钻井工程管志川第七章固井和完井

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1、第七章固井和完井1、学时分配：10学时。2、本章重点：（1）井身结构的概念及设计方法；（2）套管柱强度设计；（3）常用的固井方法；（4）提高固井质量的技术措施。3、难点：（1）井身结构设计方法；（2）套管柱强度设计。4、解决方法：（1）重点讲情设计的思路和步骤；（2）利用课堂例题讲解设计方法；（3）布置相应的作业加深理解。5、作业：P299，1；4；5；P300，7；9；11；15；16。第一节井身结构设计主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺寸的配合。一、套管的分类及作用1、表层套管封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层；安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。2、生产套管（油层套

2、管）钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层，提供油气生产通道。3、中间套管（技术套管）在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。4、尾管（衬管）二、井身结构设计的原则1、有效地保护油气层；2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安全、快速钻进；3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范围内，具有压井处理溢流的能力。三、井身结构设计的基础数据地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地层坍塌压力剖面。6个设计系数：抽系压力系数Sb：0.024～0.048g/cm3激动压力系数Sg：0.024

3、～0.048g/cm3压裂安全系数Sf：0.03～0.06g/cm3井涌允量Sk：0.05～0.08g/cm3压差允值p：PN:15～18MPa，PA：21～23MPa四、裸眼井段应满足的力学平衡条件（1）ρd≥ρpmax+Sb防井涌（2）(ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P防压差卡钻（3）ρdmax+Sg+Sf≤ρfmin防井漏（4）ρdmax+Sf+Sk×Dpmax/Dc1≤ρfc1防关井井漏其中：ρd——钻井液密度，g/cm3；ρdmax——裸眼井段内使用的最大钻井液密度，g/cm3；ρpmax——裸眼井段钻遇的最大地层压力的当量泥浆密度，g/cm3

4、；Dpmax——最大地层孔隙压力所处的井深，m；ρpmin——裸眼井段钻遇的最小地层压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dpmin——最小地层孔隙压力所处的井深，m；ρfmin——裸眼井段最小地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dc1——套管下入深度，m；ρfc1——套管鞋处地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；pfpmaxDpmaxfc1Dc1pminDpmin五、井身结构设计方法1、求中间套管下入深度的初选点（1）不考虑发生井涌由ρf=ρpmax+Sb+Sg+Sf计算出ρf，在破裂压力曲线上查出ρf所在的井深D21，即为中间套管下深初选点。（2）考虑可能发生井涌由ρf

5、=ρpmax+Sb+Sf+Sk×Dpmax/D21用试算法求D21；先试取一个D21，计算ρf；将计算出的ρf与D21处查得的ρf进行比较，若计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可以确定D21为中间套管初选点。否则，重新进行试算。一般情况下，在新探区，取以上（1）、（2）两种条件下D21较大的值。D3D2D1fpf1f22、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险首先求出裸眼中可能存在的最大静压差：△P=(ρpmax1+Sb-ρpmin)×Dmin×0.00981ρpmax1：钻进至D21遇到的最大地层压力当量密度，g/cm3。Dmin：最小地层孔隙压力所对应的井深，m；（

6、当有多个最小地层压力点时，取最大井深。）若△P<△PN，则确定D21为中间套管的下入深度D2。若△P>△PN，则中间套管深度应小于初选点深度。需根据压差卡钻条件确定中间套管下深。求在压差△PN下所允许的最大地层压力：在地层压力曲线上找出ρpper所在的深度即为中间套管下深D2。3、求钻井尾管下入深度的初选点D31根据中间套管鞋处的地层破裂压力当量密度ρf2，求出继续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度：用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper，与D31处的实际地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实际值，则确定为尾管下深初选点；否则，另取D31进行试算

7、。4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险校核方法与中间套管的校核方法相同。只是将压差允值△PN变为△PA。5、计算表层套管下入深度D1根据中间套管鞋处的地层压力当量密度ρp2，计算出若钻进到深度D2发生井涌关井时，表层套管鞋D1处所承受的井内压力的当量密度：根据上式，用试算法确定D1。试取一个D1，计算ρfE，计算值与D1处的地层破裂压力当量密度值比较；若计算值接近且小于地层破裂压力值，则确定D1为表层套管下深。否则，重新试取D1进行试算。五