井身结构设计.doc

《井身结构设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、井身结构设计一、套管的分类作用1、表层套管主要用途：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。下深位置：根据钻井的目的层深度和地表状况而定，一般为上百米甚至上千米。2、生产套管（油层套管）主要用途：用以保护生产层，提供油气生产通道。下深位置：由目的层位置及完井方式而定。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。主要用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井下复杂地层。4、尾管（衬管）是在已下入一层技术套管后采用，即在裸眼井段下套管、

2、注水泥，而套管柱不延伸到井口。减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头负荷；节省套管和水泥。一般在深井和超深井。6二、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、钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力，不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层；4、下套管过程中，井内钻井液液柱压力和地层压力间的压差不致于压差卡套管；5、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

3、破裂压力剖面、地层坍塌压力剖面。•6个设计系数：抽吸压力系数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/cm3井涌允量Sk；：0.05～0.08g/cm3压差允值Dp；DPN:15～18MPa，DPA：21～23MPa四、井身结构设计方法6套管层次和下入深度设计的实质是确定两相邻套管下入深度之差，它取决于裸眼井段的长度。在这裸眼井段中，应使钻进过程中及井涌压井时不会压裂地层而发生井漏，并在钻进和下套管时不发生压差卡钻事故。设计前必须有所

4、设计地区的地层压力剖面和破裂压力剖面图，图中纵坐标表示深度，横坐标表示地层孔隙压力和破裂压力梯度，皆以等效密度表示。设计时由下而上逐层确定下入深度。油层套管的下入深度主要决定于完井方法和油气层的位置。因此设计的步骤是由中间套管开始。套管下入深度的依据是，其下部井段钻进过程中预计的最大井内压力梯度不致使套管鞋处裸露地层被压裂。根据最大井内压力梯度可求得上部地层不致被压裂所应有的地层破裂压力梯度ρf。1、求中间套管下入深度的假定点（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

5、在的井深D21，即为中间套管下深假定点。（2）考虑可能发生井涌由ρf=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为中间套管假定点。否则，重新进行试算。6一般情况下，在新探区，取以上（1）、（2）两种条件下D21较大的值。2、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×0.00981ρpm

6、ax1----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；（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假定点深度。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假定点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

7、当量密度：用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper，与D316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，则确定为尾管下深假定点；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。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

8、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、套管尺寸与钻头尺寸的选择套管尺寸及井眼（钻头）尺寸的选择和配合涉及到采油、勘探以及钻井工程的顺利进行和成本。套管和井眼尺寸的确定一般是由内到外进行，首先根据采油工程等方面的要求确定油层套管的尺寸，然后确定与油层套管相匹