地質(zhì)概況團隊編號：全國石油工程設(shè)計大賽方案設(shè)計類作品比賽類別：方案設(shè)計類單項組（鉆完井工程）完成日期2013年4月7日全國石油工程設(shè)計大賽組織委員會制目錄目錄第9章水力參數(shù)設(shè)計9.1鉆頭水力參數(shù)設(shè)計原則鉆頭水力參數(shù)對于水平井而言主要體現(xiàn)為鉆頭壓力降和保證工具的壓降。對鉆頭壓降設(shè)計，以滿足較大排量和工具壓降為條件。水平井鉆頭壓降要保證造斜馬達軸有5%的流量冷卻潤滑，滿足工具額定壓降和大排量（中空型）的要求，鉆頭壓降相對較小。要求兩臺泵為3NB1600以滿足要求。具體設(shè)計見附表4。表9.1水力參數(shù)設(shè)計鉆頭序號鉆頭直徑mm井段M噴嘴直徑組合（mm）立管壓力MPa排量L/S鉆頭壓耗MPa鉆頭水功率kw鉆頭比水功率W/mm2射流沖擊力KN1311.10～32214.29+14.29+12.714.21450.9123.220.6713.942215.9322～122014.29+14.29+12.714.01301.1225.560.724.84215.91220～146714.29+14.29+12.717.49301.2328.120.744.463152.401467～179414.29+14.2918.65180.9323.550.717.47石油工程設(shè)計大賽油氣井壓力控制第10章油氣井壓力控制10.1油氣井控制的原則和依據(jù)井控技術(shù)是保證石油天然氣鉆井安全的關(guān)鍵技術(shù)；井控設(shè)計是鉆井、地質(zhì)工程設(shè)計中的重要組成部分。井控設(shè)計嚴(yán)格依照國家、中油集團公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，主要包括：《鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護》（SY/T5964）、《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》（SY/T6426）、《含硫化氫油氣井安全鉆井推薦作法》（SY/5087）、《石油與天然氣鉆井井控規(guī)定》（中油集團公司）。本井鉆井液密度及其它井控要求建立在預(yù)測地層壓力和對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)之上，實鉆中須根據(jù)井下情況進行調(diào)整，確保井控安全是進行井控工作的要求。10.2各次開鉆井口裝置10.2.1一開井口裝置圖10.1一開井口裝置示意圖10.2.2二開井口裝置第二次開鉆（二開）時，安裝一個雙閘板防噴器、一個單閘板防噴器和一個環(huán)形防噴器及安全的壓井和節(jié)流管匯，井口如圖10.2所示。圖10.2二開井口裝置示意圖10.3井控管匯二開的井控管匯應(yīng)滿足要求，以免出現(xiàn)異常情況時能夠很好地實施井控，保證鉆井的安全，防止造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。所選井控管匯如圖10.3所示。圖10.3井控管匯10.4試壓要求10.4.1井控裝置試壓（1）全套井控裝置應(yīng)在井控車間用清水按規(guī)定試壓合格后方能送往井場，在井上安裝好后按下表參數(shù)試壓。表10.1井控試壓開鉆次數(shù)井控裝置名稱型號試壓要求介質(zhì)壓力Mpa穩(wěn)壓時間min允許壓降MPa二開環(huán)形防噴器FH28-35清水24.5≥10≤0.7雙閘板防噴器2FZ28-35清水35≥30≤0.7節(jié)流管匯JG-Y1-S1-35清水35≥30≤0.7壓井管匯YG-35清水35≥30≤0.7（2）二開節(jié)流管匯試壓應(yīng)按相關(guān)要求進行分級試壓執(zhí)行(節(jié)流閥后各閥門降一級試壓)。（3）放噴管線按10MPa試壓；穩(wěn)壓時間為30min，允許壓降小于0.7MPa。（4）鉆開油層前、更換井控裝置零部件后以及氣層鉆進中每月應(yīng)采用堵塞器或試壓塞參照上述有關(guān)要求及條件對井口裝置試壓。10.4.2套管試壓表10.2套管試壓套管直徑mm試壓介質(zhì)試壓值Mpa套管最低抗內(nèi)壓強度Mpa穩(wěn)壓時間min允許壓降MPa244.5清水1527.2≥30≤0.7177.8清水3549.2≥30≤0.7備注：對上部177.8mm套管試壓35MPa，鉆喇叭口以上水泥塞、對喇叭口試壓15MPa(實際試壓值由固井施工完成后、由現(xiàn)場對后期作業(yè)相關(guān)技術(shù)要求來確定試壓值)，鉆水泥塞、鉆下塞至離套管鞋30m，電測固井質(zhì)量，全井套管試壓35MPa，穩(wěn)壓時間不低于30min，允許壓降≤0.7MPa，試壓介質(zhì)清水。10.5井控要求10.5.1井控設(shè)備安裝要求：（1）防噴器必須安裝平正，并用鋼絲繩四角繃緊。（2）液控管匯安裝整齊，車輛跨越處應(yīng)安過橋蓋板，遠(yuǎn)控臺及儲能器應(yīng)安裝在距井口左前方25m以上的專用活動房內(nèi)，距放噴管線或壓井管線應(yīng)有2m以上距離，并在周圍留有寬度不少于2m的人行通道。遠(yuǎn)控臺的電源線、氣源線要單獨連接。儲能器瓶的壓力要始終保持在工作壓力范圍內(nèi)。（3）具有手動鎖緊機構(gòu)的所有閘板防噴器應(yīng)安裝手動操作桿，靠手輪端應(yīng)支撐牢固，中心線與鎖緊軸之間的夾角不大于30°，并掛牌標(biāo)明開關(guān)方向和圈數(shù)，手動操作桿手輪下方應(yīng)安裝操作臺。（4）防噴管線和放噴管線應(yīng)采用螺紋與標(biāo)準(zhǔn)法蘭聯(lián)接的專用管材。（5）放噴管線的安裝和固定應(yīng)符合《鉆井井控規(guī)定實施細(xì)則》的要求；放噴管線接出井口75m以上的安全地帶，距各種設(shè)施不小于50m，放噴管線出口處具備點火條件，至少在一個主放噴口修建燃燒池。其擋火墻長×寬×高為6m×3m×3m，正對燃燒筒墻厚0.5m，其余墻0.25m，內(nèi)層采用耐火磚修建。（6）在進入氣層前應(yīng)配備齊全其它鉆具內(nèi)防噴工具，鉆井液處理裝置，并按要求安裝好井控監(jiān)測的儀器、儀表。10.5.2井控其它要求：（1）按《鉆井井控規(guī)定實施細(xì)則》要求，認(rèn)真落實井控崗位及相關(guān)責(zé)任；對井隊施工人員進行嚴(yán)格的井控培訓(xùn)；并組織進行防噴、防火演習(xí)。（2）在油氣層鉆進中，每只鉆頭入井開始鉆進前，都要以1/3～1/2正常鉆進流量測一次低泵速循環(huán)壓力，并做好泵沖數(shù)、流量、循環(huán)壓力記錄。當(dāng)鉆井液性能發(fā)生較大變化時應(yīng)重作上述低泵沖試驗。為以后關(guān)井求取立壓提供依據(jù)。（3）鉆開氣層前，按鉆井液設(shè)計儲備好鉆井液和加重材料及必須的堵漏材料。10.5.3中途測試與測井井控要求本井為開發(fā)井，在須二段以上地層鉆遇良好油氣顯示或孔隙儲層發(fā)育段，及時匯報，請示分公司業(yè)務(wù)主管部門，批準(zhǔn)后進行中途測試，中途測試須擬定具體試油方案，作為本設(shè)計的補充件，一并存檔，中測時應(yīng)取得流體性質(zhì)、產(chǎn)量、壓力等資料。。一、中途測試技術(shù)要求如下：（1）起、下測試工具前，檢查提升系統(tǒng)、指重表、記錄儀等，確保測試順利進行和準(zhǔn)確記錄。（2）要求井壁穩(wěn)定，測試井段無大段頁巖、易垮塌及縮徑巖層。（3）測試前應(yīng)電測井徑、井斜及分層數(shù)據(jù)；測試段應(yīng)有井溫數(shù)據(jù)或鄰井相應(yīng)段的井溫數(shù)據(jù)。（4）測試前通井劃眼至測試井底，如有遇阻、縮徑、沉砂等井下情況，應(yīng)采取措施排除，直至井眼暢通。（5）按設(shè)計連接好地面測試控制管線及裝置，仔細(xì)檢查油、氣、水分離器及計量儀器，要求地面系統(tǒng)符合設(shè)計要求、井內(nèi)無異常，才能進行座封。二、測井井控要求（1）井口有剪切電纜設(shè)備，一旦井口失控可以快速剪斷測井電纜，立即封井。（2）測井施工小隊必須嚴(yán)格按"測井操作規(guī)程"精心組織施工，如果測井作業(yè)超過規(guī)定時間，井隊必須通井循環(huán)鉆井液。如果井內(nèi)復(fù)雜，測井儀器在井內(nèi)遇阻卡嚴(yán)重時，必須要求井隊通井循環(huán)鉆井液。（3）在測井過程中，井隊和測井隊派專人井口值班，負(fù)責(zé)檢查和觀察測井設(shè)備的運行情況，注意井內(nèi)鉆井液情況，一旦發(fā)現(xiàn)井口鉆井液出現(xiàn)溢流，立即通知井隊和測井小隊長。（4）井口一旦發(fā)現(xiàn)輕微的鉆井液溢流時，測井隊在小隊長的組織下，安全、快速將儀器取出井口(同時立即向井隊通報)，以便井隊立即采取措施壓井。（5）在測井過程中，如果萬一發(fā)生井口失控，立即將測井絞車停車熄火，控制一切火源，在現(xiàn)場的統(tǒng)一指揮下用井口設(shè)備剪斷測井電纜或射孔電纜，立即關(guān)井。10.6油氣井控制的主要措施（1）開鉆前必須向全隊職工、鉆井現(xiàn)場的所有工作人員進行地質(zhì)、工程、鉆井液和井控裝備等方面的技術(shù)措施交底，并提出具體要求。（2）嚴(yán)格執(zhí)行井控工作九項管理制度，落實溢流監(jiān)測崗位、關(guān)井操作崗位和鉆井隊干部24h值班制度，井控準(zhǔn)備工作及應(yīng)急預(yù)案必須經(jīng)驗收合格后，方可鉆開油氣層。（3）各種井控裝備及其它專用工具、消防器材、防爆電路系統(tǒng)配備齊全、運轉(zhuǎn)正常。（4）進入儲層前50～100m對上部裸眼段進行承壓試驗無井漏后并將鉆井液密度逐步調(diào)整至設(shè)計要求值；每次起鉆前必須活動方鉆桿旋塞一次，每次起鉆完檢查活動閘板封井器一次，半月活動檢查環(huán)型封井器一次，以保證其正?？煽?。（5）氣層鉆進中，必須在近鉆頭位置安裝鉆具止回閥；接止回閥下鉆每下20～30柱鉆具灌滿鉆井液；鉆臺上配備與鉆具尺寸相符的鉆具止回閥，并配有搶裝止回閥工具；在大門坡道上準(zhǔn)備一根防噴單根（鉆桿下部有與鉆鋌扣相符的配合接頭）。（6）必須按班組進行各種工況的防噴演習(xí)，并達到規(guī)定要求。（7）嚴(yán)格落實坐崗制度，無論鉆進還是起下鉆，或其它輔助作業(yè)，鉆井班都必須落實專人24h坐崗觀察鉆井液池液面變化和鉆井液出口情況，地質(zhì)錄井人員除了在儀表上觀察外，必須對鉆井液池液面變化和鉆井液出口進行定時觀察，定時測量進出口鉆井液性能；兩個崗都必須作好真實準(zhǔn)確記錄；值班干部必須對上述兩個崗位工作情況進行定時和不定時檢查，并當(dāng)班簽認(rèn)。（8）鉆進中遇到鉆速突然加快、放空、井漏、氣測及油氣水顯示異常等情況，應(yīng)立即停鉆觀察。如發(fā)生溢流要按規(guī)定及時發(fā)出報警信號，并按正確的關(guān)井程序及時關(guān)井，關(guān)井求壓后迅速實施壓井作業(yè)（并同時上報有關(guān)部門），待井內(nèi)平穩(wěn)后才恢復(fù)鉆進。（9）關(guān)井壓力不得超過井口裝置的工作壓力、套管抗內(nèi)壓強度的80%（或按套管試壓值）和地層破裂壓力三者中的最小值。（10）加強井場所有運行設(shè)備的檢查和保養(yǎng)，確保設(shè)備正常運行。起鉆前必須在井底充分循環(huán)（一周半以上），進出口泥漿密度差不超過0.02g/cm3，正常后方可進行起鉆作業(yè)。（11）進入主要氣層后每次起鉆前堅持短起下鉆檢查油氣侵和溢流，嚴(yán)格控制起下鉆速度，起鉆必須按規(guī)定灌滿鉆井液。地質(zhì)錄井隊人員和鉆臺坐崗人員必須依次記錄灌入量，并核對與起出鉆具體積是否相符，同時要觀察灌鉆井液的間隙中出口管是否斷流等情鉆井復(fù)雜情況及事故預(yù)防與處理措施第11章鉆井復(fù)雜情況及事故預(yù)防與處理措施綜合分析該區(qū)塊實鉆資料和測井資料可知，該斷塊地層應(yīng)注意防斜，防卡，防塌，防漏，以及現(xiàn)場防火等。為保障安全鉆井,并便于現(xiàn)場操作，結(jié)合已鉆井情況，制定了該區(qū)塊鉆井過程中遇到的復(fù)雜情況和事故的預(yù)防與處理措施。11.1卡鉆的預(yù)防與處理11.1.1防卡技術(shù)措施（1）加強活動鉆具，井內(nèi)鉆具靜止不能超過3min。上下活動鉆具范圍應(yīng)在兩根以上；（2）使用強抑制的鉆井液體系，并配合使用潤滑劑和降失水劑，以改善鉆井液及濾餅之潤滑性和降低鉆井液失水,所形成的濾餅薄而致密。保持良好的鉆井液性能，加強鉆井液凈化，降低固相含量，盡量作到平衡地層壓力鉆進，是防止壓差卡鉆的根本途徑；（3）盡量減小鉆井液液柱壓力，減小鉆具與井壁上濾餅的接觸面積和縮短鉆具在井下靜止時間，活動鉆具；（4）最大限度地降低鉆井液中的無用固相含量，改善鉆井液固相顆粒級配。維持鉆井液具有好的流變性，提高井壁的承壓能力；（5）所有下井鉆具必須按規(guī)定認(rèn)真進行檢查，凡不合格的鉆具禁止下井使用；（6）選擇合理的鉆具結(jié)構(gòu)，優(yōu)選參數(shù)鉆進，力求打直打快，預(yù)防形成“糖葫蘆”、“狗腿子”井眼，避免卡鉆的事故發(fā)生；（7）起鉆前處理好鉆井液，大排量循環(huán)洗井；（8）鉆進中發(fā)現(xiàn)泵壓升高、懸重下降、鉆井液返出減少、接單根打倒車等現(xiàn)象，應(yīng)停止鉆進或接單根，上提鉆具到正常井段后，采用沖、通、劃的辦法，使井眼恢復(fù)正常，然后，繼續(xù)作業(yè)；（9）短起下鉆井段應(yīng)超過新鉆井段長度，防縮徑卡鉆；（10）鉆進中發(fā)現(xiàn)泵壓下降，必須停鉆找出原因。如果在地面上找不出問題，應(yīng)起鉆檢查鉆具；（11）在井口上作業(yè)，必須預(yù)防工具、螺栓、鉗牙等物品落入井內(nèi)?？站畷r，可用鉆頭盒蓋住井口；（12）鉆進過程中堅持每鉆完一單根，劃眼1～2次，開泵上提至鉆桿接頭，正常后方可坐吊卡；（13）記錄好遇阻，遇卡位置，結(jié)合測斜資料判斷鍵槽所在井深，破壞鍵槽；（14）嚴(yán)格控制起下鉆速度，特別是鉆具組合剛性變大時更要引起重視，下鉆遇阻時不得硬壓硬砸，起鉆阻卡時不硬拉硬拔，應(yīng)開泵循環(huán)，進行沖通；嚴(yán)防鉆具被擠入縮徑的小井眼井段。11.2井塌11.2.1防塌技術(shù)措施大多數(shù)的泥、頁巖中都含具有化學(xué)活性的壓實粘土，當(dāng)鉆進泥、頁巖時，粘土水化膨脹，在井眼圍巖中形成膨脹應(yīng)力。預(yù)防井塌應(yīng)從物理的、化學(xué)的和機械三個方面入手，分析原因，采取措施。（1）確保在井壁周圍形成足夠的支持力，這就要求控制一個適當(dāng)?shù)你@井液密度，以維持井壁的力學(xué)平衡；（2）使用防塌抑制劑、封堵類材料，改變鉆井液濾液性質(zhì)，減少鉆井液侵入量，滿足對泥巖的有效抑制和封堵；（3）盡力縮短流體對易坍塌地層的浸泡時間，改善鉆井液的高溫高壓濾失性和濾餅質(zhì)量，均勻加入處理劑，保持鉆井液性能穩(wěn)定，尤其是密度和粘切有相對穩(wěn)定；（4）盡力減輕鉆具對井壁的碰撞和減輕壓力激動及抽吸。同時，還應(yīng)盡量減輕流體對井壁的沖刷。11.2.2井塌處理措施（1）控制住井塌，將坍塌物從井眼中帶出，如提高鉆井液的攜砂能力，配制足夠量的高粘切鉆井液作為清掃液進行洗井；（2）提高鉆井液的防塌能力，提高井壁的穩(wěn)定性，如降低鉆井液HTHP失水和改善濾餅質(zhì)量，提高鉆井液對地層的抑制能力和有效封堵能力，在地質(zhì)許可條件下，適當(dāng)增加鉆井液密度，以提高對井壁周圍的支持力。11.3井漏根據(jù)已鉆井資料可知，在D1井鉆進，在井深822m時發(fā)生地層滲漏，漏速5.0m3/h，共漏失鉆井液20.6m3；鉆至井深1242m時提鉆頭，下鉆到井底開泵洗井時，發(fā)生憋漏，漏速34m3/h，共計漏失鉆井液19.5m3；下鉆至井深921m遇阻后劃眼，劃眼至井深1287m時換鉆頭，下鉆到井底后在井段1098m～1142m發(fā)生井漏，漏速38m3/h，共漏失鉆井液21.5m3，分析原因是由于憋泵造成的。11.3.1防漏技術(shù)措施在鉆井中可能出現(xiàn)井漏，本井應(yīng)做好防漏堵漏技術(shù)和物資準(zhǔn)備?？偟脑瓌t是：“防漏為主，專項堵漏為輔”，及時加以封堵，防止井下復(fù)雜發(fā)生或控制其復(fù)雜程度。防漏措施主要有工程技術(shù)措施和泥漿技術(shù)措施。工程技術(shù)措施控制下鉆速度，每根立柱的下入時間應(yīng)為45～60s；（2）當(dāng)因井塌導(dǎo)致起下鉆遇阻時，須緩慢開泵，并降低泵排量；劃眼時控制速度，嚴(yán)防因憋泵而引起井漏；（3）下鉆時循環(huán)泥漿時要用小排量，開泵時避開井漏井段，禁止在漏失段定點循環(huán)（4）下完鉆開泵前必須上提方鉆桿，先轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤1min以上，然后緩慢開泵，在泵壓穩(wěn)定前不要提高泵率；（5）對于已發(fā)生過漏失的井段，先用小排量開泵，開泵時上提鉆具，泥漿返出正常后再用鉆進排量循環(huán)；（6）加強坐崗以及時發(fā)現(xiàn)井漏，并及早采取措施，（7）用好固控設(shè)備，盡量減少泥漿中的固相含量，降低環(huán)空實際泥漿密度，減輕液柱壓力。（8）起鉆時必須灌漿，防止井塌和漏層反吐；（9）在軟地層鉆進時防止鉆頭泥包。二、泥漿技術(shù)措施（1）在滿足泥漿攜巖要求的前提下，盡量降低泥漿粘切，這樣不僅可降低環(huán)空壓耗，而且還可減少壓力激動；（2）在高滲透性地層鉆進時，降低泥漿漏失量，改善泥餅質(zhì)量，防止因形成厚泥餅而引起環(huán)空間隙縮小，導(dǎo)致環(huán)空壓耗的增加；（3）加重泥漿時，要均勻加入加重劑且控制加入速度，以免因泥漿加重過快而造成環(huán)空壓耗過高；（4）鉆進孔隙性漏失層時，進入漏層前，可通過增加泥漿中膨潤土含量或加入增粘劑來提高泥漿粘度、動切力、靜切力，以提高漏失層承壓能力，實現(xiàn)防漏的目的，這對于微滲透性漏層尤為重要；（5）鉆遇漏層前，在泥漿中提前加入3%～4%的當(dāng)向壓力封漏劑，最好再加入4%的細(xì)鋸末，但加入鋸末后不能使用振動篩，因此是否加入鋸末應(yīng)根據(jù)將鉆遇的斷層裂縫的大小和鄰井大的鉆井情況而定。加入鋸末后必須使用除砂器，并定期掏罐一清楚泥漿中的鉆屑；（6）下部注水層壓力較高必須用高密度泥漿平衡時，如果上部地層承壓能力較低，可進行先期堵漏，先期堵漏的程序是破試、堵漏、試漏；（7）針對J1s漏失層的井漏，應(yīng)采取針對性的防漏、堵漏方案；（8）推薦防漏基本配方：基本配方+2%SMP-1（粉）+2%SPNH+3%陽離子防塌瀝青+7%KCL+2%凝膠ZL+1%Cao。11.3.2堵漏技術(shù)措施若井內(nèi)發(fā)生漏失，應(yīng)首先確定漏失層位、漏失速度，并采取針對性的措施處理，下面列出不同漏速下的橋接堵漏技術(shù)措施。（1）若是漏速小于5m3/h的滲透性漏失，可起鉆靜止，無效時將泥漿粘度提高到60～70s，加入2%～3%的DF—1，下鉆注入漏層起鉆靜止。若仍無效可重新配堵漏漿在上述基礎(chǔ)上再加入2%～3%的鋸末，注入漏層，必要時還可適當(dāng)憋壓；（2）若漏速為5～20m3/h，起鉆或起鉆至安全井段后，配制25～50m3橋接堵漏漿，橋堵劑類型及其加量要視現(xiàn)場實際情況而定；（3）對漏速大于20m3/h、甚至有進無出的嚴(yán)重漏失，先泥球然后按上述（2）進一步堵漏，如果仍無效可在注入橋接堵漏漿后用水泥塞封堵，采用該方法必須慎重，因為如果注水泥無效可能會使井漏加??；（4）堵漏技術(shù)方案?，F(xiàn)場提前做好配方試驗，調(diào)整基漿防止堵漏材料沉降，并將具體方案報甲方管理部門。如遇漏失，盡快實施堵漏作業(yè)。堵漏時小排量將堵漏漿打入漏層，起鉆至套管內(nèi)（或在套管鞋位置注入堵漏漿）靜止3-6h，再下鉆至漏層頂部循環(huán)，不漏則繼續(xù)鉆進。11.4井涌、井噴的預(yù)防與處理11.4.1防井涌、井噴技術(shù)措施（1）加強地質(zhì)分析，及時提出可靠的地層預(yù)報，尤其是對高壓層上部蓋層的預(yù)報，打開高壓儲層前100m，做好設(shè)備工具、人員思想、技術(shù)安全措施、井口裝置、隊伍組織和器材設(shè)施的配套檢查落實；（2）坐崗觀察循環(huán)罐液面，循環(huán)罐配備液面報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)溢流并匯報；（3）鉆井液密度在地層壓力的基礎(chǔ)上按標(biāo)準(zhǔn)附加；（4）配置、安裝、試壓、使用、維護、保養(yǎng)好井控裝備。根據(jù)地質(zhì)預(yù)報或鄰井資料，在進入預(yù)計高壓儲層前，對地面設(shè)備、循環(huán)系統(tǒng)、鉆井液槍、混合漏斗、攪拌器等進行全面檢查，保證運轉(zhuǎn)正常；（5）落實井隊班組井控崗位分工，明確職責(zé)；（6）井場必須按設(shè)計儲備重鉆井液和加重材料，重漿儲備罐上安裝攪拌器、鉆井液槍；（7）根據(jù)地層承壓能力實驗，確定允許最大關(guān)井壓力及當(dāng)量鉆井液密度；（8）鉆開儲層前100m，必須對防噴器試壓一次，如氣層中鉆井作業(yè)較長，每隔30天試壓一次，嚴(yán)格執(zhí)行油氣層“五不打開”原則；（9）鉆開儲層期間，堅持24h必須有井隊干部值班，定崗、定人認(rèn)真觀察鉆進、起下鉆和其它作業(yè)時的鉆井液出口及鉆井液池液面的變化情況，取全取準(zhǔn)資料，發(fā)現(xiàn)異常情況立即報告司鉆和值班干部；（10）儲層鉆進中，應(yīng)采取低速起鉆，下鉆時下放速度不宜過快，以減少抽吸和壓力激動，每起1柱鉆桿，必須灌滿鉆井液一次，鉆井液工做好記錄，及時校對，保證灌滿井眼，下鉆時，應(yīng)認(rèn)真記錄返出量，發(fā)現(xiàn)異常，立即報告司鉆和值班干部，查明原因，正確處理；（11）檢修設(shè)備應(yīng)安排在下鉆到套管鞋時進行，并在鉆柱上裝鉆具回壓閥；（12）電測前井下情況必須正常、穩(wěn)定，電測時應(yīng)準(zhǔn)備1柱帶鉆具回壓閥的鉆桿，以備井內(nèi)異常時強行下入控制井口；（13）在儲層中鉆進時，堅持使用液面報警器，鉆井液工、副司鉆、場地工三崗聯(lián)座觀察液面，每15min記錄鉆井液池液面一次，若遇特殊情況應(yīng)加密到3～5min觀察一次出口鉆井液池液面變化，對溢流的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)急處理作到1m3報警，2m3（14）鉆開儲層前，堅持每只鉆頭作低泵速試驗，記錄井深、鉆井液密度、泵壓、排量；（15）鉆開主要產(chǎn)層遇有井漏，井漏顯示的當(dāng)只鉆頭，以及特殊作業(yè)之前均應(yīng)短程起下鉆，以10～15立柱為宜；如氣侵嚴(yán)重，可調(diào)整鉆井液密度平衡地層壓力；（16）油氣水層鉆進中，應(yīng)用大水眼鉆頭并使用旁通閥，以利于加重鉆井液，壓井和堵漏等工藝的實施；（17）任何時候發(fā)現(xiàn)溢流應(yīng)按井控“四七”動作控制井口，根據(jù)關(guān)井壓力確定壓井液密度，盡快按壓井程序壓井。嚴(yán)禁循環(huán)觀察、鉆進觀察、靜止觀察等違章現(xiàn)象發(fā)生；（18）避免長時間關(guān)井，在等候加重或在加重過程中，要間斷注高密度鉆井液，同時，用節(jié)流管匯控制回壓，保持井底壓力略大于地層壓力狀態(tài)下排放鉆井液，若等候時間長，則應(yīng)及時實施司鉆法第一步，排除溢流，防止井口壓力過高；（19）鉆井作業(yè)中應(yīng)密切注意十五種顯示。做到及時發(fā)現(xiàn)，迅速關(guān)井；（20）控制住井口后，應(yīng)對井控主體及節(jié)流壓井管匯、遠(yuǎn)程控制臺等部位詳細(xì)檢查，如井口壓力接近或達到井控裝置、套管、地層破裂壓力三者中壓力最低的極限值，應(yīng)放噴泄壓，放噴天然氣須燒掉，防止與空氣混合發(fā)生爆炸；（21）確定明確的井噴報警信號；（22）加重壓井作業(yè)不得在鉆進過程中實施；（23）起鉆前必須采取措施確保并證實井已壓穩(wěn)、有安全的起下鉆時間。11.5井場防火技術(shù)措施（1）井場嚴(yán)禁使用明火、不準(zhǔn)吸煙。必須動火或使用電氣焊時，嚴(yán)格執(zhí)行動火申請制度，應(yīng)遠(yuǎn)離井口、鉆井液循環(huán)罐，在有可靠的防火措施下實施動火。（2）井場必須按照消防規(guī)定配備消防滅火器具，崗位人員要會操作、維護保養(yǎng)。消防工具房鑰匙交由發(fā)電工交接班。（3）井場區(qū)的室內(nèi)外照明一律裝防爆燈，電線一律不得使用裸線，使用防爆開關(guān)，夜間必須有足夠?qū)＞€控制的探照燈。（4）柴油機排氣管不破不漏，并有冷卻滅火裝置，其出口與井口相距15m以上，出口方向背離井口。（5）經(jīng)常清除鉆臺上下、機泵房的油泥和雜物，保持清潔。（6）液氣分離器、放噴管線出口按規(guī)定接出井場，燃燒筒出口處設(shè)置有手動、遙控點火裝置，并有防火墻或隔離帶。（7）二開前聯(lián)系與井場最近且有相應(yīng)救火消防能力的地方消防隊查看井場路線，發(fā)生險情時及時聯(lián)系。（8）井隊成立火災(zāi)應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，當(dāng)班值班干部是應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組成員，一旦發(fā)生險情，執(zhí)行應(yīng)急程序。（9）確定明確的火警信號。石油工程設(shè)計大賽完井設(shè)計第12章完井設(shè)計12.1完井方式的優(yōu)選完井工程是一項涉及面廣、覆蓋范圍寬且非常復(fù)雜的工藝技術(shù)。完井方式和完井參數(shù)不僅與鉆井工程密切相關(guān)，而且與采油工程、油田開發(fā)緊密相連。在完井工程的整個工藝過程中，完井方法的優(yōu)選尤為重要，如果方法選擇不當(dāng)，將會對儲層產(chǎn)生較大的污染和傷害，將導(dǎo)致完井后不出油氣，或產(chǎn)能大幅降低，從而引起不必要的經(jīng)濟損失。目前，國內(nèi)外各油田和服務(wù)公司根據(jù)油氣井的具體情況所采用的完井方法主要有5種：裸眼完井、割縫襯管完井、帶管外的割縫襯管完井、射孔完井、礫石充填完井。雖然完井方式多樣，但都有各自的適用性和限制條件。有關(guān)研究表明，只有根據(jù)油氣藏類型和油層特點并考慮綜合開發(fā)開采的技術(shù)要求去選擇最適應(yīng)的完井方式，才能最有效地開發(fā)油氣田、延長油氣井壽命、提高采收率和提高油氣田開發(fā)的總體經(jīng)濟效益。經(jīng)過前人的總結(jié)，合理的完井方式應(yīng)該滿足以下幾點要求[4]：（1）油氣層和井筒之間應(yīng)保持最佳的連通條件，油氣層所受的損害最?。唬?）油氣層和井筒之間應(yīng)具有盡可能大的滲流面積，最小的油氣滲流阻力；（3）應(yīng)能有效的封隔油、氣、水層，防止油氣竄流和層間的相互干擾；（4）應(yīng)能有效的控制油氣層出砂，保持井壁穩(wěn)定，確保正常的生產(chǎn)壽命；（5）應(yīng)具備分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層措施以及便于人工舉升和井下作業(yè)等；（6）若為稠油油藏，則稠油開采能達到熱采（主要是蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)）的要求；（7）油氣田開發(fā)后期具備側(cè)鉆定向井和水平井的條件；（8）施工工藝盡可能簡單，成本盡可能低。根據(jù)A區(qū)塊實鉆井及生產(chǎn)資料數(shù)據(jù)提示，綜合考慮地質(zhì)和油藏工程特性，生產(chǎn)過程中井壁穩(wěn)定性和地層是否出砂，完井產(chǎn)能大小，鉆完井經(jīng)濟效益及采油工程要求等，確定本設(shè)計井的完井方式采用割縫襯管完井。12.2割縫襯管完井適用的地質(zhì)條件多數(shù)情況下，砂巖油藏中的水平井井眼容易坍塌或部分坍塌，不能采用裸眼完井方式，為了保護井壁，裸眼前下襯管完井得到了廣泛應(yīng)用。以下是割縫襯管完井的具體適用條件。（1）無氣頂、無底水、無含水夾層及易塌夾層的儲層；（2）單一厚儲層，或壓力、巖性基本一致的多儲層；（3）不準(zhǔn)備實施分隔層段，選擇性處理的儲層；（4）巖性較為疏松的中、粗砂粒儲層。由于割縫襯管完井方式有先期固井和后期固井兩種，本文采用先期固井的方式。即：鉆頭鉆至油層頂界后，先下技術(shù)套管注水泥固井，再從技術(shù)套管中下入直徑小一級的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計井深。最后再油層部位下入預(yù)先割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器（卡瓦封隔器），將襯管懸掛在技術(shù)套管上，并密封襯管和技術(shù)套管之間的環(huán)形空間，使油氣通過襯管的割縫流入井筒。12.3割縫襯管縫眼的功能（1）允許一定數(shù)量和大小的能被原油攜帶至地面的“細(xì)砂”通過；（2）能把較大顆粒的砂阻擋在襯管外面。這樣，大砂粒就在襯管外面形成“砂橋”或者“砂拱”，“砂橋”具有良好的溝通能力，同時起到保護井壁的作用。12.4割縫襯管的技術(shù)參數(shù)12.4.1縫眼的形狀縫眼的剖面應(yīng)該呈梯形，梯形兩斜邊的夾角與襯管的承壓大小及流通量有關(guān)，一般設(shè)計為12°左右。梯形大的底邊應(yīng)為襯管內(nèi)表面，小的底邊應(yīng)為襯管外表面。這種縫眼的形狀可以避免砂粒卡死在縫眼內(nèi)而堵塞襯管。12.4.2縫口的寬度梯形縫眼小底邊的寬度稱為縫口寬度?？p口寬度為： （12.1）式中：縫口寬度，mm；產(chǎn)層砂粒度組成累積曲線上，占累積重量為10％所對應(yīng)的砂粒直徑，mm。上式表明：占砂樣總重量為90％的細(xì)小砂粒被允許通過割縫縫眼，而占砂樣總重量為10％的大直徑承載骨架砂不能通過縫眼，被阻擋在襯管外面形成具有較高滲透率的“砂橋”。表12.1和表12.2是P1層和P2層的油藏巖性和含油性關(guān)系統(tǒng)計表。從兩表可以大致看出儲層砂巖粒徑大小的大致分布。表12.1P1層油藏巖性和含油性關(guān)系統(tǒng)計表巖石名稱富含油油侵油斑油跡熒光不含油總計m砂巖1.061.113.654.4313.2923.54砂礫巖0.58.149.75.842.937.5534.66中砂巖7.7718.076.241.825.3939.29細(xì)砂巖4.040.20.152.255.7912.43鈣質(zhì)砂巖0.660.66泥巖12.2412.24總計m0.521.0129.0815.8812.0944.26122.82表12.2P2油藏巖性和含油性關(guān)系統(tǒng)計表巖石名稱富含油油侵油斑油跡熒光不含油總計m砂巖0.745.280.651.231.719.61砂礫巖1.3412.7420.617.298.172.1452.29中砂巖2.760.491.744.99細(xì)砂巖0.544.214.343.596.865.7325.27鈣質(zhì)砂巖0.660.66泥巖11.3411.34總計m1.8817.6930.2314.2916.7511.32104.16 從以上兩表可以看出，巖石中顆粒直徑最大的為砂巖，砂巖含量大致上超過了10%，因此，可以取砂巖的直徑為。砂巖的直徑在1~2mm，則縫口的寬度可取0.5~1mm。12.4.3縫眼的排列形式縫眼的排列形式有兩種，一種是沿襯管軸線的平行方向，另一種是沿襯管軸線的垂直方向。為了減小滲流阻力，本設(shè)計采用沿襯管軸線的垂直方向。12.4.4割縫襯管的尺寸由井深結(jié)構(gòu)示意圖可知，技術(shù)套管公稱直徑7in，裸眼井段鉆頭直徑6in，經(jīng)過查表割縫襯管公稱直徑可選用5~51/2in。12.4.5縫眼的長度縫眼的長度應(yīng)根據(jù)管徑的大小和縫眼的排列形式而定，通常為20～300mm。由于垂向割縫襯管的強度低，因此垂向割縫的縫長較短，一般為20～50mm。平行向割縫的縫長一般為50～300mm。小直徑高強度襯管取高值，大直徑低強度襯管取低值。由于本設(shè)計采用的是垂直向割縫，又是小直徑，故縫長可取40mm。12.4.6縫眼的數(shù)量縫眼的數(shù)量決定了割縫襯管的流通面積。在確定割縫襯管流通面積時，既要考慮產(chǎn)液量的要求，又要顧及割縫襯管的強度?？p眼的數(shù)量可由下式確定： （12.2）式中：縫眼數(shù)量，條/mm； 縫眼總面積占襯管外表面積的百分?jǐn)?shù)，一般取2%；每米襯管外表面積，mm2/m；縫口寬度，mm；縫眼長度，mm。取=2%，5寸半的襯管外徑，0.5mm的縫寬,40mm的縫度，算出n為398.98條/mm，取400條/m。12.5完井井口裝置與儲層保護技術(shù)12.5．1完井井口裝置根據(jù)套管設(shè)計時計算的最大井口內(nèi)壓力為16.41MPa，設(shè)計內(nèi)壓力為16.49MPa，因此選擇的采油樹的最大工作壓力必須大于16.49MPa，選擇KR21/380井口裝置，見圖12.1。KR21/380井口裝置技術(shù)規(guī)范：（1）公稱直徑：65mm；（2）最大工作壓力：21MPa；（3）工作溫度：-29～380℃；（4）連接方式：卡箍；（6）工作介質(zhì)：石油、蒸汽、熱水。圖12.1KR21/380采油井口裝置石油工程設(shè)計大賽鉆前工程和HSE管理第13章鉆前工程和HSE管理按規(guī)范要求滿足鉆井施工的井場，前場長度不少于50m，以便于鉆機起放井架，井場面積按《鉆前工程技術(shù)條件》（SY/T5466-1997）[21]執(zhí)行。13.1鉆前及安裝工程（1）鉆前施工考慮井場位置的特殊性，道路和井場基礎(chǔ)的質(zhì)量符合規(guī)范。（2）井架基礎(chǔ)、機泵基礎(chǔ)和罐式循環(huán)系統(tǒng)基礎(chǔ)全坐在硬土上。其基礎(chǔ)的混凝土所用水泥、砂、石子比例用1︰3︰6(體積比)，攪拌混合均勻，搞好養(yǎng)護，確保底部施工質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，基礎(chǔ)平面水平高差小于3mm。（3）開鉆前召集全隊職工認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹地質(zhì)、工程設(shè)計，切實做好一切準(zhǔn)備工作，做到思想明確、準(zhǔn)備充分、措施落實。（4）設(shè)備安裝要嚴(yán)格安裝質(zhì)量，按要求做到平、正、穩(wěn)、全、牢、靈、通。校正天車、轉(zhuǎn)盤、井口在同一鉛垂線上，偏差小于10mm。（5）電路安裝按《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》（SY/T6426-2005）[20]其鉆臺燈、井架燈、機房燈、泵房燈、探照燈、值班房燈、宿舍燈、動力線路、警報電鈴必須九路分輸，集中控制于值班房內(nèi)。（6）所有電器設(shè)備及附件必須安全防爆、性能良好、不漏電、不跳火花，發(fā)電房必須有避雷裝置。錄井房、監(jiān)測儀主機等未防爆的設(shè)備必須安裝在防爆區(qū)以外。（7）井場、儲備罐、池的探照燈數(shù)量足夠，滿足井場施工的照明要求。（8）供水設(shè)備能力能夠滿足施工需要，水池或水罐容積大于300m3（9）鉆臺、泵房下部地表及大、小鼠洞周圍必須涂抹水泥，以防滲水浸泡基礎(chǔ)，影響基礎(chǔ)安全。放噴管線必須建防火墻、積污池與隔離帶。（10）鉆臺、機房、泵房下部地表高于周圍地面，并有明溝排水。井場周圍有深排水溝，井場排水溝不許匯入污水池。（11）井場平整，所有鉆具要平穩(wěn)地擺放在管排架上，嚴(yán)禁亂擺亂放，以免造成地面損壞而導(dǎo)致鉆具事故。（12）開鉆前所有動力、機械設(shè)備，須經(jīng)2h滿負(fù)荷試運轉(zhuǎn)正常，油水氣管線必須保證密封好，閘門開關(guān)靈活，無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，經(jīng)驗收合格后方可開鉆。13.2HSE管理按“所有從事開發(fā)石油和天然氣資源的公司都應(yīng)有一個行之有效的健康、安全與環(huán)境管理體系”的要求。健全鉆井隊健康、安全與環(huán)保組織機構(gòu)，按公司的《鉆井作業(yè)健康、安全與環(huán)境（HSE）作業(yè)指導(dǎo)書》要求，制定出本井實用、全面的鉆井作業(yè)《HSE作業(yè)計劃書》并嚴(yán)格按照執(zhí)行13.2.1健康管理要求（1）勞動保護用品按《勞動防護用品選用規(guī)則》GB/T11651-1989[22]有關(guān)規(guī)定發(fā)放及鉆井隊所在區(qū)域特點需特殊勞保用品。（2）防護用品的使用與急救和保健制度均按《石油天然氣鉆井作業(yè)健康、安全與環(huán)境管理導(dǎo)則》Q/CNPC53-2001[26]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。13.2.2安全管理要求13.2.2.1安全標(biāo)志牌的要求(位置、標(biāo)識等)（1）在井場和搬遷途中應(yīng)設(shè)立醒目的健康、安全與環(huán)境警示標(biāo)志。（2）標(biāo)志的標(biāo)識方法和項目按國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（3）主要工作場地應(yīng)設(shè)有明顯的逃生路線標(biāo)志。13.2.2.2易燃易爆物品的使用和管理按《石油天然氣鉆井作業(yè)健康、安全與環(huán)境管理導(dǎo)則》Q/CNPC53-2001標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。13.2.2.3井場滅火器材和防火安全要求（1）井場滅火器材的配備按《鉆井井控規(guī)定實施細(xì)則》執(zhí)行。（2）各種滅火器的使用方法和日期，應(yīng)放位置要明確標(biāo)識。13.2.2.4井場動火安全要求井場內(nèi)嚴(yán)禁煙火。鉆開油氣層后應(yīng)避免在井場使用電焊、氣焊。若需動火，應(yīng)執(zhí)行SY/T5858中的安全規(guī)定。13.2.2.5井噴預(yù)防和應(yīng)急措施（1）井控技術(shù)管理措施按SY/T6426[20]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。（2）逃生設(shè)備：鉆臺和二層臺應(yīng)安裝二層臺逃生器；鉆臺至地面專用逃生滑道。（3）應(yīng)急措施：井噴發(fā)生后，按應(yīng)急救援預(yù)案實施。13.2.3環(huán)境管理要求13.2.3.1認(rèn)真貫徹環(huán)境保護“三同時”原則井位確定后，由甲方委托有資質(zhì)的相關(guān)部門在井場附近進行環(huán)境調(diào)查和評價；同時向地方環(huán)境部門填報《建設(shè)項目環(huán)境保護“三同時”報審表》和《建設(shè)項目環(huán)境影響報告表》；基建部門的鉆前工程設(shè)計應(yīng)包括污染防治設(shè)施內(nèi)容：其中包括修建污水池，和巖屑池、發(fā)電房和房區(qū)的集油池、擋污墻、生活垃圾坑、清污分流系統(tǒng)等一并投入施工，并符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)組織驗收合格后和井場同時投入使用。13.2.3.2鉆前環(huán)境管理要求（1）在修建通往井場公路時，避免堵塞和填充任何自然排水通道。（2）井場應(yīng)設(shè)污水處理系統(tǒng)，包括污水溝、污水池和污水處理設(shè)備。污水溝和污水池應(yīng)進行防滲漏和垮塌處理。13.2.3.3鉆井作業(yè)期間環(huán)境管理要求（1）廢水、廢鉆井液的處理要求：①搞好鉆前土方工程，設(shè)置專用的儲砂坑堆放巖屑；為鉆井液固化提供相應(yīng)條件(承包方對井場污水池容積及周圍施工條件等提供相應(yīng)的要求及系統(tǒng)方案)。②鉆井施工過程中加強工藝技術(shù)的科學(xué)管理手段，減少鉆井廢物的產(chǎn)生量。產(chǎn)生的污水應(yīng)進行處理和利用，需要外排的污水應(yīng)達到排放標(biāo)準(zhǔn)。③廢棄鉆井液應(yīng)進行固化處理掩埋，固化后形成的基巖其指標(biāo)滿足各項環(huán)保技術(shù)指標(biāo)，并由相關(guān)環(huán)保部門進行檢測合格，恢復(fù)原地貌。④本井若要廢棄，產(chǎn)層要注水泥塞封閉。（2）鉆屑的處理要求：完井后，在取得當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門同意后，掩埋壓實，恢復(fù)地貌。（3）鉆井材料和油料的管理要求：鉆井材料和油料要集中管理，減少散失或漏失，對被污染的土壤應(yīng)及時妥善處理。（4）保護地下水源的技術(shù)措施：鉆井過程中，盡量使用低毒和無毒鉆井液處理劑。同時，提高鉆井液造壁性，減輕鉆井液的滲漏。13.2.3.4鉆井作業(yè)完成后環(huán)境管理要求（1）施工完成后，做到井場整潔、無雜物。（2）剩余污水、污泥應(yīng)按鉆井環(huán)境保護規(guī)定處理。石油工程設(shè)計大賽鉆井周期計劃第14章鉆井周期計劃14.1機械鉆速預(yù)測機械鉆速預(yù)測如表14.1所示。表14.1機械鉆速預(yù)測結(jié)果14.2鉆井進度計劃鉆井施工的進度計劃如表14.2所示。表14.2鉆井進度計劃序號井段(m)施工項目預(yù)計天數(shù)（天）累計天數(shù)（天）10～322一開鉆進2.212.2135.212322～1467二開鉆進9.5414.75519.7531467～1794三開鉆進827.75633.75石油工程設(shè)計大賽鉆井成本計劃第15章鉆井成本計劃15.1鉆井成本計劃所設(shè)計井的鉆井成本以現(xiàn)場實際概算為準(zhǔn)，在此無法具體設(shè)計。石油工程設(shè)計大賽鉆井技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)第16章鉆井技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)鉆機臺月：鉆機臺月為各井第一次開鉆到完成時間為止： （16.1）臺月效率： （16.2）平均機械鉆速： （16.3）鉆井技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)如表16.1所示。表16.1鉆井技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)建井周期(d)鉆井臺月數(shù)(臺月)臺月效率(m/臺月)平均機械鉆速(m/h)純鉆時間(h)241.1251594.674.03445石油工程設(shè)計大賽附表

附表附表1井身結(jié)構(gòu)具體設(shè)計步驟一、中間套管設(shè)計1、根據(jù)壓力梯度曲線圖中的最大地層孔隙壓力梯度計算設(shè)計破裂壓力梯度。式中：—設(shè)計的地層破裂壓力梯度，MPa/m；—壓力梯度曲線圖中最大的地層孔隙壓力梯度，MPa/m。2、根據(jù)設(shè)計破裂壓力梯度初選中間套管下入深度。自橫坐標(biāo)上找出設(shè)計的破裂壓力梯度，上引垂線與破裂壓力梯度線相交，交點井深即為初選中間套管下入深度或尾管最淺下入深度。3、計算正?？紫秹毫Φ貙幼畲笊疃忍幍你@井液柱壓力與地層孔隙壓力的差值。式中：—鉆井液柱壓力與地層孔隙壓力的差值，MPa；—鉆至初選中間套管鞋處所用鉆井液密度，；—正常地層水的密度，；—壓力梯度曲線圖中正?？紫秹毫ο碌貙幼畲缶睿琺。4、驗證初選中間套管下入深度有無壓差卡鉆的危險，確定中間套管下入深度。a)若小于，則初選深度即為中間套管下入深度。b)若大于，則中間套管下入深度應(yīng)小于初選深度；此時需計算在深度處壓力差為時允許的最大地層孔隙壓力梯度。式中：—正?？紫秹毫Φ貙幼畲笊疃忍幉话l(fā)生壓差卡鉆允許的最大地層孔隙壓力梯度，MPa/m。石油工程設(shè)計大賽附表在壓力梯度曲線圖上找出最大允許地層孔隙壓力梯度值，引垂線與地層孔隙壓力梯度線相交，交點井深即為中間套管下入深度。二、表層套管設(shè)計考慮井涌壓井條件或探井設(shè)計時，用下述方法確定表層套管下入深度。1、根據(jù)中間套管下入深度處的地層孔隙壓力梯度，在給定井涌條件下初選一個表層套管下入深度，用式（4）計算井涌關(guān)井時表層套管鞋處承受的壓力梯度。式中：—井涌關(guān)井時表層套管鞋處承受的壓力梯度，MPa/m；—中間套管鞋處的地層孔隙壓力梯度，MPa/m；—中間套管下入深度，m；—表層套管下入深度，m。若計算結(jié)果值與破裂壓力安全增值之和小于地層破裂壓力梯度，則滿足設(shè)計要求，該深度即為表層套管下入深度。否則，應(yīng)加深表層套管深度再進行試算。2、設(shè)計表層套管下深時一般不進行壓差卡鉆校核。三、尾管設(shè)計當(dāng)中間套管下入深度小于初選深度時需要下尾管，并確定尾管下入深度。1、根據(jù)中間套管下入深度處的破裂壓力梯度和設(shè)計系數(shù)計算尾管最大下入深度處的地層孔隙壓力梯度。式中：—尾管鞋處的地層孔隙壓力梯度，MPa/m；—中間套管下入深度處的地層破裂壓力梯度，MPa/m；2、在壓力梯度曲線圖橫坐標(biāo)上找出值，引垂線與破裂壓力梯度線相交，交點井深即為尾管最大下入深度。3、校核尾管在此下入深度是否有被卡的危險。校核方法與中間套管相同，當(dāng)尾管最大下入深度處的壓差值小于該井段的壓差卡鉆臨界值時，則尾管不會被卡。4、校核尾管下入深度，在給定井涌條件允許值壓井時，中間套管鞋處的地層是否有被壓裂的危險。校核方法同表層套管，用式（6）計算井涌關(guān)井時中間套管鞋處承受的壓力梯度。式中：—井涌關(guān)井時中間套管鞋處承受的壓力梯度，MPa/m；—尾管最大下入深度，m。當(dāng)值與破裂壓力安全增值之和小于該深度處破裂壓力梯度時，則滿足設(shè)計要求。四、生產(chǎn)套管設(shè)計生產(chǎn)套管下入深度應(yīng)根據(jù)完井方法和油氣層位置確定。附表2水平井具體設(shè)計步驟（l）選擇剖面類型，三段式。（2）選擇造斜點（KOP）H1；（3）確定增斜率K1，方法一：（4）計算剖面上的未知參數(shù)，主要是最大井斜角；（5）進行井身計算，包括各井段的井斜角、水平位移、垂深和斜深；計算第一增斜段井眼參數(shù)。（6）計算第二增斜段井眼參數(shù)。（7）計算穩(wěn)斜段井眼參數(shù)。（8）計算井眼總長度。以上各式中：井眼總長度，m；斜井段水平位移，m；水平延伸井段水平位移，m；第一次增斜終了的井斜角，；第一次增斜率，；第二次增斜率，；（9）繪制垂直剖面圖（10）繪制水平投影圖。方法二：（1）一般情況下，造斜點以上設(shè)計成垂直井段，；如果使用斜井鉆機，則，可根據(jù)給定的和計算出和。（2）曲率和曲率半徑可以相互換算：（3）根據(jù)和，求和：當(dāng)（4）根據(jù)St和θ0，求Nt和Et：（5）井口位置和造斜點均已選定的定向井，應(yīng)根據(jù)上式算出ab進行判斷，選擇軌道。其中：令式（10）、（11）、（12）中的，并將其代入式（9），可求得。根據(jù)求得的，與比較，選擇軌道類型：若，則選擇五段式軌道；若，則選擇雙增式軌道；若，則選擇三段式軌道；（6）軌道的設(shè)計計算a)三段式軌道設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)b)雙增軌道的上增斜段和其它軌道的增斜段：b)穩(wěn)斜段：c)雙增軌道的下增斜段和五段制軌道的降斜段：d)靶區(qū)井段：(7)分點東西坐標(biāo)和南北坐標(biāo)用下式計算：附表3套管柱強度校核步驟本套管柱強度設(shè)計參照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5322—2000，小井眼套管設(shè)計設(shè)計用的是等安全系數(shù)法，進行小井眼套管設(shè)計時的安全系數(shù)規(guī)定：抗擠壓設(shè)計系數(shù)DFC=1.0-1.125抗內(nèi)壓設(shè)計系數(shù)DFC=1.1考慮接頭極限強度的抗拉力設(shè)計系數(shù)DFTJ=1.8設(shè)計過程如下：（1）三軸應(yīng)力強度計算公式三軸抗擠強度計算：三軸抗內(nèi)壓強度計算：三軸抗拉強度計算：管材屈服強度：式中—抗擠強度，MPa；—抗內(nèi)壓強度，MPa；—軸向應(yīng)力，MPa；—管材鋼級代號；—管外液柱壓力MPa；—管內(nèi)液柱壓力，MPa—抗拉強度，MPa；（2）有效內(nèi)壓力計算公式①表層套管按下一次使用的鉆大鉆井液密度計算套管鞋處的最大內(nèi)壓，即上式中：—下次鉆井最大