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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.！西南石油油大学石石油工程程专业学学生专 业 课 程 设 计钻 井 工 程 设 计专业年级级：学 号：姓 名：指导教师师： 西南石石油大学学石油工工程学院院20077年 3月15日构造名称称：WLL 构造井 号：jiing-66井井 别：开发发井 钻井工 程 设计地质设计计：（签签名）日日期：工程设计计：（签签名）日日期：地质审核核意见：（签名）日日期：地质批准准意见：（签名）日日期：工程审核核意见：（签名）日日期：工程批准准意见：（签名）日日期：地质设计计
2、一、地质质概况1. 井位座标标：地面座标标靶点座标标横坐标（米米）纵坐标（米米）横坐标（米米）纵坐标（米米）18566804463352277002. 地面海拔拔：3000米3. 构造位置置：WL构造4. 地理位置置：HN省QH县WL乡5. 测线位置置：6. 设计井深深：48000米7. 钻探目的的：开发ST系气层层二、地层层分层、岩岩性描述述 故障提提示层位井深(米)厚度(米)主要岩性性描述故障提示示第四系800800表层土及及砾石防斜、防防塌灌口14366636棕红色泥泥岩夹粉粉砂岩防斜、防防塌夹关19188482暗棕红色色长石砂砂岩夹泥泥岩防喷、防防漏蓬莱22733355棕红色泥泥岩、砂
3、砂质泥岩岩夹砂岩岩防喷、防防漏遂宁30155742泥岩夹灰灰绿色砂砂岩防喷、防防漏沙溪庙33155300泥岩、长长石砂岩岩、砾砂砂岩防喷、防防漏自流井41000785泥岩、石石英砂岩岩、砂岩岩防喷须544800380砂岩防喷、防防漏石炭48000320灰岩三、地层层压力剖剖面表A-33名称数值0.03360.03360.02250.0661722钻井工程程设计身身结构一、井深深结构1. 井身结构构表套管层次井眼尺寸井深套管尺寸下入井段套管鞋层位水泥返深(mm)(m)(mm)(m)(m)表层套管管444.51350001335013500中间套管管31136155135003661536155油
4、层套管管215.9448553615544485448552. 井身结构构示意图图二、固井井设计1. 各层套管管柱设计计表外 径mmm井 段段m段 长mm钢 级壁厚mmm重 量 KN安全系数数段 重累 重抗拉抗挤抗内压244.483240036115375P-111013.884780.8292.826.7771.2881.200244.482890032440350C-75513.884780.8273.2823.331.3221.400244.4802889028900C-75513.884780.822566.51122.1881.1001.5332. 水泥设计计层次固井时对对泥浆的的要
5、求水泥浆返返高m水泥塞厚厚度m水泥浆密密度g/cmm3水泥浆滤滤失量ml水泥量T水泥等级添加剂用用量Kg中间套管管36155201.855G四、钻柱柱设计开钻程序序钻杆钻铤尺寸mm钢级单位重力力N/mm最小拉抗抗力kN井段m尺寸mm单位重力力N/mm长度m1127E284.7817600.31101335022828033166212795284782229971135003661520321944322733127114395E28478242322299711470090361554448517781601140048899952262218199274485548800120656815
6、36五、机械械破碎参参数设计计1各层层段地层层可钻级级值地层第四系灌口夹关蓬莱遂宁沙溪庙自流井须5石炭可钻级值值0.611.3992.16633.57.35.24.92机械械破碎参参数钻头序号号钻头尺寸寸mm类型钻进井段段m地层钻压kN转速r/miin纯钻h进尺m机械钻速速m/hh0444.5013350第四系灌口3022008255460135008.413111350019905灌口夹关21012385551323111905524460蓬莱遂宁21025001158250555933112460030015遂宁21025001158250555843113015536615遂宁沙溪庙21
7、0250011582506007.55215.93615539905自流井508801701200802901006215.93905541195自流井须51602000878825029057215.94195544485须51602000878825029058149.24485548800石炭5077076503152.9六、钻井井液设计计取样井深m出口温度常规性能能旋转粘度度计读数数中压失水水密度g/cmm3粘度s含砂量%PH值切力100秒Pa切力100分Pa3转读数300转转读数600转转读数失水ml泥饼mm摩擦系数36155491.477450.29.03.512.55830453
8、0.5钻头序号号钻头直径径 mmm井段m喷嘴直径径mm立管压力力MPa流量l/s钻头压降降MPa钻头水功功率KW钻头比水水功率W/射流冲击击力KN喷射速度度m/sJ1J2J30444.501335015.88814.22912.77014.22556.8827.7334.3992.8337.1001191311135001990511.99112.7714.22913.88546.997.5003524.6555.877123七、水力力参数设设计构造名称称：WLL 构造 井 号：jiing-66井井 别：开发发井 钻 井 工 程 设 计 说 明专业年级级： 220033级石油油工程专专业 学
9、号：03305331255 姓 名：指导教师师：目 录一、地质质概况1二、地层层分析、岩岩性描述述、故障障提示1三、地层层压力剖剖面2四、井身身结构设设计2五、固井井工程设设计5六、钻柱柱设计8七、机械械破碎参参数设计计11八、钻井井液设计计13九、水力力参数设设计13十、油气气井压力力控制17十一、地地层压力力监测要要求18十二、油油气层保保护18十三、环环境保护护18十四、完完井井口口装置18参考文献献19一、地质质概况1井位位座标：表A-11地面座标标靶点座标标横坐标（米米）纵坐标（米米）横坐标（米米）纵坐标（米米）18566804463352277002地面面海拔：300米3构造造位置
10、：WL构造4地理理位置：HN省QH县WL乡5测线线位置：6设计计井深：48000米7钻探探目的：开发ST系气层层二、地层层分层、岩岩性描述述 故障提提示表A-22层位井深(米)厚度(米)主要岩性性描述故障提示示第四系800800表层土及及砾石防斜、防防塌灌口14366636棕红色泥泥岩夹粉粉砂岩防斜、防防塌夹关19188482暗棕红色色长石砂砂岩夹泥泥岩防喷、防防漏蓬莱22733355棕红色泥泥岩、砂砂质泥岩岩夹砂岩岩防喷、防防漏遂宁30155742泥岩夹灰灰绿色砂砂岩防喷、防防漏沙溪庙33155300泥岩、长长石砂岩岩、砾砂砂岩防喷、防防漏自流井41000785泥岩、石石英砂岩岩、砂岩岩防喷
11、须544800380砂岩防喷、防防漏石炭48000320灰岩三、地层层压力剖剖面 图A-11表A-33名称数值0.03360.03360.02250.0661722四、井身身结构设设计钻探目的的层为须须5砂岩地地层，确确定完井井方法为为射孔完完井。油油气套管管下入须须5层35米。 根据地地质情况况，钻达达目的层层过程中中不受盐盐层，高高压水层层等复杂杂地层的的影响，故故井身结结构设计计按地层层压力和和破裂压压力剖面面（图A-1）进行行。设计系数数见表A-3。由于该井井为开发发井，故故中间套套管下深深按可能能发生溢溢流条件件确定必必封点深深度。从图A-1查得钻钻遇最大大地层压压力当量量密度，则则
12、设计地地层破裂裂压力当当量密度度由 周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计（4-13）式确定，即试取，在在图A-1查得，再再将代入入上式，得得以为，且且相近，所所以确定定中间套套管下入入深度初初选点为为。验证中间间套管下下入深度度初选点点39000m是否有有卡钻危危险，从从图A-1知在井井深39000m处地层层压力梯梯度为，以以及24000m以上属属正常地地层压力力，该井井段内最最小地层层压力梯梯度当量量密度为为，则由 周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计（4-15）式，求得其中代入入上式，得得所以中间间套管下下入井深深39000有卡套套管的危危险，中中间套管管下入深深度应当当减小。
13、求在允许许压力差差17的条条件下，中中间套管管的下入入深度中间套管管下入深深度处的的地层压压力梯度度即，从压力剖剖面图上上查出地地层压力力梯度时时，相应应井深，故故中间套套管深度度为。水泥返至至地面。油层套管管下入须须5层35米，即即。判断此深深度是否否有卡套套管的危危险。，无卡套套管的危危险。所以油层层套管下下入深度度为。水泥返至至地面。表层套管管下入深深度中间套管管下入井井深处的的地层压压力梯度度当量密密度，给给定溢流流数值，则则表层套套管下深深由（4-113）式计计算，即即试取，由由图查得得，再将将代入上上式，得得因为且相相近，满满足要求求，即表表层套管管下入深深度为。表层套管管水泥返返
14、至地面面。本井采用用井深结结构，由由图4-99a可查得得各层次次套管所所用钻头头尺寸。表层套管管用钻头头，钻至至井深，套管下下至井深深，水泥泥返至地地面。中间套管管用钻头头，钻至至井深，套管下下至井深深，水泥泥返至地地面。油层套管管用钻头头，钻至至井深，套管下下至井深深，水泥泥返至地地面。钻头钻至至目的层层。表A-44套管层次井眼尺寸井深套管尺寸下入井段套管鞋层位水泥返深(mm)(m)(mm)(m)(m)表层套管管444.51350001335013500中间套管管31136155135003661536155油层套管管215.944855361554448544855五、固井井工程设设计1套
15、管管强度设设计 （中间间套管）设计数据据：下入深度度，钻井井液密度度，抗外外挤安全全系数，抗抗拉安全全系数，抗抗内压安安全系数数。设计方法法：采用用等安全全系数法法计算井口口最大内内压力设计内压压力因此，抗抗内压强强度小于于的套管管均不选选用。确定下部部第一段段套管，设设计抗挤挤强度为为由表5-4查得P-1110，壁厚厚套管，长圆圆螺纹。第二段选选用C-990，壁厚厚套管，长圆圆螺纹。许可下入入深度：第一段套套管下入入长度校核第一一段套管管抗拉强强度第三段套套管选用用C-775，壁厚厚套管，长圆圆螺纹。许可下入入深度：第二段套套管下入入长度校核第二二段套管管抗拉强强度第三段套套管下入入井深，校
16、校核该段段套管顶顶部截面面（井口口）的抗抗拉强度度表A-55外 径mmm井 段段m段 长mm钢 级壁厚mmm重 量 KN安全系数数段 重累 重抗拉抗挤抗内压244.483240036115375P-111013.884780.8292.826.7771.2881.200244.482890032440350C-75513.884780.8273.2823.331.3221.400244.4802889028900C-75513.884780.822566.51122.1881.1001.5332注入入水泥浆浆设计（中中间套管管）设计数据据：设计井深深，水泥泥塞高度度，套管管下入长长度，水水泥返
17、至至地面，水水泥浆附附加量30%，钻井井液压缩缩系数，计计算井径径按钻头头直径，钻钻井液性性能，。水泥泥浆，。水泥用量量其中： 附加30%，水泥浆密密度，每每袋水泥泥配水泥泥浆，则则用水量（水水化比）替钻井液液量表A-66层次固井时对对泥浆的的要求水泥浆返返高m水泥塞厚厚度m水泥浆密密度g/cmm3水泥浆滤滤失量ml水泥量T水泥等级添加剂用用量Kg中间套管管36155201.855G六、钻柱柱设计钻柱组合合第一次开开钻（0113500m） （注：3A代表三三牙轮钻钻头，DC钻铤，DP钻杆，Kl方钻杆杆）。第二次开开钻（13550336155m）第三次开开钻（36115444855m）第四次开开
18、钻（44885448000m）各次开钻钻，由预预估（设设计）钻钻头最大大钻压计计算钻铤铤长度。， ；， ；， ；， 。组合钻铤铤长度计计算时，先先按组合合中最大大直径钻钻铤由设设计最大大钻压确确定长度度，然后后再根据据大尺寸寸钻铤库库存及钻钻井工艺艺要求确确定不同同直径钻钻铤的长长度。下下部钻具具组合后后面再设设计。零轴向应应力截面面的位置置由下式式计算：一开，由由零轴向向应力截截面确定定。二开：。三开：四开：钻柱强度度设计：第一次开开钻（略略）第二次开开钻：井深，拉力力余量，设设计系数数1.330,。选，钢级级95，因为，所以当拉力余余量为时时，按设计计，而实际际下入最最大长度度。第三次开开
19、钻井深，拉力力余量，设设计系数数1.330,。选，钢级级95，由第第二次开开钻钻柱柱设计可可知，因因此可计计算出允允可下长长度，对于这这种情况况采用的的复合钻钻柱，即即将95级钻杆下下部加一一段钻杆杆。第四次开开钻井深，拉力力余量，设设计系数数1.330,。选用钢级级95钻杆，当拉力余余量为时时，按设计计，而实际际下入最最大长度度表A-77开钻程序序钻杆钻铤尺寸mm钢级单位重力力N/mm最小拉抗抗力kN井段m尺寸mm单位重力力N/mm长度m1127E284.7817600.3110133502282803316621279528478222997113500366152032194432273
20、3127114395E2847824232229971147009036155444851778160114004889995226221819927448554880012065681536七、机械械破碎参参数设计计钻头选型型表A-88地层第四系灌口夹关蓬莱遂宁沙溪庙自流井须5石炭可钻级值值0.611.3992.16633.57.35.24.9由上表提提供的地地层可钻钻性级值值,参照 周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计表8-88-10钻头类型与地层的对应关系，选出该井钻头。第一次开开钻（0113500m）第二次开开钻（13550336155m）第三次开开钻（36115444855m）
21、第四次开开钻（44885448000m）钻压W，转转速n的确定定由评选出出的钻头头类型及及所钻地地层岩性性，从周周开吉、郝郝俊芳编编写的钻钻井工程程设计表8-148-17查出对应钻头的W、n的值，再由转盘转速确定W、n，设计结果如下：表A-99钻头序号号钻头尺寸寸mm类型钻进井段段m地层钻压kN转速r/miin纯钻h进尺m机械钻速速m/hh0444.5013350第四系灌口3022008255460135008.413111350019905灌口夹关21012385551323111905524460蓬莱遂宁21025001158250555933112460030015遂宁210250011
22、58250555843113015536615遂宁沙溪庙210250011582506007.55215.93615539905自流井508801701200802901006215.93905541195自流井须51602000878825029057215.94195544485须51602000878825029058149.24485548800石炭5077076503152.9八、钻井井液设计计中间套管管钻井液液性能设设计表A-110取样井深m出口温度常规性能能旋转粘度度计读数数中压失水水密度g/cmm3粘度s含砂量%PH值切力100秒Pa切力100分Pa3转读数300转转读数600
23、转转读数失水ml泥饼mm摩擦系数36155491.477450.29.03.512.558304530.5九、水力力参数设设计第一次开开钻（013350mm）设计数据据：井深，1 确定流量量因此：由ZPNN-8000B钻井泵泵水功率率特性表表查得缸缸套，选用用两台ZPNN-8000B，Q=。钻井液流流变参数数2 计算循环环压耗由得则：钻杆内流流速 钻杆外环环空流速速 钻铤内流流速 钻铤外环环空流速速 又由 管内：环空：可计算出出：又由则 又则循环压耗耗由环空空压耗和和管内压压耗组成成即 =+其中：管管内压耗耗 环空压压耗因此+3 计算钻头头压降4 计算喷嘴嘴当量直直径取流量系系数则 5计算算喷
24、嘴组组合采用三不不等径组组合，从从周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计表10-2中选取。在表100-2中选取取接近且且大于上上式中的的值，查查表10-2得。计算功能能参数：第二次开开钻（13550336155m）钻头序号号：，设计数据据：，。设计方法法和步骤骤同前，设设计结果果见下表表所示：表A-22钻头序号号钻头直径径 mmm井段m喷嘴直径径mm立管压力力MPa流量l/s钻头压降降MPa钻头水功功率KW钻头比水水功率W/射流冲击击力KN喷射速度度m/sJ1J2J30444.501335015.88814.22912.77014.22556.8827.7334.3992.8337.100
25、1191311135001990511.99112.7714.22913.88546.997.5003524.6555.877123十、油气气井压力力控制1防喷喷器级别别选择和和组合型型式第二次开开钻井深，地地层压力力，钻井井液密度度。则选选择防喷喷器装置置压力为为：由周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计表12-1，选用KPY35-210防喷器，组合采用双密封组合：一个单闸板和一个环形防喷器。第三次开开钻井深，地地层压力力，钻井井液密度度。则选选择防喷喷器装置置压力为为：由周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计表12-1，选用KPY23-350防喷器，组合采用双密封组合：一个双闸板和
26、一个环形防喷器。第四次开开钻井深，地地层压力力，钻井井液密度度。则选选择防喷喷器装置置压力为为：由周开吉吉、郝俊俊芳编写写的钻钻井工程程设计表12-1，选用KPY18-350防喷器，组合采用双密封组合：一个双闸板和一个环形防喷器。2油气气井防喷喷主要措措施（1）钻钻井液加加重设备备安装齐齐全，灵灵活好用用。（2）钻钻开油气气层前，井井队认真真贯彻执执行井井控技术术规定，做做到思想想重视，措措施落实实。（3）井井场储备备足够的的加重材材料。（4）储储备一定定量的钻钻井液。（5）钻钻开油气气层前，钻钻井公司司组织防防喷，防防火等有有关人员员对井队队防喷，防防火设施施及措施施，进行行检查验验收，不不
27、合格者者，整改改完成后后方可钻钻开油气气层。（6）井井队技术术员做好好地层压压力监测测，切忌忌负压钻钻进。（7）起起钻要连连续灌钻钻井液，起起钻完井井内灌满满钻井液液。（8）经经常禁止止吸烟，如如果使用用电气焊焊，应有有保护措措施。（9）按按照井控控管理规规定严格格执行。十一、地地层压力力监测要要求1井队队技术员员利用指指数法进进行随钻钻压力监监测，根根据地层层压力及及时调整整钻井液液密度，做做到近平平衡压力力钻井。2随时时跟踪地地层压力力与钻井井液密度度实际偏偏差，搞搞好井漏漏，溢流流预防工工作。十二、油油气层保保护1 接近平衡衡压力钻钻井设计计钻井液液密度。2 油气层井井段限制制高环空空流速。3 限制下钻钻速度，防防止过大大的压力力激动，损损害油气气层。4 钻井液体体系与油油气层物物化特性性协调。5 出现溢流流或井喷喷，严格格压井参参数设计计，按平平衡压力力压井。6 优化管理理程序和和钻井参参数，快快速钻完完油气层层段，减减少浸泡泡时间。十三、环环境保护护按“钻井井前期”，“施工作作业中”，“完井后后的场地地管理”环保要要求执行行。十四、完完井井口口装置1套管管头规范范：套管管头，要要求套管管接箍上上沿与地地面平。技技术员监监督焊接接并焊记记号。2完井井套管内内掏空1020mm，戴好好井口帽帽子。主要参考考文献周开吉、郝郝俊芳编编写的钻钻井工程程设计