WX01井钻井工程施工设计.doc

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业设计（论文）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目：WX01井钻井工程施工研究 学习中心： 郑州 学 号： 56F29093016 姓 名： 王晋涛 专 业： 资源勘查工程 指导教师： 赵华中 2011 年 10 月 20 日 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名： 王晋涛 学号： 56F29093016 专业： 资源勘查工程 毕业设计（论文）题目：WX01井钻井工程施工研究 指导教师意见：章篇幅符合规定，内容完整，层次结构安排科学，主要观点突出，逻辑关系清楚，有一定的个人见解。文题完全相符，论点突出，论述紧扣主题。语言表达流畅，格式完全符合规范要求；参考了丰富的文献资料。指导教师结论： 合格 （合格、不合格）指导教师姓名赵华中所在单位郑州工业贸易学校指导时间2011年10月21日星期五中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表 学生姓名： 王晋涛 学号： 56F29093016 专业： 资源勘查工程 毕业设计（论文）题目：WX01井钻井工程施工研究 评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见）毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 评阅结论： （同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文WX01井钻井工程施工研究，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）：王晋涛 日期：2011年10月20日3摘 要论文着重介绍了煤层气井的特点，并指出钻煤层气井的几个技术难点，通过钻头优选、钻井参数优选、取芯的工具、取芯的方式方法等现场一系列过程，基本解释和阐述了井身质量、钻井参数、取芯工具使用、煤层气保护、钻井施工作业的一系列方面的技术难题关键词： 1、目的煤层 2、钻井 3、取芯 目 录一、概况1二、井深结构设计8三、井深质量要求10四、钻井主要设备11五、钻具组合12六、钻井液13七、钻井参数16八、保护煤储层要求17九、煤层气井控要求18十、取芯施工设计19十一、固井施工设计21十二、各次开钻及分井段施工重点要求24十三、完井井口装置26十四、健康、安全与环境保护（HSE）要求 27十五、钻井进度计划28十六、钻井工程资料29结论31致 谢32参考文献335一、概况.（一）基本数据1、井名：WX01井2、井别：煤层气参数+生产试验井3、井型：直井4、地理位置：山西省阳城县附近5、构造位置：太行山背斜西翼6、井口坐标：X: XXXm Y: XXX H: XXXm 7、目的煤层：山西组3#上、3#煤层、太原组15#煤层8、设计井深：820.00m9、完钻层位：太原组（C3t）10、完钻原则：钻至15#煤层下30m完钻11、完井方法:套管完井。（二）设计依据 钻井工程设计依据：煤层气钻井工程作业规程及煤层气钻井工程质量验收评级标准。（三）钻井主要目的获取3#、15#煤层的储层参数，主要包括：煤层埋深、厚度、煤岩及煤质特征，割理及裂隙发育程度，含气量、含气饱和度、等温吸附曲线，渗透率、储层压力、地应力。（四）钻遇地层根据本地区的地层条件，预计钻遇的主要地层如表1-1所示： 表1-1 WX01井钻遇的主要地层地 层 时 代煤层设计地层分层(m)岩性简述界系统组底界深度厚度新生界第四系更新统30.0030.00 粘土夹粉中砂层、砂砾层及卵石层石千峰130.00 100.00 上统上石盒子组587.00457.00浅灰白中、细砂岩，紫红色、灰黄色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，底部为K10中粗粒砂岩下统下石盒子组640.0053.00顶部为“桃花泥岩”，中粒砂岩夹粉细粒砂岩，底部中粒砂岩(K8砂岩)山西组675.0035.00深灰色粉砂质泥岩与浅灰色粉细砂岩、中砂岩3#上677.002.00黑色，半亮型，以亮煤为主682.005.00深灰色泥岩，砂质泥岩3#685.003.00黑色，半亮型，以亮煤为主含夹矸1-3层690.005.00深灰色砂质泥岩，浅灰色细砂岩与深灰色粉砂岩互层692.002.00K7砂岩：为灰、浅灰色粉砂岩、细砂岩石炭系上统太原组699.502.50深灰色砂质泥岩701.001.50K6石灰岩：深灰色，含燧石结核，遇酸剧烈起泡714.0013.00深灰色砂质泥岩、粉砂岩与灰色细砂岩716.002.00K5石灰岩：灰色，遇酸剧烈起泡，含动物化石737.0021.00深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩与粉砂岩，灰色细-中粒砂岩，煤层。夹浅灰色泥岩9#738.001.00黑色，半亮型，以亮煤为主761.0023.00深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色、浅灰色细粒砂岩-中粗粒砂岩与石灰岩及煤层767.006.00K3石灰岩：灰色，含动物化石，遇酸剧烈起泡782.0015深灰色泥岩、砂质泥岩，灰色细粒砂岩，煤787.008.00K2石灰岩：灰色，含动物化石，遇酸剧烈起泡，厚度大788.001.00黑色含炭泥岩15#7903.00黑色，半亮型，以亮煤为主,含夹矸1-3层808.0018.00灰黑色泥岩、粉砂岩与灰色细粒砂岩，煤，含黄铁矿结核,底部为K1细粒砂岩中统本溪组820.0012.00浅灰色铝质泥岩 （五）目的煤层取芯及测试要求1、取芯要求（1） 3#、15#煤层及其直接顶、底板各取2m。（2） 煤层取芯必须使用绳索式取芯工具进行取芯，保证煤芯直径大于60mm。（3）全井煤层取芯收获率80%，其它岩层取芯收获率90%。（4）割芯捞住取芯器内筒后提至井口时间不超过20min，从出井口到煤芯装罐完时间不超过10min。2、测试要求（1）测试储层：3#、15#煤层（2） 测试顺序：下行式，即每钻开一个目的煤层后，进行裸眼储层测试。（3） 测试项目：注入/压降测试，原地应力测试。（4） 测试中必须获得的参数：煤层渗透率、储层压力、表皮系数、调查半径与储层温度等参数，原地应力测试获得煤层的破裂、闭合压力及其压力梯度等。（5）取芯煤层按每0.5m采集一个解吸样，煤芯完整段采取一个煤力样，各煤层顶、底分别采集2组岩力样。 3、录井项目及要求（1）工作总则严格按照规程要求，认真做好各项录井工作，取全取准各项原始资料，确保完成本井田井地地质任务。认真分析已有地质资料，做好标志性地层和目的煤储层界面的预测工作。由于地质情况的不确定性，因此施工中应加强地层对比，及时预告见煤层深度，并根据施工进展及时修正施工设计柱状图。（2） 录井项目及要求岩、煤芯录井：根据本井岩性特征与邻井对比，提前20m下达见煤预告书。岩煤芯现场编录工作：地质技术员和解吸技术员必须现场守煤，以便岩芯、煤芯出筒时，把握出筒及排放顺序，准确丈量长度，及时进行拍照。岩芯、煤芯的放置顺序为从左到右，自上而下依次排列，清洗干净，依次编号，较破碎的岩芯或煤芯应分段用样品袋包装扎口编号。岩芯、煤芯经过采样、编号以后，及时填写回次票、分层票、采样票等，回次票、分层票分别置于回次岩芯、分层岩芯底界，采样票放在采样位置。经过采样、编号后的煤芯、岩芯，必须依时描述；煤芯描述后应立即用塑料袋封装，防止煤芯氧化及原始结构的破坏。煤芯描述的顺序为：宏观煤岩类型、宏观煤岩成分、物理性质、结构、构造、内外生裂隙、夹矸及含气情况试验等。岩芯描述的顺序为：定名、颜色、成分、结构、构造、胶结状况、裂隙发育情况、含有物及含气情况试验等。煤层采取完成后，要填写取煤报告书。要求分回次填写，内容为回次进尺、采长、采取率、岩煤层结构及剖面柱状（150）、采样个数及位置等。（3） 地质技术员配合督促钻井、采样工作为确保煤层取芯时工具的可靠性，钻入目的煤层之前，应进行试验取芯；岩屑质量太差，无法辨清地层岩性，影响目的煤层判别时，亦应取芯验证。目的煤层之取芯应采用绳索取芯方式，使用半合管式取芯器，以满足采样装罐速度的要求和保持煤岩原始结构的完整性。取芯工具入井前要仔细检查、精确丈量，准确计算钻具长度和到底方余。目的煤层取芯时，首回次进尺不大于0.30m，其他回次检查一般不超过1m，最大不得大于1.5m。取芯钻进时应由司钻以上技术人员进行操作，保持各项钻井参数相对稳定；并应详细记录钻进过程中的蹩、跳、溜、卡、涌、漏等情况。应确保煤芯的上提和装罐速度：要求煤芯从井底提取至井口上提时间不大于T=0.02H（H为煤层井深，单位m；T为上提时间，单位min）。煤芯到达井口的出筒、丈量、拍照、装罐等时间不大于10min。（4 ）煤岩芯现场保管岩芯、采取解吸样后的煤芯及样品袋要按顺序装入岩芯箱，岩芯箱统一编号，一律写在岩芯箱前侧。编录后的岩芯、煤芯要妥善保管，不得露天存放，严防错乱及油污。（5） 岩屑录井从二开开始岩屑录井，在一开施工中接近基岩时也要捞取砂样，以便确定基岩面和确定下套管的位置。非煤系层段（下石盒子组、本溪组）及煤系层段（山西组-太原组）每1m捞取1包，预计接近目的煤层顶板20m每0.5m捞取1包。每包重不少于500g，目的煤层煤屑应尽量多取。全井砂样漏取少于总数的0.5%，目的层不漏样。 必须测准、算好迟到时间，以便计算岩屑样的准确深度，迟到时间除理论计算外，每50m进行一次实测校正。岩屑录井时，必须把握岩屑样的代表性，并注意洗净、晾干、作好描述，并装袋保管。砂样袋顺序摆放在砂样台上，填好深度次票。不得乱堆乱放，完井后统一处理。并绘制1500随钻剖面，对地层做出初步的判定和划分，标志层和特殊层要做重点描述。（6 ）钻时录井从3#煤层顶板上100m开始钻时录井，非煤系层段及煤系层段每1m记录一个点；目的层段0.1m记录一个点，以确定煤层埋深、厚度和卡准位置； 要随时记录钻时变点，以便及时发现煤层，卡准煤层深度和厚度；尽量保持钻井参数的相对稳定，以便提高钻时反映地层岩性的有效性，并记录造成假钻时的非地质因素；必须经常核对钻具长度和井深，每打完一根单根和起钻前必须校对井深，井深误差不得超过0.1m。全井漏取钻时的点数不超过全井钻时总点数的0.5%，不漏取目的层井段钻时点。（7） 钻井液录井在非煤系段，每班做一次全套性能（钻井液类型、密度、粘度、失水、含砂等）测定；每2小时测定一次密度、粘度。取煤芯前，应对钻井液做一次全套性能测定。处理钻井循环介质时，应记录时间、井深、处理剂名称及用量，更换钻井循环介质时注明类型。当钻井液循环介质中出现气显示时，应记录井深、层位、气显示特征等。发生井涌或井漏时，应记录井深、层位、钻头位置、工作状态、井涌或井漏起止时间、涌或漏失量等。如采取处理，则应对其措施记录在案。简易水文观测：每次起钻后、下钻前要测量一次水位（泥浆池液面、井筒液面），钻进过程中每小时记录一次钻井液消耗量，钻速快时可减免。（8）气测录井鉴于该区煤层围岩有含气情况，在钻井过程中从二开开始必须进行气测录井，重点监测煤系地层和上、下石盒子组的含气情况，具体要求如下：气测录井必须选用先进的、高灵敏度的仪器，气测仪器房必须摆放在泥浆槽或泥浆池一侧。样品气管线架设要牢固，安全，合理，并要安装备用管线。脱气器应安放在距井口合适的位置上，确保脱气良好。一般每米记录一点所测资料，特殊情况下加密记录，全烃为连续记录曲线，每米选一最高毫伏数记录到原始记录表上，无异常时组份分析每4小时至少进行一次，如发现异常必须连续分析，测定后效并作点燃试验，对异常井段及时做出初步评价。必须经常校验仪器，校验记录要作为一项随钻气测资料保存。气测大班要及时整理气测资料，绘制随钻气测曲线图，遇气测异常段，及时采样进行组份分析，测定后效并作点燃试验。（9） 特殊作业时的地质录井下管套、固井作业时，地质录井工作应准确、详细地收集、整理套管及固井数据。套管数据包括：套管钢级、壁厚、内径、外径、产地等，各单根长度及入井顺序，套管下深，套管鞋位置，阻流环位置，磁定位位置等。固井数据包括：水泥标号、产地、用量，水泥浆密度原始记录和统计，替浆量及碰压情况，水泥环返高等。地球物理测井作业时，地质录井技术人员应与测井解释人员配合，向其提供本井实钻地质数据和井内情况，检查并记录实际测井项目、测量井段等，收集测井成果资料。地层测试作业时，地质录井技术人员应与测试解释人员配合，向其提供本井实钻地质数据和井内情况并收集试井资料。含气量采样及测定作业时，地质录井技术人员要协助测定作业人员搞好时间记录，并提供本井实钻地质数据和井内情况，收集解吸资料。处理复杂情况的地质录井作业，应将工程事故（如卡钻、顿钻、井塌、落物等）的时间、井深、位置及原因、处理措施及结果记录在案。二、井身结构设计.（一）井身结构设计图图2-1 井身结构示意图（二）井身结构数据表表2-1 井身结构设计数据表 开钻次序井段(m)钻头尺寸(mm)套管尺寸（mm）套管下深(m)环空水泥浆返高(m)备注一开50.00311.15244.550.00地面二开820215.9139.7818.00深度250.00注： 一开用311.15mm钻头钻进；钻穿第四系，进入稳定的基岩风化带20m后，井深50.00m，下入244.5mm表层套管，注水泥固井，水泥浆返至地面。 二开用215.9mm钻头钻进，钻至15#煤层底界以下30m完钻，测井,下入139.7mm生产套管固井，固井水泥返至3#煤层顶界以上120m。（1）一开用311.1mm钻头钻进；钻穿第四系，进入基岩风化带20m后，下入244.5mm表层套管，注水泥固井，水钻井液返至地面。目的是封固地表疏松层、砾石层，建立井口，为二开的安全钻进创造条件。（2）二开用215.9mm钻头钻进，钻至15#煤层底界以下30m完钻。（3）完钻进行电测合格后，下钻将井底循环干净，下入139.7mm套管（留口袋1.5米），固井。三、井身质量要求表3-1 井身质量要求井段(m)最大井斜角(o)最大水平位移(m)最大全角变化率（o/25m）井径平均扩大率（%）备注05003201.3全井20煤层35500-1000备 注全角变化率为连续三个测点的计算值全不超表内值。地层倾角大于15，最大井斜角可适当放宽12，特殊情况以设计要求为准。四、钻井主要设备表4-1 钻井主要设备表序号名称型号数量制造地出厂时间使用年限1钻机GZ20001石家庄2006.62泥浆泵SW850/A502石家庄2004.93柴油机61352上海2006.64发电机41051维坊2007.65测斜仪STR3201石家庄2006.96测斜绞车ST4001北京2007.27小绞车TS-21无锡2006.7五、钻具组合（一）钻具组合表5-1 钻具组合表开钻次序钻进井段m钻具组合备注一开050.00311.15mm三牙轮钻头+159mm钻铤+133mm方钻杆二开50.00820.00215.9mm三牙轮钻头159mm钻铤6根127mm钻杆+133mm方钻杆取芯670.00690.00785.00795.00215.9mm取芯钻头绳索取芯工具127mm钻杆+133mm方钻杆说明：开钻前对所有钻具、井下工具和接头进行探伤检查，防止有伤钻具入井。在满足井身质量要求的情况下，尽量简化钻具结构，防止钻具结构复杂而造成钻井事故。（二）钻柱设计数据表5-1 钻柱设计数据表开钻次序井段m钻头直径mm钻铤钻杆稳定器外径mm内径mm长度m外径mm壁厚mm长度m1号2号外径mm内径mm外径mm内径mm10-50.00311.151598930127731000250.00-820.00215.9159898012773100035 六、钻井液（一）钻井液性能表6-1 钻井液性能表层位井段m钻井液类型常规性能流变产数固相含量滤液备 注密度g/cm3粘度s失水量ml泥饼mmPH值含砂量%摩阻系数静切力Pa塑性粘度MPas动切力PaN值K值Pas固相含量%粘土含量%总矿化度mg/lCI-mg/lCa2+mg/lK+mg/lPfPm10s10minQ、P2sh0-50.00低固相1.03-1.052998-8.50.215-2041-2P2s、P1x50.00-640.00低固相1.03-1.052798-8.50.215-2041-2P1s、C3t640.00-808.00清水1.0318C2b808.00-820.00清水1.0318注：Pf滤酚酞碱液量； Pm钻井液酚酞碱度（二）钻井液性能维护1、一开前水源要充足，采用膨润土浆开钻，走地面循环。由于表层成岩性差,岩性沉积物成份杂乱,胶结疏松易发生井漏,若发生井漏,采用高粘钻井液钻进,同时降低排量。若出现溶洞性漏失，采用填石子,投泥球,把溶洞填充后,再用钻井液堵漏.2、二开采用无固相钻井液，在满足造壁性、降失水性、流变性的前提下控制膨润土的用量,钻进中保持钻井液良好的抑制性，以抑制地层造浆。3、石盒子组砂砾岩孔隙度大,渗透性好,易发生渗漏. 当发生井漏时,根据漏失程度,调整钻井液性能,随钻加入1-2单向压力封堵漏剂或采用桥接技术堵漏。4、进入山西组煤层前50米至完钻井深，采用清水或煤层产出水钻进。钻进中用絮凝沉淀的方法和置换钻井液的方法（在确保井内安全的情况下）降低钻井液中超细微粒含量，避免固相进入煤气层。降低失水量，控制好钻井液的PH值，尽量少用分散剂，减少滤液对粘土矿物的水化膨胀，分散运移。尽可能减小对煤层的损害。若出现剥落掉块等复杂情况，使用钾基低密度或无固相钻井液体系。密度控制在1.03以下。5、下套管前要做好通井工作，并调整好钻井液性能，降低摩阻，保证钻井液良好的润滑性。6、井场储备一定量的膨润土，视井下情况需要控制失水时，可加入膨润土形成致密滤饼，保证井眼稳定安全。若遇到地层涌水，则加重钻井液平衡地层水。表6-2 钻井液性能维护及处理表层 位井 段m类 型配 方处 理 方 法 与 维 护 措 施储 备 液备 注密 度g/cm3体 积m3Q、P2Sh0-50.00m水基泥浆膨润土4%-5%+纯碱0.5%膨润土、纯碱比例配置钻井液40m3左右，预水化24h后搅拌均匀，性能达到要求后开钻，用清水维护钻进。1.0520P2Sh 、P2s、P1x50.00-640.00聚合物钻井液井浆+聚合物包被0.150.3%+Na-CMC0.5-1.0%清理循环沟和泥浆池，把钻水泥塞的钻井液排掉，余下部分钻井液加清水稀释到苏氏漏斗粘度18s左右后，按上述比例加入处理剂配置20m3左右钻井液，性能达到设计要求。1.0320P1s、C3t、C2b640.00-820.00清水1.0320七、钻井参数表7-1 钻井参数表序号层位井段m钻 头钻井液密度g/cm3机械参数水 力 参 数备注直径mm类型喷 咀 组 合钻压KN转速r/min排量l/s泵压MPa钻头压降MPa冲击力N喷射速度m/s钻头水功率kw比水功率w/mm3环空返速m/s泵功率利用率%当量直径mm喷 咀 直 径mm1#2#3#4#5#1Q、P2Sh0-50.00311.153A1.03-179752P2Sh P2S-C2b50.00- 820.00215.9PDC120.3560八、保护煤储层要求（一）井队要以保护煤层为已任，建立健全保护煤层监督体系，全体施工人员必须牢固树立保护煤层的意识，保证各项措施的实施，认真搞好煤层保护工作。（二）3#煤层顶板上50m到井底采用清水钻进，严格控制固相含量、控制密度1.03g/cm3以下。（三）钻遇煤层段时采用低钻压、低转速、低排量、低射流冲击力的“四低”参数钻进，减小煤层段井径扩大率、防止垮塌、卡钻。（四）加强钻井液净化工作，维护和处理好钻井液性能，达到保护煤层的要求。（五）及时对比邻井漏失层段，提前做好堵漏准备，根据漏速大小确定堵漏方式，发现一层堵住一层，确保钻开煤层后的井下安全和固井时水泥浆能够返到设计深度。堵漏后充分利用净化设备清除钻井液中不溶性堵漏材料，防止钻开煤层后损害煤层。九、煤层气井控要求据我院在沁水煤田多年施工经验，以及近年来对煤层气勘探开发研究，本区煤层中煤层气是以吸附状态存在，井喷的可能性极小。但为防万一，应做好以下防喷防火措施及应急预案：（一）保持井内液柱压力。起钻时每6根钻柱灌钻井液一次，起完钻柱后及时灌满钻井液，使井内保持均压状态。（二）严格现场防火措施，井场内禁止吸烟及明火源。井场储备两个以上灭火器。（三）井场内备搬土4吨，生石灰（粉）4吨以及足够水源，以备井压突升时压井之需。（四）教育职工随时观察井口情况，了解井喷知识及应对措施，做到遇到井喷能心中有数，处置得当。（五）当发现井喷现象时，第一时间向项目部汇报。十、取芯施工设计（一）取芯工具组合215.9mm取芯钻头绳索取芯工具127mm钻杆+133mm方钻杆（二）取芯工艺参数表10-1 钻井参数表井段钻压KN转速r/min排量l/s目的煤层1020405068目的煤层顶底板406060651015（三）取芯技术措放及施工作业要求1、 取芯技术措施（1）钻探施工单位必须做好见煤预告，见煤前应及时通知现场地质监督，工程监督以及分析测试等人员，提前做好各项准备工作；（2）为避免钻井液冲刷煤芯，取芯钻进时应采用低排量钻进；（3）每层煤的第一回次煤芯进尺不超过0.5m，每个回次进尺控制在1.5m以内。2 、取芯施工作业要求（1） 取芯钻进要求取芯钻进前，转速排量调到设计值；取芯钻进开始时应在距井底0.20m0.30m内将钻压加到设计值并注意井下情况，及时调整参数；取芯钻进遇软就提钻；送钻尽可能均匀，应紧跟钻压，同时严禁顿钻、溜钻，严禁中途停泵、停转盘或上提方钻杆；取芯钻进中途不能调整钻井循环介质性能。（2） 割芯操作要求钻到预定进尺后，停泵、停转盘，上提0.30m0.50m左右，实施割芯。注意上提钻具时应一次完成。若地层较硬或钻遇煤层夹矸时，可适当磨心后，再割芯。（3） 提芯操作要求卸开方钻杆入；用绞车钢丝绳将打捞器均匀送下，距内筒打捞头约50m，适当提高下放速度，以确保捞住内筒。不能放得太多，防止钢丝绳打绞、跳槽；上提初期应缓慢，内筒进入钻杆后可加速，随时注意指重表，以防卡死；上提遇卡上下活动无效时，将内筒脱开丢在钻具内，再不行时则拉断打捞器的安全销，将钢丝绳起出来，起钻处理；提芯过程注意随时往井内灌注钻井循环介质，以保持井内压力，保证煤层气含量测定质量；工具取出后，放到钻台前出芯，在拍照描述后，立即放入取样盒内。十一、固井施工设计（一）套管柱设计1、套管柱设计数据表11-1 套管柱设计数据套管层序井段m规格长度m钢级壁厚mm重力抗外挤抗内压抗拉尽寸mm螺纹类型单重kg/m累重kg理论强度MPa安全系数理论强度MPa安全系数理论强度MPa安全系数表层套管0-50.00244.5长圆49.50J558.9453.5749.50*53.57生产套管0-818.00139.7长圆818.00N807.7225.30818*25.305.487.6325.482.1413.8511.402、各层次套管串结构数据表 表112 各层次套管串结构数据表套管程序井深（m）套管下深（m）套管串结构表层套管5049.50244.5mm套管(J558.94mm) 48.5m+联顶节生产套管820818.0139.7mm浮鞋+139.7mm套管1根+浮箍+139.7mm套管2根+139.7mm短套管1根+139.7mm套管串+139.7mm短套管1根+139.7mm套管串+联顶节注：要求煤层井段内不能有套管接箍、扶正器。3、生产套管柱主要附件设计生产套管柱结构：139.7mm套管鞋+139.7mm短套管1根+浮箍+139.7mm套管+139.7mm短套管1根+139.7mm套管。 表11-3 套管柱附件表附 件规 格数 量生产套管浮鞋、浮箍139.7mm（可钻式）1套扶正器139.7mm215.9mm双弓扶正器15只短套管139.7mmJ557.72mm2 根联顶节139.7mmJ557.72mm1 根套管头（或环形钢板）244.5mm139.7mm1只井口帽1个4、下套管技术要求(1)下套管前，对待下井套管认真检查。如发现弯曲、碰伤、丝扣损坏、内径不规则等不合格套管禁止下井，要与下井套管分开单独存放，并注上明显标记。(2)套管的装卸和运输应按照SY5537-93套管装卸运输与贮存技术要求执行。并严格做好套管的通径工作。(3)套管附件应分类检查、保管，其抗拉、抗挤、抗内压等强度应不小于连接部位管串本身的强度；其它各项性能指标符合设计要求。(4)生产套管接箍顶部必须保持水平，高出自然地面高度0.28m（+、-0.05m）。(5)完井生产套管与表层套管之间焊环形铁板连接。5、下套管作业要求(1)下套管要严格按照SY5412-91下套管作业规程进行施工。(2)下套管时必须使用套管钳，上扣要达到规定的扭矩值；严禁错扣下入。(3)水泥封固段中加套管扶正器，每两根套管加一只，套管接箍和扶正器不能在煤层段。(4)控制下套管速度，在漏失层段下放速度控制在0.250.30m/s，并注意观察井口钻井液返出情况；遇阻不能硬压,应多活动套管，必要时可接循环头循环；每下入510根套管灌满一次钻井液。套管下到井底后，先小排量顶通，再正常循环钻井液两周以上。 （二）注水泥设 表114 水泥浆配方、试验及性能要求 试 验 项 目试 验条 件性 能 指 标备 注领浆（低密度）尾浆（常规水泥）密度(g/cm3)1.451.551.85视井况定水灰比(%)5545失水(mL/30min)45,7MPa100初始稠度(BC)45、井底压力3520稠化时间(min)45、井底压力施工时间90min抗压强度(MPa/24h)井底静止温度、压力7.014.0n井底循环温度,常压0.700.80K(Pa.sn)井底循环温度,常压0.20注: 1、水泥浆配方（以甲方要求，固井队设计为准）2、常规水泥浆体系配方：G级油井水泥早强剂调凝剂降失水剂3、低密度水泥浆液体系配方：G级油井水泥早强剂调凝剂+降失水剂降重剂消泡剂表115 注水泥设计 套管程序钻井液密度(g/cm3)水泥返深(m)水泥塞长度(m)水泥浆性能注水泥量（含附加30%）(t)水泥等级水泥外加剂替浆量 (m3)密度(g/cm3)失水(mL)品种数量(kN)表层套管1.08地面151.85-3G1.4生产套管1.03560m以上121.8510015G9.15（三）固井施工要求1、表层套管水泥浆返至地面。2、如果煤储层不能承受现有最轻的水泥浆密度上返至地面，可采用低密度注水泥或分级注水泥固井。3、为保证全井平均水泥浆不超过最大水泥浆平均密度可采用变密度固井。4、生产套管固井应采用低密度（1.801.90g/cm3）、抗压强度大于14MPa的空心微珠水泥固井。水泥浆上返至距地表不大于250m。（四）固井质量检测要求1、水泥返深必须达到设计要求：表层套管固井水泥返到地面；生产套管固井水泥返深至260米以上。2、常规水泥固井候凝48小时后，CBL测井检查固井质量：煤层顶、底上下连续封固必须保证在40m以上，声幅值小于15%为优质，小于30%为合格。3、测声幅后生产套管用水泥车进行清水试压15 MPa，30分钟压降不大于0.5MPa为合格。十二、各次开钻及分井段施工重点要求（一）设备安装及开钻前准备1、设备安装要保证平、稳、正、全、牢、灵、通。特别是天车、立轴中心、井口三点垂直成一条线，其偏移不得大于20mm。2、各种入井钻具到井场后，工程技术人员要亲自逐根检查、丈量，特殊工具要绘制草图并标注各种尺寸。3、开钻前对钻井设备、高压管线进行全面检查并试运转。采取流动试压，泵压要求为额定泵压80%，连续运转30min，达到高压管线固定牢固、不刺、不漏，设备运转平稳。钻井仪表灵敏准确。发现问题要及时整改，保证开钻后设备运转正常。4、开钻前根据钻井液设计，准备充足清水，配置足够量的钻井液；挖好井口和一开循环池。（二）第一次开钻(1)一开井眼打直打好，旋转开钻，禁止不转钻具直接冲出井眼。钻进中，要轻压慢转，适当控制钻速。(2)钻遇漏失层段时，可根据实际漏速的大小，采取相应堵漏措施。(3)固井打完水泥后立即找正、固定井口，使表层套管居中坐正候凝，防止二开井口偏斜。（三）第二次开钻 1、二开钻进钻铤出表套前要控制钻压和转速，领好眼后再用正常参数钻进。2、优化钻井参数，加快钻井速度。3、坚持采用防斜打直井技术，搞好井身质量监测。每钻进100m测斜一次，发现井斜超标，立即采取措施纠斜并加密测量，以确保井身质量合格。4、下钻操作平稳，不得猛刹、猛放，防止顿钻。漏失层段、煤层段下钻速度控制在20m/min以内。每次下钻离井底一个单根，要先接水龙头小排量开泵循环，防止塞入小井眼，防止顿入沉砂中塞堵钻头水眼。下钻遇阻不能超过100KN，必要时开泵划眼，如不能一次到底，要分段循环。每次开泵前要注意泵压变化，避免蹩漏地层5、起钻要控制起钻速度，遇卡不能硬提，多上下活动，上提不能超过100kN，必要时可采取倒划眼的措施；启车、坐吊卡等不能猛提、猛放；起钻每6根柱必须灌满钻井液一次。6、使用钻头要精心判断，防止出现钻头事故。7、进入设计目的层前30m，落实坐岗观察制度，加强岩性分析判断，专人负责观察钻井液池面的变化，及时发现井漏、溢流等情况，并采取正确的处理措施。十三、完井井口装置（一）完井要求1、生产套管接箍顶部必须保持水平，水平高差2mm。距自然地面高度0.2m（0.05m）。2、完井生产套管，戴好井口帽（点焊井号）。（二）弃井要求若井钻完后无开采价值或由于其它原因弃井，则应在井内煤层位置及其它特殊位置、表层套管鞋处打水泥塞封堵。一般水泥塞长度在3050m，视具体情况而定。井口焊套管帽并电焊井号标记。十四、健康、安全与环境保护（HSE）要求（一）基本要求1、 施工单位应严格遵守国家、当地政府有关健康、安全与环境保护法律、法规等相关文件的规定。2、施工单位参照石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南SY/T 62831 997行业标准执行。（二）健康管理要求1、劳动保护用品按GBT1165189有关规定和钻井队所在区域特点所需特殊劳保用品发放。2、钻井队要建立健全饮食卫生制度，配备相应的医疗器械和药品。3、有毒、有害药品，要存入库房，建账登记，专人保管。（三）安全管理要求1、进入钻井作业区人员必须穿戴劳动保护用品。2、 井场配备一定数量、不同规格的灭火器材，并建立健全防火制度和应急措施。3、执行国家易燃易爆化学物品消防安全监督管理办法法规中有关规定。（四）环境管理要求1、钻井作业期间环境管理要求，本着“谁污染、谁治理”的原则，按照国家颁布的中华人民共和国水污染防治实施细则、中华人民共和国固体废物污染环保防治法和污水综合排放（GB8978-1996）等各项法规以及当地环保部门的标准要求执行。2、营地设置要充分利用自然的或原有的开辟地以尽可能减少对环境的不利影响。营地四周严禁乱扔废弃物，生活垃圾要集中处理。3、废水、废钻井液等要设置专门的排放坑，并制定落实保护当地水资源和植被的技术措施。4、完井后井场要做到：“工完、料净、井场清”，做好井场地貌恢复工作。十五、钻井进度计划表15