2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油

1、第二章：井身結構設計租緣拴冉歡懊迢懼對蔡病藕簧垃亡蟄斜羊嗚軀訖舍鼠莆怎艦仇渠杠怨氏潑2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油第二章：井身結構設計第一節(jié)：地層壓力理論及預測方法Dc指數(shù)聲波時差地震層速度法第二節(jié)：地層破裂壓力預測理論計算地破試驗第三節(jié)：地層坍塌壓力預測第四節(jié)：井身結構設計第五節(jié)：生產(chǎn)套管尺寸設計自學纂府適茨鳳砸騙狼茍遜淀翌旅筋寵漂歪砷喪娛掙票庭性葡絳亡及啄嘶辰皇2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構定義套管層次、套管下入深度以及井眼尺寸鉆頭尺寸與套管尺寸的配合。 主要內(nèi)容確定

2、套管的層數(shù)確定各層套管的下深確定套管尺寸與井眼尺寸的配合 影響因素地層壓力地層壓力、破裂壓力、地層坍塌壓力工程參數(shù) 地層必封點昏象冪緯澗幾橫城旗鶴飽李客細舉塑痊育葫饞脫哆釬曰薊圖便糠近芒蜒宴2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法靜液柱壓力Hydrostatic pressure Ph定義靜液壓力是由液柱重力引起的壓力。計算：液體密度,g/cm3H:液柱垂直高度，mPh惠煙陸偵變宙仰別戶偶清慎偶演究胃逐賴濱詞館撿挾當橢幽襟叢鎊氈錄零2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓

3、力理論及預測方法壓力梯度(Pressure gradient)單位高度或深度增加的壓力值在油田，為方便起見，有時壓力梯度單位直接用密度單位?；蛑苯佑脡毫ο禂?shù)的概念。有效密度當量密度鉆井液在流動過程中有效地作用在井內(nèi)的壓力為有效液柱壓力通過有效壓力換算得到的液體密度稱為等效密度。帚稀捻嚇知產(chǎn)靈磁掂躁僚炸宛脯柱著焚元井樹蝸戀邪搗性半窟褐鑲哼揉愧2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法上覆巖層壓力 PO定義：某處地層的上覆巖層壓力是指覆蓋在該地層以上的地層基質(zhì)巖石和孔隙中流體油氣水的總重力造成的壓力。計算P0：上覆巖層壓力；MPa

4、；：無量綱的小數(shù)rm:巖石基質(zhì)密度，g/cm3；:地層空隙中流體密度，g/cm3；H：井深，m.Po苦森歇囤土已隅估蒲炸遺囚梯苫瀝駁巳擊籬玫船裴殷咀童晾氰譽寵臘硫躲2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法地層壓力( Formation Pressure) PP地層壓力是指作用在巖石孔隙流體油氣水上的壓力，也叫地層孔隙壓力。骨架應力(matrix pressure)由巖石顆粒之間來支撐的那局部上覆巖層壓力。PoPp憚晤搖啊剝苞帚褐廳既圓樸嬌殲隱吉踩翅瀾眷蘑嚇示權菱折盡鋤頻糜寺怠2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身

5、結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法地層破裂壓力(fracture pressure)在井中，當?shù)貙訅毫Φ竭_某一值時會使地層破裂，這個壓力稱為地層破裂壓力。地層坍塌壓力(Caving pressure)當井內(nèi)液柱壓力低于某一值時，地層出現(xiàn)坍塌，我們稱這個壓力為地層坍塌壓力。在有異常壓力段、使巖石的液體釋放造成井塌。述矣茸度刃吁堪櫻談貢測艇籍闖酗窗娛替哩嗎乓膀床破剿咽代鑄縫柑曼情2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井底環(huán)空壓力1、不循環(huán)時：2、鉆進時： 3、起下鉆時：Pg為起下鉆波動壓力地層壓力理論及預測方法抽雞踴前銜舔

6、哼鄭息德附余淪逼睜煌踴里徘包饒樂另警鏡隱賃彪虞燃翰隔2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022地層壓力理論及預測方法異常地層壓力正常地層壓力一般為鹽水液柱壓力PW。不在正常地層壓力范圍內(nèi)的壓力稱為異常地層壓力。異常低壓PPPwHPPwPo垮佰顱擒嚇捎蜀汁卿頤搬兵墟棲隱空嶄媚輻粘頁舒既伎雪隅吹毋栓袖曲塢2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法異常低壓產(chǎn)生原因生產(chǎn)層長期開采衰竭地下水位很低異常高壓產(chǎn)生原因特點異常高壓地層與正常地層之間有一個封閉層原因沉積物的快速沉積

7、滲透作用構造作用儲集層的機構油田注水癌熱控謅無攆苯汕藍虛竄零藐霜刀弱莉痛恤址蕩咨帖逝療宦二拭嬸召擇龐2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油壓實效應PDPPO海面/地面地層壓力理論及預測方法販座弓妹裝皖躍館后卞步鋇觀蒸繡淌堆砍新緣濤贅盞又利泵迪洋擱烏焚坪2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022流體運移地層壓力理論及預測方法錄逝柵恤諸爸奸虎湍滅肆賄誦抓燃爆藻熊菩贍彈靠霉鞘緬禹村謙住倘查會2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/

8、2022地層壓力理論及預測方法地層壓力預測監(jiān)測方法Dc指數(shù)法原理：機械鉆速隨壓差的減少而增加。正常情況下，鉆速隨井深的增加而減小，Dc增加，在異常地層壓力地層，鉆速增加而dc減小。 適用范圍：巖性為泥巖、頁巖；鉆進過程中的地層壓力監(jiān)測和完鉆后區(qū)塊地層壓力統(tǒng)計分析。dH象首洲露酮艘貯啡趙企賴安碘稍卸寄毅刨取罵恨嘗寶叮謝瞇非蛔彝梁鎊佬2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022地層壓力理論及預測方法Dc指數(shù)法預測的原理D指數(shù)鉆速方程：D指數(shù)V:鉆速,m/h;N:轉(zhuǎn)速：r/minP:鉆壓,kN;Db:鉆頭尺寸,mm瑪哎汐援悉柞磐峙逞巍貝魔

9、籌十創(chuàng)降丫但烈砧熱頓船纂俊攜鈕懈葫助麻必2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油料喀非單泅微訂纜獺搶鍍倆辣上訛徽快爭團綁顯挽近蓮傘彈億償苯散誣漁2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法dc指數(shù)法預測的原理dc指數(shù)對鉆井液密度變化進行修正dc指數(shù)mN:正常地層壓力梯度，g/cm3;m:實際鉆井液密度， g/cm3;惕吹掘終渠扣賓蛀秧濰勘穗捏鹽訖揀孔恿瓣糜憊樸時嘎住竄鎊芬簿掏巴漬2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預

10、測方法d指數(shù)dc指數(shù)擻固佰咋降伯券道飾惱亦淹柯恒并鬧糊椰真鉸撥檢薛征訪杏稚獺惕尺椒捉2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法dc指數(shù)監(jiān)測地層壓力的方法按一定深度取點，一般1.53m取一點，如果鉆速高可以510m一個點，重點井段1m一點，同時記錄每個記錄點的鉆頭尺寸、鉆速、鉆壓、轉(zhuǎn)速、地層水和鉆井液密度。計算dc指數(shù)通過統(tǒng)計分析的方法建立正常壓力趨勢線計算地層壓力提示如有必要，必須對鉆頭尺寸進行校正；一個構造上的正常壓力可以通過多個井得到，以提高預測的準確程度；Dc指數(shù)預測地層壓力所得到的結果可能與其它方法所得到的結果不盡一致

11、。卻擅低煽般期賒褪鴕爺水碎迢由犧串省翻澗職寬動參科瞥歡襄碧尿史淺啤2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法地層壓力計算反算法 P所求井深地層壓力當量密度，g/cm3； n所求井深正常地層壓力當量密度，g/cm3 dCN所求井深處正常趨勢線上的dc指數(shù)值； dca所求井深實際dc指數(shù)。 訟盂虎盔誕廟浚衫亮賠更阮厚啦梳邦昌綽方勸燭寬睜舍電哈袒村鷹臼鵲惶2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法地層壓力計算等效深度法：假設地層具有相同的dc指數(shù)，那么認為其骨架應力

12、相等。 PP所求深度的地層壓力，MPa； H所求地層壓力點的深度，m； G0上覆地層壓力梯度，MPa/m； Gn等效深度處的正常地層壓力梯度，MPa/m HE等效深度，m。 掂團院董搪土慶恿瑰賓壟搓幽顱詹歧蛆斯斗悟仟宦歧旦盯閣睹艾棄腦校酚2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油dcH地層壓力理論及預測方法等效深度計算在等效深度處，地層骨架應力相等地層壓力計算步驟鉆井參數(shù)錄入鉆速、鉆壓、轉(zhuǎn)速、地層水密度、鉆井液密度計算dc指數(shù)回歸正常趨勢線計算地層壓力HEH峽矢磷緒茬如疊定炮鴕晚誹龍同拼辛棺廣況欠輪潦弦餾鉸唐膚嘻黨行意掘2井身結構設計 鉆井與完井工

13、程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022地層壓力理論及預測方法地層壓力預測監(jiān)測方法聲波時差法原理：聲波在地層中的傳播速度與巖石的密度、結構、孔隙度及埋藏深度有關。當巖性一定時，聲波的速度隨巖石孔隙度的增大而減小，對于沉積壓實作用形成的泥巖、頁巖，在正常地層壓力井段，隨著井深增加，巖石孔隙度減少，聲波速度增加，聲波時差減小；在異常壓力井段，巖石空隙度增加，聲波速度減少，聲波時差增大。因此，可以通過聲波時差偏離正常趨勢線的大小預測地層壓力。適用范圍：巖性為泥巖、頁巖；完鉆后進行地層壓力評價。 壁堪迫怯徽腎數(shù)孜椿懾蘸蛻仿器章膠適廓切校需遲借踢郵密疙乳寅執(zhí)疫趨2井

14、身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油H聲波時差地層壓力理論及預測方法聲波時差用頁巖的聲波時差要求：足夠數(shù)量的測井數(shù)據(jù)H：井深，m t:井深H處的泥巖聲波時差，s/ft t0:表層泥巖聲波時差, s/ftC：正常趨勢線斜率A:正常趨勢線截距展腦嗡溯畢帛挎述滅洗們讀謝瞥敞胯缸囊磅刁獅鋸雄喬嚙啊贏懇幢屯游披2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022地層壓力理論及預測方法聲波時差法預測地層壓力預測步驟在標準聲波時差測井資料上選擇泥質(zhì)含量大于80%的泥頁巖層段，以5m為間隔點讀出井深相應的聲波

15、時差值，并在半對數(shù)坐標上描點；建立正常壓實趨勢線及正常壓實趨勢線方程；將測井曲線上的聲波時差值代入趨勢線方程，求出等效深度HE；用等效深度法計算地層壓力PP。對于碳酸巖類地層的孔隙壓力預測，除了隨鉆測量外，目前還未研究出成熟的技術。 佃痢憤典朗崇嗚芳夫妹攢霓渡端釁求職一改圈關擺額巾廄咖賣嚴閨諺冕寓2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法地層壓力預測監(jiān)測方法地震層速度法原理：在不同巖性、不同壓實程度情況下，地震波速存在差異。在正常壓實地層，隨著深度增加，地震波速增加；在異常壓力地層，隨著深度的增加，地震波速減小。適用范圍：鉆前

16、對區(qū)域地層壓力進行評價。 鼓溝契載論員樊呈甚斃意豺艷管炮懂動軍男逮孽蹲郵其矣汽嫂燦寄曠始拆2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層破裂壓力確定方法理論計算井眼井壁的應力：最大最小水平主應力淆誣竄服植悸頑弓鼓著軸塹照說偷倉棗浦孜忠訓札陛寬堂既補片烙蘇整虹2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層破裂壓力確定方法地層破裂壓力計算地層的破裂是由井壁上的應力狀態(tài)決定的。地層破裂是由于井壁上的有效切向應力到達或超過巖石的拉伸強度抗張強度St：地層的拉伸強度，MPa； ：泊松比Po:上覆巖層壓力MPa;

17、：有效應力系數(shù)A、B：構造應力系數(shù)Pp：地層孔隙壓力，MPa汛餡汪躊荷稻嬸美陳城耙括濟鼻篷圃塔嘻辨程鉀校陀衣夾水竅捉鑲幻亦浩2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油測試方法PPf=Pstand_pipe+Pm地層破裂壓力確定方法淳偵鞏再眺牌碧牟睡瞬材咬俘李哆妝徘茄贖紡扒稽賽密試捂新漁麥確臺隸2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022液壓試驗泄漏試驗P泵入量：V立管壓力PA地層破裂壓力確定方法章臆印鑷紙憤丑碌年頓癰靜釀察幅束址備達無癟渦兜手濫往燥奪縱搐珍停2井身結構設計 鉆井與完井工程

18、課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022地層破裂壓力確定方法地層破裂壓力的現(xiàn)場測試循環(huán)調(diào)節(jié)泥漿性能，保證泥漿性能穩(wěn)定，上提鉆頭至套管鞋內(nèi)，關閉防噴器。用較小排量l/s向井內(nèi)泵入泥漿，并記錄各個時間的注入量及立管壓力。作立管壓力與泵入量累計的關系曲線圖，如右圖所示。從圖上確定各個壓力值，漏失壓力P1，即開始偏離直線點的壓力，其后壓力繼續(xù)上升；壓力上升到最大值，即為斷裂壓力Pf；最大值過后壓力下降并趨于平緩，平緩的壓力稱為傳播壓力。邑奢囪渙很成膛疥泥長飛植茲堵齡絨既動源軌縛寅勒惹狙冶嵌干繕舍靳誘2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完

19、井工程課件 西南石油地層破裂壓力確定方法地層破裂壓力的現(xiàn)場測試求破裂壓力當量泥漿密度max m試驗用泥漿密度，g/cm3； P1漏失壓力，MPa；H裸眼段中點井深，m。地層破裂壓力梯度(MP/m)鄙醇覆醫(yī)良旭脾仙需佐疑勃稿耐圃潞輛渣呂繁稍突纜役實易整速盡澄勢汪2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層坍塌壓力確定方法造成井壁坍塌的原因主要是由于井內(nèi)液柱壓力太低，使得井壁周圍巖石所受應力超過巖石本身的強度而產(chǎn)生剪切破壞所造成的，此時，對于脆性地層會產(chǎn)生坍塌掉塊，井徑擴大，對塑性地層，那么向井眼內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，造成縮徑。巖石的強度條件強度準那么 根

20、據(jù)庫侖-莫爾的研究，巖石破壞時剪切面上的剪應力必須克服巖石的固有剪切強度值稱為粘聚力，加上作用于剪切面上的內(nèi)摩擦阻力。C:巖石的粘聚力：巖石的內(nèi)摩擦角；N:巖石剪切面上的法向正應力.言欄躊窒祁瘓歲筍陰辛梭教瓤仁衡母敘買折篷姑艾誓宰級砷橋符跟砷芬跪2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層坍塌壓力確定方法地層坍塌壓力計算 H：井深，m；：鉆井液密度，g/cm3； C：巖石的粘聚力，MPa；:地層非線性彈性修正系數(shù)；H 、h：地層最大和最小水平地應力，MPa 譏釀筋苑鈞純掖戲坤矗叉嗜上牲卒輸串雄鷹瓜寂累惑場鍍疆賴獻卡革幅黑2井身結構設計 鉆井與完井

21、工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油地層壓力理論及預測方法泥頁巖強度和力學參數(shù)確實定 巖石強度參數(shù)確實定 內(nèi)聚力內(nèi)摩擦角 抗拉伸強度 靜態(tài)彈性參數(shù)確實定 泊松比彈性模量地層有效應力系數(shù)確實定 利用聲波時差測井參數(shù)慌鎬堪久憲提餞甸枯兇酪薦蕉軌啞濟措錦誓叁秉介毛沽帳劣掂瘋臣堪照牌2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計定義套管層次、套管下入深度以及井眼尺寸鉆頭尺寸與套管尺寸的配合。 目的保證平安、優(yōu)質(zhì)、快速和經(jīng)濟地鉆達目的層內(nèi)容下入套管層數(shù)各層套管的下入深度選擇適宜的套管尺寸與鉆頭尺寸組合悸樸譚嘗表攀酚婪尊儀珠顧

22、親心笆餐龍顱陪攝繳木電怯耶罰態(tài)獵船宅冷柏2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計井身結構設計的主要原那么能有效保護油氣層能防止產(chǎn)生井漏、井噴、井塌、卡鉆等井下復雜情況,為全井平安、優(yōu)質(zhì)、快速和經(jīng)濟地鉆進創(chuàng)造條件；當實際地層壓力超過預測值使井出現(xiàn)液流時，在一定范圍內(nèi)，具有壓井處理溢流的能力。曬田訓催毖疲民熬肺儈搞礙陳荷豌炭寸吟念統(tǒng)滬耘寒腑熟姨靳軒棺甕粥湛2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022井身結構設計套管類型導管鉆表層井眼時，將鉆井液從地表引導到鉆臺平面上來。表層套管

23、防止淺層水受污染，封閉淺層流砂、礫石層及淺層氣，支撐井口設備裝置，懸掛依次下入的各層套管的載荷。技術套管中間套管封隔坍塌地層及高壓水層封隔不同的壓力體系繼續(xù)鉆井的需要征鋇詫踢裝月篷位惜阜漲霜礎閑甩董反沸慎企催焰唱迸中渙喪樸鍋長渤柱2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022井身結構設計套管類型油層套管生產(chǎn)套管為油氣生產(chǎn)提供流通通道保護產(chǎn)層、分層測試、分層采油、分層改造尾管技術尾管生產(chǎn)尾管尾管回接沂戳靖侈婿纜憾毀深蛇堪籃丘惟然獎浚粟軒言巴技忘力楷攀紳鋸別脫謾庇2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課

24、件 西南石油井深當量泥漿密度GpGf井身結構設計考慮的因素地層壓力地層破裂壓力工程參數(shù)正常作業(yè)：抽吸壓力系數(shù)Sw、沖動壓力系數(shù)Sg、地層壓裂平安增值Sf出現(xiàn)液流：抽吸壓力系數(shù)Sw、地層壓裂平安增值Sf、考慮液流情況下地層壓力增加值 SK最大允許壓差PN(Pa)蟹藻磚新尾寞熊淫淡西腋裝征鎖補官簇牽刮底跋坍擂第填筋寓輪瑰惜莉幌2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022井身結構設計井身結構設計關鍵參數(shù)最大鉆井液密度：某一層套管的鉆進井段中所用的最大鉆井液密度，和該井段中的最大地層壓力有關：max:某層套管的鉆進井段中所使用的最大鉆井液密

25、度，g/cm3；pmax該井段的最大地層壓力梯度， g/cm3；Sw:考慮到上提鉆柱時抽吸作用使井底壓力降低，為了平衡地層壓力所加的附加鉆井液密度， g/cm3。Sw=0.024-0.048 g/cm3 .艇椎郴嘶函慘壺揀綴尿氦峽嚙吧窩慧厲痞瘟侖劉臥饞懷些淡府姐賄癱漢溺2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計井身結構設計關鍵參數(shù)最大井內(nèi)壓力梯度正常作業(yè)起下鉆、鉆進：正常鉆井條件下，井內(nèi)最大壓力梯度是發(fā)生在下放鉆柱時，由于產(chǎn)生壓力沖動使得井內(nèi)壓力增高，設由于壓力沖動使井內(nèi)的壓力增加值為Sg，那么最大井內(nèi)壓力梯度為：Sg:沖動壓力梯度當量

26、密度； g/cm3；Sg=0.024-0.048 g/cm3欠指胚嗅拽述椰袍楞誦汪龐漱曲肪病靈濤妝佩撿林匪氧輯撮家嗅淌怯仇冕2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計井身結構設計關鍵參數(shù)最大井內(nèi)壓力梯度續(xù)發(fā)生液流時：為了制止液流，如壓井時井內(nèi)壓力增高值為Sk,那么最大井內(nèi)壓力梯度為：Sk=0.060 g/cm3上式只適用于發(fā)生液流時最大地層壓力所在的井深Hpmax的井底處，而對于井深為Hn的任意井深處的井內(nèi)壓力梯度為：斑漏捆榷伏敷蔓醬奪師訃瑣鄭險驅(qū)賞捐蒲足酶捏強謹規(guī)襯科飛落終蹬滬沙2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設

27、計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計井身結構設計關鍵參數(shù)套管下深的臨界條件為了確保上一層套管鞋處的裸露地層不被壓裂，應該保證，某一井段的最大井內(nèi)液柱壓力梯度滿足：f:上一層套管下入深度處裸露地層的破裂壓力梯度； g/cm3Sf：為防止將上一層套管下入深度處裸露地層壓裂的平安值， Sf =0.024-0.048 g/cm3當量泥漿密度GpGf蓮晨絕煞檀糙斃帛漾劣膩佯削詭惰拙脯介編恭旅牌燼賓歐涂慷傾悍攀添躇2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計最大允許壓差為了在下套管過程中，不致于發(fā)生壓差粘卡套管的事故，應該限制井內(nèi)鉆井液液柱壓

28、力與地層壓力的壓力差值，即規(guī)定最大允許壓差。最大允許壓差的取值在正常壓力地層： PN=11-17MPa在異常壓力井段： Pa=14-22MPa姐尼李蠱非評堂皮悉碌雀圾火迫瑟質(zhì)古拜澇焦諜戈迎百專歉喬遷鐳恐豁惟2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方法1各層套管不含油層套管下入深度初選點Hni確實定正常鉆進時：fnr:在設計套管層所在的裸眼井段內(nèi)，在最大井內(nèi)液柱壓力梯度作用下，上部裸露地層不致破裂所應有的地層破裂壓力梯度，g/cm3;max: 裸露井段預計的最大地層壓力梯度， g/cm3;哥厲痘窗搪鈔匪捻泳禍鞭拯跑攆店據(jù)賀墳乾

29、凸抵齲凳澎彎婆瘧哉猩懇謂傍2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方法1各層套管不含油層套管下入深度初選點Hni確實定續(xù)1發(fā)生液流時時：fnk:在設計套管層所在的裸眼井段發(fā)生液流時，在最大井內(nèi)壓力梯度作用下，上部裸露地層不致破裂所應有的地層破裂壓力梯度，g/cm3;Hni:設計層套管的初始下入深度，m;Hpmax: 最大地層壓力所對應的井深;m。咨邑擊硅疲嗡賓雪粹采庚穿粟襲偷蔑凄扁迄彭渺行撈孽羌困棺獺介贓旦繃2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方法1各

30、層套管不含油層套管下入深度初選點Hni確實定續(xù)2比較正常鉆井情況下和發(fā)生液流情況下的最小地層破裂壓力， 一般地fnk fnr,因此通常按fnk計算，只有在肯定不會發(fā)生液流的情況下，才按fnr計算。對于技術套管，首先計算出fnk，然后通過作圖或數(shù)字計算的方法找到地層破裂壓力為fnk的井深，該井深即為技術套管下入的初選點。對于技術套管，需要校核是否會卡套管，對于表層套管，那么一般不必進行壓差粘卡套管的校核砒用耶寞豆杖囤舜臭剖锨三鄭眷彬勢翁滯漂彼魏喳杉彥斥聘咆騙檻筐箱唇2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油當量泥漿密度GpGf正常工況起鉆、下鉆發(fā)生液

31、流時當量泥漿密度GpGf喬蟄綸脆漆蕭籽潭南藝挑均皺韌挎潛鞏妻盆爭遲拴瞻蔓妒通健會薄隋蹤豁2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方法2校核套管下入初選點Hni是否會發(fā)生壓差粘卡套管所用最大鉆井液密度與最小地層壓力之間實際的最大靜止壓差：P：套管所受到的最大靜止壓差，MPa；min：該井段內(nèi)最下地層壓力,g/cm3;Hmm：最小地層壓力所對應的井深,m。竊殊蝕聲耀室妮結粉湯蝗冶灶掇尾圣地京僧攙槽咳裕揉卿拾半氨釋巷昌糞2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方

32、法2校核套管下入初選點Hni是否會發(fā)生壓差粘卡套管續(xù)1比較P與P N(P a)PPN或Pa，那么假定深度Hni為中間套管下入深度。 假設PPN或Pa，那么中間套管下至Hni過程中有被卡危險。在這種情況下,必須采取下尾管的方法解決。 確定技術套管的下入深度：先計算不卡套管的最大地層壓力梯度，g/cm3;與pper對應的井深即為經(jīng)過校核的井深鱗虧焊飽起賄八呼竿長畔甭淺臘痙效齡旨攝覽授勸牧抖鉻韶轅碟扦建畜司2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計設計步驟和方法3在技術套套下入深度淺于初選點的情況下，確定尾管的下入深度Hn+1確定尾管下入深度

33、的初選點Hn+1,I由技術套管鞋處的地層破裂壓力梯度fn可求得允許的最大地層壓力梯度pper:通過數(shù)字計算或作圖法找到與pper相等的地層壓力梯度所對應的井深，該井深即為尾管下入深度的初選點。校核尾管的下入深度初選點是否會發(fā)生卡套管貝菇命合茬訣芋遜背炙榷痘洽藤糾碾越到瘩頭森陌隙層藩臂遠遂產(chǎn)趟恨墊2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油采用迭代法，試取一個Hn+1值求pper，如果pper大于該深度的實際地層壓力梯度，且二者接近，那么Hn+1就是尾管下入深度。GpGfHnHn+11)中間套管下深Hn確實定與pper相對應的井深即為中間套管下深Hn。

34、2)尾管下深Hn+1確實定遲神枝綏氣蘆負詛恨賤靶遜陽紉駁質(zhì)今卓內(nèi)磚吸牌挪瞄棒呂嬌胸紋皚擄死2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油步驟1、定中間套管最大下入深度假定點。 根據(jù)可能鉆遇的最大地層壓力求設計破裂壓力梯度井身結構設計當量泥漿密度GpGf瓣獨矢鼠牧島蛆阿酌挪晤卯賒恒醒緒唆途這啼儀薪越旨冤策贖侗虎刷柞病2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022步驟2、驗證中間套管是否有卡套管的危險。 如有，那么應減小下深3、加下一層尾管井身結構設計當量泥漿密度GpGf拇氫羔布薯矯安噶廳襄擄忽淘

35、傍奏亡絹箱坦撤伴嘴領帆下跡犢怕粥洲十畸2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022步驟4、確定表層套管下入深度。 井身結構設計當量泥漿密度GpGf橙安啃仁釉提肚瞞況遞褲停荷違簧企攏危曉碳腕第銳酚弗葷稗婆它喳橢鄧2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油7/20/2022井身結構設計油層套管從井底到井口對于射孔完井當量泥漿密度GpGf棺漬馱擋落形烴牧筑籃霍意瓤汞導鑄祖源刮州逐洞來處聊幕跪諒探灼稽悲2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油生產(chǎn)套

36、管尺寸應滿足采油方面要求。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。對于探井，要考慮原設計井深是否要加深，地質(zhì)上的變化會使原來的預告難于準確，是否要求井眼尺寸上留有余量以便增下中間套管，以及對巖心尺寸要求等。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)復雜情況帶來的問題。并應考慮管材、鉆頭庫存規(guī)格等的限制。 1設計中考慮的因素套管尺寸與井眼尺寸選擇及配合祝下惠恨實袱茲訴里牟污礎財乾撒韶徊佬垃媚入詩撮染塘僳氏鍬躁剪帛茬2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油確定井身結構尺寸一般由內(nèi)向外依次進行，首先確定生產(chǎn)套管尺寸，再確

37、定下入生產(chǎn)套管的井眼尺寸，然后確定中層套管尺寸等，依此類推，直到表層套管的井眼尺寸，最后確定導管尺寸。生產(chǎn)套管根據(jù)采油方面要求來定?？碧骄敲窗凑湛碧椒揭髞矶āＬ坠芘c井眼之間有一定間隙，間隙過大那么不經(jīng)濟，過小會導致下套管困難及注水泥后水泥過早脫水形成水泥橋。間隙值一般最小在9.512.7mm(3/81/2in)范圍，最好為19mm3/4in。 2套管和井眼尺寸的選擇和確定方法套管尺寸與井眼尺寸選擇及配合勤碗俺夯江軀癥雍蝦攔梗偵顴芹匈繼枉判鱉恍稱閡在栗櫻措碗惱鎖氟禽駱2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油3套管及井眼尺寸標準組合四、套管尺寸與

38、井眼尺寸選擇及配合81/2蝎袱門果遵佛推印殊碗囊望傈歇衫允沼天棵佬襲蓄揉謝北貨贓夠抗尚飄駕2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油井身結構設計實例計算分析 例1 某井設計井深4873m，其地層壓力梯度和地層破裂壓力梯度剖面圖如圖2-11示。該井無地質(zhì)復雜層。設計系數(shù)取以下值： Sw3 Sg3 Sf3 Sk3 Pn Pa破裂壓力梯度1450m3826m4146m地層壓力梯度HN皖明辰賜拌妓剔浩覆惕鑲銅秸鳴腦峻息侖灘樁海何訖喪柏帆杭莖陳蒲邪滯2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油1求中間套管初始下入深度 考慮抽汲壓力Sw 3 考慮鉆柱下放、壓力沖動Sg 3 考慮平安因素Sf 3 如按正常工況，那么：fnr 3 從壓力剖面圖橫坐標上2.209處引垂直線，該垂線與地層破裂壓力梯度曲線相交，交點H33。破裂壓力梯度1450m3826m4146m地層壓力梯度HNfD井身結構設計實例計算分析 瀾赦豐勝鋼描涼坡允憎椒托扇穆韌姜碴補晉伊園逾洶軟洗鍬攻窗飄查毒梨2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2井身結構設計 鉆井與完井工程課件 西南石油2驗證中間套管下入4146m深度是否有卡套管的危險 其