一口井的設(shè)計(jì)

1、目 錄1 設(shè)計(jì)資料收集11.1 鄰井基本參數(shù)11.2 鄰井基本參數(shù)11.3 地層壓力11.4 鉆具組合21.5 鉆井液性能21.6 水力參數(shù)31.7 鉆井參數(shù)31.8 套管柱設(shè)計(jì)參數(shù)41.9 注水泥設(shè)計(jì)參數(shù)42 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.1 鉆井液的壓力體系52.1.1 最大鉆井液密度52.1.2 發(fā)生井涌時(shí)52.1.3 校核各層套管下到初選點(diǎn)時(shí)是否發(fā)生壓差卡套52.2 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63 鉆柱設(shè)計(jì)93.1 鉆鋌的設(shè)計(jì) 93.2 鉆鋌、鉆柱的計(jì)算93.3 鉆柱的強(qiáng)度校核104 鉆井液的設(shè)計(jì)145 鉆井水利參數(shù)設(shè)計(jì)155.1 泵的選擇155.1.1 保證井壁不被沖刷的相關(guān)公式155.1.2 臨界井深的確定

2、公式155.1.3 三開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算165.1.4 二開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算175.1.5 一開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算175.1.6 泵的選擇185.2 臨界井深的計(jì)算185.2.1 三開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定185.2.2 二開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定195.2.3 一開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定205.2.4 泵的工作狀態(tài)的選擇215.3 噴嘴直徑的選擇225.3.1 三開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇225.3.2 二開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇225.3.3 一開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇236 套管柱設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核246.1 油層套管柱設(shè)計(jì)246.1.1 計(jì)算的相關(guān)公式246.1.2 按抗外擠強(qiáng)度設(shè)計(jì)由下向上選擇第一段套管246.1.3 確

3、定第二段套管的下入是深度和第一段套管的使用長(zhǎng)度256.1.4 確定第二段使用長(zhǎng)度和第三段可下入深度266.1.5 確定第三段使用長(zhǎng)度及校核276.1.6 確定第四段使用強(qiáng)度校核296.2技術(shù)套管柱的設(shè)計(jì)306.3表層套管柱的計(jì)算307 注水泥設(shè)計(jì)317.1 水泥漿的用量317.1.1 所需水泥漿體積的計(jì)算公式317.1.2 水泥漿體積的計(jì)算317.2 所需干水泥的用量327.2.1 所需干水泥的質(zhì)量的計(jì)算公式327.2.2 干水泥質(zhì)量的計(jì)算327.3 頂替排量337.3.1 頂替排量的計(jì)算公式337.3.2 頂替排量的計(jì)算337.4 頂替容積、頂替時(shí)間和防凝時(shí)間337.4.1 頂替容積的計(jì)算公

4、式337.4.2 頂替時(shí)間的計(jì)算公式347.4.3 防凝時(shí)間的計(jì)算公式347.4.4 各量計(jì)算348 設(shè)計(jì)結(jié)果35參考文獻(xiàn)371 設(shè)計(jì)資料收集1.1 鄰井基本參數(shù)井號(hào) sj0005 井別 預(yù)探井 坐標(biāo) 21669125,5117900 設(shè)計(jì)井深 2160 井口海拔 147 目的層位 p,f,y完井層位 泉三段 地理位置 升平構(gòu)造位置 松遼盆地中央坳陷區(qū)三肇凹陷升西向斜 設(shè)計(jì)依據(jù) 1. 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）大慶石油管理局勘探部1992年第73期勘探方案審定紀(jì)要 （2）本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)造圖。 （3）鄰井資料 2. 鉆探目的 評(píng)價(jià)本區(qū)油層情況 1.2 鄰井基本參數(shù)井號(hào)項(xiàng)目鉆頭尺寸(mm>下深(m)套管

5、尺寸(mm)泥漿密度(g/cm3)井深芳31表層4441203391.051.1125芳31油層21520951391.11.2521001.3 地層壓力井號(hào)井段地層壓力(g/cm2)破裂壓力(g/cm2)芳3101230.951.3芳311235000.981.32芳315008001.011.33芳3180011001.051.35芳31110014001 .061.4芳31140017001.081.43芳31170021001.11.51.4 鉆具組合井號(hào) 井段鉆頭外徑(mm)密度(g/cm3)鉆具組合 芳31 0-1234441.05-1.1178×75159×2

6、6芳31 123-21002151.1-1.25214穩(wěn)定器178×2214穩(wěn)定器178×9214穩(wěn)定器178減震器178×18214穩(wěn)定器178×90159×26芳31 1503-15132151.1-1.25178取芯筒178×75159×26芳31 1843-18842151.1-1.25178取芯筒178×75159×261.5 鉆井液性能井號(hào) 地質(zhì)年代 井段(m) 鉆井液類(lèi)型 密度(g/cm3) 漏斗粘度(s) ph值 靜切力(pa) 塑性粘度(mpa.s) 屈服值(pa) n值 k值 失水(a

7、pi) 芳31明2段-第四系 0-123 搬土漿 1.05-1.1 18-25 - - - - - - -芳31嫩3段-明2段123-1130 兩性復(fù)合離子鉆井液 1.1-1.2 30-40 8.5-9 .5-2 8-23 4-12 .65-.75 .1-.2 1-5芳31泉3段-嫩3段1000-2100 兩性復(fù)合離子鉆井液 1.2-1.25 35-45 8.5-9 1.5-3 18-28 9-14 .55-.7 .2-.4 1-41.6 水力參數(shù)井號(hào) 鉆頭尺寸(mm) 井段(m) 泵壓(mpa) 鉆頭壓降(mpa) 環(huán)空壓降(mpa) 沖擊力(kn) 噴射速度(m/s) 鉆頭水功率(%) 比

8、水功率(%) 上返速度(m/s) 功率利用率(%) 芳314440-1237.286.47.815.511042981.3488.84芳31215123-100013.4210.313.117.58126495132.1376.83芳312151000-15037.635.542.093.899218651.4972.64芳312151513-18431815.432.585.3151414111.1985.68芳312151884-210016.4813.612.874.97142366101.1982.6芳312151503-151300芳312151843-188401.7 鉆井參數(shù)井號(hào)

9、 井段(m) 鉆頭尺寸(mm) 鉆頭類(lèi)型 生產(chǎn)廠 噴嘴組合 鉆壓(kn) 轉(zhuǎn)速(rpm) 排量(l/s) 泥漿密度(g/cm3) 芳310-123444x3a江漢14+14+1430-4065-7045-481.05-1.2芳31123-10002153b大慶13+13+13160-180195-20048-501.1-1.2芳311000-1503215pm210鉆一機(jī)廠12.7+12.7+12.750-80195-20032-351.1-1.2芳311513-1843215j22江漢12.7+8.7160-18065-7024-281.2-1.25芳311884-2100215j22江漢1

10、2.7+9.53160-18065-7026-281.2-1.25芳311503-1513215rc-475川克50-8065-7035-401.1-1.2芳311843-1884215rc-475川克50-8065-7035-401.2-1.251.8 套管柱設(shè)計(jì)參數(shù)井號(hào)套管類(lèi)型套管層位井段(m)外徑(mm)鋼級(jí)段重(t)長(zhǎng)度(m)壁厚(mm)累重(t)抗拉系數(shù)抗擠系數(shù)芳31常規(guī)表層0-120339j-559.651209.739.7323.956.02芳31常規(guī)油層0-170139j-557.721704.347.552.3512.65芳31常規(guī)油層170-1390139j-556.212

11、2025.4143.251.81.14芳31常規(guī)油層1390-2095139j-557.7270517.8417.846.281.321.9 注水泥設(shè)計(jì)參數(shù)井號(hào)套管層位固井前密度要求(g/cm3)上返深度(m)水泥塞面深度(m)水泥漿密度(g/cm3)漏失量(m3)水泥品種標(biāo)號(hào)注水泥量(袋)外加劑品種外加劑量(kg)芳31表層1.101.85-1.90a級(jí)4860芳31油層1.2513381.85-1.950g級(jí)73102 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 鉆井液的壓力體系2.1.1 最大鉆井液密度 （21） 式中 某層套管鉆進(jìn)井段中所用最大泥漿密度，； 該井段中所用最大地層孔隙壓力梯度等效密度，； 抽吸壓

12、力系數(shù)，取0.036。2.1.2 發(fā)生井涌時(shí) = （22）式中 井涌允量，取0.06；地層壓裂安全增值，取0.03；第n層套管下入深度的初選點(diǎn)，m； 第n層套管以下井段發(fā)生井涌，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密度，。2.1.3 校核各層套管下到初選點(diǎn)時(shí)是否發(fā)生壓差卡套 （23）式中 第n層套管鉆進(jìn)井段內(nèi)實(shí)際的最大靜止壓差，mpa； 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最大井深，mm； 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度等效密度，； 避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差，取12mpa。2.2 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用試算法研究"三開(kāi)"情況下每個(gè)套管的下入深度，一般先試算

13、技術(shù)套管下深h2，其次為表層套管下深h1 ,最后為尾管下入最大深度。即井深h3。例: 已知：井深h=2160m，=0.0363 ，=0.063，= 0.033 技術(shù)套管初選深度：=700；=1.098 =850；=1.124 表層套管初選深度：； h1i =270m，=1.0643 （避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差）=12。用試算法驗(yàn)證各層套管下深是否適合？ 解：當(dāng)n=1時(shí)，表層套管初選深度h1i =120m，=0.863 由表可知=123m，=0.953 ，=1.33 =+=0.86+0.036=0.8963 =0.86+0.036+0.3+0.06=1.6213 =1.33 所以，會(huì)壓裂地層

14、= 0.00981 =0.00981 123（0.86+0.0360.95）=0.0604mpa < =12mpa所以，不會(huì)發(fā)生卡套 h1i =270m，=1.0643 由表可知=500m，=0.983 ，=1.323 =+= 1.064+0.036=1.1 3 =1.061+0.036+0.3+0.06=1.319 3 <=1.32 3 所以，不會(huì)壓裂地層 = 0.00981 =0.00981 500 0.5886mpa < =12mpa所以，不會(huì)發(fā)生卡套。綜上所述，表層套管初選深度應(yīng)選h1i =270m，因?yàn)?，井深h=2160m，所以，=2160m。當(dāng)n=2時(shí)，技術(shù)套管初

15、選深度 h2i=700m，=1.0383 由表可知=800m，=1.013 ，=1.333 =+=1.038+0.036= 1.0743 =1.038+0.036+0.3+=1.63 3 所以，會(huì)壓裂地層 0.00981 =0.00981800(1.038+0.036-1.01)=0.502<=12mpa 所以，不會(huì)發(fā)生卡套 h2i=850m，=1.1243 由表可知=1100m，=1.053 ，=1.353 =+=1.124+0.036=1.163 =1.124+0.036+0.3+0.06=1.34 3 < =1.353 所以，不會(huì)壓裂地層 =0.00981 1100=1.18

16、7 mpa<=12mpa所以，不會(huì)發(fā)生卡套綜上所述，技術(shù)套管初選深度應(yīng)選 h2i=850m 3 鉆柱設(shè)計(jì)3.1 鉆鋌的設(shè)計(jì) （3-1） （3-2） （3-3）=， 。式中 m鉆鋌重量；鉆壓，kn； 安全系數(shù)，取1.2g/cm3;浮力系數(shù)； 井斜角，直井3.2 鉆鋌、鉆柱的計(jì)算已知 井段一開(kāi)02701.05二開(kāi)2708501.1三開(kāi)85021601.16=180kn ，直井 ，=2190, =1708 , 鉆鋌單根長(zhǎng)為9.2m，鉆桿單根長(zhǎng)為10m。問(wèn)：這口井每開(kāi)需鉆鋌、鉆桿實(shí)際要用多少根，實(shí)際長(zhǎng)度分別是多少？解：一開(kāi)：鉆鋌長(zhǎng)度為： 114m 鉆鋌實(shí)際要用根，實(shí)際長(zhǎng)度為m 鉆桿 鉆桿實(shí)際要用

17、根，實(shí)際長(zhǎng)度為m二開(kāi)：鉆鋌 鉆鋌實(shí)際要用根，實(shí)際長(zhǎng)度為m 鉆桿 鉆桿實(shí)際要用根，實(shí)際長(zhǎng)度為三開(kāi)：鉆鋌 鉆鋌實(shí)際要用根，實(shí)際長(zhǎng)度為 鉆桿 鉆桿實(shí)際要用根，實(shí)際長(zhǎng)度為3.3 鉆柱的強(qiáng)度校核鉆柱所受拉力 （3-4）鉆井液外擠壓力； =< （3-5）式中 鉆桿抗外擠壓力。方法：1.安全系數(shù)法： （3-6） 2.拉力余量法：mop （3-7） 3.防止卡瓦擠毀系數(shù)法： （3-8）其中，=1.3 ，mop=200kn例：一開(kāi)鉆鋌 13根 119.6米鉆桿 16根 160米二開(kāi)鉆鋌 13根 119.6米鉆桿 74根 740米三開(kāi)鉆鋌 17根 156.4米鉆桿 201根 2010米 一開(kāi)：1.05 二開(kāi)

18、：1.1 三開(kāi)：1.161.抗拉強(qiáng)度校核（1）三開(kāi)時(shí)，查鉆井手冊(cè)（甲方）選外徑127.0mm，內(nèi)徑108.6mm，e級(jí)鉆桿，抗拉強(qiáng)度，抗外擠強(qiáng)度，單位長(zhǎng)度重量。（2）二開(kāi)時(shí)，查鉆井手冊(cè)（甲方）選外徑139.7mm，內(nèi)徑121.4mm，e級(jí)鉆桿，抗拉強(qiáng)度，抗外擠強(qiáng)度，單位長(zhǎng)度重量。（3）三開(kāi)時(shí)，查鉆井手冊(cè)（甲方）選外徑139.7mm,內(nèi)徑121.4mm，e級(jí)鉆桿，抗拉強(qiáng)度，抗外擠強(qiáng)度，單位長(zhǎng)度重量。mop=200kn，2.卡瓦擠毀校核（1）三開(kāi)時(shí)，卡瓦型號(hào)：長(zhǎng)度406.4mm，摩擦系數(shù)0.08，（2）二開(kāi)時(shí)，卡瓦型號(hào)：長(zhǎng)度406.4mm，摩擦系數(shù)0.08，（3）三開(kāi)時(shí)，卡瓦型號(hào)：長(zhǎng)度406.4m

19、m，摸彩系數(shù)0.08.，解：抗拉強(qiáng)度校核： 三開(kāi)：=1218.676 kn mop=0.91760.31-200=1384.279 kn =1115.689 kn =714.528 kn 因?yàn)?，mop，均大于p ，滿足抗拉強(qiáng)度要求。 二開(kāi)：=1325.8 kn mop=0.91915.06-200=1527.554 kn =1172.486kn =428.213 kn 因?yàn)?，mop，均大于p ，滿足抗拉強(qiáng)度要求。一開(kāi)：=1325.8 kn mop=0.91915.06-200=1527.554 kn =1172.486kn =270.811 kn 因?yàn)?，mop，均大于p ，滿足抗拉強(qiáng)度要求。

20、因?yàn)殂@井液外擠壓力p必須小于鉆桿抗外擠壓力，所以 三開(kāi)：=1.162010=22.849mpa<=68.96mpa 滿足防止卡瓦擠毀鉆桿的要求 二開(kāi)：=1.1740=7.977mpa<=28.21mpa 滿足防止卡瓦擠毀鉆桿的要求 一開(kāi)：=1.05160=1.65mpa<=28.21mpa 滿足防止卡瓦擠毀鉆桿的要求 結(jié)果列表表31 鉆具選擇表項(xiàng)目鉆頭尺寸，mm鉆鋌外徑，mm鉆鋌長(zhǎng)度，m鉆鋌外徑，mm鉆桿長(zhǎng)度，m一開(kāi)444.5203119.6139.7160二開(kāi)311.1203119.6139.7240三開(kāi)200178156.412720104 鉆井液的設(shè)計(jì)井筒內(nèi)鉆井液體積為

21、 （41）式中 第次開(kāi)鉆時(shí)井筒內(nèi)鉆井液體積，； 第次開(kāi)鉆時(shí)鉆頭的直徑，； 第層套管的下入深度，。已知項(xiàng)目井段泥漿密度一開(kāi)02701.05二開(kāi)2708501.1三開(kāi)85021601.16求每開(kāi)鉆井筒內(nèi)鉆井液體積？解：一般泥漿池內(nèi)要存儲(chǔ)備用鉆井液，取循環(huán)浪費(fèi)鉆井液，所以55+21+41.877=117.877，即=118。一般泥漿池內(nèi)要存儲(chǔ)備用鉆井液，取循環(huán)浪費(fèi)鉆井液，所以55+21+64.579=140.579,即=141。一般泥漿池內(nèi)要存儲(chǔ)備用鉆井液，取循環(huán)浪費(fèi)鉆井液，所以55+21+67.824=143.824,即=144。5 鉆井水利參數(shù)設(shè)計(jì)5.1 泵的選擇5.1.1 保證井壁不被沖刷的相

22、關(guān)公式 （51）式中 z流態(tài)值，808； 井眼直徑，cm； 鉆具外經(jīng)，cm； n流性指數(shù)； k稠度系數(shù)，；鉆井液密度，。 （52） （53）5.1.2 臨界井深的確定公式1第一臨界井深 （54）式中 （55） (56) （57） （58） （59）式中 分別為地面高壓管線，立管，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的內(nèi)徑，cm； 分別為地面高壓管線，立管，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的長(zhǎng)度，cm； 分別為鉆桿，鉆鋌的內(nèi)徑和外徑，cm； b常數(shù)，內(nèi)平鉆桿取0.51655； 分別為鉆桿和鉆鋌的長(zhǎng)度，m； 分別為地面管匯，鉆桿內(nèi)外，鉆鋌內(nèi)外的壓力損耗系數(shù)； 井徑，cm； 鉆具外徑，cm； 鉆井液的塑性粘度，； 泵的最大

23、工作壓力，mpa； 泵的最大排量，。2第二臨界井深 （510）式中 鉆井液攜帶巖屑最小速度對(duì)應(yīng)泵的排量，。5.1.3 三開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算，n=0.65，k=0.3，z=808，。由公式（51）得攜巖屑最高返速=1.2 （511） （512） （513） 由公式(511) （512） （513）得攜巖最低返速=0.6由公式（52）=22.19（1/s）由公式（53）=11.24（1/s）5.1.4 二開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算 =，=139.7mm，n=0.65，k=0.3，z=808，=/cm3。由公式（52）得 =72.78（1/s）由公式（53）得=36.39（1/s）5.1.5 一開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算

24、 =444.5，=139.7，n=0.65，k=0.3，z=808，=1.06/cm3。由公式（52）得=167.74（1/s）由公式（53）得=83.37（1/s）5.1.6 泵的選擇表51 泵的參數(shù)表井段泵型鋼套直徑mm最大工作壓力，泵速，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm額定排量，1/s一開(kāi)2臺(tái) 3n100018014.5120150046.54二開(kāi)2臺(tái)3n100017016104130036.00三開(kāi)1臺(tái)3n10001502180100021.555.2 臨界井深的計(jì)算5.2.1 三開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定當(dāng)三開(kāi)時(shí)，108.60mm，=127mm，=57.15mm，=178mm，=200mm，=1.16

25、g/cm3，=0.028， d1=d2=d3=d4=10cm，l1=50m，l2=30m，l3=30m，l4=16m。解：由公式（57） =5.682×由公式（56） 得= =4.564×10-6由公式（510） =17.076×10-3由公式（55）=16.93×10-3由公式（54） =28295.2.2 二開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定當(dāng)二開(kāi)時(shí)，121.4mm，=139.7mm，=71.4mm，=203.2mm，=311.1mm，=1.1g/cm3，=0.023， d1=d2=d3=d4=10cm，l1=50m，l2=30m，l3=30m，l4=16m。解

26、：由公式（57） =5.32625×10-4由公式（56）=1.699×10-6由公式（510） =2.599×10-3由公式（55）=2.928×10-3由公式（54）= 197由公式（510）=34025.2.3 一開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定當(dāng)一開(kāi)時(shí)，=121.4，=139.7，71.44，203.2，444.5，1.05，0.023，50,30,30,16.解：由公式（5-7）由公式（5-6） 由公式（5-10） 由公式（5-5）由公式（5-4）由公式（5-10）5.2.4 泵的工作狀態(tài)的選擇三開(kāi)時(shí)，因?yàn)樗栽诰?50-2106泵都以額定泵功率工作，

27、即；。二開(kāi)時(shí)，因?yàn)?，?dāng)時(shí)泵以額定功率工作，即當(dāng)時(shí)，分三段討論：270-470；470-670；670-760在270-470段，選兩臺(tái)理論排量28.16。在470-670段，選兩臺(tái)理論排量28.01。在670-760段，選兩臺(tái)理論排量26.97，一開(kāi)時(shí)，因?yàn)?，所以?dāng)時(shí)泵都以攜屑要求的最小泵功率工作，即。選兩臺(tái)理論排量46.54。5.3 噴嘴直徑的選擇5.3.1 三開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇，c=0.8由三個(gè)等徑噴嘴組合，射流噴射速度射流沖擊力5.3.2 二開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇在270470時(shí) 由三個(gè)等徑噴嘴組合，射流噴射速度射流沖擊力在470670時(shí)， 由三個(gè)等徑噴嘴組合， 射流噴射速度射流沖擊力在67

28、0850時(shí)，由三個(gè)等徑噴嘴組合，射流噴射速度射流沖擊力5.3.3 一開(kāi)時(shí)噴嘴直徑的選擇由三個(gè)等徑噴嘴組合，射流噴射速度，射流沖擊力6 套管柱設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核6.1 油層套管柱設(shè)計(jì)6.1.1 計(jì)算的相關(guān)公式1.某井段的最大外擠壓力 （61） 式中 該井段所用泥漿的最大密度，； d某段鋼級(jí)的下入深度，；2.某段鋼級(jí)套管的最大下入深度 （62） 式中 某段鋼級(jí)套管抗外擠強(qiáng)度，mpa； 最小抗外擠安全系數(shù)，取1.125；3.套管浮力系數(shù) - (63) 式中 某段所用鋼材的密度，取7.8;4.安全系數(shù)抗內(nèi)壓安全系數(shù)取1.12，抗拉安全系數(shù)取1.8。6.1.2 按抗外擠強(qiáng)度設(shè)計(jì)由下向上選擇第一段套管由公式（

29、6-1）查鉆井手冊(cè)（甲方），選擇第一段套管表6-1 第一段套管鋼級(jí)選擇鋼 級(jí)外 徑（mm）壁 厚（mm）均 重（n/m）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（）內(nèi) 徑（mm）j-55139.76.99226.21103.227855125.76.1.3 確定第二段套管的下入是深度和第一段套管的使用長(zhǎng)度1.查鉆井手冊(cè)（甲方），選擇第二段套管表6-2 第二段套管鋼級(jí)選擇鋼級(jí)外徑（mm）壁厚（mm）均重（nm）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（）內(nèi)徑（mm）j-55139.76.2204.3987.521512127.3由公式（6-2）=1682（m）第一段套管使用長(zhǎng)度實(shí)際取480m，每根假定長(zhǎng)10米，則所需48根套管

30、。2.抗拉強(qiáng)度校核由公式（6-3）所以,滿足抗拉強(qiáng)度要求。3.雙向應(yīng)力校核上部：查雙軸應(yīng)力橢圓圖得上部滿足雙向應(yīng)力校核下部：下部受拉為零，不受雙向應(yīng)力影響，一定滿足條件即合理。6.1.4 確定第二段使用長(zhǎng)度和第三段可下入深度1. 表6-3 第三段套管鋼級(jí)選擇鋼級(jí)外徑（mm）壁厚（mm）均重（nm）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（kpa）內(nèi)徑（mm）h-40139.76.2204.3716.218064127.3由公式（6-2）=1412（m）第一段套管使用長(zhǎng)度實(shí)際取270，每根假定長(zhǎng)米，則所需27根套管。2.抗拉強(qiáng)度校核所以()滿足抗拉強(qiáng)度要求。3.雙向應(yīng)力校核上部：查雙軸應(yīng)力橢圓圖得上部滿足雙向應(yīng)

31、力校核下部：查雙軸應(yīng)力橢圓圖得<不滿足雙向應(yīng)力校核需上提套管將下端鋼級(jí)上提100m，則下段為580m，第二段為170m4.雙向應(yīng)力校核上部：查雙軸應(yīng)力橢圓圖得上部滿足雙向應(yīng)力校核下部：查雙軸應(yīng)力橢圓圖得下部滿足雙向應(yīng)力校核第一段抗拉校核：合理，所以第一段段長(zhǎng)為580米，第二段段長(zhǎng)170米， 第三段下深1410米。6.1.5 確定第三段使用長(zhǎng)度及校核表64 第三段套管鋼級(jí)選擇鋼級(jí)外 徑（mm）壁 厚（mm）均 重（）抗 拉強(qiáng)度（）抗 擠強(qiáng)度（）內(nèi) 徑（mm）抗內(nèi)壓強(qiáng)度h-40139.76.2204.3716.218064127.3218.7由于鋼級(jí)h40 已經(jīng)是最小，所以假設(shè)剩余井段均用此

32、鋼級(jí)，下深1410m2抗拉強(qiáng)度校核所以，滿足抗拉強(qiáng)度要求。3 雙向應(yīng)力校核上部：井口處抗擠力為零不需校核下部： 查雙軸應(yīng)力橢圓得1.16 （） 下部不滿足雙向應(yīng)力校核需將下部上提，將下部上提米，即第二段長(zhǎng)為米，第三段下深米4重新校核（1）第二段抗拉校核:st （2）第三段雙向應(yīng)力校核由前面知只需校核下部， 查雙軸應(yīng)力橢圓圖得下部滿足雙向應(yīng)力校核所以，第二段段長(zhǎng)為400，第三段下深1180。5井口抗內(nèi)壓校核井底最大壓力= 抗內(nèi)壓強(qiáng)度 所以需要選擇強(qiáng)度更大的套管6.1.6 確定第四段使用強(qiáng)度校核6-5 從井口處至某一段需選用強(qiáng)度大一級(jí)的套管鋼級(jí)外 徑（mm）壁 厚（mm）均 重（）抗 拉強(qiáng)度（）抗

33、 擠強(qiáng)度（）內(nèi) 徑（mm）抗內(nèi)壓強(qiáng)度j-55139.76.2204.3987.521512127.330021假設(shè)第四段長(zhǎng)度h查得第三段套管內(nèi)抗內(nèi)壓強(qiáng)度為21443kpa第四段下深450，則第三段長(zhǎng)度為1180-450=7302抗拉強(qiáng)度校核=695.67kn所以，滿足抗拉強(qiáng)度要求。3雙向應(yīng)力校核上部：井口處不受外擠力，因此不需要校核。下部： 查雙軸應(yīng)力橢圓圖得下部滿足雙向應(yīng)力校核4內(nèi)壓強(qiáng)度校核井口處內(nèi)壓最危險(xiǎn)，由上面知所選擇的j55鋼級(jí)的套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度滿足要求6-6 油層套管柱數(shù)據(jù)表井深（m）鋼級(jí)外徑（mm）均重（n/m）壁厚（mm）內(nèi)徑（mm）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（）0-450j-55

34、139.7204.36.2127.3987.521512450-1180h-40139.7204.36.2127.3716.2180641180-1580j-55139.7204.36.2127.3987.5215121580-2160j-55139.7204.36.99125.71103.2278556.2技術(shù)套管柱的設(shè)計(jì)用與油層套管相同方法，經(jīng)校驗(yàn)得到技術(shù)套管的井段分布如下表：井深（m）鋼級(jí)外徑（mm）均重（n/m）壁厚（mm）內(nèi)徑（mm）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（）0-770h-40244.54677.72228.61623.69446770-850h-40244.5525.48.942

35、26.61823.8118596.3表層套管柱的計(jì)算井深（m）鋼級(jí)外徑（mm）壁厚（mm）均重（n/m）抗拉強(qiáng)度（kn）抗擠強(qiáng)度（）內(nèi)徑（mm）0-270h-40339.78.38700.52406.551023237 注水泥設(shè)計(jì)7.1 水泥漿的用量7.1.1 所需水泥漿體積的計(jì)算公式 （7-1） 式中 水泥塞深度，20m； 井眼口袋高度，50m； 設(shè)計(jì)封填水泥板長(zhǎng)度，m； 第i次開(kāi)鉆鉆頭尺寸，m； 自外向里第i層套管的外徑，m； 第i層套管的內(nèi)徑，m；7.1.2 水泥漿體積的計(jì)算1.封固表層套管水泥漿體積的計(jì)算=444.5mm，=339.7mm，=270m，=322.94mm，=20m。由公

36、式（7-1）=()+() +1=20.05（）2.封固技術(shù)套管水泥漿體積的計(jì)算=311.1mm，=244.5mm，=228.6mm，=850m，=20m。由公式（7-1）=()+=26.47（）3.封固油層套管水泥漿體積的計(jì)算由公式（7-1） 7.2 所需干水泥的用量7.2.1 所需干水泥的質(zhì)量的計(jì)算公式配制1的水泥漿所需水泥灰的質(zhì)量 （72） 式中 水泥灰的密度，3.15； ； 。從而得7.2.2 干水泥質(zhì)量的計(jì)算1.封固表層套管2.封固技術(shù)套管3.封固油層套管7.3 頂替排量7.3.1 頂替排量的計(jì)算公式 （73）式中 ；。7.3.2 頂替排量的計(jì)算1封固表層套管所需頂替排量由公式（73）

37、2封固技術(shù)套管所需清水的量由公式（73）3.封固油層套管所需清水的量7.4 頂替容積、頂替時(shí)間和防凝時(shí)間7.4.1 頂替容積的計(jì)算公式 （74） 式中 ； ； 。7.4.2 頂替時(shí)間的計(jì)算公式 （75）7.4.3 防凝時(shí)間的計(jì)算公式 （76）式中 s安全系數(shù)，1.7。7.4.4 各量計(jì)算封固表層套管頂替時(shí)間和防凝時(shí)間由公式（74）由公式（75）8 設(shè)計(jì)結(jié)果8-1 鉆頭與套管的選擇井號(hào)項(xiàng)目鉆頭尺寸（mm）下深（m）套管外徑（mm）芳31表層444.5270339.7芳31技術(shù)311.1850244.5芳31油層2002160139.78-2 鉆井液參數(shù)項(xiàng)目泥漿密度（g、m3）鉆井液用量一開(kāi)1.05118二開(kāi)1.1141三開(kāi)1.161448-3 鉆具選擇表項(xiàng)目井段（m）鉆頭尺寸（mm）鉆鋌外徑（mm）鉆鋌長(zhǎng)度（mm）鉆桿外徑（mm）鉆桿長(zhǎng)度（m）一開(kāi)270444.5203119.6139.7160二開(kāi)850311.1203119.6139.7740三開(kāi)21602001