【正文】 251 平 326 平井導(dǎo)眼井鉆井工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1. 設(shè)計(jì)依據(jù) .................................................................4 鉆井設(shè)計(jì)的原則 .......................................................4 鉆井設(shè)計(jì)的流程 .......................................................6 設(shè)計(jì)依據(jù) .............................................................8 構(gòu)造名稱(chēng) .............................................................8 地理資料 .............................................................9 地質(zhì)要求 .............................................................92. 技術(shù)指標(biāo)及質(zhì)量要求 .......................................................9 井身質(zhì)量要求 .........................................................9 固井質(zhì)量要求 ........................................................10 資料錄取要求 ........................................................103. 工程設(shè)計(jì) ................................................................10 井下復(fù)雜情況提示 ....................................................10 地層壓力預(yù)測(cè) ........................................................11 井身結(jié)構(gòu) ............................................................12 鉆機(jī)選型及鉆井主要設(shè)備 ..............................................13 鉆具組合 ............................................................14 鉆井液 ..............................................................16 鉆頭及鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) ..................................................19 油氣井壓力控制 ......................................................19 油氣層保護(hù)措施 ......................................................25 固井設(shè)計(jì) ............................................................25 各次開(kāi)鉆或分井段施工重點(diǎn)要求 ........................................30 鉆井進(jìn)度計(jì)劃 ........................................................354. 安全與環(huán)境管理 ..........................................................35 基本要求 ............................................................35 健康、安全與環(huán)境管理體系要求 ........................................35 安全管理要求 ........................................................35 環(huán)境管理要求 ........................................................37參考文獻(xiàn) ...................................................................40致謝 .......................................................................41揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31. 設(shè)計(jì)依據(jù) 鉆井設(shè)計(jì)的原則. 鉆井的目的：是為勘探和開(kāi)發(fā)油氣田服務(wù)。. 鉆井設(shè)計(jì)必需按照國(guó)家及政府有關(guān)機(jī)構(gòu)的規(guī)定和要求，確保鉆井設(shè)計(jì)的正當(dāng)性。. 鉆井設(shè)計(jì)的主要依據(jù)： (a)地質(zhì)設(shè)計(jì)是鉆井設(shè)計(jì)必須遵循的主要依據(jù)。地質(zhì)單位應(yīng)在開(kāi)始鉆井作業(yè)前至少 75 天，向鉆井單位提供地質(zhì)設(shè)計(jì)，并應(yīng)在該設(shè)計(jì)中盡可能地供應(yīng)所鉆之井的地質(zhì)情況（包含地層孔隙壓力、分裂壓力等） ，以及提出地質(zhì)上要求的資料。 (b)井場(chǎng)調(diào)查資料和鄰井的鉆井資料，也是開(kāi)展鉆井設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。地質(zhì)單位至少應(yīng)在鉆井作業(yè)開(kāi)始前 45 天做完井場(chǎng)調(diào)查，并將得到的各有關(guān)資料（包含井位自然環(huán)境、泥土情況、淺層氣等）盡快交給鉆井部門(mén)；同時(shí)，還應(yīng)收取全鄰井的鉆井資料（包含復(fù)雜情況的處理、鉆井液密度的使用情況等） 。 (c)鉆井單位應(yīng)憑借地質(zhì)單位提供的資料和鄰井資料，認(rèn)真分析，作好鉆井設(shè)計(jì)。如存在因?yàn)槟壳凹夹g(shù)程度、設(shè)備的限定，保證不了鉆井作業(yè)在安全情況下進(jìn)行，或鉆井作業(yè)成效達(dá)不到地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)盡早明確提出，以便地質(zhì)單位改正地質(zhì)要求或調(diào)整井位位置。 . 鉆井設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)安全第一的原則 大到井身構(gòu)造，小到每一項(xiàng)作業(yè)程序，都要高度重視安全，既要重視井下的安全隱患，也要重視地面安全，把安全第一的原則貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)中。關(guān)于重大的作業(yè)和危害大的作業(yè)，還應(yīng)制定相應(yīng)的安全應(yīng)急措施。 . 設(shè)計(jì)鉆井液密度的原則 鉆井液密度必需大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度，小于地層破裂壓力當(dāng)量密度。用壓力來(lái)表示鉆井液密度對(duì)地層孔隙壓力的安全附加值，油井為 ~，氣井為~。 . 井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是鉆井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，必需遵循下述幾點(diǎn) 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 (a)保證井眼系統(tǒng)壓力均衡，不呈現(xiàn)噴漏同在一裸眼中，鉆下部高壓地層時(shí)用的較高密度的鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力，不會(huì)壓漏上部裸露的地層。 (b)井內(nèi)鉆井液液柱壓力和地層壓力之間的壓差不能過(guò)大，以免發(fā)生因壓差而卡鉆的現(xiàn)象。 (c)為保證安全鉆進(jìn)，必需用套管封住復(fù)雜地層井段，如易漏、易垮塌、易縮徑和易卡鉆等井段。 (d)探井，尤其是地層壓力還沒(méi)有被掌握的井，需要設(shè)計(jì)一層套管作為備用，以確保井眼能夠鉆到設(shè)計(jì)的深度。 (e)對(duì)鉆探多套壓力系統(tǒng)的井，應(yīng)采納多層套管程序，以保護(hù)油氣層不會(huì)被鉆井液污染和損害。 (f)對(duì)高壓油氣井，套管應(yīng)下到高壓油氣層頂部；對(duì)于古潛山油氣井，套管應(yīng)下達(dá)到風(fēng)化殼層的頂部。 (g)如果海底調(diào)查資料已經(jīng)證實(shí)了有淺層氣，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)套管坐于淺層氣層的頂部，安裝好井口控制系統(tǒng)之后才可以鉆開(kāi)。 . 對(duì)于預(yù)測(cè)有淺層氣的井，原則上應(yīng)要求地質(zhì)單位更改井位，避開(kāi)淺層氣；否則應(yīng)具備井眼控制能力才鉆開(kāi)。 . 探井必需進(jìn)行地層壓力預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)。 設(shè)計(jì)前。憑借物探資料和鄰井資料進(jìn)行地層壓力預(yù)測(cè)，以確定鉆井液密度和井身構(gòu)造；鉆進(jìn)階段，利用已獲取的上井段電測(cè)資料對(duì)未鉆開(kāi)的地層進(jìn)行壓力預(yù)測(cè)，以調(diào)整套管程序；鉆進(jìn)的過(guò)程中進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)，力圖實(shí)時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常壓力地層，防止井噴，確保安全鉆進(jìn)；每層套管鞋處（相對(duì)情況下，從 20 英寸套管鞋處開(kāi)始）都要進(jìn)行地層泄露/破裂壓力的試驗(yàn)，并在允許的前提下壓破地層。若果試驗(yàn)成效比估計(jì)的低，要分析原因，采取必要的措施，以確保能夠安全鉆進(jìn)。 . 評(píng)價(jià)井、開(kāi)發(fā)井和調(diào)整井的設(shè)計(jì)，要憑借最新的資料，在對(duì)地層壓力進(jìn)行從新評(píng)價(jià)的底子上，確定出更合理的鉆井液密度和井身構(gòu)造，以提高鉆井時(shí)的速度，確保作業(yè)的安全性。 . 鉆井平臺(tái)的選擇，應(yīng)遵循 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 (a)鉆機(jī)的鉆井能力：選擇的平臺(tái)的鉆機(jī)最大額定負(fù)荷，必需大于作業(yè)中呈現(xiàn)的最大負(fù)荷的 20%。 (b)平臺(tái)的井控能力：選擇的平臺(tái)的井控系統(tǒng)最大額定工作壓力，必需大于檢測(cè)到的最大井口壓力的 20%。最大井口壓力是指井眼內(nèi)鉆井液被所有噴空而布滿(mǎn)地層流體時(shí)的關(guān)井壓力，井口頭和套管的設(shè)計(jì)，也根據(jù)此原則進(jìn)行。 (c)平臺(tái)的作業(yè)水深：選擇的平臺(tái)的設(shè)計(jì)作業(yè)水深，需要能夠滿(mǎn)足所鉆井井位處的水深。 . 海洋環(huán)境保護(hù)，是鉆井設(shè)計(jì)必需遵照的原則之一，主要體現(xiàn)為兩點(diǎn) (a)鉆井液的排放，必需滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保局的規(guī)定。如果使用油基鉆井液，就要制定相應(yīng)的處理辦法。 (b)棄井設(shè)計(jì)。為保護(hù)地下和海洋環(huán)境，對(duì)于油氣水層要進(jìn)行水泥封堵，并滿(mǎn)足試壓合格；裸眼要封堵；永久棄井的井口，起碼應(yīng)該從泥線以下 4 米處切割。 . 鉆井設(shè)計(jì)要體現(xiàn)低資本的原則。 設(shè)計(jì)前應(yīng)注意三點(diǎn)：一要充分熟悉各種資料，在確保安全的前提下，簡(jiǎn)化井身的構(gòu)造；二要選用先進(jìn)的器材、設(shè)備和技術(shù)；三要在滿(mǎn)足鉆井要求的前提下，優(yōu)先使用我國(guó)生產(chǎn)的材料。其目的表現(xiàn)提高鉆井速率，減少鉆井所花費(fèi)的成本。 . 鉆井設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括 基本的地質(zhì)數(shù)據(jù)、施工進(jìn)度規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、原料計(jì)劃和費(fèi)用的預(yù)算。由承包商按照作業(yè)者要求擬定的平臺(tái)就位設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、固井設(shè)計(jì)和定向井設(shè)計(jì)，同樣屬于鉆井設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 鉆井設(shè)計(jì)的流程 鉆井是指根據(jù)專(zhuān)門(mén)的器材、建立地面與地下油井通道的工程，以達(dá)到將地下的油氣沿著運(yùn)送油管道收集到地面，加以利用。在石油勘察和油田開(kāi)發(fā)的各種任務(wù)中，鉆井有著十分重要的作用，例如尋找和證明含油氣的構(gòu)造、獲得工業(yè)的油流、探索已被證實(shí)的含油構(gòu)造的含油氣面積和儲(chǔ)量，獲取有關(guān)油田的地質(zhì)資料和開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)，最后將原油從地下運(yùn)送到地面上來(lái)等，沒(méi)有一個(gè)不是通過(guò)鉆井來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鉆井是勘察與開(kāi)采石油以及天然氣資源的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，是勘察和開(kāi)發(fā)石油的必要手段。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 6 鉆進(jìn)是在鉆頭上用一定得壓力加以作用，同時(shí)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)從而使得地層的巖石破碎，井底的巖石被破碎后而產(chǎn)生的巖屑在鉆井液的循環(huán)下被攜帶到地面上來(lái)。 鉆井過(guò)程中，井眼會(huì)不斷加深，從而形成井眼的井壁需要十分的穩(wěn)定，不斷發(fā)生復(fù)雜的情況以確保證鉆進(jìn)工作的繼續(xù)進(jìn)行。在鉆進(jìn)中需要鉆穿各種地層，而由于每個(gè)地層的特點(diǎn)不同，所以其巖石的強(qiáng)度也有高有低，有的地層含有高壓水、油、氣等流體，有的含有鹽、石膏、芒硝等成分，這些成分都對(duì)鉆井液有著不良的影響。強(qiáng)度相對(duì)于低的地層會(huì)發(fā)生塌陷，或者會(huì)被密度大的鉆井液壓裂形成復(fù)雜的情況，對(duì)鉆進(jìn)工作的進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)生影響，這必須通過(guò)下入套管的同時(shí)注入水泥來(lái)加以封固。然后，用很小的鉆頭繼續(xù)鉆出新的井段。每改變一回鉆頭尺寸，開(kāi)始鉆新的井段的工藝就叫做開(kāi)鉆。一般情況下，一口井的鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)有幾回開(kāi)鉆，井深和地層情況存在差異，則開(kāi)鉆次數(shù)也就有所差異。 第一次開(kāi)鉆（一開(kāi)）：從地面開(kāi)始鉆出較大得井眼，到必定設(shè)計(jì)深度后下表層套管。 第二次開(kāi)鉆（二開(kāi)）：從表層套管內(nèi)用一些較小的鉆頭開(kāi)始鉆進(jìn)，如果地層不復(fù)雜，就可以直接鉆到目的層后下油層套管完井。如果地層復(fù)雜，當(dāng)很難用鉆井液進(jìn)行控制時(shí)，就要下入技術(shù)套管。 第三次開(kāi)鉆（三開(kāi)）：從技術(shù)套管內(nèi)用小一點(diǎn)的鉆頭繼續(xù)往下鉆進(jìn)。一般情況下，可一直鉆直到達(dá)到預(yù)定井深或者再下第二次、第三層技術(shù)套管。在進(jìn)行第四次、第五次開(kāi)鉆，直到最后鉆到目的層深度，下油鉆成的井眼內(nèi)下入套管，然后在套管與井壁之間的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿（在套管的下段部分層套管，進(jìn)行固井、完井的作業(yè)。固井是在已經(jīng)或者全部環(huán)空）將套管和地層固定結(jié)合在一起的工藝過(guò)程，它可以預(yù)防復(fù)雜情況來(lái)確保在安全情況下繼續(xù)鉆進(jìn)下一段井眼（對(duì)表層、技術(shù)套管）或順利開(kāi)采出生產(chǎn)層中的油氣（對(duì)油層套管）套管柱的上部在地面用套管頭加以牢固。 鉆井的定義:使用必然的破巖器材，不停地破碎井底巖石，加深井眼的過(guò)程。 固井與完井:井身構(gòu)造設(shè)計(jì)是整個(gè)鉆井設(shè)計(jì)的根本，同時(shí)是確保一口井能順利鉆進(jìn)的前提，合理的井身構(gòu)造可以確保一口井能順利鉆達(dá)預(yù)定的井深，能夠確保鉆進(jìn)過(guò)程的安全，能預(yù)防鉆進(jìn)中的產(chǎn)層污染，減低成本。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 固井是油、氣井建井過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。固井工程包括下套管和灌水泥兩個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。下套管就