毕业设计（论文）毕业设计（论文）题题 目目 水井钻头钻压加载器设计 摘 要对水井钻压钻井的关键技术、理论基础及多学科的交叉特点进行了阐述，指明了旋转钻井的发展趋势与内在动力，并对21 世纪油气钻井技术进行了展望。分析表明，高压高温钻井、深井超深井钻井、特殊工艺钻井及三维可控与可视化钻井技术将是21世纪最重要的和最具发展前景的钻井技术系列。所有的现代油气井钻井技术均包含钻压钻井技术，明确这一概念，对组织实施和研究发展这一技术至关重要。指出钻压钻井技术的应用范围应包括过衡钻井、衡钻井、欠衡钻井、精细控压钻井及自动(闭环)钻压钻井。其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中，能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。现在钻井技术发展趋势是：向信息化、智能化方向发展；向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采取率方向发展；向有效开采特殊油气藏方向发展。不断要采取引进消化创新的技术路线来跟踪前沿，不能引进的国内自主研发；在水井钻进技术、多分支钻井技术和欠衡压力钻井技术三大新钻井技术方面，我国目前还有许多基础工作要做，建议有计划有目的有组织的进行攻关。对控压钻井技术下步发展方向提出了建议，并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中，能够自动随钻监测环空压力训面，反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数，实现环空压力的闭环监测与控制。关键字：钻井技术；趋势；水井目 录摘要I第 1 章 概述111 控压钻井技术的定义112 过衡钻井技术的定义213 衡钻井技术的定义314 欠衡钻井技术的定义315 精细控压钻井技术的定义516 自动(闭环)控压钻井技术的定义617 控压钻井技术的分级6第 2 章 控压钻井技术现状分析821 随钻井底环空压力测量(APWD)822 无风险钻井系统(NDS)923 井下随钻诊断系统(DWD)924 随钻地层测试技术随钻地层测925 电磁波传输式随钻测量技术(EMMWD)1026 地层压力、破裂压力和坍塌压力预测及随钻10第 3 章 面向 21 世纪的重要钻井技术1131 高压高温钻井技术1132 深井、超深井钻井技术1233 特殊工艺钻井技术1234 三维可控与可视化钻井技术14第 4 章 压钻井技术发展方向与建议16第 5 章 结论17致 谢18参 考 文 献19第第 1 章章 概述概述面向21 世纪，全球油气资源的可持续利用问题将更加突出，使得钻井科技工作者在技术、成本及环保等方面面临许多新的挑战和技术难题，需要认真规划、研究并解决。旋转钻井在20 世纪初就已经问世，迄今，它仍作为油气工业一种最主要的钻井方法而被广泛采用。纵观旋转钻井的发展历程，在技术和装备上的明显进步，还是最20多年的事情。20世纪,70 年代末期出现了PDC 钻头，这是钻井领域一个明显的进步标志；进入80 年代，相继出现了随钻测量WMD仪器、可控井下马达以及水井钻井技术等；90年代，随钻测井LWD和随钻地震SWD等先进的测量技术不断投入商用，大位移井和复杂结构井钻井技术，以及连续柔管技术等得到迅速发展和应用。展望未来，由于石油工业上游成本差的驱动（亦即效益目标的驱动）以及人类对“健康、安全、环境”更高目标的追求，进入21世纪后，旋转钻井在技术上的积极发展势头仍将有增无减。11 控压钻井技术的定义控压钻井技术可定义为：在油气井钻井过程中，能有效控制井筒液柱压力面，达到安全、高效钻井的钻井技术，简称CPDT(controlled pressure drilling technology)。应用控压钻井技术时必须考虑包括常规钻井所涉及的井控技术、钻井液技术和完井技术等，这涉及到常规钻井装备与工具、计算分析及软件，以及为实施控压钻井配备的特殊配套装备、工具和软件等。过衡钻井、衡钻井、欠衡钻井、精细控压钻井和自动(闭环)控压钻井中均包含控压钻井技术。12 过衡钻井技术的定义过衡钻井技术的定义过衡钻井技术可定义为：在油气井钻井过程中，井筒液柱压力大于地层孔隙压力，能有效实施安全钻井的钻井技术，简称0BDT(overbalanced drilling technology)。过衡钻井钻井液密度的确定一般以裸眼井段最高的地层孔隙压力梯度为基准，再增加一个附加值。按井控规定，附加值按以下原则确定：油水井为O05O10 kgL，或井底正压差1535 MPa；气井为007O15 kgL，或井底正压差305OMPa。钻井过程中，井筒液柱压力、环空循环压耗(钻井液循环时的环空流动阻力)、井口回压、循环过程中产生的压力波动(如激动压力、抽吸压力、侵入井内地层流体引起的压力波动)的总和为井底压力，即：PL=PM+PA+PT+PAF式中，PL为井底压力，MPa；PM为环空液柱压力，MPa； PA为环空循环压耗，MPa；PT为井口压力(套压)，MPa；PAFf为环空循环压力波动，MPa。如果井底压力大于地层孔隙压力，其压差为正，为过衡钻井状态。如果井底压力小于地层孔隙压力，其压差为负，为欠衡钻井状态。负压差在欠衡钻井中又称欠压值或井底负压值。13 衡钻井技术的定义衡钻井技术的定义衡钻井技术是指，在油气井钻井过程中，井筒液柱压力接地层孔隙压力(有时甚至低于地层孑L隙压力)，正常钻进情况下，井底压差范围从O(包含O)至过衡规定正压差的下限，并能有效实施安全钻井的钻井技术，简称NBDT(nearbalanced drilIing technology)。按此定义，钻井液当量密度的附加值为：油水井为O005 kgL，井底压差015MPa；气井为o007 kgL，井底压差O3OMPa衡钻井时，考虑至起钻时的抽吸压力，井筒液柱压力可能会低于地层孔隙压力。但是，在衡钻