【文章內(nèi)容簡介】 表 6 推薦鉆頭及水力參數(shù)設(shè)計(jì) JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 15 井 深 m 鉆 頭 鉆 井 參 數(shù) 水 力 參 數(shù) 直徑 mm 型號(hào) 噴嘴當(dāng)量直徑mm 鉆壓 kN 排量 l/s 泵壓 MPa 轉(zhuǎn)速 r/min 壓耗 MPa 比水功率 W/mm2 沖 擊力 kN 環(huán)空 返速 m/s 0~301 HJ517G 20~150 45~50 50~70 ~ SD9531 25~28 20~80 3060 9~14 螺桿+4060 8~9 4~5 ~(A 點(diǎn) ) P265 或MD9641H 25~30 50~120 3060 10~16 螺桿+4060 2~3 3~5 ~(B 點(diǎn) ) MD9641H 25~30 20~60 15~20 11~18 螺桿+4060 2~4 套管柱強(qiáng)度計(jì)算參考《 SY/T57242020 套管柱結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)》 套管抗擠系數(shù)按全掏空計(jì)算。 設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度不考慮浮力系數(shù) 地層壓力按預(yù)測(cè)最高地層壓力附加一定安全系數(shù)計(jì)算，因此地層壓力當(dāng)量密度按；完井液密度按 套管強(qiáng)度數(shù)據(jù)按 API 標(biāo)準(zhǔn)，國產(chǎn)套管沒有提供強(qiáng)度數(shù)據(jù)，實(shí)際施工時(shí)應(yīng)考慮這一因素。 套管柱設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核見表 7。 表 7 套管強(qiáng)度設(shè)計(jì) 井段 (m) 套管尺寸 (mm) 段長 (m) 下深 (m) 鋼級(jí) 壁厚 (mm) 重量 (kg/m) 總重 (t) 抗拉 (t) 抗擠 (kg/cm2) 抗內(nèi)壓 (kg/cm2) 扣型 抗拉 系數(shù) 抗擠 系數(shù) 抗內(nèi)壓 系數(shù) 設(shè)計(jì) 實(shí)際 設(shè)計(jì) 實(shí)際 設(shè)計(jì) 實(shí)際 0~301 300 300 J55 142 短圓 ~ N80 長圓 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 16 鉆柱強(qiáng)度 校核依據(jù)石油工業(yè)出版社的鉆井手冊(cè) (甲方 )第九章第三節(jié)鉆柱設(shè)計(jì)與計(jì)算 (見表 8) 表 8 鉆柱強(qiáng)度校核表 鉆柱 項(xiàng)目 加重鉆桿 鉆桿 外徑 (mm) 127 127 內(nèi)徑 (mm) 鋼級(jí) G105 G105 壁厚 (mm) 長度 (m) 300 單位長度重量 (KN/m) 段重 (KN) 累重 (KN) 安全系數(shù)校核 抗拉 最大軸向拉力 (kN) 額定軸向拉力 (kN) 2216 安全系數(shù) 抗擠 最大外擠壓力 (MPa) 抗擠強(qiáng)度 (MPa) 安全系數(shù) 抗扭 接頭緊扣扭矩 抗扭強(qiáng)度 安全系數(shù) 鉆井液措施 本井水平段設(shè)計(jì)采用鉀銨基鉆井液體系。 在鉆井過程中仔細(xì) 分析和監(jiān)測(cè)巖屑返出及鉆時(shí)變化，及早發(fā)現(xiàn)鉆遇煤層以及泥巖，以便及時(shí)采取措施，防止煤層及泥巖的坍塌，避免出現(xiàn)復(fù)雜情況，水平段隨時(shí)調(diào)節(jié)鉆井液流型，保持較高粘切，增強(qiáng)體系護(hù)壁能力及懸浮攜帶能力。配合工程短起、倒劃等措施以有效地清除巖屑，保證井眼暢通；JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 17 并根據(jù)現(xiàn)場情況具體調(diào)整鉆井液性能，調(diào)節(jié)鉆井液粘度、切力，控制失水造壁性，防止煤層的坍塌提高鉆井液抑制性，抑制泥巖以及高伽瑪層中泥質(zhì)的分散，防止大段泥巖的坍塌掉塊以及膨脹縮徑；加入潤滑劑，降低摩阻，確保順利鉆井。 工程措施 接單根：每打完一個(gè)單根 劃眼，停泵無阻卡接單根，遇阻、遇卡不能硬壓硬拔，要開泵循環(huán)活動(dòng)鉆具沖通。 易垮塌層，鉆頭不裝水眼。 鉆進(jìn)措施：控制機(jī)械鉆速，均勻送鉆，蹩鉆即停，活動(dòng)鉆具劃眼；早開泵，晚停泵，減少巖屑下沉。 適當(dāng)通井或短起下鉆，處理泥漿。 及時(shí)進(jìn)行軌跡計(jì)算和預(yù)測(cè)，確保中靶。 井眼軌跡測(cè)量以電子多點(diǎn)和 MWD 測(cè)量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。 直井段 直井段測(cè)單點(diǎn) ,每 50150m 測(cè)量一次； 多點(diǎn)測(cè)量時(shí) ,連續(xù)多點(diǎn)數(shù)據(jù)間距不超過 30m。 監(jiān)測(cè)控制時(shí) ,如發(fā)現(xiàn)井斜或水平位移有超標(biāo)趨勢(shì) ,采取吊打或動(dòng)力鉆具調(diào)整。 鉆至 A靶點(diǎn)后 ,根據(jù)電子多點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)修正設(shè)計(jì)剖面。 由井隊(duì)工程師提供準(zhǔn)確的井深及測(cè)量深度 ,在井下條件安全的前提下投測(cè)“ ESS”多點(diǎn)。 斜井段及水平段 采用 MWD 測(cè)量監(jiān)控井眼軌跡 ,每 5～ lOm 取一組數(shù)據(jù)。 MWD 現(xiàn)場使用條件 泥漿含砂量要小于 %,粘度要小于 80s,若井內(nèi)有堵漏劑或玻璃、塑料微珠等顆粒比較大的固體 ,則很難使用該儀器。 立管壓 力不得小于 1500psi(≈ )。泥漿泵空氣包壓力應(yīng)為立管壓力的30%～ 40%,若使用雙泵 ,空氣包壓力應(yīng)一致。 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 18 鉆桿內(nèi)必須清潔無異物 ,并使用泥漿濾網(wǎng) ,以防大顆粒或其他物質(zhì)卡住儀器 ,造成儀器不能工作及損壞。 “ MWD”保護(hù)筒最大承為 15000psi(≈ ),井下儀器最高耐溫 125℃。最高泥漿密度 。 施工井隊(duì)必須提供連續(xù)的 220V,50Hz 電源。 定向鉆進(jìn)方式時(shí) ,MWD 所允許的最大造斜率不能超過 ,轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)方 式時(shí) ,所允許的最大曲率不能超過 (14186。/30m)。 若使用浮閥 ,必須加在 MWD 下面。 現(xiàn)場司鉆應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測(cè)量工程師的要求操作 ,以免損壞儀器 ,耽誤作業(yè)時(shí)間。 現(xiàn)場司鉆應(yīng)注意 :不同短節(jié)的上扣扭矩不同 ,由現(xiàn)場測(cè)量工程師提供。 軌跡計(jì)算方法 軌跡計(jì)算方法：曲率半徑法。 直井段計(jì)算間距不超過 30m，在防碰危險(xiǎn)井段可加密。 斜井段及水平段計(jì)算間距不超過 10m。 井身質(zhì)量要求見表 9。 表 9 井身質(zhì)量 要求 井段 (m) 井斜 (度 ) 水平位移(m) 井眼曲率 (度 /30m) 井徑擴(kuò)大率 (%) 直井段 一開井段 ≤ 1 ≤ ≤ 15 二開導(dǎo)眼直井段 ≤ 2 ≤ 30 ≤ 二開主井眼直井段 ≤ 2 ≤ 30 ≤ 造斜段 二開造斜點(diǎn) A點(diǎn) 230 176。 /30m ≤ 10 水平段 A點(diǎn) B點(diǎn) 1030 ≤ 3176。 備注：水平段各靶點(diǎn)縱偏移不超過 ，橫偏移不超過 10m；水平段連續(xù)三個(gè)測(cè)點(diǎn)全角變化率不大于 3176。/30m。 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 19 各開井口裝置 依據(jù)《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》 SY/T 64262020，鉆井井口裝置、井控管匯的配套與安裝應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)》 SY/T 59642020 的規(guī)定要求。各次開鉆井口裝置及試壓要求 (圖 表 10)，節(jié)流管匯見圖 5，壓井管匯見圖 6。 由于本井進(jìn)行二級(jí)井身結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)套固井工藝試驗(yàn)，按華北分公司工程技術(shù)處要求，井口裝置采用： 底 法蘭 +21MPa 及以上雙閘板防噴器 +防溢管； 完井井口 表層套管與生產(chǎn)套管之間采用環(huán)形鋼板連接。 表 10 各次開鉆井口裝置及試壓要求 開鉆次數(shù) 名 稱 型 號(hào) 試 壓 要 求 井口試壓 (MPa) 試壓時(shí)間 (min) 允許壓降 (MPa) 二開 雙閘板防噴器 2FZ3521 ≥ 10 ≤ 壓井放噴節(jié)流管匯 注：可采用相應(yīng)等級(jí)其它型號(hào)的防噴器及壓井放噴節(jié)流管匯。 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 20 圖 4 二開井口裝置圖 圖 5 節(jié)流管匯 哈呋防溢管 21M Pa 雙閘板防噴器 套管 套管節(jié)箍 21M Pa 鉆井 四通 變徑法蘭 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 21 圖 6 壓井管匯 完井井口裝置 井口裝置采用： 底 法蘭 +21MPa 及以上雙閘板防噴器 +防溢管； 完井井口 表層套管與生產(chǎn)套管之間采用環(huán)形鋼板 連接。 井控系統(tǒng) 防噴系統(tǒng)檢驗(yàn)和試壓要求 防噴系統(tǒng)包括防噴器、四通、壓井節(jié)流放噴管匯，控制系統(tǒng)及液、氣管線等。管具公司負(fù)責(zé)逐件檢驗(yàn)，在站內(nèi)按試壓要求進(jìn)行試壓。合格后，填寫合格證及檢驗(yàn)試壓記錄送井，并與井隊(duì)辦理交接驗(yàn)收手續(xù)。管口要堵好，絲扣要包扎，固定牢靠，保證運(yùn)輸途中安全。 防噴器系統(tǒng)安裝 安裝井口部分 ： (1)安裝四通：四通兩側(cè)孔應(yīng)對(duì)著井架大門兩側(cè)。 (2)安裝閘板防噴器，手動(dòng)鎖緊裝置的手輪及操縱桿應(yīng)位于大門的兩側(cè)；本體旁側(cè)法蘭出口對(duì)著井架大門方向 。根據(jù)使用的鉆具尺寸，裝相應(yīng)尺寸的管子閘板，并在司鉆臺(tái)和遠(yuǎn)程上掛牌標(biāo)明所裝閘板型號(hào)尺寸，以防井噴時(shí)關(guān)錯(cuò)。手動(dòng)鎖緊裝置要裝全、連接好，并在手輪處掛牌標(biāo)明開關(guān)圈數(shù)。 (3)放噴管匯井架兩側(cè)各裝一套，節(jié)流管匯應(yīng)安裝于井架右方 (鉆井液出口管一邊 )，壓井管匯裝于井架左方。管匯要暢通，打上水泥并固定牢靠，出口距井口不小JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 22 于 50m。 (4)安裝好防噴器裝置后，要校正天車、轉(zhuǎn)盤及防噴器組，三者中心成一線，其三點(diǎn)中心累積偏移不大于 10mm。校正后，將防噴裝置用鋼絲繩繃緊于井底座上。 安裝控制系統(tǒng)： (1)遠(yuǎn)程控制臺(tái) (即儲(chǔ)能器裝置 )應(yīng)放于距井口 大于 25m 的地方， 且放在鉆臺(tái)左側(cè)，一般在井架對(duì)角線方位。遠(yuǎn)程控制臺(tái)應(yīng)裝在帶有拖撬的活動(dòng)房內(nèi)。最低限度應(yīng)蓋簡易房保護(hù)，周圍應(yīng)有排水溝，不允許在附近堆放氧氣瓶及易燃物品。 (2)司鉆控制臺(tái) (即主控制盤 )安裝在鉆臺(tái)上司鉆工作位置附近，便于司鉆操作。 (3)管線的安裝：液壓和氣管線在安裝前，都要用壓縮空氣逐根吹掃干凈。按規(guī)定“ C、 O 對(duì)號(hào)入座 連接。接入氣管線時(shí)，應(yīng)將氣泵的空氣關(guān)閉閥和空氣旁通閥關(guān)閉，要用時(shí)再打開。要防止所有管線被壓、折、烤，禁止用控制管線作電焊搭鐵。所 有管線要放置排列整齊，并加以固定。 (4)接電源線：接線時(shí)必須再次檢查電力參數(shù)是否正確，電源應(yīng)接到井場總電閘的前端，并單獨(dú)用開關(guān)控制，以便井噴發(fā)生切斷井場電源而不影響控制系統(tǒng)的使用。電臺(tái)線、遠(yuǎn)距離探照燈線也要接到井場總電閘的前端。 防噴系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn) 控制系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)： (1)試運(yùn)轉(zhuǎn)前，對(duì)所有管線連接部位全面檢查一次，看是否“對(duì)號(hào)入座”。 (2)分別進(jìn)行空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)及帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查各連接部位是否泄漏及各種閥件、管線的工作情況，發(fā)現(xiàn)問題卸壓后及時(shí)處理。 試開關(guān)防噴器和放噴閥： 試開關(guān)防噴器和放噴閥，每個(gè)部位開關(guān)各兩次，檢查開關(guān)是否靈活好用。 正確使用防噴系統(tǒng)，嚴(yán)禁誤操作。 在使用過程中，做好防噴器及控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)工作，確保其工作性能良好。 防噴系統(tǒng)在現(xiàn)場應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)，訂入崗位責(zé)任制，落實(shí)到人。 鉆井液加重裝置要求： 加重混合漏斗應(yīng)安裝合適，使用可靠。 配備加重下灰罐；并儲(chǔ)備一定量的加重材料。 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 23 加重罐應(yīng)裝電動(dòng)攪拌器及鉆井液槍，并時(shí)刻保持良好狀態(tài)。 油氣井防噴的主 要措施 節(jié)流放噴管匯嚴(yán)格按規(guī)定要求安裝。 井口高壓部分不準(zhǔn)開口焊接其它管匯。 必須對(duì)井隊(duì)干部、大班人員及正付司鉆進(jìn)行井控培訓(xùn)。進(jìn)入預(yù)計(jì)油氣層前，隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定較詳細(xì)的防噴措施并對(duì)全隊(duì)人員進(jìn)行技術(shù)交底和防噴防火崗位練兵。 鉆開油氣層前，專用漿儲(chǔ)備罐應(yīng)提前配好密度高于井眼鉆井液密度 ～，以便發(fā)生油氣浸時(shí)，采用混入重鉆井液的方式壓井。 井口節(jié)流放噴管匯，開鉆前按要求試壓。 鉆遇異常地 層時(shí)，最多不超過 1m應(yīng)停鉆觀察 (勤活動(dòng)鉆具 )。循環(huán)一周以上，如無顯示再恢復(fù)鉆進(jìn)，循環(huán)時(shí)鉆頭不要停在一個(gè)位置上，避免沖大井眼。 鉆進(jìn)停鉆觀察及下鉆時(shí)間，應(yīng)有專人觀察井口及鉆井液罐液面升降情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流便于處理。 做好地層壓力監(jiān)測(cè)工作，根據(jù)地層壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果及鄰井綜合資料，核定鉆開油層的鉆井液密度，并按要求調(diào)整泥漿至核定密度。但不允許過高而壓死油層。 鉆開預(yù)計(jì)油氣層時(shí)應(yīng)及時(shí)在方鉆桿下部接上旋塞。 打開油氣層： (1)第一趟起鉆應(yīng)測(cè)循環(huán)周。要求鉆井液性能 穩(wěn)定，進(jìn)出口密度平衡。 (2)采用Ⅰ擋起鉆。起鉆連續(xù)灌滿鉆井液，專人觀察鉆井液液面升降情況。若發(fā)現(xiàn)拔活塞或溢流，應(yīng)停止起鉆，接方鉆桿循環(huán)或壓井。正常后再繼續(xù)起鉆。 (3)打開油氣層后，第一次起鉆可將鉆具起至套管內(nèi)，停止循環(huán)，靜候若干小時(shí)(其時(shí)間長短等于該趟起下鉆時(shí)間加上井口準(zhǔn)備停留時(shí)間 )。觀察井口顯示后，再將鉆頭下至井底循環(huán)，測(cè)定油氣上竄速度，修正鉆井液密度。 (4)打開油氣后，應(yīng)盡量縮短起下鉆間隔時(shí)間，避免發(fā)生空井井噴。起完鉆短時(shí)間檢修時(shí)，應(yīng)將鉆具先下入套管內(nèi) (盡量下得深一點(diǎn) )，而后進(jìn)行檢修。應(yīng)有專人觀察井口有否外溢現(xiàn)象。 JH2P17 井鉆井工程設(shè)計(jì)（ ） 24 (5)下鉆應(yīng)定點(diǎn)分段循環(huán)鉆井液。下至窗口前，循環(huán)鉆井