侧钻水平井工程设计模板.docx
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侧钻水平井工程设计模板
构造：
AAA背斜构造中部
井别：
采油井 井型：
短半径水平井
BBB井钻井工程设计
CCC油田公司
2013年04月16日
设计名称：
BBB井钻井工程设计
设计单位：
DDD公司钻井工程技术研究院设计中心
工程设计人：
ABCDE
日期：
2013.04.16
设计单位审核人：
日期：
设计单位技术负责人：
日期：
FFF采油厂批准人：
日期：
目录
1设计依据1
1.1设计依据1
1.2油田概况1
1.3BBBB井基础资料3
1.4钻关要求5
2技术指标及质量要求7
2.1井身质量要求7
2.2资料录取要求7
2.3施工过程要求7
3工程设计9
3.1井身结构设计9
3.2井眼轨迹设计11
3.3钻机选型及钻井主要设备15
3.4钻具组合设计16
3.5钻井液设计17
3.6钻头及钻井参数设计18
3.7油气井压力控制18
3.8施工步骤要求及注意事项18
3.9钻井进度计划22
4健康、安全与环境管理22
5设计变更23
6完井提交资料23
1设计依据
1.1设计依据
1.1.1BBB井钻井地质设计及FFF采油厂的试验要求；
1.1.2《钻井设计编制规范》、《吉林油田钻井井控实施细则》、《×××井钻井工程设计》格式样本等有关技术规范和标准。
1.2油田概况
1.2.1构造、断层特征
1.2.2储层物性特征
高台子油层有气顶，有纯气层，存在气顶和气层气。
天然气相对密度为0.5885~0.8215，平均0.7118。
天然气主要成份：
CH4：
70.03~93.54%，平均81.38%，CO2：
1.25~25.90%，平均14.74%，N2：
0.55~5.65%，平均3.75%。
红岗油田高台子油层地层水为高矿化度的NaHCO3型水。
地层水总矿化度为19073.88～65561.88mg/l，平均31270.58mg/l，水的相对密度为1.0097，PH值平均为7.8，呈碱性。
主要阳离子为Na＋＋K＋，含量为6285.89～10638.9mg/l，平均为8731.99mg/l。
HCO3－根含量7231.16～20885.4mg/l，平均为14534.8mg/l，其次为Cl－，平均为4216.4mg/l。
水型主要为NaHCO3型，个别井发现有CaCl2型（红148井G34、35层）。
1.3红侧10-04井基础资料
1.3.1井口坐标：
纵（X）5044788.11m；横（Y）21571367.59m。
1.3.2设计方位：
磁方位：
146.23；地理方位：
135.65°；网格方位：
135°。
1.3.3地磁参数：
磁偏角：
-10.58°；磁倾角：
63.499°；磁场强度：
55731nT。
1.3.4红侧10-04井地面海拔133.33m，补心高2.75m。
1.3.5红侧10-04井直井眼钻井基本数据
红侧10-04井钻井直井眼基本数据见下表（红岗采油厂地质所提供）。
开钻日期
19810426
完钻日期
19810501
完井日期
19810506
完钻井深
1278.37
联入（m）
2.36
阻流环位置（m）
1264.4
水泥塞深（m）
1264.4
水泥返高（m）
974.5
油层套管数据
钢级
外径（mm）
壁厚（mm）
内径（mm）
下入深度（m）
J55
139.7
6.2
127.3
1273.92
特殊套管位置（m）
顶
底
试压情况
加压（Mpa）
12
位置1
1147.79
1151.78
经时（分）
30
降压（Mpa）
未降
位置（m）
斜度（°）
方位（°）
固井质量评价
不合格
1251
2.8
240
总方位
总水平位移
BBB井直井眼井身结构图（FFF采油厂地质所提供）
地球物理解释结果，见下表。
地球物理解释结果
层位
砂岩
有效
测井解释
井段m
厚度m
井段m
厚度m
3.0
气层
3.0
气层
4.0
气层
2.6
干差层
1.0
油层
3.0
油水同层
1.8
油水同层
1.8
油水同层
1.2
油层
2.0
差油层
2.0
油层
1.0
差油层
5.4
油水同层
2.6
油水同层
2.2
差油层
3.4
油层
3.0
油层
2.8
油层
1.3.6目的层情况
目的层MMM层，井段1256.6-1269.4m，砂岩厚度13.8m，有效厚度2.8m，预测原始地层压力12.60MPa，压力系数为1.02。
1.3.7井型和水平段长度
采用“直井段—造斜段—水平段”三段式短半径水平井井身剖面，曲率半径为3.20m，水平段长度20m。
1.3.8方位角与地层倾角
该区储层发育稳定，本次部署水平井为东南方向，方位135°。
垂向上，为了使水平井注水受效均匀，水平段位置在储集层的中上部。
1.3.9设计靶点
侧钻靶点坐标，见下表。
水平井靶点坐标
靶点
垂深
m
靶点坐标m
X
Y
造斜点A
入靶点B
终靶点C
注：
靶点垂深以地面为基准，因老井眼无测斜数据，各靶点坐标以井口作为参考点。
1.3.10完钻层位及完钻原则
完钻层位：
层；
完钻原则：
新井钻穿相当于红10-04井的32号解释层，也就是层，水平钻井，水平段长度20米。
1.3.11完井方法
根据实钻情况确定的具体的水平段长度，根据地层出砂情况，确定下入导向管完井或筛管完井。
1.4钻关要求
1.4.1注水井钻关要求
钻关距离：
注水井钻关距离原则上为原井网一个井距内水井。
钻关时间：
开钻前符合钻井关井井口恢复压力要求。
1.4.2采油井钻关要求
钻关范围：
为防止钻井液进入采油井，保护油气层，设计井钻遇目的层时，易漏区一线采油井全部关井。
钻关时间：
采油井关井时间为钻开油层前48小时至完井施工结束。
2技术指标及质量要求
2.1井身质量要求
井身质量要求
靶点
垂深
m
井斜角
（°）
方位
（°）
水平位移
m
靶窗尺寸m
高度
宽度
上偏
下偏
靶点B
1258.00
90.00
135.00
3.20
0.5
0.5
2.0
靶点C
1258.00
90.00
135.00
23.20
0.5
0.5
3.0
注：
靶点垂深以地面为基准，方位为网格北，水平位移量相对于侧钻点。
2.2资料录取要求
自造斜点至井底进行岩屑录井，每钻进1m录取两次岩屑，作好岩性描述及含油性检测工作。
加强录井分析，开展岩屑制片镜下分析，准确确定岩性，为跟井地质导向技术人员提供实时的录井数据。
2.3施工过程要求
（1）钻井要求
施工作业队伍编制钻井施工方案时，应充分考虑水平井入靶点预测深度误差，与采油厂地质部门充分结合，落实清楚目的层实际深度和套管接箍位置，确保侧钻后水平段处于目的层中部偏上位置，同时避开套管接箍，保证侧钻施工顺利，做好钻井预案。
在钻井过程中，应根据具体情况调节钻井液密度、粘度等参数，既要做到保护油层，又要保证钻井施工顺利进行。
（2）完井方式
根据实钻情况确定的具体的水平段长度，根据地层出砂情况，确定下入导向管完井或筛管完井。
（3）环保及安全要求
严格执行安全环保要求，施工过程要严格按照QHSE标准施工。
在实施过程中要保护周围环境，严格防止对大气、水体、土壤、森林、农田、自然保护区等环境造成污染和破坏。
油气勘探开发单位需制订环境污染突发性事件应急预案。
各项施工作业必须执行《黑龙江省石油天然气勘探开发环境保护条例》、《中国石油天然气总公司环境保护工作管理办法》和《吉林油田公司环境保护管理暂行办法》等国家和地方的有关法律、法规。
各项法律、法规及标准等应当执行最新版本。
制定无污染作业方案和措施，施工中产生的污油、污水、废液要采取回收措施，不能污染环境。
作业施工结束后，井场要恢复原貌。
新建井场投产时应当做到原油、化学药剂及其他有害物质不落地，发生落地现象的应当及时采取措施予以清除；完井及各种井下作业过程中产生的落地原油及含油污泥等必须回收原油并脱水后妥善处置。
由于突发性事故产生的落地原油及含油污水，各单位要在一周时间内回收处理。
油气田开发过程中要严防地下水污染，出现油井套管破损、气井泄漏等直接污染地下水资源的事故，油气田生产单位应当立即采取保护性措施，并向当地环保部门和水行政主管部门报告。
加强对有毒有害气体、烟尘、粉尘的防护和治理，使其排放符合国家和地方的环境保护标准。
气井测试放喷有毒有害气体时，应当及时采取处理措施，减轻对环境的污染。
排气管线应当按照有关规定远离人群聚集区等环境敏感区域。
凡产生噪声和振动的设备和装置，应当采取消音、隔音、减震等措施，使噪声排放达到国家的环境保护标准。
禁止夜间在居民区、文教区、疗养区等控制区域从事产生噪声污染的作业，因抢修、抢险作业和生产工艺要求或者特殊需要必须连续作业的，应当向环保部门报告，并且公告附近居民。
发生井喷、管道破裂、穿孔等突发性事件，或者因盗窃事件致使原油泄漏的，应当采取应急措施，排除故障，防止污染面积扩大；落地污染物应当在排除故障后五日内予以清除，居民区内污染物应当在二日内清除，清除时不得扩大污染面积。
遵照国家有关规定处置有毒有害废弃物，认真执行工业固体废弃物申报登记制度，积极进行工业废渣的回收利用和处理，防止扬散、流失和渗漏。
使用剧毒物质和放射性物质必须按照国家规定，严格管理，防止在生产、储运、包装、保管、使用过程中泄漏、挥发、扩散、丢失，防止造成对人员的伤害和环境的污染。
3工程设计
3.1井身结构设计
3.1.1井身结构设计数据表见下表
井身结构设计数据表
开钻
次序
井深（测深）
m
钻头尺寸
mm
套管柱
类型
套管尺寸
mm
套管
下入层位
套管下深
m
水泥浆返高
m
老井眼
1278.37
215.9
生产套管
139.7
SI1-G3
1273.92
974.5
侧钻
1279.83
118.0
绕丝筛管
89
G1
1252.80
~1277.83
/
3.1.2井身结构设计示意图
喇叭口位置：
1252.80m
m
导斜器斜面位置
1254.80m
Φ118mm钻头×1279.83m
Φ89mm绕丝筛管×1277.83m
Φ139.7mm套管×1273.92m
1745.76m
1693m
1693.52m
割缝绕丝筛管完井方式井身结构示意图
3.2井眼轨迹设计
3.2.1井眼轨道设计数据
3.2.1.1基础数据
基础数据表
公司：
红岗采油厂
油田：
红岗油田
井场：
红侧10-04井
井号：
红侧10-04井
短半径水平井
日期：
2013.04.16
垂深参考：
地面
N（X），E（Y）参考：
全程
H（Z）参考：
海平面
北参考：
网格北
地磁模型：
IGRF2010
地面海拔：
133.33m
补心高度：
2.75m
磁偏角：
-10.58°
收敛角：
0.65°
投影方位：
135°
井口及目标
纵N（X）
横E（Y）
海拔H（Z）
目标半径
井口
5044788.11
571367.59
/
0
靶点B
5044785.85
571369.85
-1124.67
2.0*1.0
靶点C
5044771.70
571384.00
-1124.67
3.0*1.0
3.2.1.2设计数据
设计数据表
设计
项目
测深
m
井斜角
°
方位角
°
垂深
m
N/S
m
E/W
m
水平位移
m
造斜率
°/30m
造斜点
1254.80
2.80
135.00
1254.80
0.00
0.00
0.00
靶点B
1259.83
90.00
135.00
1258.00
-2.26
2.26
3.20
537.00
靶点C
1279.83
90.00
135.00
1258.00
-16.41
16.41
23.20
注：
1.靶点垂深以地面为基准，因老井眼无测斜数据，各靶点坐标以井口作为参考点。
方位为网格北，水平位移量相对于侧钻点。
2.施工作业队伍与采油厂地质部门充分结合，落实清楚目的层实际深度和套管接箍位置，确保侧钻后水平段处于目的层中部偏上位置，同时避开套管接箍，保证侧钻施工顺利。
3.2.2井眼轨迹剖面示意图
造斜点垂深
1254.80m
完钻垂深
1258.00m
完钻斜深
1279.83m
靶点B垂深
1258.00m
靶点B斜深
1259.83m
靶点B处井斜角
90.00°
靶点B水平位移
3.20m
井底水平位移
23.20m
1254.80m
项目
段长
m
水平增量m
垂直增量
m
造斜段
5.03
3.20
3.20
BC段
20.00
20.00
0.00
90.00°
3.20m
C
B
20.00m
3.20m
23.20m
井眼轨道剖面示意图
3.2.3井眼轨迹水平投影图
南（-）/北（+）【m】
3.2.4井眼轨迹地层剖面示意图
井眼轨道地层剖面示意图
3.3钻机选型及钻井主要设备
钻机选型及钻井主要设备性能
序号
名称
型号
数量
载荷（KN）
备注
提供单位
1
钻机
XJ450
1台
800
底座高度2.3m，4.5m，最大载荷1125KN
/
2
井架
J134/34-W
1350
/
3
天车
TC-158（5×4）
1580
/
4
游车大钩
YG-150
1470
/
5
水龙头
SL-120
1200
/
6
转盘
ZP-175
2250
最大扭矩13730n·m
/
7
绞车
JC400
/
快绳拉力210kn
/
8
方钻杆
89mm×89mm
1根
四方方钻杆
/
9
防喷器
SFZ18-21
1套
/
上下带法兰盘，抗压21MPa
/
10
钻 杆
27/8″钻杆
/
转盘旋转钻进
/
11
油管/钻杆接头
/
/
12
钻杆/油管接头
/
/
13
通径规
Φ118mm×1.8m
/
7”井Φ152mm
/
14
冲砂弯头
700型
/
2寸半冲砂弯头
/
15
水池子
12m3
1个
/
沉淀与净化
/
16
循环介质
清水
15m³
/
/
17
筛布
40或60目
2张
/
筛选返屑
/
18
小型潜水泵
/
/
19
水龙带
3根
/
标准2＂
/
20
液压钳
12型
/
21
气动卡瓦
/
/
22
水罐车
12m3
1台
/
补充水源
/
23
泵 车
XJC35-12洗井车
2台
/
保障循环
/
24
防膨剂
0.9m3
/
钻井院
25
收油设备
/
原油回收
采油厂
26
测试车
伽玛磁定位仪器
1套
/
磁定位校井深
/
27
陀螺仪器
35mm
/
陀螺定方位
钻井院
注：
上表给出了所选择钻机和主要设备的型号和规格等，如果没有相应的钻机和设备，可选用其它型号能够满足钻井要求的钻机和设备，要求钻机刹车灵敏，能够匀速送钻。
钻机/修井机摆放位置要求：
1）钻机/修井机正对井口。
2）值班房摆放位置距离井口50m以外。
3）防火设备应放位置距井口10m~15m的地方。
4）井场设备、配件摆放应遵循三条线的基本原则，井场布置规格整齐。
3.4钻具组合设计
3.4.1下导斜器钻具组合
导斜器+定向接头+Φ73mm钻杆+方钻杆
3.4.2开窗钻具组合
Φ120mm铣锥+Φ73mm钻杆短节+Φ73mm钻杆+方钻杆
3.4.3修窗钻具组合
Φ120mm铣锥+Φ73mm钻杆短节+Φ73mm钻杆+方钻杆
3.4.4造斜段钻具组合
Φ118mm钻头+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+Φ73mm钻杆+方钻杆
3.4.5水平段钻具组合
Φ118mm钻头+定位接头+柔性钻杆（外接导向管）+扶正器+Φ73mm钻杆+方钻杆
3.4.6钻具上扣扭矩
Φ73mm钻杆与接头上扣扭矩表
钢级
新接头
一级接头
二级接头
接头
外径
mm
接头
内径
mm
上扣
扭矩
kN•m
最小
外径
mm
磨损后内螺纹接头台肩最小宽度
mm
上扣
扭矩
kN•m
最小
外径
mm
磨损后内螺纹接头台肩最小宽度
mm
上扣
扭矩
kN•m
E
104.8
54.0
8.0
96.5
3.6
6.2
95.0
2.8
5.2
X
104.8
50.8
8.9
99.0
4.8
7.8
97.5
4.0
6.7
G
104.8
50.8
8.9
100.0
5.2
8.3
98.0
4.4
7.2
3.5钻井液设计
3.5.1钻井液性能、配方及处理方法
开钻次序
井段
m~m
常规性能
密度
g/cm3
漏斗
粘度
s
API
失水
mL
泥饼
mm
PH值
含砂
%
摩阻
系数
静切力
初切
Pa
终切
Pa
侧钻
1254.80~1279.83
1.00~1.05
/
/
/
/
/
/
/
/
配方
处理方法及维护
防膨剂
0.3%
（1）检查钻井液材料配备，数量应满足现场要求。
（2）钻井液用清水+0.3％防膨剂。
（3）完钻后充分洗井，把所有的铁屑及岩屑洗出井外，保证井眼清洁。
注：
根据MMMM工程公司测井公司对TTT油田开发井测井资料统计结果，建议FFFF油田钻井液电阻率取值2.0-3.5（ΩM/15℃）。
3.5.2钻井液材料用量设计
钻井液材料在开钻前，按设计用量提前准备好，并且是质检合格的产品。
钻井液材料用量设计数据表
开钻次序
侧钻
钻头尺寸mm
118
井段m~m
1254.80~1279.83
材料名称
材料用量
防膨剂
0.9m3
3.5.3钻井液储放配置要求
循环冲砂池3个、12m3水罐车2台。
3.6钻头及钻井参数设计
钻头及钻井参数设计
钻头
序号
钻头
直径
mm
型号
施工
项目
井段
m
进尺
m
钻压
kN
转速
r/min
排量
L/min
1
120
XZ120
开窗段
1253.50~1254.80
1.30
0~3
20~60
400~600
2
118
PDC-T
造斜段
1254.80~1259.83
5.03
10~30
20~60
100~300
3
118
SD527
水平段
1259.83~1279.83
20.00
10~30
20~60
400~600
3.7油气井压力控制
3.7.1井控风险级别评估
根据《VVV钻井地质设计》中油气水分布特征的提示，以及《NNN钻井井控实施细则》和《钻井井控管理办法》中相关要求，此井井控风险级别为B级。
3.7.2井口控制装置设计
井口安装SFZ18-21型防喷器及旋转密封器。
3.7.3井口控制器及防喷器安装要求
3.7.3.1现场安装前要认真保养防喷器，检查闸板芯子是否与所使用管柱尺寸相吻合，检查钢圈尺寸、螺孔尺寸是否与防喷器控制器、套管四通尺寸相吻合。
3.7.3.2井口控制器、防喷器安装必须平正，与井口四通连接时要选择封井器、防喷器丝杆便于开关的位置方向连接。
3.7.4井控措施
本井保留上部正常生产层段SI1-SII14，井段为1159~1220.0m，实测地层孔隙压力系数为0.51，注意预漏及漏后诱发井喷；
高台子油层有气顶，有纯气层，存在气顶和气层气，打开目的层时注意防喷。
施工中严格执行《QQQ油田钻井井控实施细则》。
3.8施工步骤要求及注意事项
3.8.1施工步骤
1）下Ф118mm×1.5m通井规通井至造斜点以下10m进行通井，根据井筒状况进行热洗清蜡、冲砂洗井等作业，使井筒清洁通畅、循环正常，达到后续施工条件。
2）磁性定位：
①根据套管接箍数据校正电缆长度；
②测定导斜器管柱定位短接深度。
3）下导斜器：
下入导斜器+定向接头+Φ73mm钻杆；用陀螺定位仪和电测仪器测试方位和深度，将导斜器上尖部固定在造斜点深度和设计方位上；打压21MPa稳压10分钟，下放管柱，加压40kN~50kN，上提40kN~50kN，确保导斜器座封正常后，上提，多出管柱重0.2kN正转数圈，起出导斜器上部管柱。
4）开窗：
下Φ120mm铣锥+Φ73mm钻杆短节+Φ73mm钻杆+方钻杆，钻压0~3kN，井口安装旋转密封器。
先正循环冲洗、后反循环开窗，转盘速度20~60r/min，泥浆泵排量400L/min~600L/min，铣至1.3m后，把所有的铁屑及岩屑洗出井筒外，起出钻具。
5）修窗：
下Φ120mm铣锥+Φ73mm钻杆短节+Φ73mm钻杆+方钻杆至窗口处，钻压0~3kN，井口安装旋转密封器。
先正循环冲洗、后反循环修窗，转盘转速60r/min~120r/min，泥浆泵排量400L/min~600L/min，铣至1.3m后，反复在窗口位置修整后，把所有的铁屑及岩屑洗出井筒外，起出钻具。
6）造斜段钻进：
下入Φ118mm钻头+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+Φ73mm钻杆，加装井口密封器，当下至造斜点深度时，效正指重表，做人工第二次定位工作，确保造斜器与斜向器完全重合，方位与实测方位重合，为了使钻头仰角与设计造斜率18.4°/m同步，必须采用反循环钻进方式，泵压4MPa~5MPa。
排量在100L
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