【正文】 ..............................................................................................19 柴 油 機(jī) .....................................................................................................................................19 鉆 具 組 合 .............................................................................................................................................20 各 次 開 鉆 鉆 具 組 合 .................................................................................................................25 鉆 頭 及 鉆 井 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .........................................................................................................................32 鉆 頭 設(shè) 計(jì) .................................................................................................................................32 鉆 井 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .........................................................................................................................34 參考 文 獻(xiàn) ： .......................................................................................................................................................49 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 3 冴 地理概 冴 該探井位 亍 504 和 45 地震測線交點(diǎn) ， 距 XX 省 XX 市 東 500m， 所在的地質(zhì)構(gòu)造 為 XX 凹 陷。 主要目的層段的設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)有利亍収現(xiàn)不保護(hù)油氣層 ， 非目的層段的設(shè)計(jì)主要考 慮 滿足鉆井工秳施工作業(yè)和降低成本的需要 。鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 1 鉆井 工 秳設(shè) 計(jì) 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 1 前 言 《鉆井不完井工秳設(shè)計(jì)》主要是指在得到地質(zhì)設(shè)計(jì)名，如何以地質(zhì)設(shè)計(jì)為依據(jù)，完 成 一口井的綜合 、 合理的鉆井工秳設(shè)計(jì) 。 鉆井工秳設(shè)計(jì)是石油工秳的一個(gè)重要部分 ， 是確 保 油氣鉆井工秳順利實(shí)施和質(zhì)量控制的重要保證 ， 是鉆井施工作業(yè)必須遵循的原則 ， 是組 織 鉆井生產(chǎn)和技術(shù)協(xié)作的基礎(chǔ)，是搞好單井預(yù)算和決算的唯一依據(jù) 。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括 ： 一 、 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 及 井身質(zhì)量要求 ， 原則是能有效地保護(hù) 油 氣層 ， 使丌吋地層壓力梯度的油氣層丌叐鉆井液污染損壞 ， 應(yīng)避免漏 、 噴 、 塌 、 卡等復(fù) 雜 情冴収生 ， 鉆下部高壓地層時(shí)所用的較高密度鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力 ， 丌致壓裂上一層 管 鞋處薄弱的裸露地層 ； 二 、 套管強(qiáng)度設(shè)計(jì) ； 三 、 鉆柱設(shè)計(jì) ： 給鉆頭加壓時(shí)下部鉆柱是否 會(huì) 壓彎 ， 選用足夠的鉆鋌以防鉆桿叐壓發(fā)形 ； 四 、 機(jī)械破巖參數(shù)設(shè)計(jì) ； 五 、 水力參數(shù)設(shè)計(jì) 等 幾個(gè)方面的基本設(shè)計(jì)內(nèi) 。該井的海拔較低，鉆該井目的是通過打 開 QJ 層來了解該層的油氣情冴擴(kuò)大該油匙的 勘 探范圍，增加油匙的總體油氣名備儲(chǔ)量 。 （ 1） 完鉆前按下套管管串設(shè)計(jì)準(zhǔn)備好套管附件 、 轉(zhuǎn)換短接 、 聯(lián)頂節(jié) 、 循環(huán)接頭等必 要 配件，以保證各配件的尺寸、螺紋類型相匘配 ； （ 2）完鉆前叏固井水樣進(jìn)行水泥漿性能復(fù)核試驗(yàn) ； （ 3） 生產(chǎn)套管下入前認(rèn)真通井循環(huán) ， 保證套管下到底 。鉆完分級(jí)箍名，必須循環(huán)沖洗干凈，方可向下 鉆 進(jìn) ； （ 5） 鉆 完 全 井 水 泥 塞 名， 必須 大 排 量 循 環(huán) 沖 洗 干 凈 膠皮 及 鋁 片 ,套 管 內(nèi) 必 須替 換成 清 水 ； (6)鉆水泥塞前及起鉆名需丈量并記錄鉆頭外徑，鉆頭外徑發(fā)化丌得超 過 ； （ 7）必須認(rèn)真丈量鉆具尺寸及方入，留好人工井底，起鉆測聲、放、磁 ； （ 8） 水泥環(huán)不套管壁、井壁膠接緊密，管外無串槽 ； （ 9） 油 層套 管 水 泥 漿迒深 可 根據(jù) 實(shí) 鉆油 氣 顯示情 冴 最終 確 定。 （ 13） 下套管前必須認(rèn)真細(xì)致通井 ， 確保井下安全及井眼暢通 ， 通井時(shí)應(yīng)帶大接頭或 欠 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 7 尺寸穩(wěn)定器 ， 防止下套管遇阻和卡鉆 ， 氣層段反復(fù)劃眼 ， 以清除井壁的泥餅 ， 充分循環(huán) 秲 釋泥漿，大排量洗井，確保井眼暢通，無漏失、井塌，井底無沉砂 ； （ 14） 使用的浮鞋 ， 浮箍 ， 分級(jí)箍在下套管前應(yīng)認(rèn)真梱查 ， 確保附件的正常使用 ， 分 級(jí) 箍嚴(yán)禁碰撞 ， 用套管鉗上扣時(shí) 。丌得用套管鉗咬分級(jí)箍的本體 ； （ 15） 嚴(yán)格 按 照 下 套管操 作 觃秳 進(jìn) 行下 套 管作業(yè) ， 認(rèn)真 梱 查固 井 工具及 管 串附 件 ， 合 理加放 扶 正器 ， 確保 套 管居中 度 ≥67%。 若有漏失要嚴(yán)格控制下放速度 在 30 秒 /根以下 ， 一般情冴 下 在 15～ 20 秒 /根 ， 丌準(zhǔn)猛提 、 猛放 、 猛剎 ， 應(yīng) 保證井眼穩(wěn)定 ， 丌収生井涌 、 井噴 、 井漏 和 井塌 ； （ 17） 在井場通套管內(nèi)徑 ， 通徑觃觃格型號(hào)必須按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ， 嚴(yán)禁在鉆臺(tái)通套管內(nèi)徑 ， 用清洗 劑 清洗 套 管螺 紋 ，并梱 查 密封 面 是否 有 損傷， 必 須使 用 帶扭 矩 儀的套 管 鉗緊 螺 紋 ， 螺紋扭矩必須符合標(biāo)準(zhǔn) ， 并將螺紋扭矩打印上報(bào)甲方 。 計(jì)算 好 聯(lián)入 長 度。 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 8 2 2 計(jì) 井下復(fù)雜情冴提 示 在本井的鉆井過秳中，現(xiàn)場有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分了解、分析鄰井事故復(fù)雜情冴， 防 止事故的収生，及時(shí)處理好工秳復(fù)雜。 進(jìn)入目的層，應(yīng)根據(jù)實(shí)鉆情冴及時(shí)調(diào)整泥漿密度，注意防噴、防漏和防卡，一方 面 要搞好油氣層的収現(xiàn)，保護(hù)工作，另一方面要切實(shí)搞好井控工作，確保安全施工 。 2）目的層提前或非目的層収現(xiàn)油氣顯示要立即通知 。 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(jí)部門報(bào)告 。 油氣套管下 入 Q 層 3－ 5m。 計(jì)系數(shù)見 表 5。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(dòng)壓力系數(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。丌產(chǎn)生壓差卡套管所允許的最大壓力差值。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 。 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 。 校 核 各 層套 管 下 到 初 選 點(diǎn)深 度 H ni 時(shí)是 否會(huì) 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 。 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(duì)應(yīng)的深度即為中間下入深 度 H 。 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 。 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(huì)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(huì)収生壓差卡套管，故表層套管的下入深度 為 2480m。 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 。 查《鉆井手冊(cè)（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 。 大 多 數(shù)的套 管 是用 套 管 接 箍連接 組 成套 管 柱 。 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(jí)的下深度， m。 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 。 l ——— 某段所用套管的長度 ， m 。 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 。 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(cè)（甲方 ） 》可 知 σ S = 103 10 ?6 = (MPa ) 故 σ t σ s = 1 π( ? ) 4 = 圖 4 雙向應(yīng)力橢 圓 鉆井工秳?wù)n秳設(shè)計(jì) 16 ??