第四章鉆井與完井2/3/20231ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources石油和天然氣是深埋在地下的流體礦藏，其開采方法不同于煤炭或其它金屬礦。它必須通過疏通誘導方法，使地下油氣先流到井里然后升舉到地面。鉆井技術是石油勘探和開發的主要手段，也是石油工業發展水平的重要標志。2/3/20232ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources

油氣井按用途可分為探井和生產井兩種。

油氣田勘探階段要鉆探井。探井的主要用途是獲取地質資料，認識和評價油氣狀況，落實油層他置、面積和儲量等等；開發階段要鉆各種開發井，如生產井（包括采油井、注水井）、估價井、觀察井等。生產井的主要作用是按照開發方案有效地開采地下石油與天然氣。所以，從尋找油氣到生產出油氣的各個環節都離不開鉆井，盡管各階段所鉆的井的名稱、用途、井徑大小以及深度各不相同，但它們的鉆井過程相差不多。2/3/20233ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources

按照井筒軌跡可將并分為三種：直井、斜井、水平井，技術難度依次加大，造價越來越高。2/3/20234ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources第一節鉆井設備

一、鉆機二、鉆頭三、鉆井液2/3/20235ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources一、鉆機

鉆機是全套鉆井設備的總稱，目前全球使用最為廣泛的是轉盤旋轉鉆機，如圖3-1所示。鉆機由柴油機、傳動軸、泥漿泵、絞車、井架．大車、游動滑車、大鉤、水龍頭和轉盤等組成。

整個鉆井設備按功能可分為四個部分：（1）旋轉系統，包括水龍頭、方鉆桿、轉盤、鉆桿、鉆鋌、鉆頭等；（2）吊升系統，包括天車、游動滑車、大鉤和絞車等；（3）循環系統，包括泥漿池、泥漿泵、除砂器、泥漿震動篩等；（4）動力系統，包括動力機及相應的傳動裝置等。2/3/20236ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources每臺鉆機一般配有3-5臺大功率柴油機，它們是全套鉆機的“心臟”，能提升重達200-300t的鉆具（由方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭組成的鉆進工具稱為鉆具）、使轉盤驅動鉆頭快速旋轉來破碎巖石；使泥漿泵循環泥漿，并形成高壓液流，由鉆桿內經鉆頭沖洗井底、攜出鉆碎巖屑。司鉆是操作鉆機、實施鉆井作業最關鍵的人員之一。鉆井過程中，司鉆通過觀察能隨時顯示負荷大小的鉆井“指重表”，操作離合器和剎把，控制鉆壓，均勻鉆進。鉆機2/3/20237ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources二、鉆頭

鉆頭是直接破巖、造就井眼的重要工具。對鉆井而言，要加快鉆井速度，必須采用適合地層條件的“鋒利”鉆頭。常見的鉆頭有不同結構和規格的刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和PDC鉆頭等。各種鉆頭有不同的持點、目前使用最多是牙輪鉆頭。鉆頭2/3/20238ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources1、刮刀鉆頭

鉆頭體上固定了若干個切削刃，鉆進時在鉆壓的作用下吃入地層巖石，切削刃隨鉆頭一起旋轉而將刃前的巖石刮起。刮刀鉆頭用于非固結的軟地層效果極佳。由于新型結構的出現，鋼質刮刀鉆頭在很多場合已被取代。鉆頭2/3/20239ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources2、PDC鉆頭

鉆進原理同刮刀鉆頭，都屬于切削型鉆頭。它的切削刃上使用了人造金剛石和燒結碳化鎢，比刮刀鉆頭強度性能好。PDC鉆頭適用于比較軟、但不易形成泥包的地層，或中硬、非研磨性地層，如泥質砂巖、頁巖、石膏巖，鉆進中需要的鉆壓較小。大復合片PDC鉆頭則可以有效地防止泥包，可在松軟的地層中使用。鉆頭2/3/202310ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources3、金剛石鉆頭其切削刃用天然金剛石制成。天然金剛石顆粒越大，硬度越大；鉆進時通過對巖石的研磨，破碎巖心，適用于堅硬地層。近年發展到可用于較軟地層。但金剛石鉆頭怕高溫，所以使用時特別注意冷卻鉆頭。鉆頭2/3/202311ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources4、牙輪鉆頭

它是目前使用最廣泛的鉆頭。鉆進時通過對巖石的壓碎、沖擊、剪切作用達到破巖的目的。由于切削刃與巖石接觸面小，每個齒上分得的鉆壓大，易于吃入地層，并且切削刃能自由轉動，受到的阻力小，因此，牙輪鉆頭可適用于從軟到硬的各種的地層。鉆頭2/3/202312ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources2/3/202313ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources三、鉆井液旋轉鉆井方法是利用鉆井液清洗井底，攜出井下鉆屑并控制井內壓力。以水為連續相的叫水基鉆井液，以油為連續相的叫油基鉆井液。水基鉆井液的應用最為廣泛，只是在特殊井如取芯或高難度定向井中才使用油基鉆井液。

鉆井液過去常叫泥漿或鉆井泥漿，現也有人稱為洗井液。泥漿對于鉆井就像血液對于人體一樣重要。如果沒有性能良好、足夠數量的泥漿，或者在鉆井過程中，由于某種原因（如地層漏濕、鉆具折斷）而不能正常循環泥漿時，鉆井工作將無法進行，有時還將嚴重危及井的“生命”。鉆井液2/3/202314ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources人們往往誤以為泥漿是“泥加水”攪和而成的。其實不然，泥漿是溶膠懸浮液體系，由四個部分組成：1、液相，可以是淡水或鹽水，或某種類型的油品；2、固相，為增加體系密度，常用重晶石，為改善流變性和濾失性常用微晶高嶺土；3、處理劑，用以調整泥漿性能，常用各種有機或無機化學處理劑；4、污染物，鉆井中帶來的巖屑及地層中的各種鹽類等。現代鉆井技術對泥漿的性能要求很高，要具有一定的密度、粘度、濾失量、泥餅、切力及含砂量等，并且隨著鉆井所鉆遇的地層變化能及時作出調整。

鉆井液2/3/202315ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources鉆井液在鉆井中主要作用如下：（1）清洗井底：只有將鉆碎的巖屑及時地沖離井底，才能保證鉆頭有效地接觸并破碎巖石。（2）攜出巖屑：既可將巖屑攜帶出井口用除砂設備清除，又可使地質人員通過巖屑錄井獲取地下油氣信息。（3）冷卻鉆頭：鉆頭在局速旋轉、破碎地層巖石時產生大量的熱量，泥漿的循環可及時冷卻鉆頭，增強鉆頭的耐磨性和使用壽命。（4）保護井壁：地層有多種多樣，有的松散易碎，有的易吸水膨脹、分散坍塌，這就要靠泥漿把井壁“撐”住，靠泥餅把井壁“糊”住，以穩定井壁、防止坍塌。鉆井液2/3/202316ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources（5）潤滑鉆具：一般來說，井不是筆直的，井眼也大小不一，井眼越大越深，鉆具旋轉和起下鉆時阻力越大。泥漿的潤滑作用可以減小這種阻力，持別是在定向井鉆井中，泥漿的潤滑作用尤為明顯。（6）破巖作用：在噴射鉆井中，泥漿傳遞水力能量，使機械破巖和水力破巖作用相結合（7）平衡地層壓力：鉆井時，地層壓力是靠泥漿液柱壓力來平衡的，所以有平衡鉆井之說，尤其是高壓油、氣、水層更要靠泥漿來使地層保持穩定，做到“壓穩而不死”；因此，泥漿密度的大小事關重大，如果泥漿密度太小，有可能因壓不住地層壓力而導致井噴事故；如果泥漿密度過大，則會引起油層傷害，嚴重時會導致油氣層完全被堵死，油氣無法采出。（8）保護油氣層：鉆井油氣層以后，地層孔隙和油氣通道易被泥漿中的固體微粒堵塞，造成對油氣層的損害，使油氣流動通道不暢，影響后面的油氣井的生產。采用優質泥漿和鉆井液，就能較好地保護油氣層。2/3/202317ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources第二節鉆井過程一、準備工作二、鉆進三、固井

2/3/202318ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources

一口井從開始到完成，大致要經歷準備工作、鉆進、固井、其它作業等工序。一、準備工作1、定井位

根據地質或生產的需要確定井底位置，作出設計。當井身軸線按鉛垂線設計時，井口位置和井底位置在同一垂線上，這就是直井；如果井身軸線偏離鉛垂線，則井口位置與井底位置不在同—水平線上，這就是定向井。2、修公路

為了將各種設備與物質運入井場，需耍修公路。由于鉆井設備是重型物資，公路應確保能通行重型車輛。準備工作2/3/202319ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources3、平井場

在井口附近平整出一塊方地供施工之用。井場面積隨鉆機而異，形狀大致為長方形，大型鉆機占地約長120m，寬90m；中型鉆機占地約長100m，寬60m；鉆機占地大小可因地制宜。4、打基礎

為了保證設備在打井過程中不會下陷或歪斜，要打基礎（或稱為打基礎）。小型的基礎可用方木或預制件，大型的基礎在現場用混凝土澆灌。5、安裝

立井架，安裝鉆井設備、泥漿泵，安放或挖掘泥漿池等。準備工作2/3/202320ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources二、鉆進廣義的鉆進指從開鉆到完鉆一段地層或完鉆一口井的過程。本書僅對當前世界上普遍使用的旋轉鉆井法加以介紹，旋轉鉆井法的鉆進大致可分為以下幾道工序。2/3/202321ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources1、鉆進（狹義）用鉆頭直接破碎巖石。鉆進時用足夠的壓力將鉆頭壓到井底巖石上，使鉆頭的刃部吃入巖石中。鉆頭上連接著鉆柱，用鉆柱帶動鉆頭旋轉以破碎巖石，井就會逐漸加深，加到鉆頭上的壓力叫鉆壓。

鉆柱把地面上的動力傳給鉆頭，所以，鉆柱從地面一直延伸到井底。隨著井的加深，不斷增加鉆桿，鉆柱漸漸增長，其重量也漸漸加大。以致于超過所謂的鉆壓；過大的鉆壓將會引起鉆頭、鉆桿、設備的損壞。必須將大于鉆壓的那一部分鉆桿的重量吊懸起來，使之不作用在鉆頭上。鉆進中，由司鉆適時地控制加到站頭上的壓力，有效地均勻鉆進。鉆進（狹義）2/3/202322ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources2、洗井井底巖石被鉆頭破碎后形成小的碎塊，稱為鉆屑（也常稱為砂）。鉆屑積多了會影響鉆頭鉆鑿新的井底，引起機械鉆速下降。所以必須及時地將鉆屑從井底清除掉，并攜帶到地面，達就叫洗井。洗井液經鉆桿的內孔注人，從鉆頭水眼中流出以清洗鉆頭并沖向井底。將鉆屑沖離井底，鉆屑隨洗井液一向進入井壁與鉆柱之間的環形空間，同地面返升。一直到地面，其流程圖見圖3-3所示。鉆屑在地面上從洗井液中分離出來并被清除掉稱為除砂。清除了鉆屑的洗井液再被注入井中重復循環使用。在鉆進時，洗井和破碎巖石同時進行。為了保證洗井液不間斷地循環，需要用泥漿泵連續注入。洗井2/3/202323ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources

3、接單根在鉆進過程中，隨著井的不斷加深，鉆柱也要及時接長，接一根鉆桿就叫接單根。

4、起下鉆為了更換磨損的鉆頭，須將全部鉆柱從井中取出，換上新的鉆頭以后在重新下到井中繼續作業，這叫做起鉆和下鉆（簡稱為起下鉆）。一口井要用很多只鉆頭才能鉆成，所以起下鉆的次數很多。為了提高效率，節省時間，起下鉆時不是以單根鉆桿為單位進行接卸，而是二根鉆桿為一個接卸單位，稱為立根（或立柱）。每根鉆桿長8-10m，立根的長度一般為26-30m。為了配合這么長的立根、井架高度一般為40m左右。由于其他原因，如打撈井底落物、解決卡鉆等問題時也需要起下鉆。2/3/202324ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources5、其它作業在鉆井過程中，還要進行巖屑錄井、地球物理測井以及地層測試等作業。一般來說，鉆井速度越快越好。但是，也得有一個度，超過了這個度，就難免發生意外。鉆井中常常會遇到斷鉆桿、掉鉆頭等事故，或者井壁垮塌、卡鉆等等。因此，要高效、優質、低耗地鉆成一口油氣井，就要講究鉆井工藝技術，實行科學打井。在鉆井過程設計中，要選定合理的井身結構和鉆具結構，使用優質泥漿，采用一系列適合地層條件的鉆井技術和措施，其中，鉆井時對鉆頭施加多大的壓力？轉盤旋轉速度是多少？泥漿泵排量多大？這就是人們常說的“鉆壓、轉速、排量”的合理選配問題，是鉆井中隨井深和地層變化需要及時調整并加以解決的重要問題。一口井一但開鉆，如果沒有特殊情況，就按照施工設計正常施工。鉆達設計深度即可交井。但是，探井有可能根據地下出現的新情況，或提前完鉆，或繼續加深。2/3/202325ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources三、固井固井是鉆井工程中的一道重要工序，其根本目的可概括為兩點：加固井壁（防止淺處井壁坍塌）和隔離鉆井的油、氣、水層（防止開采時層間相互干擾）。固井的方法是將稱為套管的無縫鋼管下入井，并在井眼和套管之間灌注水泥漿以固定套管，封閉套管與井壁之間的環形空間，隔開某些地層，這就是下套管、注水泥作業。一口井從開始到完成，常需下入多層套管并注水泥，即需進行數次固井作業。固井2/3/202326ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources在不同地區因地層情況和井深的不同，固井實施的情況也不同。有的井可以一直鉆到底，最后下入套管進行一次固井即可；而有的井，則需下兩層或三到四層套管，分別進行固井，才能最終完成。如圖3-4所示，一口4000m的深井，設計下三層套管，其目的和實施步驟是：第一層為表層套管，下深100—300m左右，目的是用以封住這一井段的粘土層、流沙層、礫石層及水層，并在表層套管井口安裝防止井噴的裝置。第二次開鉆后，改用小于表層套管直徑的鉆頭，往下鉆至2000-3000m處再停鉆，下人第二層套管，稱之為技術套管。下技術套管的目的是用以封固易塌層和高壓水層，或為保護淺部的油氣層等。第三次開鉆后再改用更小的鉆頭，一直鉆到目的層以下，最后下入第三層套管，稱為油層套管，這主要是為試油和今后采油氣創造條件。深井或超深井有時需要下兩次技術套管，依據具體需要而定。固井2/3/202327ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources有的地區井雖較深，但地層條件較好，可以省去技術套管，只下表層套管和油層套管；有的地區并不太深，如果淺部地層條件允許，深部油氣水層的壓力不高，還可以省去表層套管，則在全井中，只有一層油層套管。總之，固井要根據實際地質情況來確定，既要保證鉆井安全和井身質量，又要盡可能地節約套管和水泥，以降低鉆井成本，提高經濟效益。通常注入水泥漿后應候凝約2天，用井溫或聲波幅度等測井方法檢測固井質量——套管處水泥返高、水泥膠結與封固狀況等，符合設計要求者為固井質量合格。固井2/3/202328ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources第三節完井一、裸眼完井二、射孔完井三、襯管完井四、礫石充填完井2/3/202329ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources完井，顧名思義，即井的完成，是油氣井生產前的最后一道工序。油層鉆開以后，油井與油氣層的連通力式與井下油、氣、水層的直接測試結果以及以后的油氣田開發、開采有密切的關系。油氣井完井方法主要指油氣層與井底的連通方式、井底結構及完井工藝。根據地層的不同性質，可以采取不同的完井方法。對各種完井方法的要求是：（1）使油氣層與井底有效地連通起來，盡量減小油、氣流動阻力；（2）妥善地封隔油、氣、水層，防止各層之間互相干擾；（3）克服井壁坍塌和油層出砂的影響，保證油氣井長期穩定生產；（4）能為今后的井下修井作業和增產措施（壓裂、酸化）提供方便；（5）工藝簡便、完井速度快、成本低。根據油井與油氣層連通方式，有裸眼完井、射孔完井、襯管完井和礫石充填完并等完井方法。2/3/202330ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources一、裸眼完井這種方法是鉆井至油層頂部后，下油層套管，注水泥，然后較小直徑的鉆頭鉆開油層，如圖3-5所示：這種完井方法的最大優點是油層全部裸露，沒有任何遮擋地宜接與井底相通，因而油層不僅具有最大的滲濾面積，而且流線平直，油、氣流入井內的阻力最小。其缺點是井底容易坍塌，不易防止油層出砂，不易進行分層作業，油、氣、水層易互相干擾。因此裸眼完井方法的使用范圍較小，僅能適用于那些巖層堅固、穩定，而且無油、氣、水夾層的單一油、氣層和一些油、氣層性質相同的多油層井中，目前，這種方法已很少采用。裸眼完井2/3/202331ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources二、射孔完井這種方法是目前國內外使用最為廣泛的一種完井方法。它是先鉆開整個油層后，下油層套管至井底，注水泥加固，然后下入射孔槍向油層部位射孔，穿透套管和水泥環，為油、氣流入井內打開通道，如圖3-6所示。射孔完井2/3/202332ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources射孔完井的優點：（1）能比較有效地封隔和支持疏松易塌的生產層；（2）能夠分離不同壓力和不同特點的油、氣層，便于進行分層測試、分層開采及分層增產等工藝；（3）可根據鉆井取芯、電測和地層測試等取得的生產層的實際資料確定是否下入油層套管，可以減少或消除因無油、氣而下油層套管的盲目性；（4）可進行無油管完井及多油管完井；（5）除裸眼完井外，比其它各種完井經濟。射孔完井的缺點：在鉆井和固井過程中生產層受洗井液和水泥的侵害較為嚴重；由于射孔數日和射孔深度有限，油、氣層與井底的連通面積小，而且流線彎曲向射孔孔眼集中，導致油、氣流人井內的阻力較大，不易防止地層出砂。射孔完井2/3/202333ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources三、襯管完井當油層是膠結差的疏松砂巖組成時，如果采用裸眼完成，油層就容易坍塌，井底被砂堵，使油、氣流滲濾面積減小。為此，在裸眼的油氣層部位，下入一根預先鉆好孔眼的襯管，通過襯管頂部的襯管懸掛器將襯管掛在油層套管上，并密封套管和襯管之間的環形空間。油、氣經襯管上的孔眼流入井中，如圖3-7所示。這種完井方法稱為襯管完井。由于襯管是利用油層中的砂層自然成拱防砂，故不易人工控制。在裸眼井中無法封隔油、氣、水層。襯管完井2/3/202334ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources四、礫石充填完井礫石充填完井

礫石充填完井方法是人為地在襯管和井壁之間充填一定尺寸的礫石，使它起防秒和保護生產層的作用。常用的礫石充填方法有兩種：裸眼內礫石充填和套管內礫石充填。前者是先將襯管下人井內，然后用洗井液將礫石送至襯管與井壁的環形空間內；后者是在地面上將礫石充填在預制的礫石襯管中，然后下入井內，加圖3-8所示。礫石充填完井的優點是油、氣流的滲流面積大，阻力較小，同時可以防止油層坍塌、出砂和堵死油井，因而油井壽命較長。但是，它在完井工藝上比較復雜，應用要求油層條件比較簡單，如果條件復雜，如油層中含有水層，油層又是由壓力、滲透率不同的若干小層組成，則不宜選用，以免將來采油時難以進行選擇性壓裂、酸化、分層開采、分層注水等措施。2/3/202335ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources第四節定向井、叢式井和水平井2/3/202336ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources定向井、叢式共和水平井，都可稱之為斜井它與普通直井（垂直地面）的井簡形狀是不一樣的，明顯的特點是從井口到井底有一個預定方向的大斜度，最大可達90度（水平井）。當然一般的直井，也并非人們所想象的那樣是垂直的，實際也都有大小不等、方位不一的斜度，但這個斜度都不很大，是要求加以控制的。按井身質量標準的規定，直井井斜不得超過3-5度。

定向井、叢式井和水平井2/3/202337ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources在石油勘探開發過程中，由于經常遇到種種客觀條件的限制，或出于經濟效益等方面的考慮，打直井達不到預期目的，而打斜井則能揚長避短、興利除弊。因此，人們在打直井的基礎上，成功實踐了打斜井方法，如圖3-9所示。沿著選定的方向鉆達預定目的層位的井，稱為定向井；在—個井場或一個井口里，鉆出不同方位和斜度的多口定向井，統稱為叢式井；將定向井的井斜按設計增大到近90度，并向預定方向水平鉆進一定長度，稱為水平井。常規定向井的井斜角一般為15-45度，大斜度定向井則可大到45-90度。定向井、叢式井和水平井2/3/202338ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources定向井、叢式井和水平井2/3/202339ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources鉆斜井的原因如下：

（1）為了避開不可越的地面障礙、例如居民住宅區、工業建筑、文化古跡、江河湖泊等。（2）為了少占農田，節約修公路和平井場的土地、資金和時間，可在同一口井按需要鉆叢式井。（3）對于某些有裂縫的油氣層或低滲透油氣層，為了增大井筒內油氣層裸露的面積，以擴大油流通道，減小滲流阻力，提高油井產量，可以在油氣層內鉆一定長度的大斜度定向井或水平井。據統計，一口水平井的造價是一口直井的1.5—2倍，而在相同地質條件下，一口水平井的產量是一口直井的3-7倍。（4）對某些特殊油田，用一口井鉆過多套油氣層，使一口井起到多口井的作用，這種井叫多目標井。（5）開發海洋油氣田時，在一個鉆井平臺上鉆多口定向井，既可節約鉆機搬遷時間和鉆井成本，也有利于油氣集輸。（6）當油氣井發生強烈井噴、著火而失去控制時，可以采取鉆定向求援井的辦法，進行壓井止噴或引流滅火。定向井、叢式井和水平井2/3/202340ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources第五節海洋石油鉆井一、海上鉆井裝置二、海洋鉆井工藝特點2/3/202341ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources海洋石油鉆井與陸地相比，主要有四點不同：一是如何在水面之上平穩地立起井架，并要經受得住風浪的襲擊；二是在鉆盤至海底之間，如何建立一個特殊的井口裝置把海水與井筒隔絕開來；三是海洋鉆井，直井少斜井多，在海上鉆井，必須有保證鉆機等鉆井設備正常工作的海洋鉆井平臺；四是海洋鉆井費用高，要比陸上鉆井高3-10倍。2/3/202342ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources一、海上鉆井裝置海上鉆井裝置按其結構特點可分為固定式和移動式兩類。前者包括樁基式平臺和重力式平臺兩種。后者又分為座底式和浮動式。座底式包括自升式平臺和沉浮式平臺；浮動式包括浮式鉆井船和半潛式鉆井平臺兩種。

海上鉆井裝置2/3/202343ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources1、固定式平臺（1）樁基式平臺（圖3-10）。它是用鋼管做成的桁架，整體性好，施工快，但抗海水腐蝕性差。為了使平臺能穩固地坐于海底，不致因冰、水流、海浪等的影響而移位，需打樁固定。固定后不再拆走，成本高。固定式平臺2/3/202344ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources（2）重力式平臺它是使用鋼筋混凝土制造的平臺，重量大，可穩定立于海底。不需打樁，節省鋼材．防火、防腐蝕，維修資用低，使用壽命長。缺點是結構分析較復雜，要求岸邊有較深的隱蔽條件較好的水域、對地基要求高。固定式平臺2/3/202345ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources2、移動式平臺（1）沉浮式平臺（圖3-12）。在勘探初期使用固定式平臺是很不經濟的，改用移動式的，可大大節省投資。它的特點是平臺下部有若干個浮筒或浮箱，可使平臺浮于水面。打井時．拖航到井位后，在浮箱中充水，平臺即沉坐于海底上，就可以打井了。打完并以后，將浮箱中的水排出來，整個平臺又漂浮在水面上，拖至新井位便可打井。移動式平臺適用于水深較淺、浪小、海底較平的海區。為了防止鉆井時水平移動及轉動，一般在浮簡的周邊加設裙板以便插人海底淤泥中，增加穩固性。為了在打井完成后退場方便，井口位置多放在平臺尾部或舷外。移動式平臺2/3/202346ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources（2）自升式平臺（圖3-13）它是由一個船體形的平臺和3-4條大腿組成。平臺上安放鉆井設備、器材。拖航時，整個平臺浮在水面，大腿升到最高位置。到進位后，將大腿放下，支于海底上，并繼續將平臺升高到高出海面，即可開始鉆井工作。井打完后，將船體降到水面上，把大腿升起，拖至新井位。自升式平臺因為造價低，對海底地形、土質適應性強，所以使用較多。在鉆井時它是固定的，不受波浪影響，具有固定式平臺的優點，適宜水深10-90m，現已發展至200m。例如渤海—號是1972年建成的我國第一座自升式平臺，勝利油田1996年自行研制了開發一號、二號兩座非自航可移動座底式平臺。隨著深水領域中鉆探工作的發展，自升式平臺已不能適應水深的要求，從而發展了浮式鉆井裝置。移動式平臺2/3/202347ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources（3）浮式鉆井船（圖3-14）簡稱為鉆井船，類似于普通的船，具有自航能力，船體較大。一般靠錨系定位。深水時則靠動力定位，即靠多個推進器自動維持船體的預定位置，穩走在井位上。可以在水深大于300m的海域鉆井，動力定位的鉆井船，甚至可以在幾千米的深水作業。鉆井船的船體造價低，可在普通船臺或船塢中制造及檢修。其缺點是由于鉆井船處在風浪很大的水面上，船體狹長，搖擺厲害，所以適應風浪能力差。移動式平臺2/3/202348ChengduUniversityofTechnologyColloegeofEnergyResources

（4）半潛式鉆井平臺由于鉆井船受海浪作用搖擺厲害，發展了半潛式鉆井平臺。其結構與沉浮式相似，下部為浮筒構架，上部為平臺。鉆井時，像船一樣漂在海中，平臺在水面以上。主體浮筒則在水面以下（下船體利立柱的下部分潛入水中），避開了海浪最強的一段水浙。立柱直徑和跨距較大，橫搖和縱搖