石油毕业论文-251-平326平井导眼井钻井工程设计.doc
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1、扬州工业职业技术学院2015 2016 学年第 一 学期毕业设计(论文)(课程设计)课题名称:251平326平井导眼井钻井工程设计设计时间: 2015.6.10-2015.11.28 系 部: 化学工程学院 班 级: 1301钻井技术 姓 名: 沈斌 学 号: 1303030106 指导教师: 叶莉 251平326平井导眼井钻井工程设计沈斌1301钻井技术摘 要钻井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井工程设计是以当代钻井工艺理论为准则,采纳新的研究成效,以当代计算技术用最优化科学理论去设计和筹算钻井工程中的工艺技术及实施措施。 钻井工程设计是完成地质钻探目的、开拓油气层、担保钻井工程质量
2、、保护油气资源、保护环境、实现安适、优质、高速和经济钻井的重要程序,是钻井工程施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作,并根据设计开展单井预算和决算。钻井队必需依照钻井工程设计施工,不可以随意调动,如因井下情况发生变化,原设计确需变更时,必须提交公司主管部门从新会商研究。 钻井工程设计的科学性,先进性对一口井钻井工程和完井工程的成败和效益尤为重要。科学钻井程度的提高依靠钻井工程设计水平的提高。关键词:钻井工程;钻井工程设计;科学性;油气层251- 326 flat Hirai pilot hole drilling engineering designSh
3、enBin1301 drilling technologyAbstract: Drilling engineering is a multi discipline, multi types of large systems engineering. Drilling engineering design is based on the theory of modern drilling process as a criterion, the adoption of new research results, to modern computing technology with optimiz
4、ation theory to design, drilling engineering and plans in the process technology and the implementation of the measures.Drilling engineering design is completed geological drilling, oil and gas reservoir development, guarantee the drilling engineering quality and protecting oil and gas resources, en
5、vironmental protection, comfort, quality, high speed and economic drilling is an important process and drilling engineering construction guidelines and technical basis. The drilling company will organize the construction and technical cooperation according to the content and requirements of the dril
6、ling engineering, and carry out the budget and final accounts of the single well according to the design. Drilling team must according to drilling engineering design and construction, can not arbitrarily transferred, such as due to underground conditions change, original design really need to change
7、 must be submitted to the administrative department of the company from Xinhui business research.The scientific nature of drilling engineering design, the advanced nature of a well drilling project and completion of the success or failure of the project is particularly important. The improvement of
8、the degree of scientific drilling depends on the improvement of the design level of the drilling engineering.Key words: Drilling engineering; Drilling engineering design; scientific nature; oil and gas bearing formation目 录1. 设计依据41.1 钻井设计的原则41.2 钻井设计的流程61.3 设计依据81.4 构造名称81.5 地理资料91.6 地质要求92. 技术指标及质量
9、要求92.1 井身质量要求92.2 固井质量要求102.3 资料录取要求103. 工程设计103.1 井下复杂情况提示103.2 地层压力预测113.3 井身结构123.4 钻机选型及钻井主要设备133.5 钻具组合143.6 钻井液163.7 钻头及钻井参数设计193.8 油气井压力控制193.9 油气层保护措施253.10 固井设计253.11 各次开钻或分井段施工重点要求303.12 钻井进度计划354. 安全与环境管理354.1 基本要求354.2 健康、安全与环境管理体系要求354.3 安全管理要求354.4 环境管理要求37参考文献40致谢41扬州工业职业技术学院1. 设计依据1.
10、1 钻井设计的原则1.1.1.钻井的目的:是为勘探和开发油气田服务。1.1.2.钻井设计必需按照国家及政府有关机构的规定和要求,确保钻井设计的正当性。1.1.3.钻井设计的主要依据: (a)地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。地质单位应在开始钻井作业前至少75天,向钻井单位提供地质设计,并应在该设计中尽可能地供应所钻之井的地质情况(包含地层孔隙压力、分裂压力等),以及提出地质上要求的资料。 (b)井场调查资料和邻井的钻井资料,也是开展钻井设计的主要依据。地质单位至少应在钻井作业开始前45天做完井场调查,并将得到的各有关资料(包含井位自然环境、泥土情况、浅层气等)尽快交给钻井部门;同时,还应收
11、取全邻井的钻井资料(包含复杂情况的处理、钻井液密度的使用情况等)。 (c)钻井单位应凭借地质单位提供的资料和邻井资料,认真分析,作好钻井设计。如存在因为目前技术程度、设备的限定,保证不了钻井作业在安全情况下进行,或钻井作业成效达不到地质设计的要求,应尽早明确提出,以便地质单位改正地质要求或调整井位位置。1.1.4.钻井设计应充分体现安全第一的原则 大到井身构造,小到每一项作业程序,都要高度重视安全,既要重视井下的安全隐患,也要重视地面安全,把安全第一的原则贯穿到整个设计中。关于重大的作业和危害大的作业,还应制定相应的安全应急措施。1.1.5.设计钻井液密度的原则 钻井液密度必需大于地层孔隙压力
12、当量密度,小于地层破裂压力当量密度。用压力来表示钻井液密度对地层孔隙压力的安全附加值,油井为1.53.5MPa,气井为3.05.0MPa。1.1.6.井身结构的设计,是钻井设计的关键部分,必需遵循下述几点 (a)保证井眼系统压力均衡,不呈现喷漏同在一裸眼中,钻下部高压地层时用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不会压漏上部裸露的地层。 (b)井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不能过大,以免发生因压差而卡钻的现象。 (c)为保证安全钻进,必需用套管封住复杂地层井段,如易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻等井段。 (d)探井,尤其是地层压力还没有被掌握的井,需要设计一层套管作为备用,以确保井眼能够钻到设
13、计的深度。 (e)对钻探多套压力系统的井,应采纳多层套管程序,以保护油气层不会被钻井液污染和损害。 (f)对高压油气井,套管应下到高压油气层顶部;对于古潜山油气井,套管应下达到风化壳层的顶部。 (g)如果海底调查资料已经证实了有浅层气,应当设计套管坐于浅层气层的顶部,安装好井口控制系统之后才可以钻开。1.1.7.对于预测有浅层气的井,原则上应要求地质单位更改井位,避开浅层气;否则应具备井眼控制能力才钻开。1.1.8.探井必需进行地层压力预测和监测。 设计前。凭借物探资料和邻井资料进行地层压力预测,以确定钻井液密度和井身构造;钻进阶段,利用已获取的上井段电测资料对未钻开的地层进行压力预测,以调整
14、套管程序;钻进的过程中进行压力监测,力图实时的发现异常压力地层,防止井喷,确保安全钻进;每层套管鞋处(相对情况下,从20英寸套管鞋处开始)都要进行地层泄露/破裂压力的试验,并在允许的前提下压破地层。若果试验成效比估计的低,要分析原因,采取必要的措施,以确保能够安全钻进。1.1.9.评价井、开发井和调整井的设计,要凭借最新的资料,在对地层压力进行从新评价的底子上,确定出更合理的钻井液密度和井身构造,以提高钻井时的速度,确保作业的安全性。1.1.10.钻井平台的选择,应遵循 (a)钻机的钻井能力:选择的平台的钻机最大额定负荷,必需大于作业中呈现的最大负荷的20%。 (b)平台的井控能力:选择的平台
15、的井控系统最大额定工作压力,必需大于检测到的最大井口压力的20%。最大井口压力是指井眼内钻井液被所有喷空而布满地层流体时的关井压力,井口头和套管的设计,也根据此原则进行。 (c)平台的作业水深:选择的平台的设计作业水深,需要能够满足所钻井井位处的水深。1.1.11.海洋环境保护,是钻井设计必需遵照的原则之一,主要体现为两点 (a)钻井液的排放,必需满足国家环保局的规定。如果使用油基钻井液,就要制定相应的处理办法。 (b)弃井设计。为保护地下和海洋环境,对于油气水层要进行水泥封堵,并满足试压合格;裸眼要封堵;永久弃井的井口,起码应该从泥线以下4米处切割。1.1.12.钻井设计要体现低资本的原则。
16、 设计前应注意三点:一要充分熟悉各种资料,在确保安全的前提下,简化井身的构造;二要选用先进的器材、设备和技术;三要在满足钻井要求的前提下,优先使用我国生产的材料。其目的表现提高钻井速率,减少钻井所花费的成本。1.1.13.钻井设计的基本内容应包括 基本的地质数据、施工进度规划、工程设计、原料计划和费用的预算。由承包商按照作业者要求拟定的平台就位设计、钻井液设计、固井设计和定向井设计,同样属于钻井设计的主要内容。1.2 钻井设计的流程 钻井是指根据专门的器材、建立地面与地下油井通道的工程,以达到将地下的油气沿着运送油管道收集到地面,加以利用。在石油勘察和油田开发的各种任务中,钻井有着十分重要的作
17、用,例如寻找和证明含油气的构造、获得工业的油流、探索已被证实的含油构造的含油气面积和储量,获取有关油田的地质资料和开发数据,最后将原油从地下运送到地面上来等,没有一个不是通过钻井来实现的。钻井是勘察与开采石油以及天然气资源的一个十分重要的环节,是勘察和开发石油的必要手段。 钻进是在钻头上用一定得压力加以作用,同时带动钻头旋转从而使得地层的岩石破碎,井底的岩石被破碎后而产生的岩屑在钻井液的循环下被携带到地面上来。 钻井过程中,井眼会不断加深,从而形成井眼的井壁需要十分的稳定,不断发生复杂的情况以确保证钻进工作的继续进行。在钻进中需要钻穿各种地层,而由于每个地层的特点不同,所以其岩石的强度也有高有
18、低,有的地层含有高压水、油、气等流体,有的含有盐、石膏、芒硝等成分,这些成分都对钻井液有着不良的影响。强度相对于低的地层会发生塌陷,或者会被密度大的钻井液压裂形成复杂的情况,对钻进工作的进一步进行产生影响,这必须通过下入套管的同时注入水泥来加以封固。然后,用很小的钻头继续钻出新的井段。每改变一回钻头尺寸,开始钻新的井段的工艺就叫做开钻。一般情况下,一口井的钻进过程中应有几回开钻,井深和地层情况存在差异,则开钻次数也就有所差异。 第一次开钻(一开):从地面开始钻出较大得井眼,到必定设计深度后下表层套管。 第二次开钻(二开):从表层套管内用一些较小的钻头开始钻进,如果地层不复杂,就可以直接钻到目的
19、层后下油层套管完井。如果地层复杂,当很难用钻井液进行控制时,就要下入技术套管。 第三次开钻(三开):从技术套管内用小一点的钻头继续往下钻进。一般情况下,可一直钻直到达到预定井深或者再下第二次、第三层技术套管。在进行第四次、第五次开钻,直到最后钻到目的层深度,下油钻成的井眼内下入套管,然后在套管与井壁之间的环形空间内注入水泥浆(在套管的下段部分层套管,进行固井、完井的作业。固井是在已经或者全部环空)将套管和地层固定结合在一起的工艺过程,它可以预防复杂情况来确保在安全情况下继续钻进下一段井眼(对表层、技术套管)或顺利开采出生产层中的油气(对油层套管)套管柱的上部在地面用套管头加以牢固。 钻井的定义
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