钻井综合项目工程专业课程设计

表A-1 钻井工程课程设计任务书 一、地质概况29 井别 探井 井号 设计井深3265m 目层 井位坐标 地理位置 构造位置 测线位置 钻探目 进一步理解构造状况 完钻原则 钻穿J层 完井办法 射孔完井 层位代号 底界深度（M） 重要岩性描述 故障提示 ρf ρP A 320 表层，未胶结 渗漏 1.0 B 480 砾岩夹泥岩 防斜 1.23 1.02 C 1150 砂砾岩 防斜 1.23 1.02 D 1472 砂质泥岩 防斜 1.32 1.09 E 1755 泥岩、泥岩砂岩互层 防蹋 1.36 1.12 F 2170 页岩、泥岩 防斜、防塌 1.43 1.12 G 2700 砂岩 防漏 1.57 1.18 H 3089 泥岩、泥岩砂岩互层 防斜 1.71 1.21 I 3150 泥岩 防塌 1.90 1.22 J 3245 砂岩 防喷 2.32 1.23 当量密度为g/cm3 表 A-2设计系数 名称 Sw g/cm3 Sg g/cm3 Sf g/cm3 Sk g/cm3 ΔPN MPa ΔPa MPa 数值 0.024 0.021 0.026 0.023 14 20 备注 石工专业 石工（卓越班）1201班 学生姓名 木合来提.木哈西 图 A-1 地层压力和破裂压力 一．井身构造设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按也许发生溢流条件拟定必封点深度。 由图A-1得，钻遇最大地层压力当量密度 ρpmax1.23g/cm，则设计地层破裂压力当量密度为ρfD1.230.0243245/H10.0230.026. 试取H11500m，则ρfD1.230.0242.160.0230.0261.33 g/cm, ρf14001.36 g/cm ρfD 且相近，因此拟定中间套管下入深度初选点为H11500m。 验证中间套管下入深度初选点1500m与否有卡钻危险。 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm以及320m属正常地层压力，该井段内最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm。 ΔPN0.009811.100.024-1.03200.38911MPa 因此中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H23265m。 校核油层套管下至井深3265m与否卡套管。 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm，该井段内最小地层压力梯度为1.12g/cm，故该井段最小地层压力最大深度为2170m。 Δpa0.00981（1.230.024-1.12）21702.85Mpa20 Mpa 因此油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。 中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm，给定溢流数值Sk0.023 g/cm。由公式ρfD1.120.0241500/D10.0230.026 试取700m 得ρfD1.22 g/cm 由图A-1得ρf700 1.23 g/cm ρf700 –ρfD1.23-1.220.010.0240.048 g/cm 满足规定，即表层套管下深700m。 表层套管水泥返至地面。 4.本井采用井身构造。 表层套管用444.5mm）钻头，钻至井深705m，339.7mm套管下至井深704m,水泥返至地面。 中间套管用311.1mm（）钻头，钻至井深1505m，244.5mmin套管下至井深1502m,水泥返至井深500m。 油层套管用215.9mm（）钻头，钻至井深3265m，139.7（in）mm套管下至井深3265m,水泥返至井深2265m。 将井身构造设计数据填入表A-3。 表A-3井身构造设计成果 序号 井段，m 钻头尺寸，mm 套管尺寸，mm 水泥返深，m 表层 0～705 444.5 339.7 地面 中间套管 705～1505 311.1 244.5 500 油层套管 1505～3265 215.9 139.7 2265 二、固井工程设计 1.套管强度设计 （1）表层套管下深704m，选用K-55，壁厚9.65mm套管，不必进行强度设计。 （2）中间套管设计（244.5mm） 设计数据 下入深度 1502m 钻井液密度ρm1.120.0241.144g/cm，抗外挤安全系数Sc1.05，抗拉安全系数St1.80，抗内压安全系数Si1.10 设计办法采用等安全系数法 计算井口最大内压力Psi Mpa 设计内压力 因而，抗内压强度不大于16.577Mpa套管均不能选用。 拟定下部第一套管，设计挤压强度为 由表查得J-55,壁厚10.03mm套管 Pc17.72Mpa ， Pi27.23Mpa PT2313.1kN ， q583.8N/m di224.4mm ， 长圆螺纹。 1.05 1.10 第二段选用J-55，壁厚8.94mm套管。 Pc13.93Mpa ， Pi24.27Mpa PTkN ， q525.4N/m di226.6mm ， 长圆螺纹。 允许下入深度 第一段套管下入长度 L11502-1182320m 校核第一段套管抗拉强度 1.8 第二段套管下入长度 L21502-3201182m 由于第二段套管穿过了水泥封固面，故应进行双轴应力校核。先计算在水泥面处套管在双轴应力作用下实际抗挤强度。 所受拉力载荷 则查表 实际抗挤强度 抗挤安全系数 水泥面处实际抗挤强度满足规定。对第二段套管底端进行双轴应力校核。 查表得K’0.934 0.93413.9313.01MPa 第二段不满足规定，故延伸第一段套管向上100m。即 查表得K’0.924 P‘’cc20.92413.9312.87MPa 因此第一段套管下入长度L1420m 抗拉安全系数 抗内压安全系数 第二段套管下入井深，校核该段套管顶部截面（井口）抗拉强度 以上计算成果列入表A-4。 表A-4 中间套管设计成果 序号 井段 m 段长 m 壁厚 mm 钢级 螺纹类型 重力 kN 安全系数 段重 累重 抗拉ST 抗挤Sc 抗内