井身結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第第1 1章章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計井身結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 鉆開儲集層（生產(chǎn)層）； 下套管、注水泥固井，射孔、生產(chǎn)管柱、完井測試、防砂排液； 確定完井井底結(jié)構(gòu)，使井眼與產(chǎn)層連通；安裝井底和井口裝置， 投產(chǎn)措施等； 完井工程內(nèi)容: 使井眼與油氣儲集層（產(chǎn)層、生產(chǎn)層）使井眼與油氣儲集層（產(chǎn)層、生產(chǎn)層） 連通的工序連通的工序（Well Completion）， 聯(lián)系鉆井和采油生產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。聯(lián)系鉆井和采油生產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 完井概念： 前次課內(nèi)容回顧前次課內(nèi)容回顧 3 1. 井眼地層壓力系統(tǒng) 2. 套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 3. 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則 4. 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 5. 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方

2、法及步驟 6. 井身結(jié)構(gòu)實例 7. 套管尺寸選擇及配合 第二章第二章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計井身結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu)油井基礎(chǔ)，全井骨架油井基礎(chǔ)，全井骨架 不僅關(guān)系全井能否順利鉆進(jìn)完井，不僅關(guān)系全井能否順利鉆進(jìn)完井， 而且關(guān)系能否順利生產(chǎn)和壽命。而且關(guān)系能否順利生產(chǎn)和壽命。 第二章第二章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計井身結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 1、井眼地層壓力系統(tǒng)、井眼地層壓力系統(tǒng) 5 在井眼中，各種壓力體系的關(guān)系：在井眼中，各種壓力體系的關(guān)系： 正文：p表示壓力；當(dāng)量密度； t表示時間。 下標(biāo)：f 表示破裂；m表示泥漿(鉆 井液)；p表示孔隙； s表示坍塌。 fmp fmp PPP )()(tt sm 2 2、套管柱類

3、型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 1. 1. 為什么下套管? ? 2. 2. 套管柱的不同類型 3. 3. 井身結(jié)構(gòu)定義 套管是什么套管是什么?為什么下套管為什么下套管? 套管套管1. 防止井壁坍塌，形成“大肚子” 2. 在陸地上 防止污染淡水砂層 3. 鉆井期間控制壓力 4. 增加鉆至目的井深的可靠性 5. 防止地層水運移到產(chǎn)層 6. 把產(chǎn)出流體限定在井眼中 7. 生產(chǎn)階段為井下設(shè)備提供可靠的環(huán)境 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 水泥環(huán)水泥環(huán) 套管柱類型套管柱類型 1. 1. 導(dǎo)管； 2. 2. 表層套管； 3. 3. 技術(shù)套管（或稱中間套管）； 4.

4、4. 生產(chǎn)套管（或稱油層套管）； 5. 5. 尾管。 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 海油鉆井：井眼和管柱尺寸 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 海油鉆井套管柱的類型 外徑 16-60 406.4-1524mm 16 -48 406.4-1219.2mm 8 5/8 -20 219.1-508mm 實例 30 762mm 20 508mm 13 3/8 339.7mm 1. 樁入或結(jié)構(gòu)管 只用于海上和灘海 45m - 90m泥線以下(BML) 2. 導(dǎo)管柱 30m 500m(BML) 3. 表層套管 600m 1200m(BML) 2 2、

5、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 外徑實例 7 5/8”-13 3/8” 193.7-339.7mm 4 1/2”-9 5/8” 114.3-244.5mm 9 5/8” 244.5mm 7” 177.8mm 套管柱的類型 4. 中間套管柱 5. 生產(chǎn)套管柱 6. 尾管柱 7. 油管柱 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 井身結(jié)構(gòu)的定義 確定四類參數(shù)：套管層次、下入深度、鉆頭直徑、 套管外徑。 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 井身結(jié)構(gòu)是一口井下入套管的層次、尺寸、下入深度以及 相應(yīng)的鉆頭尺寸和所鉆井深的配合關(guān)系. 13 套管

6、套管 13 3/8 798m 9 5/8 3000m 7 3800m 12 1/4 3002m 8 1/2 3802m 井眼井眼 17 1/2 800m 說明說明: 1 套管層次：套管層次：一口井需要下幾一口井需要下幾 層套管層套管 2 套管尺寸：套管尺寸：每層套管的外徑每層套管的外徑 3 下入深度：下入深度：每層套管下入的每層套管下入的 井深井深 4 鉆頭尺寸：鉆頭尺寸：與每層套管尺寸與每層套管尺寸 相配合的鉆頭尺寸相配合的鉆頭尺寸 5 井身結(jié)構(gòu)用右圖所示方法來井身結(jié)構(gòu)用右圖所示方法來 表示，圖中表示，圖中紅色線條表示井眼，紅色線條表示井眼， 藍(lán)色線條表示套管，標(biāo)注的尺藍(lán)色線條表示套管，標(biāo)注

7、的尺 寸為寸為“直徑直徑(in)井深井深(m)”。 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 14 3、生產(chǎn)套管（油層套、生產(chǎn)套管（油層套 管）管） 鉆達(dá)目的層后下入鉆達(dá)目的層后下入 的最后一層套管，用以的最后一層套管，用以 保護(hù)生產(chǎn)層，提供油氣保護(hù)生產(chǎn)層，提供油氣 生產(chǎn)通道。生產(chǎn)通道。 2、中間套管（技術(shù)套、中間套管（技術(shù)套 管）管） 在表層套管和生產(chǎn)套在表層套管和生產(chǎn)套 管之間由于技術(shù)要求下管之間由于技術(shù)要求下 入的套管，可以是一層、入的套管，可以是一層、 兩層或更多層。主要用兩層或更多層。主要用 來封隔井下復(fù)雜地層。來封隔井下復(fù)雜地層。 oil zone 中間套管中間套

8、管 (技術(shù)套管技術(shù)套管) 表層套管表層套管 生產(chǎn)套管生產(chǎn)套管 (油層套管油層套管) 一開一開 二開二開 三開三開 一、套管的分類及作用一、套管的分類及作用 1、表層套管、表層套管 封隔地表淺水層及封隔地表淺水層及 淺部疏松和復(fù)雜地淺部疏松和復(fù)雜地 層；層； 安裝井口、懸掛和安裝井口、懸掛和 支撐后續(xù)各層套管。支撐后續(xù)各層套管。 4、尾管（襯管）、尾管（襯管） 作用同中間套管。常在作用同中間套管。常在 已下入一層中間套管后已下入一層中間套管后 采用，即只在裸眼井段采用，即只在裸眼井段 下套管注水泥，套管柱下套管注水泥，套管柱 不延伸至井口。不延伸至井口。 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱

9、類型及井身結(jié)構(gòu)概念 5、導(dǎo)管、導(dǎo)管 建立井口建立井口/支撐井口和防支撐井口和防 噴器組重量噴器組重量,下入深度根下入深度根 據(jù)地層破裂強度和地層據(jù)地層破裂強度和地層 的承載能力確定的承載能力確定,一般入一般入 泥泥35-100m。 15 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 2 2、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念、套管柱類型及井身結(jié)構(gòu)概念 16 例例 ： 元元 壩壩 1 1 井井 井井 身身 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖 17 （1）能有效地保護(hù)油氣層，使不同壓力梯度的油氣層不受能有效地保護(hù)油氣層，使不同壓力梯度的油氣層不受 泥漿污染損害。泥漿污染損害。 （2）應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等復(fù)雜情

10、況產(chǎn)生，為全井順利應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等復(fù)雜情況產(chǎn)生，為全井順利 鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，使鉆井周期最短。鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，使鉆井周期最短。 （3）鉆下部高壓地層時所用的較高密度泥漿產(chǎn)生的液柱壓鉆下部高壓地層時所用的較高密度泥漿產(chǎn)生的液柱壓 力，不致壓裂上一層套管鞋處薄弱的裸露地層。力，不致壓裂上一層套管鞋處薄弱的裸露地層。 （4）下套管過程中，井內(nèi)泥漿液柱壓力和地層壓力之間的下套管過程中，井內(nèi)泥漿液柱壓力和地層壓力之間的 壓差，不致產(chǎn)生壓差卡套管事故。壓差，不致產(chǎn)生壓差卡套管事故。 3 3、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1）

11、地質(zhì)方面的數(shù)據(jù) 2）工程類數(shù)據(jù) 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 19 孔隙壓力剖面孔隙壓力剖面(坍塌壓力剖面坍塌壓力剖面) 破裂壓力剖面破裂壓力剖面(漏失壓力剖面漏失壓力剖面) 地層巖性剖面及其故障提示地層巖性剖面及其故障提示 三個剖面：三個剖面： 1 1）地質(zhì)方面的數(shù)據(jù)）地質(zhì)方面的數(shù)據(jù) 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 20 六個設(shè)計系數(shù)六個設(shè)計系數(shù)： 抽吸壓力系數(shù)抽吸壓力系數(shù) ： ：上提鉆柱時，由于抽吸作用使井內(nèi)液上提鉆柱時，由于抽吸作用使井內(nèi)液 體體 壓力降低的值，用當(dāng)量密度表示，壓力降低的值，用當(dāng)量密度表示，

12、 （0.0240.048 g/cm3） 激動壓力系數(shù)激動壓力系數(shù) ： ：下放鉆柱時，由于鉆柱向下運動產(chǎn)生下放鉆柱時，由于鉆柱向下運動產(chǎn)生 的激動壓力使井內(nèi)液柱壓力的增加值，用當(dāng)量密度表示，的激動壓力使井內(nèi)液柱壓力的增加值，用當(dāng)量密度表示， （0.0240.048g/cm3） 從地區(qū)大量的抽吸和激動壓力數(shù)據(jù)統(tǒng)計而來：從地區(qū)大量的抽吸和激動壓力數(shù)據(jù)統(tǒng)計而來： -由該地區(qū)所有井每趟起下鉆所產(chǎn)生的抽吸和激動壓力，折由該地區(qū)所有井每趟起下鉆所產(chǎn)生的抽吸和激動壓力，折 合成當(dāng)量密度，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析來確定取值范圍；合成當(dāng)量密度，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析來確定取值范圍； 建立抽吸和激動壓力計算模型。建立抽吸和激動壓

13、力計算模型。 2 2）工程類數(shù)據(jù)）工程類數(shù)據(jù) 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 21 壓裂安全系數(shù)壓裂安全系數(shù) ： ：為避免上部套管鞋處裸露地層被壓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；裂的地層破裂壓力安全增值，用當(dāng)量密度表示； （0.030.06 g/cm3） a a、收集所研究地區(qū)不同層位的破裂壓力實測值和破、收集所研究地區(qū)不同層位的破裂壓力實測值和破 裂壓力預(yù)測值；裂壓力預(yù)測值； b b、根據(jù)實測值與預(yù)測值的對比分析，找出統(tǒng)計誤差、根據(jù)實測值與預(yù)測值的對比分析，找出統(tǒng)計誤差 作為破裂壓力安全系數(shù)。作為破裂壓力安全系

14、數(shù)。 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 22 井涌允量井涌允量 ： ：由于地層壓力預(yù)測的誤差所產(chǎn)生的井由于地層壓力預(yù)測的誤差所產(chǎn)生的井 涌量的允值，用當(dāng)量密度表示，（涌量的允值，用當(dāng)量密度表示，（0.050.08g/cm3）。 ）。 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 23 壓差允值壓差允值P：不產(chǎn)生壓差卡鉆所允許的最大壓力差值，與不產(chǎn)生壓差卡鉆所允許的最大壓力差值，與 鉆井工藝技術(shù)和鉆井液性能及裸眼井段的地層孔隙壓力有關(guān)。鉆井工藝技術(shù)和鉆井液性能及裸眼井段的地層孔隙壓力有關(guān)。 （ PN = 1118 MPa ；PA =

15、 1423 MPa ）。）。 a a通過卡鉆事故統(tǒng)計資料，確定易壓差卡鉆層位及井深；通過卡鉆事故統(tǒng)計資料，確定易壓差卡鉆層位及井深； b b記錄卡鉆層位的地層孔隙壓力；記錄卡鉆層位的地層孔隙壓力； c c統(tǒng)計卡鉆事故發(fā)生前井內(nèi)曾用過的最大泥漿密度，以及卡統(tǒng)計卡鉆事故發(fā)生前井內(nèi)曾用過的最大泥漿密度，以及卡 鉆發(fā)生時的泥漿密度；鉆發(fā)生時的泥漿密度； d d根據(jù)卡鉆井深、卡點地層壓力、井內(nèi)最大安全泥漿密度計根據(jù)卡鉆井深、卡點地層壓力、井內(nèi)最大安全泥漿密度計 算單點壓差卡鉆允值；算單點壓差卡鉆允值； e e統(tǒng)計分析各單點壓差卡鉆允值，確定適合于所研究地區(qū)的統(tǒng)計分析各單點壓差卡鉆允值，確定適合于所研究地

16、區(qū)的 壓差卡鉆允值。壓差卡鉆允值。 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 24 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計六個參數(shù)參考表井身結(jié)構(gòu)設(shè)計六個參數(shù)參考表 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 25 maxmax11 / dfkpcfc SSDD 裸眼井段應(yīng)滿足的力學(xué)平衡裸眼井段應(yīng)滿足的力學(xué)平衡: （1）防井涌）防井涌 （2）防壓差卡鉆）防壓差卡鉆 （3）防井漏）防井漏 （4）防關(guān)井井漏）防關(guān)井井漏 maxdpb S maxminmin ()0.00981 dpp DP maxmindgff SS 4 4、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)

17、計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 26 其中：其中： 鉆井液密度，鉆井液密度， 裸眼段內(nèi)使用的最大鉆井液密度，裸眼段內(nèi)使用的最大鉆井液密度， 裸眼段鉆遇最大地層壓力的當(dāng)量泥漿密度，裸眼段鉆遇最大地層壓力的當(dāng)量泥漿密度， 最大地層孔隙壓力所處的井深，最大地層孔隙壓力所處的井深，m 裸眼段鉆遇最小地層壓力的當(dāng)量泥漿密度，裸眼段鉆遇最小地層壓力的當(dāng)量泥漿密度， 最小地層孔隙壓力所處的井深，最小地層孔隙壓力所處的井深，m 裸眼段最小地層破裂壓力的當(dāng)量泥漿密度，裸眼段最小地層破裂壓力的當(dāng)量泥漿密度， 套管鞋處地層破裂壓力的當(dāng)量泥漿密度，套管鞋處地層破裂壓力的當(dāng)量泥漿密度， 套管下入深度，套管下入深度，m 3 /cm

18、g 3 /cmg 3 /cmg 3 /cmg 3 /cmg 3 /cmg 1 1 min min min max max max c fc f p p p p d d D D D 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 27 經(jīng)驗法：經(jīng)驗法： 在掌握一個油田的地層 結(jié)構(gòu)和特性后，根據(jù)以往 的經(jīng)驗來設(shè)計。 遵循其設(shè)計基本原則，一遵循其設(shè)計基本原則，一 般有般有“經(jīng)驗法經(jīng)驗法”和和“圖解法圖解法” 兩種方法。兩種方法。 13 3/8 798m 9 5/8 3000m 7 3800m 12 1/4 井深井深 8 1/2 井深井深 17 1/2 井深井深 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟

19、、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 28 圖解法：圖解法： 依據(jù)兩個壓力剖面，依據(jù)兩個壓力剖面， 以保證鉆進(jìn)時井內(nèi)最大壓以保證鉆進(jìn)時井內(nèi)最大壓 力力不壓裂最薄弱的裸露地不壓裂最薄弱的裸露地 層為原則層為原則，從全井最大地，從全井最大地 層壓力梯度開始，層壓力梯度開始，由下向由下向 上上確定套管的層次和各層確定套管的層次和各層 套管的下深，套管的下深，同時考慮地同時考慮地 質(zhì)必封點。質(zhì)必封點。 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 29 圖解法：圖解法： 各層套管（油層套管除外）下入深度初選點D Dn n的確定 校核各層套管下到初選點深度D Dni ni時是否發(fā)生壓差卡鉆 當(dāng)中間套管下入

20、深度淺于初選點（D Dn n D Dni ni）時， 則需要下尾管并要確定尾管下入深度D Dn n+1 +1 必封點的確定 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 30 1、求中間套管下入深度初選點、求中間套管下入深度初選點D21 最大鉆井液密度m mmax max 由起鉆時的壓力平衡條件確定 依據(jù)：起鉆時，井內(nèi)壓力要大于地層壓力。依據(jù)：起鉆時，井內(nèi)壓力要大于地層壓力。 pbm S 取臨界狀態(tài)取臨界狀態(tài) bpm S maxmax 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 31 由由 計算出計算出f f ，在破裂壓力曲線，在破裂壓力曲線 查出查出f 所在的井深所在的

21、井深 D21 ， 即為中間套管下入井深初選點。即為中間套管下入井深初選點。 fgbpf SSS max 1、求中間套管下入深度初選點、求中間套管下入深度初選點D21 （1）不考慮發(fā)生井涌）不考慮發(fā)生井涌 fgmf SS max fgbp SSS max 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 32 （2）考慮可能發(fā)生井涌）考慮可能發(fā)生井涌 （關(guān)封井器并加回壓關(guān)封井器并加回壓） 正常鉆井時，按近平衡壓力鉆井設(shè)計鉆井液密度為：正常鉆井時，按近平衡壓力鉆井設(shè)計鉆井液密度為： bpd S 鉆至某一井深鉆至某一井深D Dpmax pmax時，發(fā)生大小為 時，發(fā)生大小為S Sk k的溢流，

22、停泵關(guān)閉的溢流，停泵關(guān)閉 防噴器，立管壓力讀數(shù)為防噴器，立管壓力讀數(shù)為P Pa a： max 00981. 0 pka DSP 關(guān)井后關(guān)井后井內(nèi)有效液柱壓力井內(nèi)有效液柱壓力平衡方程為：平衡方程為： adme PPP max2121 00981.0)(00981.000981.0 pkbpme DSDSD 21 max )( D D SS p kbpme 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 33 （2）考慮可能發(fā)生井涌）考慮可能發(fā)生井涌 k p fbpf S D D SS 21 max max 裸露井深區(qū)間內(nèi)地層破裂強度（地層破裂壓力）均應(yīng)承 受這時井內(nèi)液柱的有效液柱壓力，考

23、慮地層破裂安全系數(shù)Sf， 即： k p fbpf S D D SS 21 max 由于溢流可能出現(xiàn)在任何具有一定地層壓力的井深處， 故其一般表達(dá)式為： 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 34 由由 試算法求試算法求f 先試取一個先試取一個D21 ，計算，計算f ， 將計算將計算f 與查圖與查圖f 比較，比較， f f ，D21為中間套管初選為中間套管初選 點，否則重新試算。點，否則重新試算。 一般情況下，在新探區(qū)，取以一般情況下，在新探區(qū)，取以 上兩種條件下較大值。上兩種條件下較大值。 maxmax21 / fpbfkp SSSDD （2）考慮可能發(fā)生井涌）考慮可能發(fā)生井

24、涌 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 35 2 2、驗證中間套管下到深度、驗證中間套管下到深度D D21 21是否被卡 是否被卡 （1）首先求裸眼可能存在的最大靜壓差：）首先求裸眼可能存在的最大靜壓差： pmax pmax ：鉆進(jìn)至 ：鉆進(jìn)至D21遇到的遇到的 最大地層壓力當(dāng)量泥漿密度。最大地層壓力當(dāng)量泥漿密度。 Dmin ：最小地層孔隙壓力所處的井深，：最小地層孔隙壓力所處的井深，m 若若 ，不卡，不卡，D21為中間套管下入深度為中間套管下入深度D2。 若若 ，會卡，中間套管應(yīng)小于初選點深度，會卡，中間套管應(yīng)小于初選點深度， 需根據(jù)壓差卡鉆條件確定中間套管的下深。需根據(jù)

25、壓差卡鉆條件確定中間套管的下深。 maxminmin ()0.00981 pbp PSD N N PP PP 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 36 （2）求壓差）求壓差 條件下允許的最條件下允許的最 大地層壓力大地層壓力 在地層壓力曲線上找出在地層壓力曲線上找出 深度即為中間套管的下深深度即為中間套管的下深 D2 。 N P bp N pper S D P min min 00981. 0 pper pper 2、驗證中間套管下到、驗證中間套管下到 深度深度D21是否被卡是否被卡 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 37 31 2 2 pperfbf

26、k D SSS D 3、求鉆井尾管下入深度初選點、求鉆井尾管下入深度初選點 D31 根據(jù)根據(jù) D2 處地層破裂壓力處地層破裂壓力 ， 求出繼續(xù)向下鉆進(jìn)時求出繼續(xù)向下鉆進(jìn)時 裸眼段允許最大地層壓力裸眼段允許最大地層壓力 試算法：試算法： 先試取一個先試取一個 D31，計算，計算 ， 若計算若計算 與實際值接近且略大，與實際值接近且略大， 則則 D31 為尾管初選點，否則重試。為尾管初選點，否則重試。 2f pper pper pper 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 38 4 4、校核尾管下到、校核尾管下到 D D31 31 是否被卡 是否被卡 校核方法同校核方法同 2

27、2， 5、計算表層套管下入深度、計算表層套管下入深度 D1 根據(jù)根據(jù) D2 處地層壓力處地層壓力 ， 計算若鉆進(jìn)到計算若鉆進(jìn)到 D2 發(fā)生井涌關(guān)井，發(fā)生井涌關(guān)井， 表層套管鞋處承受壓力當(dāng)量密度：表層套管鞋處承受壓力當(dāng)量密度： 2p 2 2 1 fEpbfk D SSS D 試算：試取試算：試取 D1， 計算計算 查得查得fE fE, ,確定 確定 D1 否則重試。否則重試。 fE 6、考慮必封點。、考慮必封點。 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 39 6、考慮必封點。、考慮必封點。 必封點：除根據(jù)壓力平衡原理（如上所述）確定的封隔井 段外，為了避免井下復(fù)雜情況，而應(yīng)及時封

28、隔的某些地層。 根據(jù)已鉆過井的經(jīng)驗來確定必封點。 按工程約束條件設(shè)計的必封點深度必須滿足復(fù)雜地質(zhì)情況 的要求必封點位置。 若地質(zhì)復(fù)雜必封點在工程約束必封點深度區(qū)段外，則該層 套管下延至地質(zhì)復(fù)雜必封深度。 5 5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟 40 例：例：川科川科1井地層壓力預(yù)測及故障提示井地層壓力預(yù)測及故障提示 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 41 實例實例1:1: 在垂深500m500m處的地層破裂壓力梯度為1.31.3，如果垂 深為1500m1500m處的地層孔隙壓力梯度為1.51.5， 如果采用平 衡鉆井技術(shù)，當(dāng)鉆至1500m1500m時，為了控制地層壓力

29、，鉆 井液密度至少需要多大？如果此時500m500m處井眼為裸眼， 會發(fā)生什么事件？怎么處理？ 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 42 實例實例1:1: 例題解答 孔隙壓力為：1.59.81150022072.5kPa 鉆井液柱壓力為 = 鉆井液密度9.811500 = 孔隙 壓力 = 1.59.811500 需要的鉆井液密度為1.5 破裂壓力為：1.39.815006376.5kPa 鉆井液柱壓力為：1.59.815007357.5kPa 地層破裂壓力鉆井液柱壓力，在500m處裸眼井 壁會發(fā)生破裂，需要下套管封隔 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 43 實例實例2:2:

30、某井設(shè)計井深為某井設(shè)計井深為 4400 m； 地層孔隙壓力梯度和破裂地層孔隙壓力梯度和破裂 壓力梯度壓力梯度 剖面如圖剖面如圖 。 試進(jìn)行該井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。試進(jìn)行該井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。 給定設(shè)計系數(shù)：給定設(shè)計系數(shù)： Sb = 0.036 ； Sg = 0.04 ； Sk = 0.06 ； Sf = 0.03 ； PN = 12 Mpa ; PA = 18 MPa ; 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 44 解：解： 由圖上查得由圖上查得 （1）中間套管下入深度初選點）中間套管下入深度初選點 由由 試取試取 D21 =3400 m，代入上式得：，代入上式得： 由破裂壓力曲線查得由破裂壓力曲

31、線查得 且接近，故確定且接近，故確定 D21 = 3400 m 。 mDcmg pp 4250,/04. 2 max 3 max 21 D maxmax21 / fpbfkp SSSDD 3 2.040.0360.03 0.06 4250/3400 2.181 / f g cm 3400 3 3400 ,/19. 2 fff cmg 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 45 （2）校核中間套管是否會被卡）校核中間套管是否會被卡 由由P P曲線，鉆進(jìn)到深度曲線，鉆進(jìn)到深度 D21 =3400 m時，時， 遇到最大地層壓力遇到最大地層壓力 因因 由由 因因P PN = 12 MPa, 故中

32、間套管下深應(yīng)淺于初選點。故中間套管下深應(yīng)淺于初選點。 查得查得 =1.435 對應(yīng)對應(yīng) D2 = 3200 m。 3 3400= 1.57 g/cm p 3 minmin 1.07/,3050 p g cmDm 3 min 3 min 12 1.07 0.036 1.435 / 9.81 100.00981 3050 N pperpb P Sg cm D maxminmin ()0.00981 pbp PSD (1.570.0361.07) 30500.0098116.037PMPa pper 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 46 （3）確定尾管下深的初選點）確定尾管下深的初選點

33、D31 由由f曲線查得：曲線查得： 由：由： 試取試取 D D31 31 =3900m =3900m，得，得 由由p曲線，曲線， 故確定初選點故確定初選點 D31 = 3900 m. 31 2 2 31 2.150.0360.030.06 3200 pperfbfk D SSS D D 3 3200 2.15 / f g cm 3 2.01 / pper g cm 3 3900 1.942.01 / ppper g cm 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 47 （4）校核是否會卡尾管）校核是否會卡尾管 計算壓差：計算壓差： 因為因為 ， 故確定尾管下深為故確定尾管下深為 D3 = D

34、31 = 3900m 。 maxminmin ()0.00981 (1.940.036 1.435) 3200 0.0098116.98 pbp PSD MPa 18 A PPMPa 6 6、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 48 （5）確定表層套管下深）確定表層套管下深 D1 由：由：2 2 1 1 3200 1.4350.0360.030.06 fEpbfk D SSS D D 試取試取 D1 = 850 m , 代入上式計算得代入上式計算得 由由f曲線查得曲線查得 故確定故確定 D1 = 850 m。 3 /737. 1cmg fE 3 850850 1.74 /, ffEf g cm

35、 7 7、套管尺寸和井眼尺寸選擇、套管尺寸和井眼尺寸選擇 1、設(shè)計中考慮的因素 2、套管和井眼尺寸的選擇和確定方法 3、套管及井眼尺寸標(biāo)準(zhǔn)組合 7 7、套管尺寸和井眼尺寸選擇、套管尺寸和井眼尺寸選擇 1 1、設(shè)計中考慮的因素、設(shè)計中考慮的因素 （1）生產(chǎn)套管尺寸應(yīng)滿足采油方面的要求。根據(jù)生產(chǎn)層的 產(chǎn)能、油管大小、增產(chǎn)措施及井下作業(yè)等要求來確定。 （2 ）對于探井，要考慮原設(shè)計井深是否要加深，地質(zhì)上的 變化會使原來預(yù)告難于準(zhǔn)確，是否要本井眼尺寸上留有余量 以便增下中間套管，以及對巖心尺寸的要求等。 （3 ）要考慮到工藝水平，如井眼情況，曲率大小、井斜角 以及地質(zhì)復(fù)雜情況帶來的問題，并應(yīng)考慮管材、鉆頭等庫存 規(guī)格的限制。 7 7、套管尺寸和井眼尺寸選擇、套管尺寸和井眼尺寸選擇 2 2、套管和井眼尺寸的選擇和確定方法、套管和井眼尺寸的選擇和確定方法 （1）確定井身結(jié)構(gòu)尺寸一般由內(nèi)向外依次進(jìn)行，首先確定 生產(chǎn)套管尺寸，再確定下入生產(chǎn)套管的井眼尺寸，然后確定