远程教育学院石油工程专业钻井工程课程设计任务书.docx

1、远程教育学院石油工程专业钻井工程课程设计任务书远程教育学院石油工程专业钻井工程课程设计任 务 书 中国石油大学（北京）远程教育学院2012年5月一、地质设计摘要二、井身结构设计三、固井工程设计四、钻柱设计五、钻井设备选择六、钻井液设计七、钻进参数设计八、下部钻具组合设计九、油气井控制十、各次开钻或分井段施工重点要求十一、地层压力监测要求十二、地层漏失实验十三、油气层保护十四、完井井口装置十五、环保要求十六、钻井进度计划十七、本钱预算XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。设计内容：（其中打“”部份必需设计，其他部份可选做或不做）一、地质设计摘要（）；按照xx井钻井地质设计，本井设计井深

2、 米，预测压力系数为，属于正常压力体系。主要目的层为。因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。二、井身结构设计（）；井身结构设计设计系数抽吸压力系数：cm3激动压力系数： g/cm3地层破裂安全增值： g/cm3井涌条件允许值： g/cm3正常压力压差卡钻临界值：1215MPa异样压力压差卡钻临界值：1520MPa一、地质概况表A-1 井 别探 井井 号A5设计井深目的层井位坐标地面海拔 m 50纵（）m 4275165横（）m 测线位置504和45地震测线交点地理位置XX

3、省XX市东500m构造位置XX凹陷钻探目的了解XX构造含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则进入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

4、，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、卡井身结构设计表（1） 设计一开井深200米，表层套管下深199米，封固上部松散地层，为二开安全施工创造条件。（2）若一开钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。（2） 油层套管水泥浆返深可按如实钻油气显示情况最终肯定。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。三、固井工程设计：

5、1套管柱强度设计（）；一、套管柱设计条件套管尺寸mm螺纹类型套管下深m钻井液密度g/cm3安 全 系 数抗挤抗拉抗内压长圆扣3691二、套管柱的校核序号井段m段长m壁厚mm钢级螺纹每米重kg/m抗挤抗拉抗内压理论强度MPa实际压力MPa安全系数螺纹强度KN累重KN安全系数理论强度MPa安全系数10-25002500J55长圆扣25046782-36911191N803538/备注：油层套管水泥浆返深可按如实钻油气显示情况最终肯定。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。套管扶正器安放要求套管扶正器安放序号套管程序套管尺寸（mm）钻头尺寸（mm）井段（m）扶正器

6、型号扶正器间距（m）1表层套管表层套管不安装扶正器2油层套管1200-2127弹性扶正器20-30备注：1）套管扶正器安放位置要按如实钻井眼情况进行调整；3水泥及水泥浆设计；注水泥浆设计套管名称封固井段（m）水泥浆主要性能要求水 泥密度（g/cm3）稠化时间（min）API失水（ml）抗压强度（MPa）流变性n值自由水（ml）型号数量（t）表层套管0259-A25油层套管12002127100-1305014-0G38说 明（1）水泥浆稠化时间根据现场实际情况来进行调整，油层套管固井稠化时间为施工时间+6090min；（2）根据实测井径和封固要求对水泥用量及密度进行修正；（3）油层套管固井低密

7、度抗压强度要求48h，表层套管固井抗压强度要求24h。4注水泥浆及流变学设计；注水泥浆设计套管名称封固井段（m）水泥浆主要性能要求水 泥密度（g/cm3）稠化时间（min）API失水（ml）抗压强度（MPa）流变性n值自由水（ml）型号数量（t）表层套管0259-A25油层套管12002127100-1305014-0G38说 明（1）水泥浆稠化时间根据现场实际情况来进行调整，油层套管固井稠化时间为施工时间+6090min；（2）根据实测井径和封固要求对水泥用量及密度进行修正；（3）油层套管固井低密度抗压强度要求48h，表层套管固井抗压强度要求24h。水泥浆流变学计算一、肯定流变模式 B=(2

8、00-100)/(300-100)=水泥浆选用幂律流变模式二、判别流态n= lg(300/100)= K=300/511n= 计算临界紊流雷诺数： Re=3470-1370n=25493、环空紊流临界流速计算 =s4、紊流临界排量计算 QC=VC ( D2-d2)/4= l/s 五、压力损耗计算 P损=六、顶替终了的最大泵压计算 P压差 = MPa P损 = MPa P附加 = MPa Pmax = MPa四、钻柱组合和强度设计（）；钻具组合设计及强度校核1 一开钻具组合名称数量（根）外径mm内径mm推荐长度m单位重量N/m段重kN累重kN方钻杆方入1/钻杆12108钻铤654钻铤327钻头1

9、注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正2 二开钻具组合（1）推荐第一套钻具组合钻具组合名称数量（根）外径mm内径mm推荐长度m单位重量N/m段重kN累重kN方钻杆方入1钻杆2532277钻铤24钻头1注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正3 三开钻具组合名称数量（根）外径mm内径mm推荐长度m单位重量N/m段重kN累重kN方钻杆方入1/钻杆3723348钻铤32288钻铤545钻头1注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正强度校核中和点位置外径内径钻铤钻具名称外径 mm内径 mm钢级重量 N/m长度 m 上截面 轴向力 kN最大负荷kN屈服强度MPa实际安全系数钻铤216钻杆1

10、27G-1051908 724钻柱 合成应力MPa轴向应力MPa 弯曲应力MPa 剪应力MPa设计安全系数实际安全系数（2）推荐第二套钻具组合1钻具组合名称数量（根）外径mm内径mm推荐长度m单位重量N/m段重kN累重kN方钻杆方入1钻杆3823438钻铤25225扶正器1钻铤2.钻头1注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正强度校核中和点位置外径内径钻铤钻具名称外径mm内径mm钢级重量 N/m长度m上截面轴向力kN最大负荷kN屈服强度MPa实际安全系数钻铤153钻杆127G-1052901971 724现场必备工具序号名 称规 格数量单位1钻铤3根2钻铤24根3扶正器214mm1支4取芯

11、工具川8-31套5反循环打捞篮200mm1套6磨鞋200mm2支7卡瓦打捞筒200mm1套8高强度公锥127mm1支9高强度公锥1支10母锥127mm1支五、钻机选择；钻机与主要设备配置序号名称型号主要技术参数备注1钻机ZJ30/17002井架JJ170最大载荷170t3天车TC170最大载荷170t4游动滑车YC170最大载荷170t5大钩DG170最大载荷170t6水龙头XSL170最大载荷170t7转盘ZP445开口直径445mm8绞车JC30快绳拉力20t9泥浆泵23NB-1300957kW10柴油机3G12V190PZLB900kW11电动压风机2LGF R 55kW12发电机2HG

12、VL320/16200kW13振动筛2BL50处理量180m3/h14液气分离器YQF-5000处理量5000m3/d15真空除气器ZCQ1/4处理量180m3/h16闸板防喷器2FZ23-2121MPa或相当型号17环形防喷器FH23-2121MPa或相当型号18液压控制系统FKQ6405或相当型号19除砂器NCS-300处理量200m3/h20除泥器ZQJ125处理量200m3/h21离心机LW450-842N/414处理量40m3/h22加重装置SB1-68 六、钻进参数设计： 1机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（）；钻头选型开钻次序井段m

13、进尺m钻遇地层钻头尺寸mm类型纯钻时间h机械钻速m/h一开0260260AH12611320二开26025022242A、B、C、D、E、F3P265MF112三开250236911449F3、F2J、F2K、F1、QJ（未穿）HJ517G2112钻井参数设计钻头序号层位井段m喷咀组合mm机 械 参 数水 力 参 数钻压kN转速r/min排量l/s立管压力MPa钻头压降MPa循环压耗MPa冲击力KN喷射速度m/s钻头水功率kW比水功率W/mm2上返速度m/s功率利用率1A026012,12,11,11,11406060802AF3260250212,12,1260801001203F3 QJ2

14、502369112,12,121802004080注：以上表中数据为理论计算数据，钻井进程中可按照现场实际情况进行调整。2钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）1 钻井液设计依据（1）地质设计对地层压力的预测；（2）地质设计对钻井液的要求；（3）保护井壁稳定、保证井下安全要求；（4）邻井实钻资料；（5）本井井身结构；（6）有关钻井液行业标准和企业标准。2 钻井液设计重点提示C地层、F2J地层易掉块、垮塌，应注意提高钻井液的携岩性及避免发生垮塌掉块；全井注意油气保护，防喷防漏；施工时应依据地质或工程设计调节钻井液密度，避免盲目加重，特别是在地质设计提示可能的目的层周围，以防压

15、漏地层和污染油气层。3 钻井液密度设计 层 位井 段m设计密度 g/cm3A0200备注：如出现复杂情况，需要调整钻井液性能时，必需请示甲方公司。3.水力参数设计（）；表A-4 水力参数设计数据1 泥浆泵型号与性能3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）缸套直径（mm）额定泵冲（次 分）额定排差（L S）额定泵压（Mpa）1201501301501401501501501601501701502 钻井液性能其它参数 地面泵压不超过20Mpa Kg=*10Mpa SL 环空返速不低于s，不高于s 钻井液塑性粘度 4钻柱与下部防斜钻具结构（）；七、油气井压力控制；八、完井工程（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）； 九、钻前工程；十、环境保护要求；十一、各次开钻或分段施工的特殊点要求；十二、材料及本钱预算；十三、技术经济指标及钻井进度计划。构造名称：XX凹陷 井 号： A5 井 别： 生产井 钻 井 工 程 设 计中国XXXXXX集团公司 XX石油管理 局 XX钻井 公司地质设计 （签字）日期 工程设计 （签字）日期 地质审核意见： （签字）日期 地质审批意见： （签字）日期 工程审批意见： （签字）日期 工程批准意见 （签字）日期