井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1 設(shè)計(jì)依據(jù)1.1鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)1.1.1地層孔隙壓力、地層破裂壓力及坍塌壓力剖面1.1.2地層巖性剖面1.1.3完井方式和油層套管尺寸要求1.2相鄰區(qū)塊參考井、同區(qū)塊鄰井實(shí)鉆資料1.3鉆井裝備及工藝技術(shù)水平1.4井位附近河流河床底部深度、飲用水水源的地下水底部深度、附近水源分布情況、地下礦產(chǎn)采掘開采層深度、開發(fā)調(diào)整井的注水層位深度。1.5鉆井技術(shù)規(guī)范2設(shè)計(jì)參數(shù)及取值范圍2.1根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析確定2.2取值范圍2.2.1抽汲壓力當(dāng)量密度和激動(dòng)壓力一般取2.2.2地層破裂壓力當(dāng)量密度安全允許值一般取2.2.3溢流允許值根據(jù)井控技術(shù)水平確定，一般取2.2.4正常壓力地層壓差卡鉆臨

2、界值，一般取，異常壓力地層壓差卡鉆臨界值3設(shè)計(jì)約束條件3.1鉆井液密度鉆井液密度即最小液柱壓力當(dāng)量密度大于或等于裸眼井段的最大地層孔隙壓力當(dāng)量密度，見公式（1）。 （1）式中：鉆井液密度，；裸眼井段最大的地層孔隙壓力當(dāng)量密度，；鉆井液密度附加值，?？紤]地層坍塌壓力對井壁穩(wěn)定的影響，確定裸眼井段的最大鉆井液密度，見式（2）。 （2）式中：裸眼井段最大鉆井液密度，；裸眼井段最大的地層孔隙壓力當(dāng)量密度，；鉆井液密度附加值，；裸眼井段最大地層坍塌壓力當(dāng)量密度，。3.2最大井內(nèi)壓力當(dāng)量密度3.2.1正常作業(yè)時(shí)最大井內(nèi)壓力當(dāng)量密度見式（3）。 （3）式中：正常作業(yè)時(shí)最大井內(nèi)壓力當(dāng)量密度，；裸眼井段最大鉆井

3、液密度，；激動(dòng)壓力當(dāng)量密度，。3.2.2發(fā)生溢流關(guān)井時(shí)的最大井內(nèi)壓力當(dāng)量密度見式（4）。 （4） 式中： 發(fā)生溢流關(guān)井時(shí)的最大井內(nèi)壓力當(dāng)量密度，；裸眼井段最大鉆井液密度，；裸眼井段最大地層孔隙壓力當(dāng)量密度對應(yīng)的頂部井深，；裸眼井段最淺井深，；溢流允許值，。3.3安全地層破裂壓力當(dāng)量密度安全地層破裂壓力當(dāng)量密度見式（5）。 （5）式中：安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，;地層破裂壓力當(dāng)量密度，；地層破裂壓力當(dāng)量密度安全允許值，。3.4約束條件3.4.1壓力平衡約束條件裸眼井段內(nèi)某一深度處的壓力當(dāng)量密度應(yīng)小于或等于裸眼井段的最小安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，見式（6）。 （6）式中：裸眼井段內(nèi)某一深度處的壓力

4、當(dāng)量密度，；裸眼井段最小安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，。3.4.2壓差卡鉆約束條件鉆井作業(yè)過程中，鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差不大于或，見式（7）。 （7）式中：鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差，；裸眼井段最大鉆井液密度，；裸眼井段正?；蜃钚〉貙涌紫秹毫Ξ?dāng)量密度，；最深正常地層孔隙壓力當(dāng)量密度或最深最小地層孔隙壓力當(dāng)量密度對應(yīng)井深，；正常壓力地層壓差卡鉆臨界值，；異常壓力地層壓差卡鉆臨界值，。4必封點(diǎn)應(yīng)考慮的因素4.1易坍塌頁巖層、塑性泥巖層、鹽巖層、巖膏層、煤層等。4.2裂縫溶洞型、破裂帶、不整合交界面型漏失地層。4.3含等有毒氣體的油氣層。4.4井眼軌跡控制等施工方面的特殊要求，叢

5、式井組的表層套管和技術(shù)套管設(shè)計(jì)深度按規(guī)定執(zhí)行。4.5欠平衡壓力鉆井等特殊工藝井的技術(shù)要求。5設(shè)計(jì)方法、步驟5.1設(shè)計(jì)方法的選擇5.1.1對于已探明區(qū)塊的開發(fā)井或地質(zhì)環(huán)境清楚的井，采用自下而上設(shè)計(jì)方法。5.1.2對于新探區(qū)的探井或下部地層地質(zhì)環(huán)境不清楚的井，采用自上而下和自下而上相結(jié)合的方法。6套管與井眼間隙的選擇6.1選擇原則6.1.1開發(fā)井應(yīng)滿足油氣開發(fā)的要求，生產(chǎn)套管尺寸根據(jù)生產(chǎn)層的產(chǎn)能、油管尺寸增產(chǎn)措施以及后期開發(fā)作業(yè)的要求確定。6.1.2探井應(yīng)滿足順利鉆達(dá)設(shè)計(jì)目的層的要求。6.2套管與井眼間隙的選擇6.2.1開發(fā)井由下而上、由里而外確定各層套管與井眼間隙。6.2.2新探區(qū)的探井由上而下

6、、由外而里確定各層套管與井眼間隙。6.2.3套管與井眼間隙設(shè)計(jì)應(yīng)保證套管安全下入并滿足固井質(zhì)量要求。附錄A 自下而上設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟A.1用式（5）計(jì)算安全地層破裂壓力當(dāng)量密度值。A.2繪制地層孔隙壓力當(dāng)量密度曲線、地層破裂當(dāng)量密度曲線、安全地層破裂壓力當(dāng)量密度值曲線。示例見圖A.1。圖A.1 壓力當(dāng)量密度曲線圖示例A.3確定井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。A.4技術(shù)套管設(shè)計(jì)。自下而上技術(shù)套管（無尾管）設(shè)計(jì)步驟示例見圖A.2。自下而上技術(shù)套管（有尾管）設(shè)計(jì)步驟見示例圖A.3。圖A.2 自下而上技術(shù)套管（無尾管）設(shè)計(jì)步驟示例A.4.1 根據(jù)壓力當(dāng)量密度曲線圖中最大地層孔隙壓力的當(dāng)量密度，選擇鉆井液密度的確定

7、方法并計(jì)算最大鉆井液密度。A.4.2選擇正常作業(yè)工況，用式（3）確定最大壓力的當(dāng)量密度。A.4.3用式（6）計(jì)算裸眼井段所允許的最小安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，初選技術(shù)套管下入深度。A.4.4自橫坐標(biāo)上找到最小安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，上引垂線與安全地層破裂壓力曲線相交，交點(diǎn)井深即為初選中間套管的下入深度。A.4.5驗(yàn)證初選技術(shù)套管下入深度有無壓差卡鉆的危險(xiǎn)，用式（7）計(jì)算鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差值。A.4.6根據(jù)以下原則確定技術(shù)套管下入復(fù)選深度和技術(shù)套管下入深度；a）若，則初選深度即為技術(shù)套管下入復(fù)選深度，需要進(jìn)行溢流條件校核。b)若，則技術(shù)套管下入深度應(yīng)小于初選深度，此時(shí)需用式（

8、7）計(jì)算在深度處壓力差為時(shí)允許的最大鉆井液密度，用式（1）計(jì)算地層孔隙壓力當(dāng)量密度，并在橫坐標(biāo)上找到對應(yīng)點(diǎn)引垂線與地層孔隙壓力當(dāng)量密度線相交，交點(diǎn)井深即技術(shù)套管下入深度，需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)尾管。A.4.7按溢流壓井條件校核技術(shù)套管下入復(fù)選深度處是否有壓漏危險(xiǎn)，即根據(jù)全井最大地層孔隙壓力當(dāng)量密度對應(yīng)的井深，用式（4）計(jì)算處最大井內(nèi)壓力的當(dāng)量密度。當(dāng)小于且接近處地層安全破裂壓力當(dāng)量密度時(shí)，滿足設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)增加技術(shù)套管下入深度再進(jìn)行試算，并按A.4.5-A.4.6步驟校核是否發(fā)生壓差卡鉆，最終確定技術(shù)套管下入深度。A.4.8重復(fù)A.4.1-A.4.7步驟逐次設(shè)計(jì)其他各層技術(shù)套管，直至表層套管。圖A.

9、3 自下而上技術(shù)套管（有尾管）設(shè)計(jì)步驟示例A.5表層套管設(shè)計(jì)A.5.1根據(jù)最淺一層技術(shù)套管下入深度處以上最大地層孔隙壓力當(dāng)量密度，按A.4.1-A.4.3步驟初選表層套管下入深度，用式（4）計(jì)算溢流關(guān)井時(shí)表層套管鞋處承受的壓力當(dāng)量密度。若計(jì)算結(jié)果值小于且接近安全地層破裂當(dāng)量密度，則滿足設(shè)計(jì)要求，即表層套管下入深度。示例見圖A.4。圖A.4 表層套管設(shè)計(jì)步驟示例1A.5.2若計(jì)算結(jié)果值大于安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，應(yīng)加深表層套管下入深度至再進(jìn)行試算；若值小于且接近安全地層破裂當(dāng)量密度，滿足設(shè)計(jì)要求，。示例見圖A.5。圖A.5 表層套管設(shè)計(jì)步驟示例2A.5.3設(shè)計(jì)表層套管下入深度時(shí)一般不進(jìn)行壓差卡

10、鉆校核。A.6尾管設(shè)計(jì)A.6.1當(dāng)技術(shù)套管下入深度小于初選深度時(shí)，需要下入尾管并確定尾管下入深度。A.6.2根據(jù)技術(shù)套管下入深度的安全地層破裂壓力當(dāng)量密度值，按式（6）確定尾管最大下入深度處的最大壓力當(dāng)量密度，用式（3）計(jì)算尾管最大下入深度處的允許最大鉆井液密度。A.6.3用式（1）計(jì)算尾管最大下入深度處的允許最大地層壓力當(dāng)量密度。A.6.4在橫坐標(biāo)上找到值，引垂線與地層孔隙壓力當(dāng)量密度線相交，最深交點(diǎn)井深即為尾管最大下入深度。A.6.5給定溢流允許值壓井時(shí)，用式（4）計(jì)算技術(shù)套管鞋處的壓力當(dāng)量密度，當(dāng)其小于該深度地層安全破裂壓力當(dāng)量密度值時(shí)，則尾管最大下入深度滿足設(shè)計(jì)要求。否則應(yīng)減少尾管下入

11、深度，重新試算。示例見圖A.6。圖A.6 自下而上尾管設(shè)計(jì)步驟示例A.6.6校核尾管在下入深度處是否有卡鉆危險(xiǎn)，方法同A.4.5-A.4.6。若，則，不卡鉆；否則再設(shè)計(jì)一層尾管。A.7 生產(chǎn)套管設(shè)計(jì)生產(chǎn)套管下入深度根據(jù)油層位置、完井方式確定。應(yīng)進(jìn)行壓差卡鉆校核，具體方法同A.4.5-A.4.6附錄B 自上而下設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟B.1用式（5）計(jì)算安全地層破裂壓力當(dāng)量密度值B.2繪制地層孔隙壓力當(dāng)量密度曲線、地層破裂當(dāng)量密度曲線、安全地層破裂壓力當(dāng)量密度值曲線。B.3確定井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。B.4表層套管設(shè)計(jì)。自上而下表層套管設(shè)計(jì)步驟示例見圖B.1.圖B.1 自上而下表層套管設(shè)計(jì)步驟示例根據(jù)地質(zhì)基

12、本參數(shù)，按設(shè)計(jì)原則確定表層套管下入深度。B.5技術(shù)套管設(shè)計(jì)。B.5.1根據(jù)處的安全地層破裂壓力當(dāng)量密度，用式（6）確定下部裸眼井段允許最大壓力當(dāng)量密度，選擇正常的鉆進(jìn)作業(yè)工況，用式（3）計(jì)算下部裸眼井段允許最大鉆井液密度。B.5.2用式（1）計(jì)算下部裸眼井段允許最大地層孔隙壓力當(dāng)量密度。B.5.3在壓力當(dāng)量密度曲線橫坐標(biāo)上找到值，引垂線與地層孔隙壓力當(dāng)量密度線相交，最淺交點(diǎn)井深即為初步確定的技術(shù)套管下入深度。示例圖見B.2.圖B.2 自上而下技術(shù)套管（無尾管）設(shè)計(jì)步驟示例B.5.4驗(yàn)證初選技術(shù)套管下入深度有無壓差卡鉆的危險(xiǎn)，用式（7）計(jì)算鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大的壓力差值。B.5.5根據(jù)以下原則確定技術(shù)套管下入的復(fù)選深度：a）若，則初選深度即為技術(shù)套管下入復(fù)選深度。b)若，則技術(shù)套管下入深度應(yīng)小于初選深度，此時(shí)需用式（7）計(jì)算在深度處壓力差為時(shí)允許的最大鉆井液密度，用式（1）計(jì)算地層孔隙壓力當(dāng)量密度，并在橫坐標(biāo)上找到對應(yīng)點(diǎn)引垂線與地層孔隙壓力當(dāng)量密度線相交，交點(diǎn)井深即技術(shù)套管下入深度。示例見圖B.3。B.5.6按溢流壓井條件校核技術(shù)套管下入復(fù)選深度處是否有壓漏危險(xiǎn)，即根據(jù)該處以上裸眼井段最大地層壓力對應(yīng)的井深，用式（4）計(jì)算處最大井內(nèi)壓力的當(dāng)量密度。當(dāng)小于且接近處地層安全破裂壓力當(dāng)量密度時(shí)，滿足設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)增加技術(shù)