钻井工程第七章固井与完井资料.ppt

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1、钻井工程第七章固井与完井2二、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。3三、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/cm3井涌允量Sk；：0.05～0

2、.08g/cm3压差允值p；PN:15～18MPa，PA：21～23MPa4四、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5五、裸眼井段应满足的力学平衡条件6pfpmaxDpmaxfc1Dc1pminDpmin7六、套管层次和下深的设计方法1、求中间套管下入深度的初选点（1）不考

3、虑发生井涌由裸眼井段应满足的力学平衡条件：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。8（2）考虑可能发生井涌用试算法计算出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。由裸眼井段应满足的力学平衡条件：92、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（or△pA），则确定D21为中间套管的下入深度D2。若△p>△pN（or△pA），则中间套管深度应小于初选点深度。需根据压差卡钻

4、条件确定中间套管下深。10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。113、求钻井尾管下入深度的初选点D31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：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D

5、31是否有被卡的危险校核方法与中间套管的校核方法相同。125、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：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。13七、套管尺寸与钻头尺寸的选择1.原则：（1）套管能顺利下入井眼内，并具有一定的环空间隙柱水泥。（2）钻头能够顺利通过

6、上一层套管。2.经验配合关系长期实践形成的经验配合关系（P256，图7-3）国内常用的配合关系：(17½)133/8——(12¼)95/8——(8½)5½（26）20—（171/2）133/8—（121/4）95/8—（81/2）7—（57/8）41/2或514第二节套管柱强度设计（1）结构特点优质无缝钢管，一端为在管体上车制的公扣，一端为带母扣的套管接箍。（2）尺寸系列（API标准）直径：41/2”，5”，51/2”，65/8”，7”，75/8”，85/8”，95/8”，103/4"，113/4"，

7、133/8"，16"，185/8"，20"；共14种。壁厚：5.21～16.13mm。一、套管和套管柱1.套管15（3）钢级（API标准）H-40，J-55，K-55，C-75，L-80，N-80，C-90，C-95，P-110，Q-125。数字×1000为套管的最小屈服强度kpsi。（4）螺纹类型（API标准）短圆（STC）、长圆（LTC）、梯形（BTC）、直连型（XL）2、套管柱由同一外径、不同钢级、不同壁厚的套管用接箍连接组成的管柱。特殊情况下也使用无接箍套管柱。16二、套管柱受力套管柱在井内所

8、受外载复杂。在不同时期（下套管过程中、注水泥时、后期开采等过程中）套管柱的受力也不同。在分析和设计中主要考虑基本载荷：轴向拉力、外挤压力及内压力。井下套管柱的受力轴向拉力：自重、弯曲应力、注水泥附加拉力、动载、摩阻等。外挤压力：管外液柱压力、地应力等内压力：地层流体压力、压裂及注水等压力。171、套管轴向拉力的计算在常规的套管柱设计中，轴向拉力一般按套管的重力计算。其它轴向载荷，如弯曲应力引起的附加拉力、动载荷、注水泥引起的附加拉力、摩阻力等，一般考虑在