钻井工程课程设计.doc
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1、第一章 设计资料收集1.1 设计井基本资料井号 SJ0089 井别 预探井 坐标 20639585,5347043 设计井深 2023 井口海拔 725 目的层位 Y1,D,N,T 完井层位 古生界 地理位置 海拉尔 构造位置 海拉尔盆地呼和湖坳陷呼和湖凹陷将北构造带 设计依据 1. 设计依据 (1)大庆石油管理局勘探部1992年第73期勘探方案审定纪要 (2)本区标准层构造图。 (3)邻井资料 2. 钻探目的 评价本区油层情况 12 邻井基本参数 1.井身结构 井号 项目 钻头尺寸(mm 下深(m) 套管尺寸(mm) 泥浆密度(g/cm3) 井深 和3 表层 444 160 339 1.11
2、.2 165和3 油层 215 1945 139 1.11.15 19502.地层压力 井号 井段 地层压力(g/cm2) 破裂压力(g/cm2) 和3 0163 .85 1.5和3 163300 .9 1.55和3 300600 .95 1.6和3 600900 1 1.65和3 9001100 .98 1.65和3 11001500 1 1.65和3 15001700 1.02 1.6和3 17001900 1.05 1.6和3 19001950 1.12 1.63.钻具组合 井号 井段 钻头外径(mm) 密度(g/cm3) 钻具组合 和3 0-163 444 1.1-1.2 178751
3、5926和3 163-1950 215 1.1-1.15 214螺扶1782214螺扶1789214螺扶178减震器17818214螺扶15926214螺扶+159135和3 680-690 215 1.1-1.15 178取芯筒159100和3 950-990 215 1.1-1.15 178取芯筒159100和3 1075-1090 215 1.1-1.15 178取芯筒1591004.钻井液性能 井号 地质年代 井段(m) 钻井液类型 密度(g/cm3) 漏斗粘度(s) PH值 静切力(Pa) 塑性粘度(mPa.s) 屈服值(Pa) N值 K值 失水(API) 和3 伊二段-第四系 0-
4、163 搬土混浆 1.1-1.2 22-45 - - - - - - -和3 大下段-伊二段 163-1115 两性复合离子钻井液 1.05-1.1 22-35 8.5-9 .5-2 8-13 4-7 .65-.75 .2-.4 1-4和3 古生界-南上段 1115-1950 两性复合离子钻井液 1.1-1.15 35-45 8.5-9 2-3 13-18 7-9 .55-.65 .4-.6 1-45.水力参数 井号 钻头尺寸(mm) 井段(m) 泵压(MPa) 钻头压降(MPa) 环空压降(MPa) 冲击力(kN) 喷射速度(m/s) 钻头水功率(%) 比水功率(%) 上返速度(m/s) 功
5、率运用率(%) 和3 444 0-163 7.97 7.05 .92 6.01 104 325 2 .34 88.5和3 215 163-538 15.26 13.3 1.96 7.41 149 574 15 1.91 87.17和3 215 538-680 13.08 11.77 1.31 4.65 140 339 9 1.28 89.97和3 215 690-950 13.39 11.77 1.62 4.65 140 339 9 1.28 87.9和3 215 990-1075 11.89 10.26 1.63 4.05 131 275 7 1.19 86.28和3 215 1090-13
6、55 12.7 10.72 1.97 4.23 131 288 7 1.19 84.45和3 215 1355-1500 12.86 10.72 2.13 4.23 131 288 7 1.19 83.4和3 215 1500-1950 13.35 10.72 2.63 4.23 131 288 7 1.19 80.3和3 215 680-690 0 和3 215 950-990 0 0 和3 215 1075-1090 0 6.钻井参数 井号 井段(m) 钻头尺寸(mm) 钻头类型 生产厂 喷嘴组合 钻压(kN) 转速(rpm) 排量(l/s) 泥浆密度(g/cm3) 和3 0-163 44
7、4 X3A 江 汉 14+14+14 30-40 65-70 45-48 1.1-1.2和3 163-538 215 J2 江 汉 14.24+9.53+9.53 160-180 70-110 40-45 1.05-1.1和3 538-680 215 J11 江 汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 28-30 1.05-1.1和3 690-950 215 J11 江汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 28-30 1.05-1.1和3 990-1075 215 ATJ11 江汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 24-2
8、8 1.05-1.1和3 1090-1355 215 J22 江 汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 24-28 1.1-1.15和3 1355-1500 215 ATJ22 江 汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 24-28 1.1-1.15和3 1500-1950 215 J33 江汉 9.53+9.53+9.53 160-180 65-70 24-28 1.1-1.15和3 680-690 215 RC475 川.克 50-80 65-70 35-40 1.05-1.1和3 950-990 215 SC226 牡丹江 50-80 65-
9、70 35-40 1.05-1.1和3 1075-1090 215 RQ306 50-80 65-70 35-40 1.05-1.17.套管柱设计参数 井号 套管类型 套管层位 井段(m) 外径(mm) 钢级 段重(t) 长度(m) 壁厚(mm) 累重(t) 抗拉系数 抗挤系数 和3 常规 表层 0-160 339 J-55 9.65 160 12.98 12.98 17.96 4.14和3 常规 油层 0-190 139 J-55 7.72 190 4.81 48.1 2.33 12.29和3 常规 油层 190-438 139 J-55 6.2 248 5.17 43.29 1.8 3.2
10、9和3 常规 油层 438-1945 139 J-55 7.72 1507 38.13 38.13 2.94 1.548.注水泥设计参数 井号 套管层位 固井前密度规定(g/cm3) 上返深度(m) 水泥塞面深度(m) 水泥浆密度(g/cm3) 漏失量(m3) 水泥品种标号 注水泥量(袋) 外加剂品种 外加剂量(kg) 和3 表层 1.2 0 1.85-1.9 0 A级 639 0和3 油层 1.15 372 1.85-1.9 0 G级 1461 0第二章 井身结构设计2.1 钻井液的压力体系2.1.1 最大钻井液密度 (2-1)式中 某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度,; 该井段中所用地层孔
11、隙压力梯度等效密度,; 抽吸压力允许值的当量密度,取0.036 。发生井涌情况=+S+ (2-2) 第n层套管以下井段发生井涌时,在井内最大压力梯度作用下,上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度,; 第n层套管下入深度初选点,m; 压井时井内压力增高值的等效密度, 取0.06 ; 地层压裂安全增值,取0.03 。2.1.2 校核各层套管下到初选点时是否会发生压差卡套 (2-3) 第n层套管钻进井段内实际的井内最大静止压差,MPa; 该井段内最小地层孔隙压力梯度等效密度,;P 避免发生压差卡套的许用压差,取12 MPa; 该井段内最小地层孔隙压力梯度的最大深度,m 。2.2井身结构的设计2.2
12、.1套管层次的拟定1.拟定油层套管下入深度H由于井深H=2023m,所以油层套管下入深度H=2023m 。2.拟定第技术套管下入深度H(1) 初选点H试取 H=310 m参考临井基本参数, =1.60g/cm,=1.12 g/cm由公式2-2=1.12+0.036+0.03+=1.573(g/cm)由于 且相近,则初选点下入深度H=310 m 。(2) 校核H=310 m在此井段 , =1.12 g/cm,=0.85g/cm , H=163 m 。由公式 2-3P=9.81163(1.12+0.036-0.85)10P=0.17126(MPa)由于P P,所以不会产生压差卡套, 则拟定此级套管
13、的下入深度310m 。3.拟定第表层套管下入深度H(1) 试取H=80 m参考临井基本参数,=0.85 g/cm,=1.50g/cm。参考邻井资料的钻井液性能指标的数据:在0-163m的井段上钻井液的密度范围为1.1-1.2g/cm,在这里我们试取钻井液密度为1.15g/cm由公式 2-2和2-1=1.15+0.03+=1.4125(g/cm)由于且相近,则初选点下入深度H=40m 。(2) 校核H=80m在此井段 , =0.85 g/cm,=0.85 g/cm,H=80 m 。由公式 2-3=9.8180(1.2-0.85)10=0.27468(MPa)由于 80m 从而实际用钻杆:80-2
14、7.3=52.7m 校核抗挤度:P外挤=1.110009.8(80-27.3) 0.568MPa 310m 从而实际用钻杆:310-118.3=191.7m 校核抗挤度:P外挤=1.1510009.8(310-118.3) =2.1605MPa2023m 从而实际用钻杆:2023-218.4=1781.6m。 校核抗挤度:P外挤=1.2510009.8(2023-218.4) =21.825MPa50+20+73.18,所以V143.18 m,V=160m 。4.3钻井液密度的转换4.3.1一次开钻时由公式4-4W=W=48(t) 所以加入黏土的量为48tQ=V-=160-=112m4.3.2
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