HB川东北井身结构设计胜利钻采院.ppt
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1、川东北(深井)井身结构设计,二00七年十一月,唐志军,井身结构设计国内外现状井身结构设计方法普光主体井身结构设计大湾区块井身结构设计毛坝区块井身结构设计双庙区块井身结构设计清溪区块井身结构设计老君区块井身结构设计通南巴区块井身结构设计,目录,1.井身结构设计发展过程,一、井身结构设计国内外现状,经验积累阶段(1900年 20世纪60年代末)确定了井身结构基本形式 确定了API规范 统一了井身结构设计规程 理论发展阶段(20世纪60年代末期80年代末期)提出了满足防止套管鞋处地层压裂、避免压差卡钻、必封点等 确定了以两条压力剖面为依据,自下而上的设计方法 井身结构设计的量化方法 系统工程阶段(2
2、0世纪80年代末期至今)井身结构设计作为一个系统,根据压力平衡关系、工程约束条件及事故 发生概率等相关因素,采用风险决策技术,进行合理井身结构设计,设计原则:符合“安全第一、科学先进、保护环境、实用有效”的原则,满足安全、环境与健康体系的要求。科学有效地保护和发现油气层,有利于地质目的的实现。尽可能避免“喷、漏、塌、卡”等复杂情况产生,为全井顺利钻井、试油(气)、开采创造条件。钻头、套管及主要工具易配套,有利于生产组织运行。钻井成本经济合理。采用先进的钻井工艺、钻井工具,体现井身结构设计的科学性与先进性。,2.井身结构设计原则和依据,一、井身结构设计国内外现状,设计依据:根据平衡地层压力钻井原
3、则,确定钻井液密度。钻下部地层采用的钻井液,产生的井内压力不致压破上层套管鞋处地层以及裸露的破裂压力系数最低的地层。下套管过程中,井内钻井液柱压力与地层压力之差值,不致产生压差卡套管事故。考虑地层压力设计误差,限定一定的误差增值,井涌压井时在上层套管鞋处所产生的压力不大于该处地层破裂压力。,2.井身结构设计原则和依据,一、井身结构设计国内外现状,设计依据:应依据钻井地质设计和邻井钻井有关资料进行设计,优化设计时套管层次与深度应留有余地。含硫化氢地层、严重坍塌地层、塑性泥岩层、严重漏失层、盐膏层和暂不能建立压力曲线图的裂缝性地层均应根据实际情况确定各层套管的必封点深度。根据当前钻井工艺技术水平,
4、同时结合钻井工具、设备的配套情况,进行综合考虑。,2.井身结构设计原则和依据,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列1,回接到地面;回接到“尾管顶部,油管到5顶部。,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列 2,应用实例:美国加利福尼亚州943-29R井(7445m)目的:全井都能用127mm钻杆及较大尺寸钻头钻进,缺点:各层套管相应的钻头尺寸都是非标准的,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列 3,应用实例:美国怀俄明州Madden地区的Bighorn 1-5井(7582m)目的:分别封隔四套不同压力系统的地层缺点:尾管接箍与井壁间的间隙小,给下
5、套管作业和固井施工增加了难度,固井质量差,套管接箍与井壁间的间隙7.62mm,套管接箍与井壁间的间隙8.64mm,非标准,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列4,应用:阿拉伯美国石油公司 目的:应对六个潜在漏失层和一个异常高压水层优点:套管层次多,井眼尺寸大,可以采用大尺寸钻具组合钻进 缺点:各层套管相应的钻头尺寸都是非标准的,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列5,应用:德国KTB超深井 优点:可以为多下一层套管留有余地,套管接箍与井壁间的间隙14mm,套管接箍与井壁间的间隙12.7mm,德国在钻KTB超深井时,采用了自动垂直钻井系统。,缺点:套管与井眼之
6、间的间隙比较小,需要保持一个垂直的井眼轨迹。,一、井身结构设计国内外现状,3.国外井身结构现状,系列6,应用:拉丁美洲和墨西哥海湾地区 优点:采用了新型的无接箍套管,既增加了套管层次,又可以使用较小尺寸的导管和表层套管。缺点:非标准系列,一、井身结构设计国内外现状,套管层次多 井眼尺寸大 套管锥度小,3.国外井身结构现状,特点,优点,能封隔多套压力体系,全井能使用较大尺寸的钻头和钻杆钻进,完钻井眼可以比较大,缺点,钻头系列为非标准系列固井及施工难度高,需要先进的钻井技术做支撑。,一、井身结构设计国内外现状,一、井身结构设计国内外现状,国 内 常 用 井 身 结 构,高压,常压,异常高压,440
7、05150,可钻性差,易漏失,易漏失,易漏失,可钻性差,1750,南方常用井身结构适应性分析,508,339.7,244.5,177.8,127,套管程序,4.国内深井井身结构现状,导管:762mm20m,一开:660.4mm508mm331m,二开:444.5(406.4)mm339.7mm2922.78m,三开:311.2mm244.54153.18m,东部胜科1,四开:215.9mm139.7mm7025.25,一、井身结构设计国内外现状,4.国内深井井身结构现状,760mm伸长导管30.57m,一开:660.4mm508mm650m(封漏层、浅气层),二开:444.5mm339.7mm
8、2546m(封三叠以上低承压地层),三开:311.2mm244.55090m(封盐上地层),胜利乌拉尔2井,四开:212.7mm177.8mm(4919.245575.13)(封孔谷阶盐层),914mm导管:5m,五开裸眼:149.2双心钻头6150,一、井身结构设计国内外现状,4.国内深井井身结构现状,导管:508mm50m,一开:444.5mm339.7mm700m,二开:314.1mm273.1mm4200(封过须家河组),三开:241.3mm177.8mm(先下尾管再回接),川东北普光主体,一、井身结构设计国内外现状,导管:508mm50m,一开:444.5mm346.1mm700m,
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