毕业设计（论文）-大牛地气田某井的钻井工程设计.doc

大牛地气田某井的钻井工程设计 以 DP46S 井为例 摘要：大牛地气田位于鄂尔多斯盆地，属于低孔、低渗、低丰度油气藏，加之该 地区地形复杂，所以能否实现优快钻井与该地区是否具有开发价值息息相关。本论文 主要是运用钻井工程理论与技术，通过对大牛地气田的地质概况进行分析并结合该地 区现阶段的钻井技术对大牛地气田 DP46S 井的钻井工程进行设计。具体来讲，本文是 通过对大牛地气田的分析，再参照该地区近年来形成的一套优化快速的钻井体系对 DP46S 井的井眼轨道、井身结构、钻具组合、钻头类型及水利参数、钻井液体系等方 面进行设计，并希望通过此文加深人们对该地区地质特征、油气存储等方面的认识， 为该地区今后的石油天然气的勘探和开发提供帮助。 关键词：大牛地气田；地质概况；井眼轨道；钻具组合；钻井液体系 A Well Drilling Engineering Design in Daniudi Gas Field A Case Study of DP46S Well Abstract: Daniudi gas field in ordos basin, belongs to low porosity, low permeability and low abundance reservoirs, plus the complex terrain of the region，so can not use the optimized drilling is closely related to the region has the development value. This essay mainly use theory and technology of drilling engineering, analysis of the Daniudi gas field geological survey and combined with the regions current drilling technology on DP46S Daniudi gas field well drilling engineering design. Specifically, this article is based on the analysis of Daniudi gas field, and with reference to the region in recent years to formed a set of optimized and rapidly drilling system for DP46S well hole design, wellbore structure, assembly, bit type and hydraulic parameters,drilling fluid system by the line design, and hope that through this article to deepen the people to the region geological characteristics, oil and gas storage and other aspects of the understanding, to help the future exploration and development in this region. Key words: Daniudi Gas Field; geological survey; wellbore track; assembly; drilling fluid system 目录目录 1 绪论绪论.1 1.1 研究目的.1 1.2 发展现状.1 1.3 研究内容.2 2 地质概况地质概况.2 2.1 大牛地气田的地质概况.2 2.2 DP46S 井的地质概况.3 3 井的设计井的设计.5 3.1 开钻前要求.5 3.2 井眼设计 .5 3.2.1 井眼设计原则.5 3.2.2 该井井眼结构设计.5 3.3 井身结构及钻井固井程序设计.7 3.3.1 井身结构设计及钻具组合.7 3.3.2套管强度设计.10 3.4 钻井液体系设计 .11 4 结论结论.12 参考文献参考文献.13 致致 谢谢.14 1 1 绪论绪论 在石油天然气的勘探开发过程中，钻井起着极其重要的作用。诸如寻找含油气构 造、探明油气储量、获取油田地质资料、获取工业气流直至将其取到地面上来等都与 钻井密不可分。因此，一口井的合理钻取对于石油天然气的勘探和开发至关重要。 1.1 研究目的研究目的 大牛地气田位于鄂尔多斯盆地，储层低孔低渗，加之该地区经济落后，人烟稀少， 地形复杂，海拔一般为 12301360m，鉴于上述情况该地区石油天然气的勘探和开发 较为缓慢。本文通过对大牛地气田地质概况、钻井技术等方面的研究来对大牛地气田 DP46S 井的钻井工程进行设计，并希望通过此文加深人们对该地区的认识，为该地区 今后的石油天然气的勘探和开发提供帮助。 1.2 发展现状发展现状 随着勘探开发的不断深入；地质资料的不断增多，人们对大牛地气田的认识也不 断深入。本文就大牛地气田现阶段钻井技术的以下方面做一简单的介绍： （1）钻头及钻井参数 通过对钻头和钻井参数的优化，使该地区的钻井工艺技术更加的科学化、合理化， 优化后机械钻速较原来提高了 12.46%，钻井周期缩短了 12.86%，从而提高了气田开 发效益1。 （2）钻井液体系 经生产实践表明：大牛地气田的储层损害机理主要为液相圈闭和固相侵入。2004 年以前，该气田在生产实践中使用 4 种钻井完井液体系，通过优化，目前该地区选用 的主要为天然高分子钻井液体系和甲胺基钻井液体系。 （3）固井技术 由于大牛地气田的地质特征以及现阶段的钻井技术的限制，该气田所钻井在完井 之后需进行压裂等措施才能获取工业气流。因此，要求完井液、完井工艺技术能够最 大限度的保护储层。此外，为了避免在固井过程中出现泄漏等现象采用防气窜短促凝 近平衡技术，即在固井过程中保持环空动液柱压力与地层破裂压力基本平衡2。生产 套管固井优质率 93.6%，合格率 100%。在钻井完井液体系方面：通过对储层地质特 征和储层敏感性分析并结合对该地区以往完井液体系的研究，优化出了能很好的应用 于水平井钻井的低成本的钾铵基聚合醇和钾铵基悬浮乳液钻井完井液体系。经实验表 明：钾铵基聚合醇伤害率小，平均渗透率恢复率为 76%；钾铵基悬浮乳液钻井完井液 体系的渗透率恢复率大于 66%。2010 年 DPS-1 井、DP25H 井采用钾铵基聚合物钻井 完井液体系，DP26T 井采用钾铵基悬浮乳液钻井完井液体系，均大幅降低了钻井液 2 费用，仅为 2009 年费用的 50%左右3。 1.3 研究内容研究内容 （1）了解大牛地气田的地质特征、现阶段该地区的钻井技术以及该井的 地质概况； （2）对该井所钻遇地层进行研究，设计出合理的井眼轨道和井身结构以 及固井体系； （3）根据该井设计好的井身结构和井眼轨道并结合该地区的地质特征对 该井在钻进过程中所使用的钻头、钻具组合进行研究、设计； （4）根据该井的地质特征设计出钻井完井液体系，力求最大程度的保护 储层。 2 地质概况地质概况 2.1 大牛地气田的地质概况大牛地气田的地质概况 大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部，储层物性较差，平均孔隙度为 7.7%， 平均渗透率为 0.7610 3- m2，属于低孔低渗气藏。整体来讲该气田倾角小于 1，裂 缝不发育，气藏类型为致密砂岩岩性气藏。其地理位置位于内蒙古乌审旗与陕西省榆 林市的交界处4，如图 1 所示。 根据生产实践可得：大牛地气田所钻遇地层主要为第四系、白垩系、侏罗系、三 叠系、二叠系、石炭系等，着重研究的主要是石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒 子组气层，其埋深一般为 25002900m。其中石炭系太原组以海相沉积环境为主，储 层非均质性较小，岩性主要为泥岩、煤层与砂岩互层，并且局部夹灰岩透镜体；而二 叠系山西组为海陆过渡沉积和陆相沉积，经研究该层段的主力含气层为山 1 段，岩性 主要为砂岩、砂砾岩、砾岩、泥岩、黑色炭质泥岩互层。 3 图 1 大牛地气田地理位置图 2.2 DP46S 井的地质概况井的地质概况 DP46S 井是大牛地气田内的一口水平气井，其地理位置位于内蒙古自治区鄂尔多 斯市伊金霍洛旗扎萨克镇台格庙嘎查三社，构造位置位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北 部。井口位于 D33 井口 359.67方向 1009.01m 处。设计井深 3851.09 m，垂深 2648.05m，设计方位 165，完钻地层为二叠系下统山西组山 1 段5。其井口及靶点坐 标见表 1，钻遇地层预测简表见表 2 表 1 井口及靶点坐标 项目井口导眼靶点A 靶点B 靶点 X 4334916.214334626.404334578.134333612.2 Y 19384820.0019384898.0019384910.5919385169.41 距井口方位/ 165165165 距井口距离/ 300m350m1350m 垂深/ 2649m2651m2648.5m 斜深/ 2801.35m2851.08m3851.09m 4 表 2 DP46S 井所钻地层预测表 地 层 系 统 界系统组段代号 垂深 (m) 垂厚 (m) 岩 性 简 述 新 生 界 第 四 系 全 新 统 Q4 1515该段全为浅灰黄色中-细粒散砂层。 白 垩 系 下 统 志丹群 K1z 190175 上部为棕色泥岩与砂岩互层，底部为棕 褐色中、粗粒砂岩。 安定组 J2a 406216 上部为棕红色泥岩夹杂紫色泥灰岩，底 部为棕褐色粗砂岩。 直罗组 J2z 596190 上中部为棕、灰绿色泥岩与同色中砂岩 略等厚互层。下部为灰绿色中、粗粒砂 岩 侏 罗 系 中 下 统 延安组 J1-2y 826230 上部灰色泥岩与浅灰细砂岩、粉砂岩不 等厚互层，其中夹多层炭质泥岩及煤层。 下部为灰白色中砂岩夹薄层同色泥岩， 底部同色含砾中、粗砂岩。 上 统 延长组 T3y 1396570 上部为灰、灰绿色泥岩、泥质粉砂岩与 灰、灰绿色中、细砂岩不等厚互层。下 部为浅棕色中砂岩与灰、灰绿色泥岩不 等厚互层。 中 统 二马 营组 T2e 1571175 浅棕灰色中砂岩与灰绿、棕红色泥岩不 等厚互层。 和尚 沟组 T1h 1939368 上部灰绿、灰、棕及杂色泥岩，下部杂 色泥岩与浅棕灰色细、中砂岩不等厚互 层。 中 生 界 三 叠 系 下 统 刘家 沟组 T1l 2085146 浅棕灰色细砂岩与灰绿、棕色泥岩呈略 等厚互层，底部为浅色细砂岩。 石千 峰组 P2sh 2330245 上、中部为浅棕、灰色细砂岩与棕、棕 红色泥岩不等厚互层。下部为棕灰色细、 中砂岩并发育有褐、灰绿色泥岩。底部 为灰白色粗、中砂岩。 上 统 上石盒 子组 P2s 2475145 紫、棕褐及杂色泥岩与棕灰、灰白、浅 灰色细、中砂岩不等厚互层夹灰绿色粘 土岩。底灰、浅灰色中砂岩。 盒 3 P1x3 251540 棕褐中、粗砂岩中上部有棕红色泥岩， 底部发育灰绿色泥岩。 盒 2 P1x2 255136 棕褐中、粗砂岩中上部有棕红色泥岩， 底部发育灰绿色泥岩。 下 石 盒 子 组 盒 1 P1x1 259342 浅灰、灰白色中、粗粒砂岩和夹灰色泥 岩薄层的含砾粗砂岩。 山 2 P1s2 263441 主要为深灰色泥岩夹杂少量的浅灰色细 砂岩。 2651（A 靶点） 17（未 穿） 该段储层岩性为单一的浅灰色粗砂岩、 中砂岩。 上 古 生 界 二 叠 系 下 统 山西组 山 1 P1s1 2648.5（ B 靶点） 2.5（未 穿） 该段储层岩性为单一的浅灰色粗砂岩、 中砂岩。 5 3 井的设计井的设计 3.1 开钻前要求开钻前要求 （1）严格按照要求安装钻井设备。调整转盘、天车，使其与井眼轴线处于同一铅垂 线上，要求偏差不超过 10mm，正常运转超过 2h，认真观察运转情况，待验收 合格后，方可正式开钻。 （2）开钻前要认真贯彻设计，按照设计要求做好开钻前的各项准备，对于设计上提 出的各方面的技术要求要认真贯彻，确保在钻进过程中能顺利实施。 （3）要求地面净化设备配备齐全，包括振动筛 2 台、除砂器 1 台、除泥器 1 台、离 心机 1 台，尽量减少对储层以及环境的损害6。 3.2 井眼设计井眼设计 3.2.1 井眼设计原则井眼设计原则 （1）根据现有的各种数据以及油气田的勘探开发要求，保证井的顺利钻进。 （2）根据油气田的构造、油气产状等的特征，要求所设计的井眼能尽可能的 提高油气产量和采收率。 （3）在选择造斜点，井眼曲率等参数时，要充分考虑以后的各种作业。如尽可能为 钻井、采油、修井等作业的实施提供有利条件。 （4）在满足能够按照勘探开发要求顺利实现以钻井为目的的前提下，应尽可能选取 简单的井眼轨道类型，力求最大程度的降低井眼轨道控制的难度，减少工作量， 有利于优化、快速的钻进，降低钻井成本7。 3.2.2 该井井眼结构设计该井井眼结构设计 根据大牛地气田形成的优快钻井技术以及本井的地质概况，本井的井眼轨道设计 如表 3 所示，垂直剖面图如图 2 所示 表 3 轨道各点数据 井深 m 井斜角 方位角 垂深 m 水平位移 m 南北位移 m 东西位移 m 造斜率 /30m 备注 0.000.00165.000.000.000.000.000.00 2301.690.00165.002301.690.000.000.000.00造斜点 2331.694.92165.002331.661.29-1.240.334.92 2361.699.84165.002361.405.14-4.971.334.92 2391.6914.76165.002390.7011.53-11.142.984.92 2421.6919.68165.002419.3520.41-19.715.284.92 2451.6924.60165.002447.1331.71-30.638.214.92 2481.6929.52165.002473.8345.36-43.8111.744.92 2511.6934.45165.002499.2761.25-59.1615.854.92 6 井深 m 井斜角 方位角 垂深 m 水平位移 m 南北位移 m 东西位移 m 造斜率 /30m 备注 2541.6939.37165.002523.2579.26-76.5620.514.92 2571.6944.29165.002545.6099.26-95.8725.694.92 2601.6949.21165.002566.15121.10-116.9731.344.92 2631.6954.13165.002584.75144.63-139.7037.434.92 2661.6959.05165.002601.26169.66-163.8843.914.92 2691.6963.97165.002615.57196.02-189.3450.734.92 2721.6968.89165.002627.56223.51-215.8957.854.92 2751.6973.81165.002637.15251.92-243.3465.204.92 2769.8376.78164.942641.79269.44-260.1870.034.92侧钻点 2781.6978.73165.002644.27281.06-271.4872.744.92 2811.6983.65165.002648.86310.70-300.1180.414.92 2841.6988.57165.002650.89340.62-329.0188.164.92 2851.0890.11165.002651.00350.01-338.0890.594.92A 2881.0890.11165.002650.94380.01-367.0698.350.00 2911.0890.11165.002650.88410.01-396.04106.120.00 2941.0890.11165.002650.82440.01-425.01113.880.00 2951.0890.11165.002650.80450.00-434.67116.470.00 2952.5290.17165.002650.80451.45-436.06116.841.20 2982.5290.17165.002650.71481.45-465.04124.610.00 3012.5290.17165.002650.62511.45-494.02132.370.00 3042.5290.17165.002650.53541.45-523.00140.130.00 3051.0990.17165.002650.50550.01-531.27142.350.00 3052.5590.11165.002650.50551.47-532.68142.73-1.20 3082.5590.11165.002650.44581.47-561.66150.500.00 3112.5590.11165.002650.38611.47-590.64158.260.00 3142.5590.11165.002650.32641.47-619.62166.030.00 3151.0990.11165.002650.30650.01-627.86168.240.00 3152.5590.17165.002650.30651.47-629.27168.621.20 3182.5590.17165.002650.21681.47-658.25176.380.00 3212.5590.17165.002650.12711.47-687.23184.150.00 3242.5590.17165.002650.03741.47-716.20191.910.00 3251.0890.17165.002650.00750.01-724.45194.120.00 3252.5490.11165.002650.00751.46-725.85194.501.20 3282.5490.11165.002649.94781.46-754.83202.260.00 3312.5490.11165.002649.88811.46-783.81210.020.00 3342.5490.11165.002649.82841.46-812.79217.790.00 3351.0890.11165.002649.80850.00-821.04220.000.00 3352.5390.17165.002649.80851.46-822.44220.381.20 3382.5390.17165.002649.71881.46-851.42228.140.00 3412.5390.17165.002649.62911.46-880.40235.900.00 3442.5390.17165.002649.53941.46-909.38243.670.00 3451.0990.17165.002649.50950.01-917.64245.880.00 3452.5490.11165.002649.50951.46-919.04246.26-1.20 3482.5490.11165.002649.44981.46-948.02254.020.00 3512.5490.11165.002649.381011.46-977.00261.780.00 3542.5490.11165.002649.321041.46-1005.98269.550.00 3551.0990.11165.002649.301050.01-1014.23271.760.00 3552.5590.17165.002649.301051.47-1015.64272.141.20 3582.5590.17165.002649.211081.47-1044.62279.900.00 3612.5590.17165.002649.121111.47-1073.59287.670.00 3642.5590.17165.002649.031141.47-1102.57295.440.00 3651.0990.17165.002649.001150.01-1110.82297.650.00 3652.5590.11165.002649.001151.47-1112.23298.03-1.20 3682.5590.11165.002648.941181.47-1141.21305.790.00 3712.5590.11165.002648.881211.47-1170.19313.560.00 3742.5590.11165.002648.821241.47-1199.16321.320.00 3751.0890.11165.002648.801250.00-1207.41323.530.00 3752.5490.17165.002648.801251.46-1208.81323.911.20 3782.5490.17165.002648.711281.46-1237.79331.670.00 3812.5490.17165.002648.621311.46-1266.77339.430.00 3842.5490.17165.002648.531341.46-1295.75347.200.00 3851.0990.17165.002648.501350.01-1304.01349.410.00B 7 图 2 DP46S 井导眼设计垂直剖面示意图 3.3 井身结构及钻井固井程序设计井身结构及钻井固井程序设计 3.3.1 井身结构设计及钻具组合井身结构设计及钻具组合 依据 DP46S 井所钻地层预测表、大牛地气田形成的优快钻井技术以及参考井 身结构设计方法 （SY/T 5431-2008） ，大牛地气田 DP46S 井采用三开式井身结构，接 下来本文就该井每开的井眼尺寸、井深、固井程序、钻具组合等方面进行研究设计8。 一开采用 311.1mm 钻头钻至 401 米。推荐钻具组合为 311.1mm 钻头203.2 无磁钻铤1 根203.2 钻铤8 根177.8 钻铤9 根127mm 钻杆；所用钻压为 6080kN；转速为 80110 r/min；排量为 4555L/s。待钻井完成后下入 244.5mm 套 管进行固井。该次下入的套管为表层套管，其主要作用是封固第四系黄土层和志丹群 砂砾和泥岩等疏松地层，防止出现井壁坍塌等现象，要求水泥浆返至地面，保证固井 质量。 注意事项： (1)由于上部地层松软，井壁极易受到损害，为了保证井身质量，刚开始时 要轻压钻进，待井眼逐渐加深后再转入正常钻进，每钻完一个单根后需洗井 23 分钟并修整井壁。 (2)由于上部地层松软，在钻进时井壁易出现垮塌现象，所以钻进时易出现 沉砂卡钻现象。为了解决这一问题，接单根时要不断开转盘活动钻具。 8 (3)钻达设计井深后，应加重泥浆维持井壁稳定，下套管前反复清洗井底， 确保井底清洁，进行短起下钻，确保井眼畅通后再按要求下入套管进行固井。 二开采用 215.9mm 钻头导眼钻至 2885.69m，回填，侧钻点 2769.83m，主井眼 造斜一次击中 A 点。具体来说，该段首先垂直下钻至 2301.69m，推荐钻具组合： 215.9mm 钻头+158.8mm 无磁钻铤 1 根 +158.8mm 钻铤 1 根+214mm 扶正器 +158.8mm 钻铤 7 根+127.0mm 加重钻杆 30 根127.0mm 钻杆，所用钻压：120 140 kN；转速：90100 r/min；排量：2830L/s。然后打导眼侧钻至 2885.69m，该段 井斜角：076.78；造斜率：4.92/30m。由于该段为斜井，所以推荐钻具组合为定向 钻具组合为 215.9m 钻头+172mm 单弯动力钻具+ MWD 无磁循环短节+159mm 无 磁钻铤 9m+159mm 无磁转换接头+127mm 无磁承压钻杆 9m+127mm 加重钻杆 +127mm 斜台阶钻杆+127mm 钻杆，所用钻井参数为泵压 1821 MPa；压差 1 1.5MPa；排量 28-30L/S。回填至 2769.83m 开始侧钻，钻至 2851.08m，该段井斜角： 76.7890.11；造斜率：4.92/30m。推荐钻具组合：215.9m 钻头+172mm 单弯动力 钻具+ MWD 无磁循环短节+159mm 无磁钻铤 9m+159mm 无磁转换接头+127mm 无磁承压钻杆 9m+127mm 加重钻杆+127mm 斜台阶钻杆+127mm 钻杆，所用钻井 参数为：泵压 1821 MPa；压差 11.5MPa；排量 2830L/S。待钻井完成后下 177.8mm 技术套管进行固井，为三开水平段的安全施工、顺利钻进提供有利条件。 注意事项： (1)开眼要直，其次因为在下入表层套管固井后会出现水泥与地层接触的界 面，在钻遇此界面时容易打斜，所以钻压一定要小，钻速也应严格控制。 待钻铤全部进入新地层后才可恢复正常加压进行钻进。 (2)由于上部地层松软，在钻进时易吸水膨胀形成厚泥饼而造成卡钻，所以 在钻进时仍要坚持短程起下钻制度：每钻进 200300m(或纯钻时间 50 60h)，短程起下钻一次以保证起下钻畅通，如果在此过程中遇阻则要反复进行 拉井壁或划眼，直到井眼畅通后再继续钻进。 (3)应控制好起下钻速度，防止井底压力变化较大而造成井涌、井塌、井漏 等井下复杂事故。 (4)在钻进过程中应严格监控直井段井身质量。要求每钻进 100200m 就用 单点测斜进行一次测斜，并计算井眼轨迹，严格控制井斜角、水平位移等各 个井身要素都在设计要求的范围内，若发现有超标趋势，则应及时纠正。 (5)起钻前，要充分调整好钻井液性能，要求既能实现该井段的顺利钻进， 又能为定向造斜钻进作好井眼准备。 (6)如果下钻遇阻但没有超过 l00kN 时，主要应该以冲通为主，禁止硬砸硬 压，特别是在下钻到造斜点附近时要严格控制下钻速度，防止把钻头和稳定 器塞入小井眼中，造成卡钻事故。 (7)旋转钻进时，可根据现场具体施工情况，灵活应用，及时调整钻进的各 项参数，从而提高施工速度。 9 三开水平段采用 152.4mm 钻头由 2851.08m 钻至 3851.09m B 靶点，井斜角为 90.1190.17。推荐钻具组合为：152.4mm 钻头+120mm1.0 单弯动力钻具 +120mm 无磁钻铤 9m+LWD（自然伽玛）+88.9mm 无磁承压钻杆 9m+88.9mm 斜 台阶钻杆 +88.9mm 加重钻杆+88.9mm 钻杆。钻进参数为：钻压 50100kN；螺杆 +30r/min；排量为：16-18L/S。根据大牛地气田井身结构的优化，在目的层段，如果 水平段钻遇煤层和泥岩采用预制管完井，如果钻遇全部为砂岩则采用裸眼完井。由于 本井的在 B 靶点处的山 1 段的岩性为砂岩，所以采用裸眼完井8。 注意事项： (1)每钻进一个单根就应及时计算井眼轨迹，测量一次井斜角、方位角等数 据，确保井眼轨迹能按照设计要求达到目的层位和靶点而进行延伸。 (2)在调整下入旋转或复合钻具组合时，要求既要满足井眼轨迹的需要，又 要达到能够清除井底岩屑床的目的。 (3)在钻进过程中要根据扭矩和摩阻的情况，判断岩屑床问题，并且能够在 短起下钻过程中，清除岩屑床。 (4)每钻进 l00200m，短起下钻一次，短起下钻井段长度 100500m，短 起下钻过程中，视情况可采用倒划眼的措施，清除岩屑床。 (5)泥浆性能优良，四级净化设备运转良好，确保井下安全。 (6)完钻后应收集全部井眼的井斜、方位数据，认真分析并计算出实钻轨迹 的全部数据。 综上所述大牛地气田 DP46S 井的井身结构与套管程序设计见表 4。 表 4 井身结构与套管程序数据表 开数井眼尺寸井深套管尺寸下深水泥返高 一开311.1mm（12 1/4） 401m 244.5mm（9 5/8） 400m地面 导眼 215.9mm（8 1/2） 2885.69m 有效水泥塞面井深 2769.83m 二开 215.9mm（8 1/2） 2851.08m 177.8mm（7） 2851.08m 地面 三开152.4mm（6） 3851.09m 裸眼完井 除上述推荐钻具组合外，还需要一些基本的钻井设备。这些钻井设备要求既能使 10 该井能够顺利钻进，又能尽可能的节约能源、保护环境。该井的钻井主要设备见表 59 表 5 钻井主要设备 序 号 名称型号单位 数 量 负荷 (kN) 功率 (kW) 备注 1 钻机 ZJ50L 部 13150 12 钻杆 3200m 89 钻杆 4000m 2 井架 JJ315/45-D 套 13150 K 型，高度 45m 天车 TC315 台 13150 游车 YC350 台 13500 大钩 DG350 台 13500 3 提 升 系 统 水龙头 SL450 台 13150 4 转盘 ZP275 台 15850 转速:最高 195rpm 5 钻井液泵 F-1600 台 21180 最高压力 35.0MPa 6 柴油机 PZ12V190BBL-3 台 32430 单机功率 810kW 1#VL436 台 2740 单机功率 370kW 7 发电机 2#VL208 台 1208 单机功率 208kW 钻井液储备罐个 3 单灌体积 40 m3 淡水储备罐个 2 单灌体积 40 m3 循环罐个 5 总体积 260 m3 9 罐类 环型防喷器 FH35-35 台 1 双闸板防喷器 2FZ35-35 台 1 压井放喷节流管 汇 YG-35 JG/S3-35 套 1 二开，三组合，负 荷能力 35.0MPa 10 井 控 装 置 司钻控制台 KQP6407+远控台 1 负荷能力 35.0MPa 节流控制箱 11 控 制 系 统 1# ZS21.152/3P 套 14 2#ZS21.152/3P 套 14 高频振动筛 12 振动筛 NCJ-227 台 12.2 处理量 227m3/h 高频振动筛 13 除砂器 NJ-861 台 12.2 14 除泥器台 1 15 电动砂泵 LW355 台 118.5 16 离心机台 1 17 电磁涡轮刹车套 1 18 自动灌钻井液装置 Q10Y-M 台 1 19 液压大钳钻井参数仪表套 1 20 泥浆参数仪表 套 1 3.3.2 套管强度设计套管强度设计 套管柱从下入井内开始就与随后的钻进以及油气生产息息相关。套管柱在井下能 否起到很好的作用主要取决于作用在套管柱上的外载以及套管本身的强度。而套管柱 所受的外载，甚至套管本身的强度从套管柱入井后就是不断变化的。套管柱强度设计 的任务就是要事先设计出足够支撑以后各项作业所需强度的前提下，尽量降低套管柱 的成本，这就是通常所说的套管柱设计的“既安全又经济”的原则10。利用套管强度设 11 计软件设计该井的套管强度见表 6 表 6 套管强度设计 井段 (m) 套管 尺寸 (mm) 段长 (m) 下深 (m) 钢级 壁厚 (mm) 重量 (kg/m) 段重 （t） 总重 (t) 抗拉 (kN) 抗挤 (MPa) 抗内压 (MPa) 扣型 0401245400400J558.9453.5721.4321.43175313.924.3短圆 02000177.820002000N808.0534.2668.52101.4196626.443.7长圆 20002851.08177.8851.082851.08N809.1938.7332.9632.96230937.349.9长圆 3.4 钻井液体系设计钻井液体系设计 由于该井钻遇地层中泥质含量含量较高，易出现井壁坍塌、缩径等现象，所以在 设计该井的钻井液体系时要求其主要性能要以稳定井壁和最大程度的减少对储集层的 损害为主，再结合大牛地气田对现阶段对钻井液体系的优化。该井一开选用聚合物钻 井液；二开选用钾铵基聚合物钻井液，其主要原理是通过 K+和 NH4+的晶格固定和离 子交换作用来抑制泥页岩吸水水化膨胀，最终达到稳定井壁的效果，同时利用钻井液 中的聚合物来封堵地层裂隙，进而将钻井液滤失量控制在 5mL 之内，最大限度的减 少对储集层的损害；三开水平段采用钾铵基聚合物钻井完井液体系11。分段钻井完井 液配方见表 7 表 7 分井段钻井完井液配方 一开清水+0.20.3%Na2CO3+67%钠土+0.10.2%K-PAM 二开 直井段：低固相钾铵基聚合物钻井液 配方：一开钻井液+0.10.3%NaOH0.10.2K-PAM0.20.3K-PAN 造斜段A 靶点： 配方：原钻井液0.30.5K-PAM0.51NH4-PAN1.52防塌剂1 2%SMP+12%SPNH+23%超细碳酸钙 三开 34%坂土+0.20.3%KOH +0.30.5%K-PAM+0.51%NH4-HPAN+23%SMP+2 3%无荧光防塌剂+26%润滑剂 4 结论结论 在前人研究的基础之上，本文通过查阅各种文献资料对大牛地气田的地质概况， 该地区的钻井水平发展现状以及存在的问题进行了全面的、深入系统的研究，进而得 到如下结论与认识：