孤东9-斜9014_设计书（三开）(1)
来源：教案设计 发布时间：2022-10-14 08:00:27
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设计编号: 202208-029
钻 钻 井 工 程 设 计
中石化胜利油田分公司 2 2022 年 8 08 月 5 05 日
单位: 孤东采油厂 井号: 孤东 9-斜 9014 井别: 生产井 井型: 定向井
孤东 9 9- -斜 斜 4 9014 井 钻井工程设计
设 计 单 位 ：
：
胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
工 程 设 计
：
：
钻井液设计 ：
：
固 井 设 计 ：
：
定 额 设 计 ：
：
目 目
录 1 设计依据 ............................................................................................................... 1 2 质量要求 ............................................................................................................... 1 3 井身结构 ............................................................................................................... 1 4 轨道设计 ............................................................................................................... 3 5 钻井设备 ............................................................................................................... 5 6 钻具组合与强度校核 ........................................................................................... 6 7 钻头选型与钻井参数 ........................................................................................... 9 8 钻井液设计 ......................................................................................................... 10 9 油气层保护要求 ................................................................................................. 13 10 油气井压力控制（井控专篇）
...................................................................... 14 11 固井设计 ........................................................................................................... 26 12 钻井施工重点技术要求................................................................................... 33 13 完井井口装置 ................................................................................................... 40 14 职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSE）要求 ............................... 40 15 钻井资料要求 ................................................................................................... 51
中国石化
井
钻井工程设计
1 孤东 9 9- -斜 斜 9014
1 设计依据 1.1 设计依据 （1）
钻井地质设计； （2）
邻区邻井实钻资料； （3）
有关技术规范及技术法规； （4）
井位审批纪要号：2022-164。
1.2 井位 数据
初测井口坐标：纵(X)4 193 910.57
横(Y)20 677 442.03 方位修正角(°)：-8.85
磁倾角(°)：56.42
磁场强度(μT)：53.30 2 质量要求 2.1 直井段井身质量要求 表2 2- -1 1
井身质量要求
井深 （m）
全角变化率 （≤°/30m）
井斜角 （≤°）
水平位移 （≤m）
0～500 1.00 1 15 500～1000 1.00 2 15 1000～2000 1.50 3 20 2000～2300 1.75 5 25 直井段采用电子多点监测井身轨迹，起钻测多点计算井身轨迹数据。
2.2 定向井段井身质量要求
定向段采用 MWD 随钻测控井身轨迹，根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式，随时调整井斜和方位。
靶点 A 靶半径(m):30.00
3 井身结构 3.1 井身结构设计系数 抽吸压力当量密度(Sb)：0.036g/cm3
激动压力当量密度(Sg)：0.036g/cm3
井涌条件当量密度(Sk)：0.05g/cm3
安全附加当量密度(Sf)：0.07g/cm3
正常压差允值：12～15MPa 异常压差允值：15～20MPa
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2 孤东 9 9- -斜 斜 9014
3.2 井身结构设计数据表 采用三开井身结构：一开采用Ф444.5mm钻头，下入Ф339.7mm表层套管至井深340m，封过平原组，水泥返至地面。
二开采用Ф311.2mm钻头，下入Ф244.5mm技术套管。技套下深1450m（垂深），封隔馆陶上段长期注水形成的高压层，水泥返至地面。
三开采用Ф215.9mm钻头钻至目的井深，下入Ф139.7mm套管，水泥返至地面。
表3 3- -1 1
井身结构设计
开钻 顺序 钻头尺寸 （mm）
井深 （m）
套管外径 （mm）
套管下深 （m）
水泥封固段 （m）
一开 444.5 341.0 339.7 340 0～341 二开 311.2 1452.00 244.5 1450 0～1452 三开 215.9 2703.57 139.7 2700 0～2703.57 3.3 井身结构示意图
图3 3- -2 2
井身结构图
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3 孤东 9 9- -斜 斜 9014
4 轨道 设计 4.1 轨道设计 表 表4-1
轨道设计表 井号：孤东 9-斜 9014 轨道类型：直-增-稳
井底垂深（m）
井底闭合距（m）
井底闭合方位（°）
造斜点 （m）
最大井斜角（°）
2680.00 127.17 76.82 2300.00 22.76 磁倾角（°）
磁场强度（μT）
磁偏角 （°）
收敛角 （°）
方位修正角 （°）
56.42 53.30 -7.62 1.23 -8.85 初测井口：X=4193910.57 Y=20677442.03 靶点:A X=4193930 Y=20677525 垂深:2580m
闭合距:85.21m
闭合方位:76.82°
靶半径:30m
表 表 4-2
轨道参数
井深 （m）
井斜 （°）
方位 （°）
垂深 （m）
水平位移 （m）
南北 （m）
东西 （m）
狗腿度 （°/30m）
工具面 （°）
靶点 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2300.00 0.00 76.82 2300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2451.73 22.76 76.82 2447.77 29.74 6.78 28.96 4.50 0.00
2595.12 22.76 76.82 2580.00 85.21 19.43 82.97 0.00 0.00 A 2703.57 22.76 76.82 2680.00 127.17 29.00 123.82 0.00 0.00
表 表 4-3
轨道各点数据
井深 （m）
井斜 （°）
方位 （°）
闭合方位 （°）
垂深 （m）
闭合距 （m）
南北 （m）
东西 （m）
造斜率 （°/30m）
方位变化率 （°/30m）
狗腿度 （°/30m）
工具面 （°）
0.00 0.00 76.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2300.00 0.00 76.82 0.00 2300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2330.00 4.50 76.82 76.82 2329.97 1.18 0.27 1.15 4.50 0.00 4.50 0.00 2360.00 9.00 76.82 76.82 2359.75 4.70 1.07 4.58 4.50 0.00 4.50 0.00 2390.00 13.50 76.82 76.82 2389.17 10.55 2.41 10.28 4.50 0.00 4.50 0.00 2420.00 18.00 76.82 76.82 2418.04 18.70 4.26 18.20 4.50 0.00 4.50 0.00 2450.00 22.50 76.82 76.82 2446.17 29.08 6.63 28.31 4.50 0.00 4.50 0.00 2451.73 22.76 76.82 76.82 2447.77 29.74 6.78 28.96 4.50 0.00 4.50 0.00 2454.15 22.76 76.82 76.82 2450.00 30.68 6.99 29.87 0.00 0.00 0.00 0.00 2551.73 22.76 76.82 76.82 2539.98 68.43 15.60 66.62 0.00 0.00 0.00 0.00 2568.01 22.76 76.82 76.82 2555.00 74.73 17.04 72.76 0.00 0.00 0.00 0.00 2595.12 22.76 76.82 76.82 2580.00 85.21 19.43 82.97 0.00 0.00 0.00 0.00 2695.12 22.76 76.82 76.82 2672.21 123.90 28.25 120.64 0.00 0.00 0.00 0.00 2703.57 22.76 76.82 76.82 2680.00 127.17 29.00 123.82 0.00 0.00 0.00 0.00 注：设计垂深及靶点垂深均不含补心高。
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井
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4 孤东 9 9- -斜 斜 9014
4.2 井眼轨道垂直投影图
图4 4- -1 1
井眼轨道垂直投影图
4.3 井眼轨道水平投影图
图4 4- -2 2
井眼轨道水平投影图
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5 孤东 9 9- -斜 斜 9014
5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 2703.57m，依据钻机负荷的选择原则，确定选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足 2703.57m 及以上钻井的需要。
（1）施工过程中最大工作钩载不能超过钻机实际最大钩载的 80%。
（2）钻具的最大净重不能超过钻杆盒承载能力，本井钻具最大净重约 995kN。
（3）钻机净空高应满足设计井口装置安装的需要。
（4）要求设备工况良好，设备防护与安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量、钻井液性能维护与钻井液储备的要求。
5.2 主要设备简介 表 表 5-1
3 30 0 型 型 钻机主要设备 配备 要求
序号 设备名称 主要技术参数 单位 数量 1 天车 最大静负荷 1700kN 台 1 2 游车大钩 最大钩载 1700kN 台 1 3 水龙头 最大静负荷 2250kN，最高工作压力 34MPa，中心管内径75mm 台 1 4 转盘 最大静负荷 3150kN，开孔直径 520mm 台 1 5 井架 最大静负荷 1700kN 套 1 6 井架底座 钻台面高度≥5m， 转盘梁最大静载荷 1700kN 套 1 7 动力系统 柴油机 2 台（单台功率不小于 810 kW）
或主柴油发电机组总机功率≥1000 kW 台
8 钻井泵 单台功率不小于 735 kW（1000HP）
套 1～2 9 钻井液 循环罐 含搅拌机，单罐有效容积不小于 30 m 3
个 3
10 振动筛
套 1
11 除砂器
台 1
12 离心机 处理量≥ 40 m 3 /h 台 1～2 13 钻井参数仪
套 1
注：本表仅列 3000m 钻机的主要设备要求，其他设备配备执行 Q/SH1020 2618.1-2017。
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6 孤东 9 9- -斜 斜 9014
6 钻具组合与强度校核 6.1 钻具组合 表6 6- -1 1
钻具组合
开钻 次序 井眼 尺寸 （mm）
钻进井段 钻具组合 一开 Φ444.5 0～341 Φ444.5mm 钻头+Φ203.2mm 钻铤 3 根(含无磁钻铤 1 根)+Φ177.8mm 钻铤 9根+Φ127mm 钻杆 二开 Φ311.2 直井段
341～1452 常规钻具：
：Φ311.2mm 钻头+Φ203.2mm 钻铤 3 根(含无磁钻铤 1根)+Φ177.8mm 钻铤 9 根+Φ127mm 钻杆 ：
钟摆钻具：Φ311.2mm 钻头+止回阀+Φ203.2mm 钻铤 2 根(含无磁钻铤 1 根)+ Φ311mm 螺旋扶正器 Φ203.2mm 钻铤 1 根+Φ177.8mm 钻铤 10 根+Φ127mm钻杆 三开 Φ215.9 直井段 定向段 稳斜段 1452～2703.57 Φ215.9mm 钻头+Φ171.5mm1.25°单弯动力钻具+止回阀+Φ158.8mm 无磁钻铤 1 根+MWD +Φ158.8mm 钻铤 2 根+Φ127mm 加重钻杆 30 根+Φ127mm 钻杆
二开通井 Φ311.2 0～1452 组合 1：Φ311.2mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ310mm 扶正器+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 组合 2：Φ311.2mm 钻头+Φ310mm 扶正器+止回阀+Φ127mm 加重钻杆 1 根+Φ310mm 扶正器+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 三开通井 Φ215.9 0～2703.57 组合 1：Φ215.9mm钻头+止回阀+Φ158.8mm钻铤 2 根+214 扶正器+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm 钻杆 组合 2：Φ215.9mm 钻头+214 扶正器+止回阀+Φ127mm 加重钻杆 1 根+214扶正器+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 注：(1)本设计供参考，施工单位在实钻中可根据实际情况依据地层特性在确保井下安全、确保下套管顺利和井身质量、提高钻井速度的原则调整钻具组合； (2)通井钻具的选择应该有利于井眼修复，以保证套管顺利下入。
(3)三开在钻杆适当位置加装套管防磨套。
6.2 钻柱强度校核 表6 6- -2 2
钻柱强度校核
中和点深度(m):2526.45 中和点位置:外径 127mm 内径 76.2mm 加重钻杆 钻
具
明
细 序号 钻柱 名称 外径 （mm）
内径 （mm）
钢级 重量 （kg/m）
长度 （m）
屈服强度 （MPa）
抗拉 系数 抗扭 系数 MISES 系数 1 钻铤 158.8 71.4
123.7 27.0
70.95 14.76 2 加重钻杆 127.0 76.2
72.37 270.0
100.0 31.3 9.74 3 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.1 2406.57 724.0 4.51 14.47 2.33
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6.3 定向井井下专用工具及仪器 表 表 6-3 井下专用工具及仪器表
名称 规格 型号 数量 备注 Φ158.8 mm 无磁钻铤 根
1
Φ203.2 mm 无磁钻铤 根
1
Φ127mm 加重钻杆 根
30
Φ310mm 螺旋扶正器 个
2
Φ214mm 螺旋扶正器 个
2
Φ171.5mm 单弯(1.25°) 根
1
Φ177.8mm 钻铤 根
9
Φ158.8 mm 钻铤 根
2
MWD、电子单多点 套
各 1
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7 钻头选型与钻井参数 7.1 钻头选型设计 表7 7- -1 1
钻头选型设计表
序号 尺寸 （mm）
钻进井段 （m）
进尺 （m）
纯钻时间（h）
机械钻速（m/h）
数量 （只）
钻头型号推荐 1 2 1 444.5 0～341 341
1 P2
2 311.2 341～1452 1111 40 27.78 1 PDC
3 215.9 1452～2703.57 1251.57 70 17.88 1 PDC
7.2 钻井参数设计 表7 7- -2 2
钻井参数设计表
钻头 序号 层位 井段 (m) 喷嘴 组合 (mm) 钻 进 参 数 水
力
参
数 钻压 (kN) 转速 (r/min)排量(L/s) 立管 压力 (MPa) 钻头 压降 (MPa) 循环 压耗 (MPa)冲 击力 (kN) 喷射 速度 (m/s) 钻头水 功率 (kW) 比水 功率 (W/mm2 ) 上返 速度 (m/s) 功率 利用率 (％) 1 明化镇组 0～341
2 馆陶组 341～1452 10,10,10,10,10 30～60 90～160 45 18.11 10.89 7.22 7.73 114.5 489.96 6.45 0.71 60.13 3 沙三段 1452～2703.57 10,10,10,10 4...
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