规法）（常规法）第四步：第四步：安装隔水管系统安装隔水管系统隔水管系统：隔水管隔水管系统：隔水管弯曲接头（球接头或挠弯曲接头（球接头或挠性接头）伸缩隔水管性接头）伸缩隔水管防喷头喇叭口；防喷头喇叭口；利用永久导向绳导引下利用永久导向绳导引下入；入；利用快速连接器，与导利用快速连接器，与导管头准确快速连接。管头准确快速连接。1.2 海上套管程序海上套管程序2.2.导导管管井井段段的的施施工工浮浮动动式式平平台台（喷射法）（喷射法）第一步：常规法中前三步合为第一步：常规法中前三步合为一步一步将导管下入海中；将导引架固定将导管下入海中；将导引架固定在导管头上；从导管内下钻；在导管头上；从导管内下钻；钻柱：钻头钻铤带扶正器送钻柱：钻头钻铤带扶正器送入接头伸缩钻杆钻杆；入接头伸缩钻杆钻杆；下钻到海底；喷射