根據(jù)破巖方式的不同,常用的鉆井方法有沖擊鉆井法、旋轉(zhuǎn)鉆井法和旋沖鉆井法3種。
沖擊鉆井法
又稱(chēng)頓鉆鉆井法,利用頓鉆鉆機(jī)(見(jiàn)石油鉆機(jī))使鉆桿和鉆繩產(chǎn)生上下往復(fù)動(dòng)作,從而帶動(dòng)頓鉆鉆具在井內(nèi)作上下往復(fù)動(dòng)作,使頓鉆鉆頭對(duì)井底進(jìn)行沖擊,破碎巖石,破碎后的巖石用撈筒撈到地面,然后再繼續(xù)沖擊鉆進(jìn),如此往復(fù),逐漸形成井眼。頓鉆鉆井法鉆井具有鉆井成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但由于工藝相對(duì)落后、鉆速慢、不能用于鉆較深的井和高壓油氣井等,現(xiàn)場(chǎng)已很少采用。
旋轉(zhuǎn)鉆井法
通過(guò)地面動(dòng)力設(shè)備(轉(zhuǎn)盤(pán)、頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置或動(dòng)力水)或井下動(dòng)力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續(xù)旋轉(zhuǎn),同時(shí)利用接在鉆頭上部的一段鉆柱(鉆鋌)的重力向鉆頭連續(xù)不斷施加鉆壓,將巖石切削或碾壓成碎屑,巖石碎屑由鉆井流體不斷地將其帶到地面,并從鉆井流體中分離出來(lái)。這種鉆井方法較之沖擊鉆井法可大幅度提高鉆井效率及適應(yīng)各種復(fù)雜的井下地層情況,已替代沖擊鉆井法成為世界各地普遍使用的鉆井方法。
在旋轉(zhuǎn)鉆井工藝技術(shù)研究過(guò)程中,形成了以下7項(xiàng)應(yīng)用基礎(chǔ)理論組成的學(xué)科:鉆井巖石破碎力學(xué)、鉆井巖石工程力學(xué)、鉆井管柱力學(xué)、鉆井流體化學(xué)、鉆井流體力學(xué)、井下控制工程學(xué)和鉆井技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)。這些工藝技術(shù)的發(fā)展大大提高了鉆井效率。
旋沖鉆井法
在旋轉(zhuǎn)鉆井的基礎(chǔ)上,再加上一個(gè)沖擊器,使鉆頭在沖擊動(dòng)載和旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石的一種鉆井方法。從實(shí)際使用結(jié)果看,這種鉆井方法適用于鉆硬巖石及深部地層,在淺部及泥頁(yè)巖中較旋轉(zhuǎn)鉆井方法效果不明顯,是對(duì)旋轉(zhuǎn)鉆井方法的一種補(bǔ)充。