7-7井钻井设计.doc

1、 青海油田 E31 油藏 7-7 井钻井设计班 级：石油工程四班学 号：201004010417姓 名：张 东 旭指导老师：卢 渊时 间：2014 年 3 月 15 日E31油田7-7井钻井设计班级：石油工程四班 学号：201004010417 姓名：张东旭一.前言1. 7-7井的地理位置和构造位置；7-7井位于青海省柴达木盆地西部南区，行政区划属青海省海西州花土沟镇的尕斯库勒油田 E31油藏中。在油田范围内，北部为山区，中部为戈壁，南部为尕斯库勒湖湖滩，地面海拔 28503180m 左右。尕斯库勒油田 E31油藏呈南北走向的背斜构造。7-7 井则位于油藏背斜构造的轴部的位置。2. 钻井目的、

2、完钻井深、投产日期、开采层位、与周围油水井的关系见下表一。表一钻井目的 投产日期 开采层位 与周围油水井的关系采油完钻井深（m）35401989.2 I-4/6 东北方向有两口油井，正东方有一口水井，东南 方有一口水井，西南方有三口油井。二. 7-7井的地质概论1、基本数据(1) 井 号：跃7-7井；(2) 井 别：开发井；(3) 井 位：a) 井位座标：井口纵坐标 X：4227647.5 米，横坐标 Y：16318558.4 米；b) 地面海拔：2992.67 米；c) 井口地理位置：青海省海西州花土沟镇，距离北京 16857293.72米；d) 构造位置：茫崖拗陷区尕斯断陷亚区尕斯库勒油田

3、E31油藏背斜构造的轴部位置；(4) 设计垂深：3540 米；(5) 目的层：E31油藏各主力小层；(6) 完钻层位及完钻原则：a) 完钻层位：E31油藏I-4/6油组； b) 完钻原则：定深井底50米无油气显示完钻。2、区域地质简介(1) 地层构造概况：圈闭要素：E31油藏为一构造完整、轴向近南北的背斜构造，南北长约12km，宽度约4km。构造轴部较平坦，两翼不对称，西陡东缓；圈闭层位：下干柴沟组下段；圈闭面积：39 平方千米；高点埋深：3178米；闭合幅度：400米；预测油气类型：异常高温高压低渗透油气藏；预测油气地质储量：3868万吨；预测含油面积：225.4平方千米；油层平均厚度：北区

4、平均单井厚度31.6m, 南区平均单井厚度23.4m。地质储量：3678万吨。4、设计地层剖面及预计油气水位置(1) 设计地层表6-1 地层设计内容地 层 名 称 设计地层 地层产状界 系 统 组 段底垂深(米)厚度(米)倾向(度)倾角(度)底垂新第三系第三系渐新统下干柴沟组下段 3540 43.4表中：“*”代表断层；“”代表不整合；“-”代表平行不整合。地震反射：T0：* 米；T1：* 米；T1：* 米；T2：* 米。断点：* 米。(2) 地层岩性简述：干柴沟组：红色碎屑岩，主要为粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩。(3) 预汁油气水层位置：3300 3489.8 米。5、地层孔隙压力和钻井液性能使

5、用要求(1) 地层压力预测：36.52MPa(2) 邻井实测压力成果：表6-2 邻井压力测试成果井号 测试日 期 井段（米） 层数 地层压力(MPa) 压力系 数7-36 1995 318.2-3469.4 22 32.78 1.04356(3) 邻井钻井液使用情况：表6-3 邻井钻井液使用情况井号 完井日期 井段(米)钻井液相对密度槽面油气水显示情况7-36 1993.5 3530-3469.4 1.793 油层(4) 钻井液类型及性能使用原则要求：a) 钻井液类型：（本井区实测压力资料未见异常，要求本井使用优质淡水钻井液）。 b) 钻井液性能：相对密度：二开 井底1.775g/cm 3滑斗

6、粘度：70s ，失水：15毫升。6、取资料要求(1) 岩屑录井：自井深 86.92至2492.58米，每5米1包，自井深 2492.58米至井底，每1米1包。(2) 钻时录井：自井深2492.58米至井底，每2米1点，取心井段每1米记录1点。(3) 气测录井：a) 自二开至井底，进行系统录井。（要求适时报表及时打印、及时分析，当班拿出成果。见异常显示及时提供资料）。b) 钻遇油气显示时，每次下钻要求测后效。c) 见油气水显示要按规定取好钻井液样。(4) 循环观察（地质循环）：（在2492.58米井底层段，气测见异常显示，或岩屑中见荧光及以上含油级别的显示，或槽面见油气水显示，要求立即停钻，循环

7、观察2周，分析落实情况确定下步措施。）(5) 钻井液录井：a) 自井深86.92米至2492.58米，每50米测一次密度、粘度。自井深2492.58米至井底，每25米测一次密度、粘度。b) 发现油气水浸时，或在主要目的层井段见快钻时时，要求连续测量密度、粘度c) 正常钻进时每8小时记录一次全套性能，见油气水显示时，每个循环周测量一次全套性能。d) 钻遇油气水显示，每次下钻完循环时（包括下钻中途循环），要求每10分钟测一次密度、粘度，观察记录后效反应。(6) 氯离子含量测定：钻井液见盐水浸显示，立即进行测量。(7) 荧光录井：按岩屑录井间距，逐包进行湿照、干照，发现或怀疑有荧光的岩屑要进行荧光滴

8、照证实，对渗透层要逐层进行荧光系例对比定级。7、井身质量、井身结构要求(1) 下套管原则： a) 外径为177.8毫米油层套管，阻流环下至最下一层油层或油水同层及含油水层以下30米。具体：表层套管型号为 13.375，下入深度为 23.73米，技术套管型号为 2376.41.下入深度为 7米，油层套管型号为 7，壁厚 11.51-9.19-10.36-12.65，钢级为 N80、P110，下入深度为 3529.3 米。b) 预计下入磁性短套管2根，具体下深电测后确定。c) 水泥返高：返至油气层顶以上200米；封固井段大于700米。技术套管水泥返高970米，油层套管水泥返高2000米。人工井底深

9、度为3515.92米。8、技术说明及故障提示(1) 技术说明及要求a) 要求钻井电阻率不低于1.5欧姆.米，使用氯化钾钻井液需项目经理批准。b) 严禁向钻井液内混入原油和其它成品油类，因技术原因需要混油或使用磺化沥青等具有荧光的钻井液材料时须报经 * 部批准。c) 钻入油气层段，加强观察钻井液性能变化，根据实际情况适时调配性能，保证安全钻进。d) 注意观察油气显示情况，及时描述，认真进行地层对比，卡好取心层位。(2) 邻井复杂情况及本井故障提示：9、地理及环境资料(1) 气象资科：（正植夏季，注意高温防中暑。）(2) 地形地物：（工区地处平原，地势平坦，有公路通至工区附近。）三. 7-7井钻井

10、工程设计1、钻井主要设备(1) 设备情况a) 钻机型号：ZJ45Jb) 提升系统：天车：TC-300 大钩：c) 井架：型号：II型 井架高度：44.5md) 转盘钻井工程设计负荷：kN 游 车：YC-300 负荷： kN负荷：kN 水龙头：SL-400 负荷： kN井架底座高度： m型号： 负 荷： kN 转速范围：最高 rpme) 泥浆泵1号泵型号：3NB-900 2号泵型号：3NB-900f) 柴油机型号：PZ12V190B-1 功率： kW 最高压力： MPag) 压风机：h) 井控装置二开：* 三开：* 控制系统：i) 罐类加重下灰罐 泥浆储备罐 淡水储备罐j) 固控系统固控类型：

11、固控设备：三级罐式循环系统*套，振动筛（40目、60目各*台）*台除砂器*台，除泥器*台，电动砂泵*台。k) 自动灌泥浆装置 * 套(2) 仪器及仪表钻井参数仪表*套泥浆参数仪表*套总功率：*kW2、井身结构(1) 井身结构示意图图 1 7-7 井深结构示意图(2) 设计系数抽吸压力系数Rb=0.036g/cm3，激动压力系数Rm=0.04g/cm3，安全系数Rf=0.03g/cm3。(3) 井身结构数据表表6-6 井身结构设计表井眼直径mm深度m套管外径mm下深m水泥返高m一开 444.5 24 320.5 23.73 地面二开 311.1 2380 224.44 2376.41 970三开

12、 200 3533 152.2 3529.25 2000备注 套管外径应小于井眼直径3、井身质量要求4、钻具结构(1) 送井钻具及工具表6-7 钻具设计表规格 NC 56-80 NC 56-80 NC 46-65钻铤mm 203 203 171.5规格 加重钻杆mm 168 168 127(2) 分段数据及钻具组合表6-8 钻具组合设计表序号 井段 段长(m) 井斜度(度) 钻具组合1 表层 0-88 88 0 无2 直井段 24-3533 3509 022根9.1m的NC 46-65钻铤，以及总长3434.8m以上的外径127mm内径101.60mm线重372.40N/m的E级钻杆(3) 钻

13、具强度校核a) 钻具强度校核数据表钻杆直径（mm）钻杆内径（mm）钢材密度（g/cm3）钻具悬重Fo=q1*L1+q2*L2浮力系数K=1-w/最小抗拉力Fy(KN)最大允许拉伸力Fp=0.9*Fy(KN)拉力余量计算的抗拉力Fal=Fp-300(KN)最大安全静拉力Faa=Fp/1.3(KN)钻具承受的最大拉力F=Fo*K(KN)127 101.60 7.9 1594.835 0.77 2358.97 2123.07 1823.07 1633.13 1228.023b) 钻具强度校核图 05102302DEP(m)5102F(KN)oalFo轴向拉力，Faa 最小安全静拉力， Fal拉力余量

14、计算的安全拉力图 2 钻具强度校核图5、钻头及水力参数设计表6-10 钻头和水力参数设计表钻 头 钻 井 参 数 水 力 参 数序号井深m地层 直型径号水眼直径mm数量只进尺m钻压kN排量L/s泵压MPa转速rpm压耗MPa压降MPa返速m/s比水功率w/md1 24 444.5 24 196 0.72 2380 311.1 2356 196 30.55 0.73 3533 200 1153 196 5.82 0.76、防止油气层损害要求 按 * 规范的油层、气层附加值确定泥浆密度，施工中严格控制； 推广使用与储层配伍的钻井液体系； 加暂堵剂、降失水剂，保证钻井液药品投入，药品质量符合要求，与

15、地层岩性配伍； 搞好净化，控制固相含量；钻杆钻铤 加快钻井速度，减少油气层浸泡时间； 固井施工中的油气层保护措施。7、油气井压力控制表6-11 钻井压力设计表序号 封井器类型 封井器型号 井控管汇 试 压 要 求二 开环型防喷器闸板防喷器二类管汇三 开环型防喷器闸板防喷器二类管汇(1) 井口装置示意图（应有附图）(2) 井控管汇示意图（应有附图）(3) 井控要求8、固井设计(1) 套管柱数据表表6-12 套管柱设计表套管外径(mm)下井序号井段(m) 段长(m)钢级 壁厚(mm)扣型重量(kg/m)段重(kN)累重(kN)抗内压安全系数抗外挤安全系数抗拉安全系数320.5 1 0-24 24

16、1.1 1.0 1.8224.44 2 0-2380 2380 1.1 1.0 1.8152.2 4 0-3518 3518 N-80 11.51 47.62 1.1 1.0 1.8152.2 3 3518-3533 15 P-110 11.51 47.62 1.1 1.0 1.8油层套管设计思路：资料给出两种钢级P-110,N-80,三种壁厚（10.36mm-9.19mm-11.51mm）内径都是154.8mm的套管.1根据抗拉强度求套管下深能否满足要求：1）钢级P-110,壁厚11.51mm,均重467N/m的套管，最小抗拉强度Fl=5178.067KN,抗拉安全系数选择1.8,则：最大安

17、全抗拉强度为：Fa1=Fl/1.8=5178.067/1.8=2876.704KN;则最下层套管的长度为：L1=Fa1/q1=2876.704/0.467=6159.97m3635m2）钢级N-80, 壁厚11.51mm,均重467N/m的套管, 最小抗拉强度F2=4142.501KN,抗拉安全系数选择1.8,则：最大安全抗拉强度为：Fa1=Fl/1.8=4142.501/1.8=2301.389KN;则最下层套管的长度为：L1=Fa1/q1=2301.389/0.467=4928.03m3635m可知，两种都符合。2根据抗挤强度求套管下深能否满足要求：1）上面所选的P-110套管，抗挤强度为

18、：74.325MPa,地层的最大抗挤强度要求为：63.13MPa,所以，完全符合要求；2）上面所选的N-80套管，抗挤强度为：59.364MPa63.13MPa,它能够下入的最大深度为：L=59364/9.81/1.775=3409m,不能满足整个井深。所以，我们可以这样设计套管：从下往上第一段选择P-110:L1=3635-3409=226m,第二段选择N-80：L2=3409m .(3) 套管柱强度效核图（附图） 048126035025DEP(m)481206F(KN)jo-P-Fj外挤压力，Fo轴向拉力图 3 套管强度校核图(4) 注水泥设计表6-13 注入水泥设计表开钻 套管 套管

19、固井时 水泥 水泥 注水 水泥 外加 固井序号 外径mm下深m泥浆密度gcm 3上返深度m浆密度gcm3泥量t 型号()C0剂品种用量kg方式一开 320.5 23.73 1.775 地面 1.83 5.998 45插入法二开 224.44 2376.41 1.775 970 1.83 30.502 75常 规三开 152.2 3529.25 1.775 2000 1.83 12.597 120常 规注：水泥用量及上返深度为理论数据，施工中应根据实测井径和油气顶界进行修正。9、钻井施工技术措施及要求10、地层孔隙压力监测要求11、完钻井井口装置要求(1) 完井后应做到声放磁合格、套管试压合格，

20、井内无落物。(2) 井口应该平正牢固，不破裂，不下沉，不漏油气水。012、环保要求(1) 井场周围应与毗邻的农田隔开，不允许井场内的污油、污水、流入田间或进入流溪，以防场外表层淡水源被钻井液等污染。(2) 钻进中发现地层有可燃气体或有害气体产生，应立即采取有效措施防止气涌井喷，并把可能产生的气体引入燃烧装置烧掉。(3) 井场内不得燃烧可能产生严重烟雾或刺鼻嗅味的材料。(4) 内燃机应装消声装置或采用其它减轻噪声的设施。(5) 井场应筑足够容量的废浆池，以便收集事故溢出的泥浆或被置换的废泥浆。在任何情况下，泥浆不得排出井场。(6) 配制泥浆应选择低毒或无毒化学剂，严禁使用国际上已禁止使用毒性的毒性化学剂。(7) 按石油天然气总公司及钻井施工环保有关规定执行。