石油鉆井技術(shù)中安全井身結(jié)構(gòu)設(shè)計影響因素探析

1、石油鉆井技術(shù)中安全井身結(jié)構(gòu)設(shè)計影響因素探析摘要該論文重點闡述了石油鉆井技術(shù)中安全井 身結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、依據(jù)，以及設(shè)計方法和步驟。關(guān)鍵詞壓力梯度孔隙壓力破裂壓力壓力激動中圖分類號:te22文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號:1009-914x（2014） 18-0013-01在裸眼井段中存在著地層孔隙壓力、泥漿液柱壓力、地 層破裂壓力。三個壓力體系必須同時滿足于以下情況： pf2pm2pp （pf:地層的破裂壓力，mpa； pm：鉆井液的液 柱壓力，mpa； pp：地層孔隙壓力，mpa）。使用壓力梯度：gf2gm$gp （gf：破裂壓力梯度，mpa/m； gm：液柱壓 力梯度，mpa/m； gp：孔隙壓力梯

2、度，mpa/m）。一、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1、抽吸壓力與激動壓力允許值（sb或sg）美國：sb或sg取0. 06中原油田：sb=0. 050.08; sg=0. 070. 102、地層壓裂安全增值（sf）以等效密度表示gxcm3o美國現(xiàn)場將sf取值為0. 024, 中原油田取值為0. 033、壓差允值（apn與apa）壓差允值的確定，各油田可以從卡鉆資料中（卡點深度, 當(dāng)時泥漿密度、卡點地層孔隙壓力等）反算出當(dāng)時的壓差值。 再由大量的壓差值進(jìn)行統(tǒng)計分析得出該地區(qū)適合的壓差允 值。二、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及步驟套管層次和下入深度設(shè)計的實質(zhì)是確定兩相鄰套管下 入深度之差，它取決于裸眼井段的長

3、度。在這裸眼井段中， 應(yīng)使鉆進(jìn)過程中及井涌壓井時不會壓裂地層而發(fā)生井漏，并 在鉆進(jìn)和下套管時不發(fā)生壓差卡鉆事故。設(shè)計前必須有所設(shè)計地區(qū)的地層壓力剖面和破裂壓力 剖面圖，圖中縱坐標(biāo)表示深度，橫坐標(biāo)表示地層孔隙壓力和 破裂壓力梯度，皆以等效密度表示。設(shè)計時由下而上逐層確定下入深度。油層套管的下入深度主要決定于完井方法和油氣層的 位置。因此設(shè)計的步驟是由中間套管開始。1）各層套管（油層套管除外）下入深度初選點hn的確 定。套管下入深度的依據(jù)是，其下部井段鉆進(jìn)過程中預(yù)計的 最大井內(nèi)壓力梯度不致使套管鞋處裸露地層被壓裂。根據(jù)最大井內(nèi)壓力梯度可求得上部地層不致被壓裂所 應(yīng)有的地層破裂壓力梯度p fnr0正

4、常作業(yè)下鉆時:p fnr= p pmax+sb+sg+sf (1)式中p fnr第n層套管以下井段下鉆時，在最大井內(nèi)壓力梯度作用下，上部裸露地層不被壓所應(yīng)有的地層破裂裂壓力梯度，g/cm3；p pmax一一第n層套管以下井段預(yù)計最大地層孔隙壓力 等效發(fā)生井涌情況時有：式中p fnk第n層套管以下井段發(fā)生井涌時，在井內(nèi)最大壓力梯度作用下，上部地層不被壓裂所應(yīng)有的地層破裂壓力梯度，g/cm3； hni第n層套管下入深度初選點，mo對比(1)、(2)兩式，顯然，p fnk> p fnr,所以，- 般用p fnk計算，在肯定不會發(fā)生井涌時，用p fnr計算。對中間套管，可用試算法試取hni值代入

5、式中求pfnk,然后由設(shè)計井的地層破裂壓力梯度曲線上求得hni深度時實 際的地層破裂壓力梯度。如計算的值pfnk與實際相差不多 且略小于實際值時，則hni即為下入初選點。否則另取一 hni 值計算，直到滿足要求為止。2) 、校核各層套管下到初選點深度hni時是否會發(fā)生壓差卡鉆。先求出該井段中最大泥漿密度與最小地層孔隙壓力之間的最大靜止壓差prn為：aprn=9. 81hmm ( p pmin+sb- p min) x 10-3(3)式中prn第n層套管鉆進(jìn)井段內(nèi)實際的井內(nèi)最大 靜止壓差，mpa；p pmin該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度效密度，g/cm3;hmin該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最大深度，m。比較prn和ap (壓差允值，正常壓力地層用apn,異 常壓力地層用apa)。當(dāng)厶prnap時，則可能發(fā)生壓差卡鉆，這時，該層套管 下深hn應(yīng)淺于初選點hni。hn的計算如下：令厶