石油鉆井實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功第四節(jié)

石油鉆井實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功第四節(jié)

在一口井從開(kāi)鉆到完，離不開(kāi)泥漿，雖然我們不是泥漿技術(shù)員，或者沒(méi)有實(shí)習(xí)過(guò)泥漿工的崗位，也許我們對(duì)化學(xué)一竅不通。但是我們還是要記住一些關(guān)鍵的地方。如每天的泥漿密度，粘度，失水，固相含量，泥餅厚度和PH值。

曾經(jīng)有位老技術(shù)員對(duì)我說(shuō)過(guò)，一個(gè)技術(shù)員的早上起來(lái)和晚上睡覺(jué)前的巡回路線(xiàn)應(yīng)該是這樣的。先到跑道上看當(dāng)前掛起的單根號(hào)，接著去遠(yuǎn)程控制房看儲(chǔ)能器的壓力是否正常，再上罐看看振動(dòng)篩振出的巖屑，是否有棱角或者很小(鉆頭重復(fù)破巖)，上部地層是否有掉落(廣華寺掉黃色的泥巴)，表套或者技術(shù)套是否有掉水泥塊。緊接著看看各個(gè)罐的液面是否正常，如果出現(xiàn)了憋漏，液面下降的非?？?，除此之外也要注意下除泥器是否正常，離心機(jī)是否在使用。下罐看看使用泵的泵壓和皂化水箱是否有水，再去機(jī)房詢(xún)問(wèn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(當(dāng)然你也可以自己看)。最后上鉆臺(tái)，看看司控房的鉆壓，懸重及立管壓力，鼠洞內(nèi)是否有單根。一切都心理有數(shù)了，就可以去做自己的事了。一.鉆井液的基本特點(diǎn)

鉆井液的基本功用是通過(guò)其本身的循環(huán)，將井底被破碎的巖屑攜至地面，保持井眼清潔，并保證鉆頭在井底始終接觸和破碎新地層，不造成重復(fù)切削，保持安全快速鉆進(jìn)。在接單根，起下鉆或因故停止循環(huán)時(shí)，鉆井液又將井內(nèi)的鉆屑懸浮在鉆井液中，使鉆屑不會(huì)很快下沉，防止沉沙卡鉆等情況的發(fā)生。

上圖為常用的6個(gè)罐，循環(huán)順序按升序標(biāo)示出來(lái)了。一開(kāi)鉆井液體是由膨潤(rùn)土(鈉土和鈣土均可)及清水配成，或利用清水在易造漿地層鉆進(jìn)而成自然鉆井液。一般都是正電膠鈉土漿。密度粘度都很低。具體可以從施工設(shè)計(jì)中可以看出來(lái)，這里不在詳細(xì)說(shuō)明。在三開(kāi)后期，也就是聚合物飽和鹽水鉆井液，在這里強(qiáng)調(diào)個(gè)概念(在與甲方技術(shù)交底時(shí)別人經(jīng)常問(wèn)起的參數(shù))。當(dāng)氯化鈉達(dá)到飽和，氯根離子濃度為189000mg/L，這就是飽和鹽水鉆井液。甲方要聽(tīng)取氯根濃度的匯報(bào)，18W表示為飽和鹽水。在6000~189000mg/L之間，為鹽水鉆井液，低于6000mg/L為咸水或海水鉆井液。飽和鹽水有4個(gè)特點(diǎn)：抑制泥，頁(yè)巖造漿和有一定的防塌能力；可抗較高的鹽類(lèi)污染；可減緩巖鹽溶解速度；腐蝕性強(qiáng)。下面就一口井個(gè)人實(shí)習(xí)泥漿工的一些體會(huì)，這些內(nèi)容只代表個(gè)人觀點(diǎn)。首先配一開(kāi)漿先加入鈉土，待循環(huán)好后再加入正電膠。在實(shí)際打鉆的過(guò)程中，粘土水化分散，越打泥漿越稠。用一開(kāi)馬達(dá)抽取后，再加入清水。這是由于地層粘土水化分散引起的。二開(kāi)泥漿的配方就不做介紹了。實(shí)際情況是：打水泥塞時(shí)，預(yù)先加入純堿，而后生成碳酸鈣沉淀。這樣做相當(dāng)于除鈣。鹽轉(zhuǎn)換前的泥漿與一開(kāi)泥漿相似。二開(kāi)時(shí)，要掏罐重新配藥品，也有防止罐中未清理出的小礫石堵水眼。如果振動(dòng)篩上出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象，可以直接把它從鉆屑坑里抽回。視粘度的不同加如不同配方的藥品。三開(kāi)要求：保證鉆井液的懸浮攜帶，抑制，防塌，潤(rùn)滑等性能，把鉆井液轉(zhuǎn)化為聚合物飽和鹽水鉆井液。鹽轉(zhuǎn)換是用一定量的工業(yè)用鹽(氯化鈉)形成飽和鹽水泥漿。加鹽前期，如果粘度不夠，干加抗鹽增粘劑。如果沒(méi)有抗鹽增粘劑，就直接干加高粘和大鉀。提多高的粘度就加多少。同樣鉆井液密度也會(huì)升高。再測(cè)鹽含量。如果要配高效復(fù)合離子，則直接用高粘。特殊工況下的處理：起下鉆之前不補(bǔ)膠液。定向時(shí)，慢補(bǔ)，不干加。每次配膠液加片堿時(shí)，使泥漿成堿性PH在8~9。這樣對(duì)泥漿的性能有好處。干加加快了容易跑漿，讓場(chǎng)地工盯好篩子。密度高就開(kāi)離心機(jī)，低密度就不用。大量加鹽，則停離心機(jī)。因?yàn)辂}未充分溶解，等化開(kāi)后再開(kāi)離心機(jī)。

二．給指重表和泵壓表打壓

泵壓表和指重表也會(huì)出現(xiàn)不準(zhǔn)的時(shí)候，比如懸重偏低，泵壓不回零或者泵壓表偏低(主要和立管壓力不相等)。所以實(shí)習(xí)技術(shù)員就得去給這兩個(gè)儀器加45號(hào)液壓油。

上圖為指重表的工作示意圖。死繩固定器是將鉆機(jī)的死繩拉力轉(zhuǎn)化為液體壓力的機(jī)構(gòu)。

上圖是手壓泵的管線(xiàn)接入處，如紅圈所示。傳感器將死繩的拉力通過(guò)膜片擠壓液體而轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)，傳遞給重量指示儀和記錄儀。這是給指重表打壓的地方。檢查傳感器內(nèi)液體是否足夠(觀察傳感器的法蘭與扶圈的間隙予以判斷)，及時(shí)用手壓泵進(jìn)行補(bǔ)充。

手壓泵是指重表的附件，其作用是在必要時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行液體補(bǔ)充。使用前先連接油路管線(xiàn),查看泵內(nèi)油箱有無(wú)液體并及時(shí)補(bǔ)充,然后關(guān)緊回油閥,上下施力與加力桿即可注油。注油時(shí)應(yīng)觀察二次表的顯示或傳感器的間隙，使用重量指示儀上的排氣閥，排凈空氣，當(dāng)二次表指針偏離“0”位或傳感器的間隙的達(dá)到正常值并超過(guò)少許后停止注油。使用重量指示儀上的排氣閥或手壓泵回油閥可放掉儀器內(nèi)多余液體，使二次表指針或傳感器的間隙的達(dá)到正常值。

針對(duì)上面的操作，我談?wù)剛€(gè)人體會(huì)。曾經(jīng)有一次我沒(méi)有把手壓泵的回油閥打開(kāi)，結(jié)果在拆下接頭時(shí)，把打入的油又噴射出來(lái)了，所以同學(xué)，朋友在操作的時(shí)候，特別是在斷開(kāi)連接的時(shí)候一定要把回油閥打開(kāi)在開(kāi)始拆。

如上圖所示，就是司控房的氣路管線(xiàn)。A點(diǎn)為泵的排氣閥，B為指重表的排氣閥(用開(kāi)口扳手輕擰，邊擰邊觀察兩只表)。

一般不是非要放的兩只表都回零，比如指重表，當(dāng)手壓泵打入油壓使表指針到100KN左右，那么排氣排油使它降到10KN左右，泵壓表略高于零，留有余地吧。同時(shí)，我要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，所有打油操作必須是在指針為零時(shí)操作，換句話(huà)說(shuō)，給泵打壓，就必須停泵，給指重表打壓，指重表懸重就要為零。如果指重表有懸重，你打油，上提鉆具時(shí)，懸重偏高容易爆管線(xiàn)，正確的操作是在補(bǔ)充液體時(shí)，應(yīng)將游車(chē)系統(tǒng)放置在鉆臺(tái)面上(或者指針無(wú)懸重，懸重非常小)，使指重表處于無(wú)載荷的情況下補(bǔ)充液體，并將重量指示儀上的排氣閥打開(kāi)，排盡空氣。在這里另外說(shuō)下記錄儀，它由傳感器產(chǎn)生的液體壓力通過(guò)連接管線(xiàn)作用于記錄儀彈簧管，管端產(chǎn)生的位移通過(guò)連動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)記錄筆偏轉(zhuǎn)，同時(shí)記錄時(shí)鐘帶動(dòng)記錄紙旋轉(zhuǎn)，從而記錄鉆井過(guò)程的工作曲線(xiàn)。鉆進(jìn)時(shí)靈敏指針(鉆壓指針)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，其指示值即為鉆壓值。在接入單根，提升游車(chē)并至井下井上鉆具全部懸起，則指重表示值為最大懸重。此時(shí)，將調(diào)零旋鈕將靈敏表盤(pán)”0”點(diǎn)與靈敏表針對(duì)準(zhǔn)。在排氣時(shí)，扭送排氣閥要使排出的液壓油流順暢了，沒(méi)有噴了就算空氣排盡了。三.本油田打井套路的基礎(chǔ)介紹

如果你運(yùn)氣不好，在實(shí)習(xí)技術(shù)員崗位沒(méi)多久就把你師傅調(diào)走了，讓你單獨(dú)頂崗，又是一口新井，你怎么辦？

當(dāng)我們拿到一口井的設(shè)計(jì)時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，施工設(shè)計(jì)和鉆井設(shè)計(jì)(甲方要求)都已經(jīng)把施工步驟寫(xiě)的很詳細(xì)了，我們只需要照著做就行了。先從牙輪鉆頭開(kāi)始。是用合金經(jīng)過(guò)模鍛而制成的錐體，牙輪錐面或銑出牙齒(銑齒鉆頭)，或者鑲裝硬質(zhì)合金(鑲齒鉆頭)。銑齒牙輪的鉆頭的牙齒是由牙輪毛坯經(jīng)銑削加工而成的，主要是契形齒。一般軟地層牙輪鉆頭的齒高，齒寬，齒距都較大，而硬地層則相反。上圖是HJ517牙輪鉆頭，每只鉆頭都是有鋼號(hào)的。牙輪上的牙齒在破碎地層的同時(shí)受到地層的反作用力，造成牙輪沿軸線(xiàn)方向產(chǎn)生高頻振動(dòng)，造成軸承腔內(nèi)外的壓差，使軸承腔內(nèi)產(chǎn)生抽吸和排液作用。

鉆頭工作時(shí)，牙輪滾動(dòng)，牙齒與井底的接觸是單齒，雙齒交錯(cuò)進(jìn)行的。單齒接觸井底時(shí)，牙輪的中心處于最高位置；雙齒接觸井底時(shí)則牙齒的中心下降。牙輪在滾動(dòng)的過(guò)程中，牙輪的中心位置不斷上下交換，使鉆頭沿軸向作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是鉆頭的縱向振動(dòng)。在實(shí)際情況下，井底振動(dòng)除有單雙齒交錯(cuò)接觸井底所引起的較高頻率的振動(dòng)外，在縱向上還有低頻率，振幅較大的振動(dòng)，這是由于井底不平和有凸臺(tái)引起的。

鉆頭在井底的縱向振動(dòng)，使鉆柱不斷壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期性的彈性變形能通過(guò)鉆頭牙齒轉(zhuǎn)化為對(duì)地層的沖擊作用力用以破碎巖石，與靜載壓入力一起形成了鉆頭對(duì)地層巖石的沖擊，壓碎作用，這種作用是牙輪鉆頭破碎巖石的主要方式。除了壓碎，沖擊作用外，還有對(duì)地層巖石產(chǎn)生剪切作用。

上圖由于鉆頭進(jìn)尺慢，起出發(fā)現(xiàn)1號(hào)輪曠動(dòng)，有點(diǎn)脫軸，這可以讓廠家賠償。順便說(shuō)下如何區(qū)分鉆頭的壓輪，口訣：一尖二凸三凹陷。這是某鉆頭廠的馬達(dá)鉆頭，通過(guò)上圖，不難認(rèn)清123號(hào)牙輪。下井前，牙輪都是表面光滑的平整的。上圖為2800m左右出井后的某一牙輪的照片，請(qǐng)同學(xué)和朋友們仔細(xì)看，會(huì)發(fā)現(xiàn)牙輪上有很多凹陷，不象剛?cè)刖畷r(shí)那么平整。什么原因？是水力沖蝕。這是官方說(shuō)法。在牙輪鉆進(jìn)時(shí)射出去的水也會(huì)反射回來(lái)(硬地層)加上牙輪吃入地層，牙掌和地層留有縫隙，鉆井液體高速刺出，久而久之就行成了這種情況。當(dāng)主齒磨完，二級(jí)齒就開(kāi)始起作用。所以PDC是經(jīng)搞，特別是在上部地層鉆進(jìn)時(shí)。與螺桿相配效果極佳，但是PDC不能用于定向鉆進(jìn)，這是因?yàn)镻DC不好調(diào)整工具面。PDC幾個(gè)刀翼是固定的，可是別人壓輪的三個(gè)輪是可以在井內(nèi)狹窄空間里轉(zhuǎn)動(dòng)的。在鉆井設(shè)計(jì)中給出的噴嘴參數(shù)，是多少就是多少毫米，比如上圖如果把尺子放入到噴嘴中，正好是16，則表示噴嘴的大小為16毫米，如果你不信可以拿直尺量。引一段話(huà)，射流撞擊井底后，射流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成對(duì)井底的壓能，形成井底沖擊壓力波，且射流流體在井底限制下沿井底方向流動(dòng)，形成一層沿井底的高速流動(dòng)的漫流。射流撞擊井底后形成的井底的沖擊壓力波和井底漫流是射流對(duì)井底清洗的兩個(gè)主要形式。射流的沖擊壓力，就整個(gè)井底而言，射流作用的面積內(nèi)壓力較高，而射流作用面積以外的壓力較低。極不均勻的沖擊壓力使巖屑產(chǎn)生一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，從而離開(kāi)井底。這就是射流對(duì)井底巖屑的沖擊翻轉(zhuǎn)作用。漫流的橫推作用。噴嘴出口距井底越近，井底漫流速度越高。正是這層具有很高速度的井底漫流，對(duì)井底巖屑產(chǎn)生一個(gè)橫向推力，使其離開(kāi)原來(lái)的位置，而處于被鉆井液攜帶并隨鉆井液一起運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。因而，井底漫流對(duì)井底清洗有非常重要的作用。

通過(guò)上面的幾段文字，我們對(duì)噴嘴射出的流體在井底的作用有了更形象的了解，結(jié)合實(shí)際，這也是為什么我們?cè)谏喜康貙邮褂醚垒嗐@頭時(shí)只裝2只不一樣大的噴嘴，而另一個(gè)水眼將它堵住的原因。無(wú)非是加強(qiáng)水力破巖，再就是改變井底流道，使巖屑翻滾帶出，避免重復(fù)破巖。此方法已經(jīng)證實(shí)，有很強(qiáng)的療效。請(qǐng)翻到參考資料的146頁(yè)，我們看看鉆頭水力參數(shù)這節(jié)。在鉆頭壓力降和鉆頭水功率的公式中出現(xiàn)了一個(gè)C。書(shū)上說(shuō)這個(gè)C是噴嘴流量系數(shù)，無(wú)因次，與噴嘴的阻力系數(shù)有關(guān)，C的值總小于1。那么在實(shí)際的運(yùn)算中如何計(jì)算出鉆頭的壓力降呢？是啊，這個(gè)C是挺復(fù)雜的。先來(lái)說(shuō)幾個(gè)概念：鉆頭噴嘴壓力降，作用是加大對(duì)井底的沖擊以利于將牙輪破碎形式的巖石碎塊沖離井底。對(duì)PDC來(lái)說(shuō)就是保證各流道按設(shè)計(jì)合理分配各流道的流量。其本質(zhì)是鉆井液體通過(guò)鉆頭噴嘴后產(chǎn)生的壓力。鉆井循環(huán)泵壓：它等于鉆井液通過(guò)地面高壓管匯，水龍帶，方鉆桿，井下鉆柱，鉆頭噴嘴，經(jīng)環(huán)空返到地面系統(tǒng)及其他所有經(jīng)過(guò)的物體，因磨擦而引起的壓力損失，而這個(gè)損失大部分發(fā)生在鉆井液通過(guò)鉆頭噴嘴的時(shí)候。

(能力提高)結(jié)合上面兩個(gè)概念及一位老技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)，我們可以試想一下，當(dāng)使用牙輪在打上部地層時(shí)，比如PY組，GHS組和JHZ組時(shí)，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)鉆頭的壓力降呢？一般我們采用2個(gè)不同大小的噴嘴，當(dāng)鉆柱在這幾個(gè)層位時(shí)，不帶鉆頭泵壓也就9MPa了不起了，而我們的地面設(shè)備可以承受18個(gè)MPa左右的壓力，那么這時(shí)應(yīng)該把鉆頭壓降設(shè)計(jì)的大點(diǎn)，比如6~7個(gè)MPa，一起加起來(lái)不過(guò)17個(gè)MPa，設(shè)備是可以承受住的，這樣做有什么好處呢？一是上部地層軟，水力破巖起到了作用(就象沖大，小鼠洞一樣，不需要鉆進(jìn)，直接沖出個(gè)鼠洞)。二是長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，利用水利破巖更容易打直。請(qǐng)同學(xué)們，朋友們參看參考資料3的91頁(yè)，公式中的噴嘴截面積就是三個(gè)噴嘴的表面積之和。通過(guò)這個(gè)公式可以在實(shí)際工作中指導(dǎo)我們配噴嘴。截面積越小，鉆頭噴嘴壓力降就越大，所以也印證在打上部地層時(shí)一般選用兩個(gè)大小不一樣的噴嘴(一般是11~14之間選配)。那么在打深井或者是硬地層時(shí)，就要盡量使鉆頭噴嘴壓力降在1~3個(gè)MPa,因?yàn)榇藭r(shí)的水力破巖對(duì)我們沒(méi)有多大作用，我們利用漫流將巖屑帶出，同時(shí)如果我們把壓力降搞大了，綜合壓耗過(guò)大，地面設(shè)備會(huì)受不了的。所以在深井一般是三個(gè)大尺寸的噴嘴來(lái)將底壓耗。

特別強(qiáng)調(diào)下資料3中的公式最具實(shí)際工作中的指導(dǎo)意義。通過(guò)上面的介紹，我們大概了解了工程上的”潛規(guī)則”。接著進(jìn)入正題吧。一口井的基本套路1.一開(kāi)

不管是打水平井還是定向井都有直井段。那么自然要注意本井的自然方位和設(shè)計(jì)方位之間的關(guān)系。同向就可以適當(dāng)放開(kāi)鉆壓打，因?yàn)榫退阈绷艘彩窍虬悬c(diǎn)漂移，而反向就麻煩了，要控制，不然反向糾斜。鉆具組合為：SKG124+730*410+7寸DC*6根+5寸鉆桿+方鉆桿?；旧厦靠诰诖虮韺訒r(shí)，是這樣的鉆具組合。其參考鉆進(jìn)參數(shù)為：噴嘴18*3，鉆壓30~50KN，轉(zhuǎn)盤(pán)速67r/min,排量60L/S(雙泵保排量)，泵壓一般是5MPa左右。所要注意的是，如果鉆遇礫石發(fā)育帶，礫石層采用低鉆壓，低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)?？刂妻D(zhuǎn)數(shù)，目的是為了充分帶出破碎礫石，防止卡鉆。2．二開(kāi)

一般是采用塔式鉆具組合，主要是保直。如果是水平井，則會(huì)出現(xiàn)8英寸的鉆鋌。鉆具組合為：SKG124鉆頭+7寸DC*6根+411*4A10+6.2寸DC*6根+4A10*410+5寸DP+方鉆桿(視管子站送的鉆鋌多少?zèng)Q定6寸2的鉆鋌下入多少，一般6-9根)。也有的井隊(duì)在GHS組用塔式鉆具使用3根7寸DC+6.2寸DC12根再加9根HWDP。其實(shí)并沒(méi)有固定的什么模式只要保證塔式鉆具在上部地層打直就行，那么是全下7寸的也行。鉆進(jìn)參數(shù)：噴嘴12*13*0或者11*13*0或者12*14*0，鉆壓50~80KN，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)170r/min,排量30L/S，泵壓11~12MPa.這里需要考慮的是本地層是否易斜，所以托盤(pán)應(yīng)放在離鉆頭最進(jìn)的位置，這樣測(cè)斜才會(huì)準(zhǔn)，換句話(huà)說(shuō)就是鉆頭與7寸無(wú)磁鉆鋌的配合接頭里。上圖為托盤(pán)，這是為了承載測(cè)斜桿所用，一定要放對(duì)位置。二開(kāi)完，或者固表套或者技套，都會(huì)鉆塞，唯一不同的是技術(shù)套管有附件。所以要知道幾個(gè)參數(shù)，水泥塞的塞面，與塞厚。坐了防噴器也要用清水進(jìn)行試壓12MPa，并穩(wěn)壓10min壓降要為0。鉆塞的鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓20~30KN，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)67r/min，排量30L/S鉆穿水泥塞后待7寸鉆鋌全部出表套后，再用60KN-80KN，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)調(diào)到170r/min進(jìn)行快速鉆進(jìn)，推薦噴嘴：12*14*0或者12*13*0。鉆附件時(shí)要注意：鉆進(jìn)時(shí)必須反復(fù)劃眼，直至無(wú)阻卡現(xiàn)象方可繼續(xù)鉆進(jìn)，套管附件未全部鉆穿前不允許停泵上提鉆具，防止硬卡。之所以在未出套管前用低轉(zhuǎn)速是為了避免破壞水泥環(huán)和損壞套管。表套技套固完水泥后井口必須找正。切記！3．三開(kāi)215.9的小井眼進(jìn)行三開(kāi)。是穿過(guò)GHS組后起鉆，換螺桿復(fù)合鉆進(jìn)，搶進(jìn)尺。鉆具組合為：PDC+172(1度)單彎螺桿+431*4A10+STB214+6.2寸鉆鋌*9根+127HWDP*9根+鉆桿+方鉆桿。鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓20~40KN，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)170r/min,排量30L/S，泵壓13~16MPa,推薦噴嘴:10.32*2+11.1*2。注意加強(qiáng)測(cè)斜，PDC的原則就是輕鉆壓高轉(zhuǎn)數(shù)，吊打防斜，如果是地層自然方向和設(shè)計(jì)方向一至則可放開(kāi)鉆壓60KN加壓打，后面在定向糾斜。上圖為二開(kāi)銑齒鉆頭(注意牙齒的特點(diǎn))。

當(dāng)打到了造斜點(diǎn)，就要起鉆更換鉆具，并放