中31-斜更18_设计书（2022年）

下面是小编为大家整理的中31-斜更18_设计书（2022年）,供大家参考。

　设计编号: 202110-002

　钻 钻 井 工 程 设 计

　 中石化胜利油田分公司 2021 年 10 月 06 日 单位: 孤岛采油厂 井号: 中 31-斜更 18 井别: 注水井 井型: 定向井

　 中 中 31- - 斜更 8 18 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 ............................................................................................................ 25

　12

　钻井施工重点技术要求 .................................................................................... 27

　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 中 中 31- - 斜更 18

　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）

　设计依据：孤岛采油厂《孤岛油田中 29-平 211 等 5 井区井网完善工程》,胜利油田分公司《方案审批纪要编号（2021-146）》。

　1.2 井位 数据 初测井口坐标：纵(X)4196826.40

　横(Y)20658995.70 方位修正角(°)：-8.59

　磁倾角(°)：56.47

　磁场强度(μT)：53.33

　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）

　0～500 1 1.25 15 500～1000 2 1.25 15 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):10.00

　 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 中 中 31- - 斜更 18

　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 346.1 331.0 273.1 330 0～331 二开 241.3 1349.56 177.8 1346 0～1349.56 3.3 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

　3 中 中 31- - 斜更 18

　4 轨道设计 4.1 轨道设计 表4 4- -1 1

　轨道设计表

　井号：中 31-斜更 18 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（°）

　1340.00 77.32 58.37 1000.00 14.93 磁倾角（°）

　磁场强度（μT）

　磁偏角 （°）

　收敛角 （°）

　方位修正角 （°）

　56.47 53.33 -7.48 1.11 -8.59 初测井口：X=4196826.40 Y=20658995.70 靶点:A X=4196858 Y=20659047 垂深:1276m

　闭合距:60.25m

　闭合方位:58.37°

　靶半径:10m

　表 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

　1000.00 0.00 58.37 1000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

　1099.54 14.93 58.37 1098.42 12.90 6.76 10.98 4.50 0.00

　1283.33 14.93 58.37 1276.00 60.25 31.60 51.30 0.00 0.00 A 1349.56 14.93 58.37 1340.00 77.32 40.55 65.83 0.00 0.00

　表 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 58.37 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1000.00 0.00 58.37 0.00 1000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1030.00 4.50 58.37 58.37 1029.97 1.18 0.62 1.00 4.50 0.00 4.50 0.00 1060.00 9.00 58.37 58.37 1059.75 4.70 2.47 4.00 4.50 0.00 4.50 0.00 1090.00 13.50 58.37 58.37 1089.17 10.55 5.54 8.99 4.50 0.00 4.50 0.00 1090.86 13.63 58.37 58.37 1090.00 10.75 5.64 9.16 4.50 0.00 4.50 0.00 1099.54 14.93 58.37 58.37 1098.42 12.90 6.76 10.98 4.50 0.00 4.50 0.00 1199.54 14.93 58.37 58.37 1195.04 38.66 20.28 32.92 0.00 0.00 0.00 0.00 1283.33

　14.93

　58.37

　58.37

　1276.00

　60.25

　31.60

　51.30

　0.00

　0.00

　0.00

　0.00

　1349.56 14.93 58.37 58.37 1340.00 77.32 40.55 65.83 0.00 0.00 0.00 0.00 注：设计垂深均不含补心高，中靶半径控制在 10m 以内。

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　4 中 中 31- - 斜更 18

　 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

　5 中 中 31- - 斜更 18

　5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 1349.56m，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 1349.56m 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。

　（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 5- - 1

　2 20 0 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 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 m 3

　个 3

　11 振动筛

　套 1

　12 除砂器

　台 1

　13 离心机 处理量≥ 40 m 3 /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

　6 中 中 31- - 斜更 18

　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 0～331 Φ346.1mm 钻头+Φ177.8mm 钻铤 6 根（含无磁钻铤 1 根）+Φ127mm 钻杆 二开 241.3 331～1349.56 Φ241.3mm 钻头 +Φ196mm1.25°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 30 根+Φ127mm 钻杆 通井 241.3 0～1349.56 Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根+欠尺寸扶正器+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 或 Φ241.3mm 钻头+欠尺寸扶正器+止回阀+Φ127mm 加重钻杆 1根+欠尺寸扶正器+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 注：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。

　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):1270.1 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 71.44

　163.9 27.0

　 61.76 11.33 2 加重钻杆 127.0 76.2

　73.85 270.0

　100.0 41.93 10.62 3 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.1 1205.56 724.0 8.83 19.95 3.1

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　7 中 中 31- - 斜更 18

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　8 中 中 31- - 斜更 18

　 6.3 井下专用工具及仪器 表6 6- -3 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

　Φ127mm 加重钻杆 根

　30

　Φ196mm 单弯(1.25°) 根

　1

　Φ177.8mm 钻铤 根

　6

　Φ241mm 螺扶 个

　1

　MWD、电子单多点 套

　各 1

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　9 中 中 31- - 斜更 18

　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 0～331 331 10 31.1 1 P2

　2 241.3 331～1349.56 1018.56 30 33.95 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 明化镇组 0～331

　2 馆陶组 331～1349.56 11,11,11 50～80 70+螺杆 33 16.81 10.39 6.42 5.35 115.79 349.92 7.50 1 60.39

　中国石化

　井

　 钻井工程设计

　10 中 中 31- - 斜更 18

　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）

　346.1×331 273.1×330 60 38 57 155 241.3×1349.56 177.8×1346 60 73 85 218 复杂情况提示 1、钻遇疏松砂岩地层，防压漏、憋漏地层； 2、起钻灌好钻井液，防止抽喷或井下其它复杂情况发生； 3、邻井生产过程中检测到 H 2 S，钻井过程中注意加强监测和人员防护。

　注：裸眼段容积按井径扩大 10%计算。

　8.2 钻井液体系 表8 8- -2 2

　钻井液体系

　井段（m）

　钻井液体系 0～331 膨润土浆 331～1100 钙处理钻井液 1100～1349.56 聚合物润滑防塌钻井液 8.3 钻井液性能 表8 8- -3 3

　钻井液性能

　项目 性能指标 0～331m 331～800m 800～1100m 1100～1349.56m 密度

　(g/cm 3 ) 1.05～1.10 1.05～1.10 1.10～1.30 1.30～1.40 马氏漏斗黏度(s) 30～40 28～32 32～40 40～50 API失水

　(ml)

　 ↘5 ≤5 API泥 饼

　(mm)

　 0.5 0.5 静 切 力

　(Pa)

　 0～2/3～8 2～4/4～10 pH值

　8～9 8～9 含 砂 量

　(％)

　 <0.5 <0.5 总固含

　(％)

　 ≤16 ≤20 摩 阻 系 数

　 ≤0.1 ≤0.1 动 切 力

　(Pa)

　 3～8 5～10 塑性黏度(mPa·s)

　 7～20 12～25 注：应根据井下实际适时合理调整钻井液密度，实现近平衡压力钻井。

　中国石化

　井

　 钻井工程设计...