【正文】 量密度。 ?非油氣層段： ?1 根據(jù)地層壓力和地層破裂壓力剖面初定全井的必封段 ? ?1)方法適用的井況： 如果設(shè)計(jì)井上部井段有相對(duì)薄弱的易破裂地層和正常壓力的地層，下部井段有異常高壓地層，且兩者之間不能用同一個(gè)密度的鉆井液來平衡 (畫圖說明 )，這種情況下，就需要井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來合理和及時(shí)處理 \封固上部井段薄弱的易破裂地層和易壓差卡鉆的正常壓力地層，避免這種矛盾。 ? ?7小結(jié)－分類和選用的順序： ?1)提高鉆井液工藝技術(shù)水平法； ?2)提高鉆井工藝技術(shù)水平法； ?3)擠水泥固井法； ?4)簡(jiǎn)單擴(kuò)眼法； ?5)擴(kuò)眼 +下膨脹管注水泥固井法 ?6)下膨脹管注水泥固井法； ?7)擴(kuò)眼 +下套管并注水泥固井法 ?8)下套管并注水泥固井法。 ? ?6 下膨脹管注水泥固井法 /擴(kuò)眼 +下膨脹管注水泥固井法 ? ? ?1)加固井壁和優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)； ?2)修井。 ? ?1)膠結(jié)差、不穩(wěn)定、中低壓的中高滲透性地層； ?2)易漏失的裂縫地層。 ?6)擴(kuò)眼法可形成 3階梯井身結(jié)構(gòu)，而下套管注水泥固井法形成的是 2階梯井身結(jié)構(gòu)，相比之下，前者環(huán)空間隙更不均，擴(kuò)眼后的鉆進(jìn)，為兼顧寬間隙處有效攜巖，可能得適當(dāng)提高鉆井液排量，這樣沿程水功率消耗增大，鉆頭獲得的水功率減小，鉆速也可能降低；這是可能增加成本的方面 (舉例 )。 ?3)增大環(huán)隙，防止下套管遇阻，提高注水泥質(zhì)量并保護(hù)套管，以便順利固井、完井和采油。 ? (兩方面 ) 一開 井眼外徑： ㎜ 鉆達(dá)井深： 151m 套管外徑： ㎜ 套管下深： 150m 水泥返深： 地面 二開 井眼外徑： ㎜ 鉆達(dá)井深： 3320m 套管外徑： ㎜ 套管下深： 3215m 水泥返深： 2500m 擴(kuò)眼 800m 王西 7斜井井身結(jié)構(gòu)示意圖 ? ?1)減少不必要的套管層次；打破了以往與套管尺寸匹配的鉆頭尺寸的限制，使整個(gè)井身結(jié)構(gòu)的尺寸得到減小、簡(jiǎn)化和優(yōu)化；有利于變倒塔式井身結(jié)構(gòu)為直筒式井身結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)井的套管固井成本要占全井成本的 10%~25%甚至更多。 ? ?1)工藝技術(shù)成熟、可靠性好； ?2)每下一層套管，下面的井眼尺寸就減小一級(jí)，組成的井身結(jié)構(gòu)為倒塔式。尾管與上層套管重疊段長(zhǎng)度一般取 50～ 100m。在頂部的大直徑鉆具比同一直徑的鉆具具有更高的抗拉伸強(qiáng)度，在尾管內(nèi)的小直徑鉆具具有更高的抗內(nèi)壓力的能力。 ?5)尾管及其作用： 有技術(shù)尾管和生產(chǎn)尾管，主要在裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口，故可減輕下套管時(shí)鉆機(jī)的負(fù)荷和固井后套管頭的負(fù)荷，又可節(jié)省大量套管和水泥，降低固井成本。 ?4)生產(chǎn)套管及其作用： 是鉆達(dá)目的層后下入的最后一層套管。其作用是封隔不同孔隙壓力的地層，封固易縮徑、塌、漏、破裂等復(fù)雜地層，它也為井控設(shè)備的安裝及懸掛尾管提供了條件，對(duì)油層套管還具有保護(hù)作用。主要有兩方面作用：一是封隔地下淺水層和 易縮徑、塌、漏、破裂等 淺井段的復(fù)雜地層，使淡水層不受鉆井液污染，使后續(xù)鉆井不受淺部疏松的復(fù)雜地層影響；二是在其頂部安裝套管頭和井口裝置，并通過套管頭懸掛和支承后續(xù)各層套管。導(dǎo)管的作用是在鉆表層井眼時(shí)將鉆井液從地表引導(dǎo)到鉆井裝置平面上來，這一層管柱其長(zhǎng)度變化較大，在堅(jiān)硬的巖層中僅用 10～ 20m，而在沼澤地區(qū)則可能上百米。 ? ?根據(jù)套管的功用可將其分為導(dǎo)管；表層套管；中間套管 (尾管 )，亦稱技術(shù)套管；生產(chǎn)套管 (尾管 )，亦稱油層套管 (圖 71)。 ? (注：與下套管注水泥固井法相比 ) ?1)不減小井徑， 有利于構(gòu)建直筒式井身結(jié)構(gòu)； ?2)經(jīng)濟(jì)性好，有長(zhǎng)期效益； ?3)與提高鉆井液工藝技術(shù)水平法一起，為首先考慮的處理復(fù)雜地層和優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)的方法。 ? 方法特點(diǎn) (注：與下套管注水泥固井法相比 ) ?1)工藝簡(jiǎn)單； ?2)不減小井徑， 有利于構(gòu)建直筒式井身結(jié)構(gòu)； ?3)經(jīng)濟(jì)性好，有長(zhǎng)期效益； ?4)可靠性需要實(shí)踐檢驗(yàn)； ?5)為首先考慮的處理復(fù)雜地層和優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)的方法。 ?現(xiàn)狀： 由于復(fù)雜地質(zhì)情況在不同的構(gòu)造、井別將有不同的表現(xiàn)，針對(duì)實(shí)際情況影響因素將有不同的取舍，因此，很難找到一種統(tǒng)一的、適應(yīng)面極廣的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，這也是國(guó)內(nèi)外同類研究工作至今未能成果的主要原因。 ?基本思想： 將井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的方方面面構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，再根據(jù)系統(tǒng)工程的原理及方法，由壓力平衡關(guān)系 (鉆井液壓力、地層孔隙壓力、地層破裂壓力和鹽巖蠕變壓力 )、工程約束條件 (垮塌井段、漏失井段和套管擠毀井段 )、事故發(fā)生概率等相關(guān)因素，采用風(fēng)險(xiǎn)決策技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)，進(jìn)行合理井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 ?2)不斷提高鉆井、鉆井液、固井的工藝技術(shù)水平，大力發(fā)展隨鉆擴(kuò)眼、膨脹管固井等先進(jìn)技術(shù)。 ?發(fā)展方向： ?1)對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)情況，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的因素，除了防止套管鞋處地層壓裂，避免管柱壓差卡鉆外，還有非連續(xù)性地層壓力系統(tǒng) (如地層壓力上大下小、大小間隔等 )、鹽巖的粘塑性流動(dòng)等因素。 ? (198O～ ) ?問題的提出： 1980年以來，隨著世界圍內(nèi)常規(guī)油氣藏探明儲(chǔ)量的銳減，非常規(guī)油氣藏 (惡劣地面環(huán)境，復(fù)雜地質(zhì)情況，低壓、低滲、稠油等 )的勘探開發(fā)開始。 ?取得的成果： ?1)提出了以滿足防止套管鞋處地層壓裂和避免壓差卡鉆為量化依據(jù)，滿足必封點(diǎn)約束條件的設(shè)計(jì)思想； ?2)確定了以兩條壓力剖面為根據(jù)，從下而上 (先生產(chǎn)套管，后技術(shù)套管，再表層套管 )用圖解或解析的數(shù)量化方法確定下人深度，再由必封點(diǎn)約束條件進(jìn)行調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)方法。由于地層孔隙壓力和地層破裂壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)一口井的壓力系統(tǒng)變化規(guī)律可以做出比較可靠的預(yù)測(cè)；又由于鉆柱和套管柱粘附卡鉆機(jī)理的研究成果，使我們能夠確定在一定條件下避免發(fā)生粘附卡鉆的合理壓差 (鉆井液壓力與地層壓力的差 )范圍。 ?取得的主要成果有： ?1)提出了以滿足工程必封點(diǎn)為主要條件的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想； ?2)確定了三段式 (表層套管 \技術(shù)套管 \生產(chǎn)套管 )的井身結(jié)構(gòu)基本形式； ?3)確定了由 API制定的尺寸 (鉆頭尺寸、套管尺寸、油管尺寸 )配合規(guī)范，統(tǒng)一了管材、工具配套標(biāo)準(zhǔn)； ?意義： 使得井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從無序到有序、從雜亂到標(biāo)淮，開創(chuàng)了一個(gè)基本良性循環(huán)的局面 。 ?9 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展 ? (1900～ 1960) ?特點(diǎn)： 井不深 (3000m左右 )，地層情況還不太復(fù)雜，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靠實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)來做。 ?3)對(duì)一個(gè)油田或區(qū)塊而言，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常不能一次完成。 ?實(shí)例 － 王西 7斜井 ： ?1)選用射孔法完井； ?2)用擴(kuò)眼法和下套管注水泥的方法處理和加固鉆井的復(fù)雜地層； ?3)總體結(jié)構(gòu)尺寸選配：其中縱向結(jié)構(gòu)尺寸包括套管層數(shù)、每層套管的下入深度、擴(kuò)眼井段的井深，橫向結(jié)構(gòu)尺寸包括每層套管與