【文章內(nèi)容簡介】 注： ： 176。，磁傾角： 176。，磁場強度： T。 甲方要求中靶半徑小于 20m。 15 井眼軌道垂直投影示意圖 Da= Dt1= Dt2= m Df= m St1= m St2= m Sf= m 井眼軌道水平投影示意圖 Et1= m Et2= m Ef= m Nt1= m Nt2= m Nf= m 16 設(shè)計原則 （ 1） 能有效的保護油層，使不同壓力梯度的油氣層不受泥漿污染損害。 （ 2） 應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等復(fù)雜情況產(chǎn)生，為全井順利鉆進創(chuàng)造條件，使鉆井周期最短。 （ 3） 鉆下部高壓地層是所用的較高密度泥漿產(chǎn)生的液柱壓力，不致壓裂上一層套管鞋處薄弱的裸露地層。 （ 4） 下套管過程中，井內(nèi)泥漿液柱壓力和地層壓力之間的壓差，不致產(chǎn)生壓差卡套管事故 。 設(shè)計依據(jù) 井身設(shè)計的依據(jù)主要有鉆井地質(zhì)設(shè)計、臨井使用情況以相關(guān)技術(shù)規(guī)范。 （ 1） 鉆井地質(zhì)設(shè)計 地質(zhì)設(shè)計要求：表 層套管：直徑 鋼級 J55 壁厚 ，預(yù)計下入深度200m，返至地面；油層套管：直徑 鋼級 N80，預(yù)計下入短套管 2 根，水泥返高至最淺油層（沙一段： ～ ）以上 250m。 （ 2） 臨井設(shè)計資料 本井的臨井富 119 井、 富 11斜 9 井均未采用技術(shù)套管，表層套管及油層套管均同本井地質(zhì)要求相同。沒有特殊要求。 （ 3） 鉆井技術(shù)規(guī)范： 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)規(guī)范有 : 《 SY/T 54312021 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 》 數(shù)據(jù)確定 表層套管： 直徑 鋼級 J55 壁厚 ，下深 200m，水泥返至地面。 技術(shù)套管： 本井 地層發(fā)育齊全，自上而下鉆遇地層有第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組，下第三系東營組、沙河街組的沙一段、沙二段、沙三段。 地質(zhì)資料顯示沒有地層壓力異常地層，且 臨井均未采用技術(shù)套管， 所以不下技術(shù)套管 油層套管： 17 直徑 鋼級 N80，下至井底，水泥返至最淺油層上 250m。根據(jù)提示，最淺油層為 2062m處沙一段，設(shè)計水泥返至 1800m。 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)表 開鉆次序 井深 m 鉆頭尺寸mm 套管尺寸mm 套管下深 m 水泥封固段 m 一開 201 200 0～ 201 二開 3000 3000 1800～ 3000 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計系數(shù) 抽吸壓力系數(shù)： Rb=： Rm=井涌條件系數(shù)： Sk= g/cm3 破裂壓力安全系數(shù)： Sf= g/cm3 正常壓力段壓差允許值： 12～ 15MPa 異常壓差允許值： 15～ 20MPa 18 井身結(jié)構(gòu)示意圖 19 第三章 鉆具組合 與鉆進參數(shù) 設(shè)計原則 （ 1） 能有效的控制井斜全角變化率及井斜角，從而保證井身質(zhì)量。 （ 2） 鉆探工作的穩(wěn)定性高，并能施加較大的鉆壓，有利于提高鉆速。 （ 3） 為了起下鉆順利并降低費用，在可能條件下組合應(yīng)盡量簡化。 選擇鉆具組合 一開： 地質(zhì)設(shè)計書要求表層套管為 ，結(jié)合臨井使用情況及地質(zhì)預(yù)測，一開鉆頭確定為 。與鉆頭相配合，鉆鋌直徑定位 ，鉆桿定為 127mm。 根據(jù)常用情況： 最大鉆壓 Wmax= 120KN 安全系數(shù) SN = 鉆鋌的線重為 qc=鉆鋌長度 Lc=SN Wmax/（ qc Kb） =106m 為方便施工定位 4 個立根 108m。 二開： 直井段： 鉆頭確定為 。為了將直井段盡量打直，采用滿眼鉆具，扶正器、鉆鋌、鉆桿尺寸采用與鉆頭尺寸配合的推薦值。 中扶位置計算： （ 1） 參數(shù)確定 ： 井徑 dh= 216mm 鉆挺直經(jīng) dc= 鉆挺內(nèi)徑 dci＝ 鉆挺每米重量 qc=1328N/m 泥漿密度 = 20 楊氏模量 E= 扶正器直徑 ds=214mm 最大井斜角 = 4176。 （ 2） 公式： Lp=[(16 C E V)/(qm sinɑ)] （ 3） 結(jié)果：中扶位置為 ，采用 6m短鉆鋌。 增斜段： 鉆頭直徑同直井段。為與造斜率配合，采用 Φ 176。 單彎動力鉆具 ，后接一根與單彎動力鉆具配合 Φ ，再接 。 穩(wěn)斜段： 穩(wěn)斜段可以采用復(fù)合鉆進方式，以達到穩(wěn)斜效果。這種鉆進方式的鉆具組合同定向段。 穩(wěn)斜段也可以采用滿眼鉆具，采用滿眼鉆具時，穩(wěn)斜效果更好，但鉆具從造斜段進入穩(wěn)斜段時要更換鉆具，較不方便。采用滿眼鉆具時，鉆具尺寸同直 井段。 中扶位置計算： （ 1） 參數(shù)確定： 井徑 dh= 216 mm 鉆挺直經(jīng) dc= mm 鉆挺內(nèi)徑 dci＝ mm 鉆挺每米重量 qc= 1328 N/m 泥漿密度 = Kg/L 楊氏模量 E= Gpa 扶正器直徑 ds= 214 mm 最大井斜角 = 39 176。 （ 2） 公式： Lp=[(16 C E V)/(qm sinɑ)] （ 3） 結(jié)果：中扶位置為 ，采用 3m短鉆鋌。 21 鉆具組合列表 開鉆次序 井眼尺寸 mm 鉆進井段m 鉆具組合 一開 0～ 201 Φ 鉆頭 +Φ 鉆鋌 108m+Φ 127mm 鉆桿 直井段 201 ～1394 Φ 鉆頭 +Φ 214mm 螺扶 1 個 +Φ 短鉆鋌 6m +Φ214mm 螺扶 1 個 +Φ 無磁鉆鋌 9m+MWD15mm 螺扶 1個 +Φ 鉆鋌 108m +Φ 127mm 鉆桿 定向段 1394 ～1654 Φ 鉆頭 +Φ 176。單彎動力鉆具 +Φ 無磁鉆鋌 9m + 鉆鋌 27m +Φ 127mm 鉆桿 穩(wěn)斜段 1654 ～3000 復(fù)合鉆具：Φ 鉆頭 +Φ 176。單彎動力鉆具 +Φ 無磁鉆鋌 9m + 鉆鋌 27m +Φ 127mm 鉆桿 常規(guī)鉆具：Φ 鉆頭 +Φ 214mm 螺扶 1 個 +Φ 短鉆鋌 3m + Φ 214mm 螺扶 1 個 + Φ 無磁鉆鋌9m+MWD15mm 螺扶 1 個 +Φ 鉆鋌 108m +Φ 127mm 鉆桿 注：直井段采用電子單多點監(jiān)測井身軌跡，起鉆測多點計算井身軌跡數(shù)據(jù)。 原則 （ 1） 滿足強度要求，特別是抗拉強度要求，保證鉆柱安全工作。 （ 2） 盡量減輕鉆柱重力，減少作業(yè)費用，降低成本。 參數(shù)確定 在起下鉆和正常鉆進時，作用在鉆桿上的較大的力是拉力，井越深鉆桿受到的拉力越大，所以鉆桿柱的設(shè)計主要是抗拉強度設(shè)計。鉆桿抗拉強度的設(shè)計方法主要有：安全系數(shù)法以及拉力余量法三種。 安全系數(shù) St 一般取為 ，考慮到設(shè)計未考慮彎曲應(yīng)力， St 取為 。 22 拉力余量一般取 200— 500KN，本井定 MOP=600KN。 設(shè)計過程 鉆鋌長度為 120m、線重為 ，鉆桿長度為 2880m，壁厚為 ，線重為 。 鉆桿懸重 Ft： Ft=qmLgK=( 120+ 2880) ()= （ 1） 用安全系數(shù)法校核 鋼級為 E 時， Fy=1700KN St= Fy/Ft= 所以鋼級為 E時，可能發(fā)生事故，不符合要求。改用 X級鉆桿，校核其安全系數(shù) : 鋼級為 X 時， Fy=2229KN St= 根據(jù)安全系數(shù)法，可以采用 X 級鋼。 （ 2） 用拉力余量法校核 X 鋼級時， MOP==1043KN600KN 所以， X 鋼級、 。 3）中和點深度： 鉆壓 W= 60 KN 鉆鋌線重 g= kn/m 泥漿密度ρ = g/cm3 最大井斜角ɑ = 176。 安全系數(shù) Sn= L=SnW/qKcosɑ= 60000/（ cos39176。） =90m 23 結(jié)果 中和點深度 m 中和點位置 鉆鋌 鉆柱名稱 外徑 mm 內(nèi)徑 mm 鋼級 重量 kg/m 長度 m 屈服強度 KN 抗拉系數(shù) 拉力余量 KN 鉆鋌 120 鉆桿 127 X 2880 2229 定向井、水平井井下專用工具及儀器 名 稱 規(guī) 格 型 號 數(shù) 量 備 注 Φ mm短鉆鋌 根 2 Φ mm無磁鉆鋌 根 1 Φ mm無磁鉆鋌 根 1 Φ mm隨鉆震擊器 套 1 Φ 215mm螺旋扶正器 個 3 Φ 單彎(176。 ) 根 1 Φ 米 160 Φ 米 108 MWD、電子單多點 套 各 1 鉆頭設(shè)計 地層描述 本井地層發(fā)育齊全，自上而下鉆遇地層有第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組，下第三系東營組 、沙河街組的沙一段、沙二段、沙三段、砂四段。 明化鎮(zhèn)組為河流相、沖積相夾海相沉積，與下伏館陶組呈整合或假整合接觸。巖性為棕黃、棕紅色夾淺灰、棕黃色粉砂巖及部分海相薄層 。 24 館陶組， 濟陽坳陷南部地形平緩、物源較貧乏，發(fā)育曲流河和 分支河流，沉積物較細，為灰、粉砂、泥質(zhì)沉積，含礫石較少。 東營組沉積早期，盆地處于斷陷的末期，斷裂活動逐步減弱，盆地水體逐漸縮小，以沖積平原的河流體系、辮狀河三角洲體系為主，巖性以灰綠色、灰色、少量紫紅色泥巖與砂巖、含礫砂巖、礫狀砂巖不等厚互層，或夾薄層碳酸鹽巖，從凹陷中心向邊緣逐漸變粗，砂礫巖增加，泥質(zhì)巖減少。 沙一段巖性主要由灰色、深灰色、 灰褐色泥巖、油泥巖、碳酸鹽巖和油頁巖組成。 東營組沉積早期，盆地處于斷陷的末期，斷裂活動逐步減弱，盆地水體逐漸縮小，以沖積平原的河流體系、辮狀河三角洲體系為主，巖性以 灰綠色、灰色、少量紫紅色泥巖與砂巖、含礫砂巖、礫狀砂巖不等厚互層，或夾薄層碳酸鹽巖，從凹陷中心向邊緣逐漸變粗，砂礫巖增加，泥質(zhì)巖減少。 館陶組厚 750～ 1000 m。濟陽坳陷南部地形平緩、物源較貧乏，發(fā)育曲流河和分支河流，沉積物較細，為灰、粉砂、泥質(zhì)沉積，含礫石較少。 沙二段分上下兩亞段。沙二下亞段巖性主要為灰、灰綠色、紫紅色泥巖與砂巖、含礫砂巖互層，夾碳質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)砂巖等，分布不穩(wěn)定。沙二上亞段巖性為灰綠色、紫紅色泥巖與灰色砂巖互層夾鈣質(zhì)砂巖、砂巖及含礫砂巖，與其下部呈假整合接觸。 沙三段沉積是在沙四段淺 湖沉積的背景上快速沉降形成的深水湖盆相沉積，地層超覆沉積在前古近系不同層位之上。沙三段以湖相的暗色砂、泥頁巖為特征，巖性主要為灰色、深灰色泥巖夾砂巖、油頁巖及碳質(zhì)泥巖，油頁巖集中出現(xiàn)在下部。沙三段假整合或不整合于沙四段之上，凹陷邊緣常因超覆沉積而缺失部分底部地層，厚度 700～1000 m，凹陷中部厚度達 1200 m 以上。 沙四段：分布廣泛，厚度較大，與其下伏的孔店組為整合或假整合接觸。 廠家數(shù)據(jù) （ 1） HAT127：鉆壓 ～ ，轉(zhuǎn)速 180～ 80r/min，適用于 低抗壓強度、高可鉆性 的軟底層，如頁巖、粘土、鹽巖、軟石灰?guī)r等。 （ 2） HA127：鉆壓 ～ ，轉(zhuǎn)速 100～ 50r/min，適用于 低抗壓強度、高可鉆性的極軟底層，如頁巖、粘土、軟石灰?guī)r等。 （ 3） HA517：鉆壓 ～ ，轉(zhuǎn)速 120～ 50r/min，適用于 低抗壓強度、 25 高可鉆性的軟底層，如頁巖、粘土、砂巖、軟石灰?guī)r等。 （ 4） P2：鉆壓 ～ ，轉(zhuǎn)速 180～ 90r/min