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前言
一、钻井设备
二、井身结构设计
三、钻具组合设计
四、钻井液设计
五、钻井参数
六、油气井压力控制
七、固井设计
前言
钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢,直接
关系到钻井成本的高低,油田勘探开发的综合经济效益及石油工业发展速度。
钻井程设计是钻井施工作业必须遵循的原则,是组织钻井生产和技术协作的基础,搞好单井
预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性,先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井
水平的提高,在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。
搞好钻井工程设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施,是钻井生产实现
科学化管理的前提。
钻井工程设计应包括以下方面的内容:
;
;
;
;
;
;
;
一钻井设备
(一)钻进设备的选择
钻井设备可以按设计及分类细分为若干部件系统。这些系统可分为:
;
;
;
;
;
。
这些系统是选择钻井设备的基础。钻井设备的选择主要依据钻机类型,地表条件及钻井设计
所确定的最大载荷而定。
(二)钻井设备选择实例
表1-1是大庆地区45110钻井队芳深三井的钻进设备记录。
名称型号载荷kN功率kw备注
1钻机ZJ-45
2井架A-432500井架高43m
3天车T0-3503500
4流动滑车YC-3503500
5大钩DG-3503500
6水龙头SL-4504500
7转盘ZP-5202000转速范围56-300
钻井泵1#3NB800588
8钻井泵2#3NB100735
钻井泵3#3NB1300955

,确定尾管的下入深度
(四)实例
某井井深H=4480m,地层压力梯度和地层破裂压力梯度随井深变化如图2-1
由图2-1查得:最大地层压力梯度位于4250m。

(1)初选点
试取,查得
由
因为:
且相近,则确定中间套管下入深度初选点。
(2)校核
在3400m处:
地层压力梯度
因为:所以令则:
对应于H=3200m
2

3
(1)选初选点H=3900m
3i
在3200处G=
f2
所以H=3900m
3i
(2)校核H=3900m
3i
所以H=H=3900m
33i

1
取H=850m则
1
所以H=850m满足要求。
1
则该井设计的套管程序为:
套管层次下入深度(m)
850
表层套管
3200
尾管3900
油层套管4480
三钻具组合设计
(一)钻铤设计
钻铤是钻柱设计的首要部分。钻铤长度和尺寸将影响需要使用的钻杆类型。选用钻铤时通常
都要考虑:
。
。
以下是常用的钻铤设计方法:
允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径
(二)钻杆设计

(1)轴向应力
1)钻柱上部拉应力
:
井口:
井口下某载面:
其中:F=为横断面积;
1
B为钻柱浮力。
:
:
其中:Q为钻柱与井壁的摩擦力;
f
Q为动载。
d
其中:
:
:
直井中
2)钻柱下部压应力:
(2)剪应力:
其中:M为扭矩;
W抗扭截面系数。
n
其中:
牙轮钻头时:
刮方钻头时:
(3)弯曲应力:
其中:

(1)方法:
,其中P为抗拉负荷
y
(2)钻柱设计
其
(三)设计实例
某井设计深度7925m;钻铤长度183m;;钻铤每米重1601N/m,卡瓦长度
;;拉力余量445KN;;
;
.
,
,
,
,37366N/m的G105钻杆
因为:
所以:L=7925-L-L-L-183=915m
4123
所以该井从上到下的钻柱设计为:

合计井深7925m
四钻井液
(一)钻井液的作用
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;
;
;
;
;
;
;
,套管和油管的腐蚀;
;
,阻力和管柱遇卡;
.
(二)钻井液的设计步骤
;
;
;
,当量密度和水力参数之后,调节最优粘度.
;
;
;
;
;
,井眼复杂问题的应急措施;
,化学剂等的供应计划.
(三)油田钻井液设计实例