【正文】 1251－平 326 平井導(dǎo)眼井鉆井工程設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1. 設(shè)計依據(jù) .................................................................4 鉆井設(shè)計的原則 .......................................................4 鉆井設(shè)計的流程 .......................................................6 設(shè)計依據(jù) .............................................................8 構(gòu)造名稱 .............................................................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 ................................................................10 井下復(fù)雜情況提示 ....................................................10 地層壓力預(yù)測 ........................................................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 ..................................................19 油氣井壓力控制 ......................................................19 油氣層保護(hù)措施 ......................................................25 固井設(shè)計 ............................................................25 各次開鉆或分井段施工重點(diǎn)要求 ........................................30 鉆井進(jìn)度計劃 ........................................................354. 安全與環(huán)境管理 ..........................................................35 基本要求 ............................................................352 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)計依據(jù) 鉆井設(shè)計的原則. 鉆井的目的：是為勘探和開發(fā)油氣田服務(wù)。. 鉆井設(shè)計必需按照國家及政府有關(guān)機(jī)構(gòu)的規(guī)定和要求，確保鉆井設(shè)計的正當(dāng)性。. 鉆井設(shè)計的主要依據(jù)： (a)地質(zhì)設(shè)計是鉆井設(shè)計必須遵循的主要依據(jù)。地質(zhì)單位應(yīng)在開始鉆井作業(yè)前至少 75 天，向鉆井單位提供地質(zhì)設(shè)計，并應(yīng)在該設(shè)計中盡可能地供應(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)井場調(diào)查資料和鄰井的鉆井資料，也是開展鉆井設(shè)計的主要依據(jù)。地質(zhì)單位至少應(yīng)在鉆井作業(yè)開始前 45 天做完井場調(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；同時，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。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設(shè)計中。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。用壓力來表示鉆井液密度對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，是鉆井設(shè)計的關(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，鉆下部高壓地層時用的較高密度的鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力，不會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有被掌握的井，需要設(shè)計一層套管作為備用，以確保井眼能夠鉆到設(shè)計的深度。 (e)對鉆探多套壓力系統(tǒng)的井，應(yīng)采納多層套管程序，以保護(hù)油氣層不會被鉆井液污染和損害。 (f)對高壓油氣井，套管應(yīng)下到高壓油氣層頂部；對于古潛山油氣井，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。 . 對于預(yù)測有淺層氣的井，原則上應(yīng)要求地質(zhì)單位更改井位，避開淺層氣；否則應(yīng)具備井眼控制能力才鉆開。 . 探井必需進(jìn)行地層壓力預(yù)測和監(jiān)測。 設(shè)計前。憑借物探資料和鄰井資料進(jìn)行地層壓力預(yù)測，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資料對未鉆開的地層進(jìn)行壓力預(yù)測，以調(diào)整套管程序；鉆進(jìn)的過程中進(jìn)行壓力監(jiān)測，力圖實(shí)時的發(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（相對情況下，從 20 英寸套管鞋處開始）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)。 . 評價井、開發(fā)井和調(diào)整井的設(shè)計，要憑借最新的資料，在對地層壓力進(jìn)行從新評價的底子上，確定出更合理的鉆井液密度和井身構(gòu)造，以提高鉆井時的速度，確保作業(yè)的安全性。 . 鉆井平臺的選擇，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)平臺的井控能力：選擇的平臺的井控系統(tǒng)最大額定工作壓力，必需大于檢測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地層流體時的關(guān)井壓力，井口頭和套管的設(shè)計，也根據(jù)此原則進(jìn)行。 (c)平臺的作業(yè)水深：選擇的平臺的設(shè)計作業(yè)水深，需要能夠滿足所鉆井井位處的水深。 . 海洋環(huán)境保護(hù)，是鉆井設(shè)計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，必需滿足國家環(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。為保護(hù)地下和海洋環(huán)境，對于油氣水層要進(jìn)行水泥封堵，并滿足試壓合格；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)計要體現(xiàn)低資本的原則。 設(shè)計前應(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)；三要在滿足鉆井要求的前提下，優(yōu)先使用我國生產(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、原料計劃和費(fèi)用的預(yù)算。由承包商按照作業(yè)者要求擬定的平臺就位設(shè)計、鉆井液設(shè)計、固井設(shè)計和定向井設(shè)計，同樣屬于鉆井設(shè)計的主要內(nèi)容。 鉆井設(shè)計的流程 鉆井是指根據(jù)專門的器材、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量，獲取有關(guān)油田的地質(zhì)資料和開發(fā)數(shù)據(jù)，最后將原油從地下運(yùn)送到地面上來等，沒有一個不是通過鉆井來實(shí)現(xiàn)的。鉆井是勘察與開采石油以及天然氣資源的一個十分重要的環(huán)節(jié)，是勘察和開發(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，同時帶動鉆頭旋轉(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。 鉆井過程中，井眼會不斷加深，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，這些成分都對鉆井液有著不良的影響。強(qiáng)度相對于低的地層會發(fā)生塌陷，或者會被密度大的鉆井液壓裂形成復(fù)雜的情況，對鉆進(jìn)工作的進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)生影響，這必須通過下入套管的同時注入水泥來加以封固。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，開始鉆新的井段的工藝就叫做開鉆。一般情況下，一口井的鉆進(jìn)過程中應(yīng)有幾回開鉆，井深和地層情況存在差異，則開鉆次數(shù)也就有所差異。 第一次開鉆（一開）：從地面開始鉆出較大得井眼，到必定設(shè)計深度后下表層套管。 第二次開鉆（二開）：從表層套管內(nèi)用一些較小的鉆頭開始鉆進(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，就要下入技術(shù)套管。 第三次開鉆（三開）：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)合在一起的工藝過程，它可以預(yù)防復(fù)雜情況來確保在安全情況下繼續(xù)鉆進(jìn)下一段井眼（對表層、技術(shù)套管）或順利開采出生產(chǎn)層中的油氣（對油層套管）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，加深井眼的過程。 固井與完井:井身構(gòu)造設(shè)計是整個鉆井設(shè)計的根本，同時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、氣井建井過程中的一個重要環(huán)節(jié)。固井工程包括下套管和灌水泥兩個生產(chǎn)過程。