《井身结构设计》ppt课件

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1、第二章：井身结构设计第二章：井身结构设计第一节：地层压力理论及预测方法Dc指数声波时差地震层速度法第二节：地层破裂压力预测理论计算地破试验第三节：地层坍塌压力预测第四节：井身结构设计第五节：生产套管尺寸设计（自学）井身结构定义套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合。主要内容确定套管的层数确定各层套管的下深确定套管尺寸与井眼尺寸的配合影响因素地层压力（地层压力、破裂压力、地层坍塌压力）工程参数地层必封点地层压力理论及预测方法静液柱压力（Hydrostaticpressure）Ph定义静液压力是由液柱重

2、力引起的压力。计算ρ：液体密度,（g/cm3）H:液柱垂直高度，mPh地层压力理论及预测方法压力梯度(Pressuregradient)单位高度（或深度）增加的压力值在油田，为方便起见，有时压力梯度单位直接用密度单位。或直接用压力系数的概念。有效密度（当量密度）钻井液在流动过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力通过有效压力换算得到的液体密度称为等效密度。地层压力理论及预测方法上覆岩层压力PO定义：某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质（岩石）和孔隙中流体（油气水）的总重力造成的压力。计算P0：上覆岩层压力

3、；MPa；Φ：无量纲的小数ρrm:岩石基质密度，g/cm3；ρ:地层空隙中流体密度，g/cm3；H：井深，m.Po地层压力理论及预测方法地层压力(FormationPressure)PP地层压力是指作用在岩石孔隙流体（油气水）上的压力，也叫地层孔隙压力。骨架应力(matrixpressure)由岩石颗粒之间来支撑的那部分上覆岩层压力。PoPp地层压力理论及预测方法地层破裂压力(fracturepressure)在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。地层坍塌压力(Cavingpressure

4、)当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍塌，我们称这个压力为地层坍塌压力。在有异常压力段、使岩石的液体释放造成井塌。井底环空压力1、不循环时：2、钻进时：3、起下钻时：Pg为起下钻波动压力地层压力理论及预测方法2021/8/27地层压力理论及预测方法异常地层压力正常地层压力一般为盐水液柱压力PW。不在正常地层压力范围内的压力称为异常地层压力。异常低压PPPwHPPwPo地层压力理论及预测方法异常低压产生原因生产层长期开采衰竭地下水位很低异常高压产生原因特点异常高压地层与正常地层之间有一个封闭层原因沉积物

5、的快速沉积渗透作用构造作用储集层的机构油田注水压实效应PDPPO海面/地面地层压力理论及预测方法2021/8/27流体运移地层压力理论及预测方法2021/8/27地层压力理论及预测方法地层压力预测（监测）方法Dc指数法原理：机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc增加，在异常地层压力地层，钻速增加而dc减小。适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。dH2021/8/27地层压力理论及预测方法Dc指数法预测的原理D指数钻速方程：D指数V:钻速,m/h;

6、N:转速：r/minP:钻压,kN;Db:钻头尺寸,mm地层压力理论及预测方法dc指数法预测的原理dc指数对钻井液密度变化进行修正dc指数ρmN:正常地层压力梯度，g/cm3;ρm:实际钻井液密度，g/cm3;地层压力理论及预测方法d指数dc指数地层压力理论及预测方法dc指数监测地层压力的方法按一定深度取点，一般1.5－3m取一点，如果钻速高可以5－10m一个点，重点井段1m一点，同时记录每个记录点的钻头尺寸、钻速、钻压、转速、地层水和钻井液密度。计算dc指数通过统计分析的方法建立正常压力趋势线计算地层压力提示如有必要，必

7、须对钻头尺寸进行校正；一个构造上的正常压力可以通过多个井得到，以提高预测的准确程度；Dc指数预测地层压力所得到的结果可能与其它方法所得到的结果不尽一致。地层压力理论及预测方法地层压力计算反算法P——所求井深地层压力当量密度，g/cm3；n——所求井深正常地层压力当量密度，g/cm3dCN——所求井深处正常趋势线上的dc指数值；dca——所求井深实际dc指数。地层压力理论及预测方法地层压力计算等效深度法：若地层具有相同的dc指数，则认为其骨架应力相等。PP——所求深度的地层压力，MPa；H——所求地层压力点的深度，m；G

8、0——上覆地层压力梯度，MPa/m；Gn——等效深度处的正常地层压力梯度，MPa/mHE——等效深度，m。dcH地层压力理论及预测方法等效深度计算在等效深度处，地层骨架应力相等地层压力计算步骤钻井参数录入钻速、钻压、转速、地层水密度、钻井液密度计算dc指数回归正常趋势线计算地层压力HEH2021/8/2