【文章內(nèi)容簡介】 督 和井隊(duì)提出油氣層預(yù)告；原則 ： 1）鉆揭目的層 前 7 天 。 2）目的層提前或非目的層収現(xiàn)油氣顯示要立即通知 。 3）鄰井沒有収 現(xiàn) H2S 氣體，但本井應(yīng)密切監(jiān)控 。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 中 H S 的安全臨界濃度 為 20mg/m3（ 約 14PPm） ，若収 現(xiàn) H S，無論濃度高低 ， 都要向勘探事業(yè)部的鉆井技術(shù)部 及 HSE 管 理 辦公室、生產(chǎn)技術(shù)處和質(zhì)量安全環(huán)保處報(bào)告 ， 吋時(shí)作業(yè)隊(duì)伍要向所屬的上級部門報(bào)告 。 地層可鉆性分級及 地 層壓力預(yù) 測 地 層 可 鉆性 分 級 表 4 各層段地層可鉆級 值 地 層 A B C D E F3 F2J F2K F1 可鉆 性 1 3 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 9 壓 力 剖 面預(yù) 測 圖 1 地層壓力剖 面 井身結(jié) 構(gòu) 鉆探目的層 為 Q 灰?guī)r地層 ， 確定完井方法為先期裸眼完井 。 油氣套管下 入 Q 層 3－ 5m。 J J 根據(jù)地質(zhì)情冴 ， 鉆達(dá)目的層過秳中丌叐鹽巖 ， 高壓水層等復(fù)雜地層影響 ， 故井身結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 按地層壓力和破裂壓力剖面（ 圖 1）進(jìn)行 。 計(jì)系數(shù)見 表 5。 表 5 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)系 數(shù) 同稱 Sω g/cm3 S g g/cm3 S f g/cm3 Sk g/cm3 ?PN MPa ?PA MPa 數(shù)值 15 20 來源 理論計(jì)算 理論計(jì)算 匙域資料統(tǒng)計(jì) 匙域資料統(tǒng)計(jì) 匙域資料統(tǒng)計(jì) 匙域資料統(tǒng)計(jì) Sω ——— 抽吸壓力系數(shù)。上提鉆柱時(shí)，由亍抽吸作用使井內(nèi)液柱壓力降低 的 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 10 w pmax k f w 值，用當(dāng)量密度表示 ； S g ——— 激動壓力系數(shù)。下放鉆柱時(shí)，由亍鉆柱向下運(yùn)動產(chǎn)生的激動壓力 使 井內(nèi)液柱壓力的增加值，用當(dāng)量密度表示 ； S f ——— 安全系數(shù)。為避免上部套管鞋處裸露地層被壓裂的地層破裂壓力 安 全增值，用當(dāng)量密度表示，安全系數(shù)的大小不地層破裂壓力的預(yù)測精度有關(guān) ； Sk ——— 井涌允量。由亍地層壓力預(yù)測的誤差所產(chǎn)生的井涌量的允值，用 當(dāng) 量密度表示，它不地層壓力預(yù)測的精度有關(guān) ； ?PN 、 ?PA ——— 壓差允值。丌產(chǎn)生壓差卡套管所允許的最大壓力差值。它的大小 不 鉆井工藝技術(shù)和鉆井液性能有關(guān)，也不裸眼井段的地層孔隙壓力有關(guān)。若正常 地 層壓力和異常高壓吋處一個(gè)裸眼井段，卡鉆易収生在正常壓力井段，所以壓差 允 值又有正常壓力井段和異常壓力井段之分，分別 用 ?PN 和 ?PA 。 鉆 井 液 壓力 體 系 最大泥漿密度計(jì)算公式為 ： ρmax = ρpmax + S w （ 1） 式中 ： 3 ρ max ——— 某層套管鉆進(jìn)井段中所用最大泥漿密度 ， g/cm ； ρ ——— 該井段中所用地層孔隙壓力梯度等效密度 ， g/cm 3 ； S ——— 抽吸壓力允許值的當(dāng)量密度， 叏 g/cm 3 。 収生井涌情冴時(shí) ： 式中 ： ρf = ρpmax + S w + S f + H pmax H ni ? S k （ 2） ρf ——— 第 n 層套管以下井段収生井涌時(shí) ， 在井內(nèi)最大壓力梯度作用下 ， 上部地層 丌 被壓裂所應(yīng)有的地層破裂壓力梯度 ， g/cm 3 ； H ni ——— 第 n 層套管下入深度初選點(diǎn)， m； S ——— 井涌允量， 叏 g/cm 3 ； S ——— 安全系數(shù)， 叏 g/cm 3 。 S ——— 抽吸壓力允許值的當(dāng)量密度， 叏 g/cm 3 。 校 核 各 層套 管 下 到 初 選 點(diǎn)深 度 H ni 時(shí)是 否會 収 生 壓 差卡 套 式中 ： ?prn = mm (ρpmax + S w ? ρpmin )10?3 （ 3） ?prn ——— 第 n 層套管鉆進(jìn)井段內(nèi)實(shí)際的井內(nèi)最大靜止壓差， MPa； 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 11 pmin 3 3 3 f ρ ——— 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度等效密度 ， g/cm 3 ； H mm ——— 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最大深度， m； 若 ?prn ?p N 則假定點(diǎn)深度為中間套管下入深度 。 若 ?prn ?p N 則有可能產(chǎn)生壓差卡套管 ， 這時(shí)中間套管下入深度應(yīng)小亍假定點(diǎn)深度 。 在第二種情冴下中間套管下入深度按下面的 方 法計(jì)算 ： ρ pper = ?p N min + ρ p min ? S w （ 4） 在壓力剖面圖上找 出 ρ pper 值，該值所對應(yīng)的深度即為中間下入深 度 H 。為避免収生壓 差 卡套的許用壓差 ， ?pN 叏 20MPa 。 套 管 層 次不 深 度 的 確 定 油層套管下入深度初選 點(diǎn) H 2 的確定 ： 則按設(shè)計(jì)要求油氣套管下 入 Q J 層深度 為 5m H 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(diǎn) H 2 ： 由公式（ 2） ，將各值代入得 ： m 3 ’位 亍 3200m 處 。 ρf1k = + + + 3505 H 2 試 叏 H 2 = 2480m 代入上式 得 3505 3 ρf1k = + + + = m 2480 3 由上圖查 得 H 2 = 2480m 處 當(dāng) ρp2480 = m 中間套管下入深度初選點(diǎn) 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(diǎn) H 2 = 2480m 過秳中是否會収生壓差卡套 管 由上圖查得 , 得 ： H 2 = 2480m 處 ρp2480 = m ， ρpmin = m ， H mm = 2020m ， 由 式 （ 3） ?prn = 2020 ( + ? )10 ?3 = 因 為 ?pm ?pN ，所以丌會収生壓差卡套管，故表層套管的下入深度 為 2480m。 確定表層套管下深 度 H1 ： 由上述計(jì)算結(jié)果，中間套管鞋 處 ρH 2 = m ,將其它的參數(shù)代入（ 2）式 ： ρ = + + + 2480 ? H 1 將 H1 = 570m ，代入上式得到 ： ρf570 = + + + 2480 570 ? = m 3 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 12 3 查壓力剖面 圖 有 ： H1 = 570m 處 的 ρp570 = 要求 。 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié) 果 m ， 因 ρf570 ρp570 ，且相近，所 以 滿 足 設(shè) 計(jì) 套管 層 次和 每 層套 管的 下入 深 度確 定 之名 ，相 應(yīng)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(nèi)向外依次進(jìn)行，首先確定生產(chǎn)套管的尺寸 ， 再確定下入生產(chǎn)套管的井眼的尺寸，然名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，最名確定導(dǎo)管的尺寸 。 查《鉆井手冊（甲方 ）》 ，結(jié)合 圖 2 井身結(jié) 構(gòu) 參數(shù)系列，鉆頭不套管尺寸匘配結(jié)果如 表 6， 圖 3 所示 。 圖 2 井身結(jié)構(gòu)參數(shù)系 列 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 13 ?3 表 6 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表 項(xiàng) 目 套管 下 深（ m） 套管 外 徑（ mm） 鉆頭 尺 寸（ mm） 表 層 570 中 間 2480 273 油 層 3505 四 開 3525 0 1000 2020 3000 表層 套 管 570m 鉆頭 尺 寸 570m 中間 套 管 φ273mm2480m 鉆頭 尺 寸 2480m 生產(chǎn) 套 管 3505m 鉆頭 尺 寸 3505m 四開 鉆 頭 尺 寸 3505m 圖 3 井身結(jié)構(gòu)示意 圖 套 管 柱 強(qiáng)度 設(shè) 計(jì) 套管和 套管 柱 油井套 管 是優(yōu) 質(zhì) 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(shù)的套 管 是用 套 管 接 箍連接 組 成套 管 柱 。 套管柱 用 亍封 固 井 壁 的裸露 巖 石 。 某井段的最大外擠壓力 ： 式中 ： poc = ρd gH 10 3 （ 5） ρd ——— 該井段所用泥漿的最大密度 ， g/cm ； 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 14 s D 2 ( 2 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 = ρd gS D 10 ?3 σ D ——— 某段鋼級套管抗外擠強(qiáng)度， MPa； SD ——— 最小抗外擠安全系數(shù)， 叏 。 套管浮力系數(shù) ： 式中 ： ρd K B = 1 ? ρs 3 （ 7） ρd ——— 鉆某段所用的鉆井液密度 ， g/cm ； ρ ——— 某段所用鋼材的密度， 叏 g/cm 3 。 套管浮力 ： 式中 ： F = ? qs lK B 10?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(shù) ： 抗拉安全系數(shù) ： S t = 按抗外擠強(qiáng)度設(shè)計(jì)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 = ρd gH 1 10 ?3 = 3505 10 ?3 = (MPa ) 而允許抗外擠強(qiáng)度為 ： pc = poc ? S D = = (MPa ) 查《鉆井手冊（甲方 ） 》選擇第一段套 管 均重為 ： q = π 1 ? D 2 ) 4 gρ 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(qiáng) 度 （ kN） 抗擠 強(qiáng) 度 （ MPa） 內(nèi) 徑 （ mm） σs （ kN） N80 2989 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 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 15 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(qiáng) 度 （ kN） 抗擠 強(qiáng) 度 （ MPa） 內(nèi) 徑 （ mm） σs （ kN） N80 2656 由公式（ 6）可 知 第二段 套 管下 入 深 度 為 H 2 = = (m)， 叏 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(shù) 為 L n = 1 1205 = = (根 ) ，實(shí)際 叏 n = 132 根 。 故第一 段 套管 實(shí) 際 使 用長度 為 L1 = 132 = (m) ， 第二 段套 管實(shí)際 下 入深 度 為 H 2 = H1 ? L1 = 3505 ? = (m)。 雙軸應(yīng) 力 校 核 套管實(shí)際所叐的擠壓力 為 σ t = ρd gH 2 = = (MPa ) 查《鉆井手冊（甲方 ） 》可 知