【文章內容簡介】 p min ? S w（4）在壓力剖面圖上找出 ρ pper 值，該值所對應的深度即為中間下入深度 H 。為避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差， ?pN 取 20MPa 。 套管層次與深度的確定 油層套管下入深度初選點 H 2 的確定： 則按設計要求油氣套管下入 Q J 層深度為 5mH 2 = 3500 + 5 = 3505(m) 由圖 1 上查得最大地層孔隙壓力梯度為確定中間套管下入深度初選點 H 2 ：由公式（2），將各值代入得：m 3 ’位于3200m 處。ρf1k= + + + 3505 H 2試取 H 2 = 2480m 代入上式得3505 3ρf1k= + + + = m24803由上圖查得 H 2 = 2480m 處當 ρp2480 = m中間套管下入深度初選點為 H 2 = 2480m 。因為 ρf1k ρp2480 且相近,所以確定校核中間套管下入到初選點 H 2 = 2480m 過程中是否會發(fā)生壓差卡套管33由上圖查得,得：H 2 = 2480m 處 ρp2480 = m ，ρpmin = m ，H mm = 2000m ，由式（3）?prn= 2000 ( + ? )10 ?3 = 因為 ?pm ?pN ，所以不會發(fā)生壓差卡套管，故表層套管的下入深度為 2480m。確定表層套管下深度 H1 ：3由上述計算結果，中間套管鞋處 ρH 2= m ,將其它的參數代入（2）式：fρ = + + + 2480 ? H 1將 H1 = 570m ，代入上式得到：ρf570 = + + +2480570? = m 33查壓力剖面圖有： H1 = 570m 處的 ρp570 = 要求。 井身結構設計結果m ，因 ρf570 ρp570 ，且相近，所以滿足設計套管層次和每層套管的下入深度確定之后，相應的套管尺寸和井眼直徑也就確定了。 套管尺寸的確定一般由內向外依次進行，首先確定生產套管的尺寸， 再確定下入生產套管的井眼的尺寸，然后確定中間套管的尺寸等，依次類推，直 到表層套管的井眼尺寸，最后確定導管的尺寸。查《鉆井手冊（甲方）》，結合圖 2 井身結構參數系列，鉆頭與套管尺寸匹配結果如表 6， 圖 3 所示。圖 2 井身結構參數系列表 6 井身結構設計表項目套管下深（m）套管外徑（mm）鉆頭尺寸（mm）表層570中間2480273油層3505四開35250100020003000570m570m中間套管φ273mm2480m2480m3505m3505m3505m圖 3 井身結構示意圖 套管柱強度設計 套管和套管柱 油井套管是優(yōu)質鋼材制成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。大多 數的套管是用套管接箍連接組成套管柱。套管柱用于封固井壁的裸露巖石。 某井段的最大外擠壓力：式中：poc = ρd gH 10?33（5）ρd ———該井段所用泥漿的最大密度， g/cm ；H ———某段鋼級的下深度，m。某段鋼級套管的最大下入深度：σ D（6）式中：H n =ρdgS D10 ?3σ D ———某段鋼級套管抗外擠強度，MPa；SD ———最小抗外擠安全系數，取 。套管浮力系數：式中：ρdK B = 1 ?ρs3（7）ρd ———鉆某段所用的鉆井液密度， g/cm ；sρ ———某段所用鋼材的密度，取 g/cm 3 。套管浮力：式中：F = 229。 qs lK B10?3（8）q s ———某段所用套管的線重， kN m 。l ———某段所用套管的長度， m 。安全系數： 抗拉安全系數： S t = 按抗外擠強度設計由下向上選擇第一段套管 由公式（5）可知最大外擠壓力為：poc= ρdgH 110 ?3 = 3505 10 ?3 = (MPa )而允許抗外擠強度為：pc= poc ? S D = = (MPa )查《鉆井手冊（甲方）》選擇第一段套管 均重為：D(2q = π 1? D 2 )24gρ s（9）表 7 第一段套管鋼級選鋼級外徑（mm）壁 厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內徑（mm）σs（kN）N802989 確定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用長度查《鉆井手冊（甲方）》選擇第二段套管表 8 第二段套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁 厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內徑（mm）σs（kN）N802656由公式（6）可知第二段套管下入深度為 H 2= = (m)，取H 2 = 2300m 。則 第 一 段 套 管 使 用 長 度 為 L1 = H1 ? H 2 = 3505 ? 2300 = 1205(m) ， 因 此 套 管 根 數 為Ln = 11205= = (根) ，實際取 n = 132根 。故第一段套管實際使用長度為 L1 = 132 = (m) ，第二段套管實際下入深度為H 2 = H1 ? L1 = 3505 ? = (m)。雙軸應力校核套管實際所受的擠壓力為σ t = ρd gH 2 = = (MPa )查《鉆井手冊（甲方）》可知σ S = 10310 ?6 = (MPa )故 σ tσ s=1 π( ? )4= 圖 4 雙向應力橢圓根據雙向應力橢圓曲線可知 σ z = ，則 σ σ z= = (kN)，因此σ s σ s套管實際所受拉力為σ= LqK= 10 ?3 231。1 ?247。 = (kN ) 。230。246。z B 232。 248。故σ z S t= = (kN) σ σ zσ s= (kN)，滿足雙軸應力校核要求。 確定第三段套管的下入深度和第二段套管的使用長度 查《鉆井手冊（甲方）》選擇第三段套管表 9 第三段套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁 厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內徑（mm）σs（kN）N802309由公式（6）可知第三段套管下入深度為 H 3= = (m)，取H 2 = 2200m 。則第二段套管使用長度為 L2 = H 2 ? H 3 = ? 2200 = (m)，因此套管根實際取 n = 11根。Ln = 2= = (根)故第二段套管實際使用長度為 L2 = 11 = (m) ，第三段套管實際下入深度為H 3 = H 2 ? L2 = ? = (m)雙軸應力校核 套管實際所受擠壓力為σ t= ρd gH 3 = = (MPa )查《鉆井手冊（甲方）》可知3σ S = 101 π( ? )410?6 = (MPa )故 σ tσ s= = 根據雙向應力橢圓曲線可知 σ z = ，則σ σ z= = (kN)，因此套σ s σ s230。246。管實際所受拉力為：σ = LqK+ = 10 ?3 231。1 ?247。 + = (kN )故σ zz S tB= = (kN) σ σ zσ s232。 248。= (kN)，滿足雙軸應力校核要求。 校核第三段套管及確定其使用長度使用長度的確定第 三 段 套 管 使 用 長 度 為L3 = H 3 = (m)， 因 此 套 管 根 數 為Ln = 3= = (根) ，實際取 n = 242 根故第三段套管實際使用長度為 L3 = 242 = (m) ?？估瓘姸刃：说谌翁坠芩茏畲罄瓚棣? = LqK+ = 10 ?3 231。1 ?247。 + = (kN )230。246。z B 232。 248。而σ z S t = = (kN) 2309(kN)，滿足抗拉強度要求。 中間套管柱設計由公式（5）可知，最大外擠壓力為：poc= ρdgH 10 ?3 = 2480 10 ?3 = (MPa )而允許抗外擠強度為：pc = poc ? S D = = (MPa )查《鉆井手冊（甲方）》選擇中間套管：表 10 中間套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁 厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗 擠 強 度（MPa）內徑（mm）σs（kN）P11027353517802則中間套管的根數為 n = 2480 = (根)，實際取 n = 272根 ，所以實際使用長度為L = 272 = (m)抗拉強度校核 中間套管所受最大拉應力為σ z = LqK B= 2480 10 ?3 231。1 ?230。232。 246。( )247。 = kN 248。故σ z S t= = (kN) 5351(kN) ，滿足抗拉強度要求。 表層套管柱設計 由公式（5）可知，最大外擠壓力為poc= ρdgH 10 ?3 = 570 10 ?3 = (MPa )而允許抗外擠強度為pc = poc ? S D = = (MPa )查《鉆井手冊（甲方）》選擇表層套管：表 11 表層套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁厚（mm）均重（N/m）抗拉強度（kN）抗擠強度（MPa）內徑（mm）σs（kN）J5531585240則表層套管的根數為 n = 570 = (根) ，實際取 n = 62根 ，所以實際使用長度為L = 62 = (m) ?？估瓘姸刃：吮韺犹坠芩茏畲罄瓚棣? = LqK= 570 10 ?3 231。1 ?247。 = (kN )230。246。z B 232。 248。故σ z S t = = (kN) 3158(kN)，滿足抗拉強度要求。 套管柱設計結果表 12 套管柱設計參數表套管類型套管層位井段（m）鋼級外徑（m）壁厚（mm）根數長度（m）常規(guī)表層0570J5562常規(guī)中間02480P110273272常規(guī)油層N80242常規(guī)油層N8011常規(guī)油層N80132 鉆井主要設備 鉆機編號： 1