固井与完井课件.ppt

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1、第七章固井和完井固井：下套管、注水泥井身结构设计套管柱设计注水泥技术完井钻开生产层完井井底结构完井井口装置固井质量的核心问题就是套管柱的强度和环形空间的密封及胶结质量问题。1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2、生产套管（油层套管3、中间套管（技术套管）4、尾管（衬管）2第一节井身结构设计一、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

2、（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）3二、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。4三、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：0.024～0.048g/cm3压裂安全系数Sf：0.03～0.06g

3、/cm3井涌允量Sk：0.05～0.08g/cm3压差允值p：PN＝15～18MPa，PA＝21～23MPa5四、确定套管层次和下深的基本思路依据两个压力剖面，以保证钻进时井内最大压力不压裂最薄弱的裸露地层为原则，从全井最大地层压力梯度处开始，由下向上确定套管的层次和各层套管的下入深度。1.01.31.61.8当量密度，g/cm3井深破裂压力油套技套表套地层压力6五、裸眼井段应满足的力学平衡条件7pfpmaxDpmaxfc1D21pminDpmin8六、套管层次和下深的设计方法计算出ρf，在破裂压力曲线上查出ρf所在井深D21，即为中间套管下深初选

4、点。1、求中间套管下入深度的初选点（1）不考虑发生井涌由裸眼井段应满足的力学平衡条件：91、求中间套管下入深度的初选点（2）考虑可能发生井涌由裸眼井段应满足的力学平衡条件：用试算法计算出D21值即为中间套管下深初选点。说明：一般情况下，在新探区取以上两种条件下D21较大的值。六、套管层次和下深的设计方法102、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险由裸眼井段应满足的力学平衡条件若△p<△pN（或△pA），则确定D21为中间套管的下入深度D2。若△p>△pN（或△pA），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。六、套管层次和下深的设计方

5、法11求在允许压差△pN（0r△pA）下所允许的裸眼井段最大地层压力ρpper：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。123、求钻井尾管下入深度的初选点D31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。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。根据中间套管鞋D2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：13根据中间套管鞋处的地层压力当

6、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：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。5、计算表层套管下入深度D114七、设计举例某井设计井深为4400m，地层孔隙压力梯度和地层破裂压力梯度剖面如图7-2。给定设计系数：Sb=0.036；Sg=0.04;Sk=0.06；Sf=0.03；△PA=12MPa；△PN=18MPa，试进行该井的井身结构设计。解：由图上查得，ρpmax=2.0

7、4g／cm3，Dpmax=4250m．（1）确定中间套管下深初选点D21由：ρf=ρpmax+Sb+Sf+Sk×Dpmax/D21试取D21=3400m并代入上式得：ρf=2.04+0.036+0.03+0.06×4250/3400=2.181g/cm3由破裂压力曲线上查得ρf3400=2.19g/cm3，ρf<ρf3400且相近。故确定D21=3400m。1516（2）校核中间套管是否会被卡由地层压力曲线上看出，钻进到深度D21=3400m时，遇到的最大地层压力就在3400m处。查得：ρp3400=1.57g/cm3，ρpmin=1.07g/cm3，Dmin=