金17-斜85_设计书

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　本井与金 17-斜 86 井同台大门朝北第一口。

　设计编号: 202012-131

　钻 钻 井 工 程 设 计

　 中石化胜利油田分公司 0 2020 年 2 12 月 4 24 日

　单位: 东胜精攻 井号: 金 17-斜 85 井别: 生产井 井型: 定向井

　金 金 17- -斜 斜 5 85 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

　：

　：

　左红军

　钻井液设计 ：

　：

　杨锐锋

　固 井 设 计 ：

　：

　张春涛

　定 定 额 设 计 ：

　：

　张

　磊

　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 .............................................................................................................. 4

　5

　钻井设备 .............................................................................................................. 6

　6

　钻具组合与强度校核 .......................................................................................... 7

　7

　钻头选型与钻井参数 ........................................................................................ 10

　8

　钻井液设计 ........................................................................................................ 10

　9

　油气层保护要求 ................................................................................................ 14

　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 .................................................................................... 26

　13

　完井井口装置 .................................................................................................... 39

　14

　职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSSE）要求 .............................. 39

　15

　钻井资料要求 .................................................................................................... 49

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　1 金 金 17- - 斜 85

　1 设计依据 1.1 钻井工程设计依据 （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）

　胜利油田分公司油气开发管理中心井位审批纪要 2020-182。预计钻井投资 284.7万元。

　1.2 井位 数据 初测井口坐标：纵(X)4104990

　横(Y)20581417 方位修正角(°)：-7.54

　磁倾角(°)：55.58

　磁场强度(μT)：53.03

　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）

　井斜角 （°）

　全角变化率 （≤°/30m）

　水平位移 （≤m）

　0～450 1 1.25

　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):15.00

　 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

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　2 金 金 17- - 斜 85

　3.2 井身结构设计数据表 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 346.1 151.0 273.1 150 0～151 二开 241.3 1016.8 177.8 1013 0～1016.8 3.3 钻井顺序 本井与金 17-斜 86 井同台大门朝北第一口。

　表3 3- -2 2

　同台井数据

　钻井 顺序 井号 井深 （m）

　造斜点 （m）

　定向方位 （°）

　井斜角 （°）

　水平位移 （m）

　表层下深 （m）

　备注 1 金 17-斜 85 1016.8 450.00 178.73 26.59 213.32 150

　2 金 17-斜 86 1065.59 250.00 118.79 29.04 348.48 160

　注：东胜公司要求先打金 17-斜 85 井，再打金 17-斜 86 井，根据首口井实钻情况确定第二口是否绕障。

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　井

　 钻井工程设计

　3 金 金 17- - 斜 85

　3.4 井身结构示意图

　图3 3- -1 1

　井身结构图

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　4 金 金 17- - 斜 85

　4 轨道设计 4.1 轨道 设计 表4 4- -1 1

　轨道设计表

　井号：金 17-斜 85 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（°）

　970.00 213.32 178.73 450.00 26.59 磁倾角（°）

　磁场强度（μT）

　磁偏角 （°）

　收敛角 （°）

　方位修正角 （°）

　55.58 53.03 -6.98 0.56 -7.54 初测井口：X=4104990.00 Y=20581417.00 靶点 A X=4104810 Y=20581421 垂深:900m 闭合距:180.04m 闭合方位:178.73°

　靶半径:15m 表4 4- -2 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

　450.00 0.00 178.73 450.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

　627.24 26.59 178.73 620.95 40.39 -40.38 0.90 4.50 0.00

　939.29 26.59 178.73 900.00 180.04 -180.00 4.00 0.00 0.00 A 1016.80 24.26 178.73 970.00 213.32 -213.27 4.74 0.90 180.00

　表4 4- -3 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 0.00 178.73 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 450.00 0.00 178.73 0.00 450.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 490.00 6.00 178.73 178.73 489.93 2.09 -2.09 0.05 4.50 0.00 4.50 0.00 530.00 12.00 178.73 178.73 529.42 8.35 -8.34 0.19 4.50 0.00 4.50 0.00 570.00 18.00 178.73 178.73 568.04 18.70 -18.69 0.42 4.50 0.00 4.50 0.00 610.00 24.00 178.73 178.73 605.36 33.02 -33.02 0.73 4.50 0.00 4.50 0.00 627.24 26.59 178.73 178.73 620.95 40.39 -40.38 0.90 4.50 0.00 4.50 0.00 659.73 26.59 178.73 178.73 650.00 54.93 -54.91 1.22 0.00 0.00 0.00 0.00 727.24 26.59 178.73 178.73 710.38 85.14 -85.12 1.89 0.00 0.00 0.00 0.00 827.24 26.59 178.73 178.73 799.80 129.90 -129.87 2.89 0.00 0.00 0.00 0.00 827.46 26.59 178.73 178.73 800.00 130.00 -129.97 2.89 0.00 0.00 0.00 0.00 927.24 26.59 178.73 178.73 889.23 174.65 -174.61 3.88 0.00 0.00 0.00 0.00 939.29 26.59 178.73 178.73 900.00 180.04 -180.00 4.00 0.00 0.00 0.00 0.00 972.69 25.58 178.73 178.73 930.00 194.73 -194.68 4.33 -0.90 0.00 0.90 180.00 979.29 25.39 178.73 178.73 935.96 197.57 -197.52 4.39 -0.90 0.00 0.90 180.00 1016.80 24.26 178.73 178.73 970.00 213.32 -213.27 4.74 -0.90 0.00 0.90 180.00 注：1. 要求中靶半径小于 15m,中靶后自然降斜完钻； 2. 造斜点在 300m 以下，最大井斜不超过 30°。

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　5 金 金 17- - 斜 85

　 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

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　6 金 金 17- - 斜 85

　5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 1016.8m，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 1016.8m 及以上钻井的需要。

　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 5- - 1

　0 20 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 1580kN

　台 1

　2 游车大钩 最大钩载 1580kN 台 1

　3 水龙头 最大静负荷 1600kN，最高工作压力 35MPa，中心内径 75mm 台 1

　4 转 盘 最大静负荷 1350kN，开口直径 444.5mm 台 1

　5 井架 最大静钩载 1600kN 套 1

　6 绞车 额定输入功率 450kW，最大快绳拉力 210kN 台 1

　7 井架底座 钻台面高度 4m 或 5m，转盘梁最大静载荷 1600kN，立根盒容量（直径 114mm 钻杆，长 19m 立根）2000m 套 1 选一 8 动力系统 单台功率不小于 810kW 台 2

　9 钻井泵组 单台功率不小于 597kW（800HP）

　台 1～2

　10 钻井液 循环罐 含搅拌机，单罐有效容积不小于 30 m3

　个 3

　11 振动筛

　套 1

　12 除砂器

　台 1

　13 离心机 处理量≥ 40 m3 /h 台 1～2

　14 钻井参数仪

　套 1

　注：本表仅列 2000m 钻机的主要设备要求，其他设备配备执行 Q/SH 0168.1-2008。

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　7 金 金 17- - 斜 85

　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

　（m）

　钻具组合 一开 346.1 0～151 Φ346.1mm 钻头+Φ177.8mm 钻铤 6 根（含无磁 1 根）+Φ127mm钻杆 二开 241.3 151～1016.8 Φ241.3mm 钻头 +Φ196.7mm1.25°单弯动力钻具+止回阀+Φ177.8mm 无磁钻铤 1 根+MWD +Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ127mm加重钻杆 15 根+Φ127mm 钻杆 通井 241.3 0～1016.8 Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ235mm 螺扶+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 或 或 Φ241.3mm 钻头+Φ235mm 螺扶+止回阀+Φ127mm 加重钻杆 1根+Φ235mm 螺扶+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；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。

　2.二开直接下入动力钻具，应控制好钻压、钻速及排量，防止损伤表层套管。

　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):950.52 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 177.8 71.4

　163.9 27.0

　 65.46 13.58 2 加重钻杆 127.0 76.2

　73.85 135.0

　100.0 49.11 14.43 3 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.10 854.8 724.0 11.72 23.39 3.14

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　8 金 金 17- - 斜 85

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　9 金 金 17- - 斜 85

　6.3 定向井井下专用工具及仪器 表 表 6 6- - 3 井下 专用工具及仪器

　名

　称 规

　格 型

　号 数

　量 备

　注 Φ177.8 mm 无磁钻铤 根

　1

　Φ127 mm 加重钻杆 根

　15

　Φ235 mm 螺旋扶正器 个

　2

　Φ196.7 mm 单弯（1.25°）

　根

　1

　Φ177.8 mm 钻铤 根

　5

　MWD、电子单多点 套

　各 1

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　井

　 钻井工程设计

　10 金 金 17- - 斜 85

　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 1 346.1 0～151 151 5 30.2 1 P2

　2 241.3 151～1016.8 865.8 28 30.92 1 HAT127

　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 平原组 0～151

　2 沙一段 151～1016.8 11,11,11 30～100 70+ 螺杆 33 12.23 8.02 4.21 4.13 115.79 264.54 5.78 1 65.53 注：松软地层定向及测斜时，应控制好钻压及排量，防止“大肚子”等井下复杂情况发生。

　8 钻井液设计 8.1 基本数据 表8 8- -1 1

　钻井液设计基本数据

　井身结构 地面循环量 （m 3 ）

　井眼容积 （m 3 ）

　补充量 （m 3 ）

　总需要量（m 3 ）

　钻头尺寸×钻深（mm×m）

　套管尺寸×下深 （mm×m）

　Φ346.1×151 Φ273.1×150 80 17

　25

　122

　Φ241.3×1016.80 Φ177.8×1013 80 54

　71 205...