钻井工程课程设计.docx

1、钻井工程课程设计钻井工程课程设计钻井工程设计 姓名：吴奇霖 班级：辽油奥鹏1103高起专学号：916072中国石油大学（北京）远程教育学院前 言钻井与完井工程设计主要是指在得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井工程设计。钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保 油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织 钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑 满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。本设计的主要内容包括：一、井身结构设计及井身质量要求，

2、原则是能有效地保护油 气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏，应避免漏、喷、塌、卡等复杂 情况发生，钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；二、套管强度设计；三、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会 压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；四、机械破岩参数设计；五、水力参数设计等 几个方面的基本设计内。1.地质概况 .31.1 地理概况.31.2 地质基本数据.31.2.1 井 号.31.2.2 井 别.31.2.3 井 位.31.2.4 设计井深.41.2.5 目的层.41.2.6 完钻层位.41.2.7 完钻原则.41.2.8 钻探

3、目的.41.3 地层层位预测及岩性.42.技术指标及质量要求.62.1 井身质量要求.62.2 固井质量要求.63.工程设计 .83.1 井下复杂情况提示.83.2 地层可钻性分级及地层压力预测.83.2.1 地层可钻性分级.83.2.2 压力剖面预测.93.3 井身结构.93.3.1 钻井液压力体系.103.3.2 校核各层套管下到初选点深度 H ni 时是否会发生压差卡套 .103.3.3 套管层次与深度的确定.113.3.4 套管柱强度设计.133.3.5 套管柱设计结果.183.4 钻井主要设备.183.4.1 钻机编号.183.4.2 钻机型号.183.4.3 提升系统.183.4.

4、4 井 架.193.4.5 转 盘.193.4.6 泥浆泵.193.4.7 柴油机.193.5 钻具组合.203.5.1 各次开钻钻具组合.253.6 钻头及钻井参数设计.323.6.1 钻头设计.323.6.2 钻井参数设计.34参考文献： .491.地质概况1.1 地理概况该探井位于 504 和 45 地震测线交点，距 XX 省 XX 市东 500m，所在的地质构造为 XX 凹 陷。该井的海拔较低，钻该井目的是通过打开QJ层来了解该层的油气情况扩大该油区的勘探范围，增加油区的总体油气后备储量。1.2 地质基本数据1.2.1 井 号:A51.2.2 井 别:预探井1.2.3 井 位： (1)

5、井位座标：纵（X）4275165m横（Y）20416485m(2)地面海拔:50m(3)地理位置：XX 省 XX 市东 500m(4)构造位置：XX 凹陷(5)过井测线：504 和 45 地震测线交点1.2.4 设计井深： 3716m1.2.5 目的层： QJ 层，底层深度 3650m，分层厚度 150m1.2.6 完钻层位：A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、 F1、 QJ1.2.7 完钻原则：当钻入目的层 150m 完钻1.2.8 钻探目的：了解 XX 构造 QJ 含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气资源1.3 地层层位预测及岩性表 1 地层层位预测及岩性层位代号底界深度，m分层厚

6、度，m主要岩性A280砾岩层夹砂土,未胶结B600320上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩C1050450中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层D1600泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩E1900300砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩F32650750泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩F2J2900250泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩F2K3150250泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互F13500350泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩QJ3750 (未穿)150深灰

7、，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩地质概况如表 2表 2 地质概况井 别探 井井 号A5设计井深3716m目的层Q J井 位坐标地面海拔 m 50纵（ x ）m 4275165横（ y ）m 20416485测线位置504 和 45 地震测线交点地理位置XX 省 XX 市东 500m构造位置XX 凹陷钻探目的了解 XX 构造 Q 含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源J完钻原则进入QJ 150m 完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m分层厚度，m主要岩性描述故障提示A280砾岩层夹砂土,未胶结渗漏B600320上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏C1050450中上部含砺砂岩、夹泥岩和

8、粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌D1600泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜E1900300砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏F32650750泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜F2J2900250泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、 塌、卡F2K3150250泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互F13500350泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡QJ3650 (未穿)150深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩防漏、喷、卡2.技术指标及质量要求2.1 井

9、身质量要求表 3井段（m）井斜（0）水平位移（m）全角变化率（0/25m）0-1000303010/25m-200040501015/25m-3000508020/25m-4000601002015/25m-5000701402030/25m2.2 固井质量要求固井质量采用声波测井和变密度测井综合评价，要求声幅20%；变密度测井反应弱 套管波，强地层波。（1）完钻前按下套管管串设计准备好套管附件、转换短接、联顶节、循环接头等必要 配件，以保证各配件的尺寸、螺纹类型相匹配；（2）完钻前取固井水样进行水泥浆性能复核试验；（3）生产套管下入前认真通井循环，保证套管下到底。套管下完后尽快固井，不能长

10、时间循环；（4）固井候凝 48 小时后钻分级箍。钻完分级箍后，必须循环冲洗干净，方可向下钻 进；（5）钻完全井水泥塞后，必须大排量循环冲洗干净胶皮及铝片,套管内必须替换成清水；(6)钻水泥塞前及起钻后需丈量并记录钻头外径，钻头外径变化不得超过 0.25mm；（7）必须认真丈量钻具尺寸及方入，留好人工井底，起钻测声、放、磁；（8） 水泥环与套管壁、井壁胶接紧密，管外无串槽；（9）油层套管水泥浆返深可根据实钻油气显示情况最终确定。原则上含气井水泥浆应返至地面，不含气井水泥浆返高至少高于最浅油顶 200 米；（10） 固井质量检查测井测定的固井质量应至少达到合格以上标准；（11）根据地层特性、储层特

11、点、固井工艺及固井质量要求，科学合理编写固井施工设计；（12）固井前井眼及钻井液准备要求：a.针对易漏、出水地层进行堵漏治水，提高地层承压能力，确保固井质量；b.完钻固井前要求钻井液做到粘切低、动塑比低、泥饼薄而韧，满足固井要求。（13）下套管前必须认真细致通井，确保井下安全及井眼畅通，通井时应带大接头或欠尺寸稳定器，防止下套管遇阻和卡钻，气层段反复划眼，以清除井壁的泥饼，充分循环稀 释泥浆，大排量洗井，确保井眼畅通，无漏失、井塌，井底无沉砂；（14）使用的浮鞋，浮箍，分级箍在下套管前应认真检查，确保附件的正常使用，分级箍严禁碰撞，用套管钳上扣时。应借用上一跟套管传递扭矩，达到上扣的标准扭矩值

12、和扭矩图。不得用套管钳咬分级箍的本体；（15） 严格按照下套管操作规程进行下套管作业，认真检查固井工具及管串附件，合理加放扶正器，确保套管居中度67%。扶正器加放原则：a.浮箍以下加一组扶正器；b.浮箍到最下气层底部段每根都加扶正器,特别注意弹性扶正器必须加在接箍处；（16）下套管时必须平稳。若有漏失要严格控制下放速度在 30 秒/根以下，一般情况下在 1520 秒/根，不准猛提、猛放、猛刹，应保证井眼稳定，不发生井涌、井喷、井漏和井塌；（17）在井场通套管内径，通径规规格型号必须按照行业标准，严禁在钻台通套管内径，用清洗剂清洗套管螺纹，并检查密封面是否有损伤，必须使用带扭矩仪的套管钳紧螺纹，

13、螺纹扭矩必须符合标准，并将螺纹扭矩打印上报甲方。必须使用拓普套管螺纹密封脂（拓普 101、拓普 102），确保丝扣的密封性；（18） 套管下完后，技术员应根据套管头的安装。计算好联入长度。井口安装好吊卡后，灌满泥浆后，用单凡尔开泵顶通后才可以大排量循环钻井液避免造成井漏；（19）根据井下工况及管内外液体的流变性能，进行流变性计算，科学合理应用顶替技术，提高顶替效率及一、二界面水泥环胶结质量；（20）科学全面的进行气侵、气窜综合评价及预测，为优化注水泥施工参数提供理论依据；（21）固井前应认真检查钻机、泵、循环系统、水泥头等设备和工具，确保固井施工连续顺利；（22）根据电测井径及现场经验，计算水泥浆量，采用干混工艺，确保水泥、外掺料及外加剂混拌均匀；（23）从立式罐及灰罐车取样，模拟井下工况，对现场水样、水泥样品、外加剂等进行全套性能复核试验，确保固井施工安全；（24）水泥浆混拌、注替及碰压时，要根据井下情况，及时调整注替排量及流速, 减小U型管效应，降低环空流动阻力，减小压力激动，确保井下正常；（25）细化现场施工措施，加强施工连续性，强化施工人员责任性, 确保设备正常运转、水泥浆密度均匀、现场施工连续、安全；（26）用水泥车试压 25MPa，试压合格后方可交井。3.工程设计3.1 井下复杂情况提示3.1.1 在本井的钻井过程中，现场有关技术人员应充分了解、分析邻井事故