中国是世界上早进行石油钻井的国家。早在西汉宣帝时(公元前60—70年),在现在的四川省和陕西省掘凿盐井发现天然气,并用于煮盐。到宋仁宗庆历年间(1041—1048),在四川省自贡地区用人力顿钻设备钻出了“卓筒井”(小口径井),英国科技史专家李约瑟博士(1900—1995)认为顿钻钻井是中国的重大发明。世界旋转钻井始于1900年,中国到1936年开始引进旋转钻机在新疆独山子地区钻了一批浅油井。1949年后,中国石油钻井的发展经历了四个时期:1949—1959年为初创时期,在这个时期主要是引进和学习苏联、罗马尼亚等国家的钻井装备和技术,旋转钻井技术得到初步发展;1960—1978年是发展时期,通过自主攻关,形成了浅井和中深井的钻井配套技术;1979—1998年是提高时期,广泛吸收了国外先进钻井技术,同时通过攻关,形成了深井钻井和多种功能定向井钻井的配套技术,并发展了保护油气层技术;1998年以后是走向市场化的时期,在这时期主要发展了小井眼钻井、大位移井钻井、水平井钻井、分支井钻井、欠平衡钻井、连续管钻井和套管钻井等钻井新工艺技术。
①获取地下实物资料,即从钻井中采取岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。
②作为地球物理测井通道,获取岩矿层各种地球物理场的资料。
③作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况。
④用作探、采结合,开发地下水、油气、地热等的钻井。
按用途
钻井工程通常按用途分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井、煤田钻井、矿田钻井、建筑地面钻井等.
按钻井方式
1、顿钻
顿钻,又称冲击钻。用钢丝绳把顿钻钻头送到井底,由动力驱动游梁机构,使游梁一端上下运动,并带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用,使岩石破碎。顿钻钻速慢,效率低,不能适应井深日益增加和复杂地层的钻探要求,逐渐被旋转钻代替,但它有设备简单,成本低,不污染油层等优点,可用于一些浅的低压油气井、漏失井等。
2、旋转钻
利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。是当前通用的钻井方法。比顿钻钻速快,并易于处理井塌、井喷等复杂情况。
按动力传递方式旋转钻井又可分为转盘钻和井下动力钻两种。
转盘钻在钻台的井口处装置转盘,转盘中心部分有方孔,钻柱上端的方钻杆穿过该方孔,方钻杆下接钻柱和钻头,动力驱动转盘时带动钻柱和钻头一起旋转,破碎岩石。
井下动力钻是利用井下动力钻具带动钻头破碎岩石,钻进时钻柱不转动,磨损小、使用寿命短,特别适于打定向井。井下动力钻有涡轮钻、螺杆钻和电动钻等。
井下动力钻具钻井是利用涡轮钻具、螺杆钻具以及冲击旋转钻具靠钻井液驱动的方法钻井。特点是进尺快、钻压小、泵压高。适合钻定向井或特殊硬底层井段。
钻井工程是利用机械设备,将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型,又可分为顿钻和旋转钻。
在地质工作中,利用钻探设备向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔,又称钻孔。钻井直径和深度大小,取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。钻探石油、天然气以及地下水的钻井直径都较大。