2014-石油工程综合设计任务书(钻井方向).pdf

石油工程石油工程 20112011 级级 石油工程综合设计安排石油工程综合设计安排 钻井钻井 综合设计钻井指导小组综合设计钻井指导小组 2014 122014 12 1 1 1 指导教师安排指导教师安排 表表 1 各班指导老师及联系方式各班指导老师及联系方式 序号 班级 钻井方向 采油方向 油藏方向 姓名 电话 姓名 电话 姓名 电话 1 石工 1101 02 宋洵成 135 6336 1591 温庆志刘永革 152 1072 7091 2 石工 1103 04 张 锐 139 5462 0341 隋义勇陈付真 185 5487 8108 3 石工 1105 06 刘瑞文 151 6661 3010 吴飞鹏张先敏 151 0532 4493 4 石工 1107 08 史玉才 187 5320 0695 周 童李明川 136 9865 9091 5 石工 1109 14 李春山 158 2335 2989 张黎明孙致学 138 6426 8276 6 石工 1112 13 廖华林 139 5460 5967 李宾飞杨永飞 186 5321 6342 7 石工 1110 11 金业权 150 6301 8525 于乐香谷建伟 139 6336 6604 郭天魁9 辅 导 员 王方晴 159 5329 8310 张继庆 153 7676 2587 2 2 各班负责人联系方式各班负责人联系方式 表表 2 各班负责人联系方式各班负责人联系方式 石工 11 1 班长 徐睿智 15 42532 团支书 武诗琪 15 425石工 11 2 班长 周祥 13 40330 团支书 丰雅 15 425石工 11 3 班长 张进 13 40530 团支书 黄乾 13 407石工 11 4 班长 韩波 13 41529 团支书 曹潇颖 15 427石工 11 5 班长 郑刚 13 42030 团支书 王超琦 13 419石工 11 6 班长 陈本军 13 42531 团支书 魏永辉 13 426石工 11 7 班长 张明山 13 431B30 团支书 丁前 13 427石工 11 8 班长 罗奇 13 44227 团支书 景义斌 13 437石工 11 9 班长 段进忠 13 44428 团支书 张召欣 13 4432 石工 11 10 班长 张江源 13 45130 团支书 于清远 13 457石工 11 11 班长 徐银亮 13 46328 团支书 郑飞 13 461石工 11 12 班长 姜令 13 46629 团支书 张伟 13 468石工 11 13 班长 孙学文 13 36829 团支书 袁玉洁 15 439石工 11 14 班长 宋博 13 52335 团支书 胡雄军 13 2233 3 综合设计时间安排综合设计时间安排 表表 3 综合设计整体时间安排综合设计整体时间安排 石工 2011 1 9 12 14 班 石工 2011 10 11 班 起始时间 结束时间 起始时间 结束时间 钻井 12 月 1 号 12 月 11 号 12 月 1 号 12 月 15 号 采油 12 月 12 12 月 23 12 月 16 12 月 30 油藏 12 月 24 元月 5 号 12 月 31 元月 16 号 各方向报告截止时间 元月 16 号 4 4 综合设计总体要求综合设计总体要求 1 成绩评定方法 1 综合设计总成绩 油藏成绩 钻井成绩 采油成绩 3 2 各方向具体成绩评定方法见具体安排 3 油藏 钻井 采油三个方向若有一个方向不及格就视为总成绩不及格 2 报告要求 1 学院统一印制下发封面 每个方向报告完成后加上该方向封面单独装订 总封面填 写好个人信息后交给钻井方向老师 2 报告用白色暗格论文纸手写 所有图件 图号 图名 坐标 单位等齐全 必须手 工绘制 3 内容包括 目录 各部分具体内容 结论 附属资料等 内容要条理清楚 详实 齐全 完整 4 格式要求 左侧装订 上 下及右边距为 2 0cm 左边距为 3 0cm 页码在页脚居 中连续标注 油藏方向用 1 钻井方向用 2 采油方向用 3 3 3 纪律要求 1 严格遵守学校的各项规章制度 2 按时到指定教室学习 严格遵守请 销 假制度 缺课 1 3 则本课程不通过 3 注意保持公共场所卫生 5 5 钻井综合设计要求及评分标准钻井综合设计要求及评分标准 成绩评定方法 钻井方向成绩 报告成绩 70 平时成绩 30 1 平时成绩包括 考勤 纪律 笔记 草稿等 2 报告成绩评定见下表 表表 4 钻井方向报告评分标准表钻井方向报告评分标准表 书写工整清楚 图表规范完整 15 分 设计思路正确 方法运用得当 30 分 计算完整准确 论述详实 40 分 结论系统 正确 15 分 总分 100 分 6 6 钻井钻井工程综合设计任务书 工程综合设计任务书 适用于石工适用于石工 20112011 1 1 9 9 1212 1414 班班 6 1 6 1 地质资料和基本数据地质资料和基本数据 1 井号 营 X Y 井 其中 X 学生所在班号 Y 班内编号 1 2 井别 生产井 3 油层底界位置 No 1 10 号 3000m 采用图 1 No 10 20 号 3200m 采用图 2 No 20 号 3400m 采用图 3 4 钻探目的 完善胜东油田沙三段开发井网 5 完钻原则 钻穿沙三段后留足口袋完井 6 下套管 注水泥要求 2 1 5油层套管 阻流环下至油层底界以下 30m 套管柱下部结构长度 10m 下部沉砂口袋 10m 水泥返至油层顶界以上 200m 处 7 地层分层描述 表表 5 地层分层表地层分层表 地层层位 底界深度 m 可钻性级别 d k 地层硬度 推荐钻头型号 平原组 360 1 50 极软 J1 H116 明化镇组 1070 1 74 极软 馆陶组 1400 2 31 极软 软 J2 H126 J11 H437 东营组 1760 2 75 软中 软 沙一段 2080 4 43 中 J11 H437 J22 H517 J23 H537 沙二段 2350 4 14 中 沙三段 3250 4 07 中 沙四段 3450 5 96 中硬 J23 H537 4 注 推荐钻头的 J 字母表示美国休斯公司生产 H 字母表示江汉钻头厂生产 8 套管层次和下深的设计系数 抽吸压力系数 036 0 b S 激动压力系数 11 0 002 0 10 1 0 003 0 xx xx Sg 井涌允值 06 0 K S 压裂安全增值 11 0 002 0 10 1 0 003 0 xx xx Sf 压差允值 14 N PMPa 18 a PMPa minminmin 81 981 9HHP pm Hmin 最小地层压力梯度对应的最大深度 9 有关钻井液及岩屑参数 二开钻井液粘度 0 015Pa s n 0 6 k 0 4 最后开次粘度 0 02 Pa s n 0 8 k 0 5 岩屑平均直径 2 4mm 平均密度为 2 5g cm3 6 2 6 2 设计内容设计内容 6 2 6 2 1 1 井身结构设计 画图 井身结构设计 画图 1 套管层次和下深 2 套管 钻头尺寸的配合 3 各层套管段对应的钻深 4 水泥返至深度设计 5 各井段的钻井液密度设计 6 2 6 2 2 2 钻头选型及钻进参数设计 钻头选型及钻进参数设计 1 钻头选型 类型 钻头用量 每只钻头的钻井时间和钻进井段 2 钻进参数设计 每只钻头的钻压 转速 其中 进口铣齿钻头的使用寿命为 50h 国产铣齿钻头的使用寿命为 40h 进口镶齿钻头的使用寿命 为 80h 国产镶齿钻头的使用寿命为 60h 6 2 6 2 3 3 钻具设计 钻具设计 1 钻铤尺寸 使用长度设计 二开要用塔式钻具组合 最后开次 2 钻杆尺寸 强度设计 最后开次 3 方钻杆尺寸设计 4 稳定器安放位置设计 最后开次 5 接头 配合 保护接头 位置设计 最后开次 画图 6 2 6 2 4 4 水力参数设计 最后开次底部 水力参数设计 最后开次底部 1 泵的选择 2 泵的工作额定排量 泵压的确定 3 钻头喷嘴直径 4 射流 钻头水力参数的计算 5 6 2 6 2 5 5 套管柱设计 主要进行油层套管柱的设计 套管柱设计 主要进行油层套管柱的设计 1 套管柱钢级 壁厚 扣型及强度设计 2 套管柱下部结构设计 画图 6 2 6 2 6 6 固井设计固井设计 对完井套管进行固井设计 具体设计内容如下 1 浆柱结构设计 冲洗液段长取 60 100m 密度取 1 10 1 25g cm3之间 隔离液段长 30m 密度取 1 35 1 50g cm3之间 水泥浆分为领浆和尾浆两部分 尾浆至少返至油层顶部 300m 以上 尾浆密度在 1 85 1 95 g cm3 之间 领浆密度可在 1 4 1 7 之间 2 静液压力平衡校核 在上述浆柱结构设计后 对井底和上层套管鞋位置进行破裂压力校核 保证不压漏地层并压稳高压 层 不考虑失重影响 静液压力不满足要求时 应对水泥浆密度或前置液密度或段长进行调整 3 水泥浆用量 干水泥用量和混合水用量的计算 不考虑各种添加剂的质量和体积 计算方法如 下 首先计算 100 kg 干灰的体积 cc V 100 L 计算 100 kg 干灰需用水量 100 wscsw VV L www VW kg 水灰比 cw WW m 计算干灰和水的总用量 100 1000 wcsc VVVSumWSum kg wwcs WVVSum VWSum 1000 w kg 以上各式中 c 干灰密度 取 3 2 g cm3 w 水 或混合水 密度 取 1 05 g cm3 Sum Vs 水泥 浆总量 m3 4 顶替液用量计算 zinrp HDV 4 14159 3 2 10 4 m3 式中 Din 套管内经 cm Hz 阻流环深度 m 6 表表 6 139 7mm 套管强度数据表套管强度数据表 规格 mm in 重量 kg m 钢级 外径 mm 壁厚 mm 内径 mm 抗挤 强度 kPa 管体屈 服强度 kN 最小屈服强度下的抗内压力 kPa 接头拉伸强度 kN 圆螺纹 梯形螺纹 圆螺纹 梯形螺纹 短 长 标准接箍 特殊接箍 短 长 标准接箍 特殊接箍 同一 钢级 高一 钢级 同一 钢级 高一 钢级 同一 钢级 高一 钢级 同一 钢级 高一 钢级 139 7 5 1 2 25 30 N 80 139 7 7 72 124 3 43299 1765 9 53365 53365 53365 47436 53365 1548 0 1983 9 1983 9 1886 0 1983 9 29 76 N 80 139 7 9 17 121 4 60881 2072 9 63363 61984 63363 47436 63363 1903 8 2330 9 2330 9 1886 0 2330 9 34 23 N 80 139 7 10 54 118 6 76945 2357 6 68120 61984 72809 47436 65224 2233 0 2575 5 2651 1 1886 0 2357 6 25 30 C 90 139 7 7 72 124 3 46471 1988 4 60053 60053 53365 1583 6 2028 4 1886 0 29 76 C 90 139 7 9 17 121 4 66397 2335 3 71292 69775 53365 1948 3 2384 2 1886 0 34 23 C 90 139 7 10 54 118 6 85357 2655 6 76601 69775 53365 2286 4 2580 0 1886 0 38 69 C 90 139 7 12 09 115 5 98181 3007 0 76601 69775 53365 2660 0 2580 0 1886 0 52 09 C 90 139 7 16 51 106 7 129346 3963 4 76601 69775 53365 2731 2 2580 0 1886 0 7 7 7 钻井钻井工程综合设计任务书 工程综合设计任务书 适用于石工适用于石工 20112011 1010 1111 班班 7 1 7 1 地质资料和基本数据地质资料和基本数据 1 井号 探 X Y 井 其中 X 学生所在班号 Y 班内编号 1 2 井别 生产井 3 油层底界位置 4400 学号最后三位数 m 4 钻探目的 完善须家河组开发井网 5 完钻原则 钻穿须家河组后留足口袋完井 6 下套管 注水泥要求 2 1 5油层套管 阻流环下至油层底界以下 30m 套管柱下部结 构长度 10m 下部沉砂口袋 10m 水泥返至油层顶界以上 200m 处 7 地层剖面地层剖面 见表见表 1 表表 7 设计地层剖面设计地层剖面 地 层 设计地层 岩 性 描 述 故障 提示 界 系 统 组 段 底 m 厚度 m 可钻 性 中 生 界 白垩 100 100 1 1 细砂岩 中砂岩间夹泥岩 粉砂质泥岩 石英砂岩 防斜 防漏 防垮 防喷 侏 罗 系 上 统 蓬莱镇 1120 1020 2 2 棕紫色泥岩 粉砂质泥岩夹棕紫色粉砂岩及细砂岩 遂宁组 1700 580 3 1 棕紫色泥岩 粉砂质泥岩夹灰紫色粉砂岩细砂岩 中 统 上沙溪 庙组 2931 1231 4 6 紫红色泥岩 粉砂质泥岩 泥质粉砂岩与灰绿 浅绿色细 砂岩 岩屑长石细砂岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩不等厚 互层 局部含浅绿色泥岩 下沙溪 庙组 3190 259 4 9 紫红 暗紫红 棕紫色泥岩 粉砂质泥岩与浅灰 灰绿色 岩屑长石砂岩不等厚互层 千佛 崖组 3370 180 5 1 上 下段以棕色 灰色泥岩与粉砂质泥岩 浅灰 灰绿色 岩屑长石砂岩互层 中段深灰 黑灰 黑色页岩与砂岩不 等厚互层 底部以砂岩或泥岩为主 下 统 自流 井组 3800 430 5 7 泥岩与砂岩 粉砂质页岩不等厚互层 钙质泥岩为主 页岩 泥岩与砂岩不等厚互层 上部紫红色泥岩与灰 色粉 细粒岩屑砂岩不等厚互层 下部灰 深灰色泥岩与 粉砂岩 细粒岩屑砂岩互层 底部以含砾岩屑砂岩 岩屑 砂岩 灰白色石英砾岩 三 叠 系 上 统 须家 河组 4500 700 6 5 以灰 灰白色块状细 粗粒岩屑砂岩 长石岩屑砂岩 长石 岩屑石英砂岩 局部含砾砂岩 为主 夹薄 厚层灰黑 黑灰色泥 页岩 中 统 雷口 坡组 四 三段 4713 213 6 8 灰 深灰色微晶灰岩 含泥微晶灰岩略等厚互层 中部夹 灰白色硬石膏岩和深灰色微晶白云岩 防漏 防垮 防喷 防 H2S 8 地层压力剖面地层压力剖面 见图见图 1 8 图图 1 地层压力及地层破裂压力剖面图地层压力及地层破裂压力剖面图 注 1 f 为地层破裂压力当量密度曲线 p 为地层孔隙压力当量密度曲线 ff 为安全 地层破裂压力当量密度曲线 9 井身结构设计所需系数井身结构设计所需系数 抽吸压力系数抽吸压力系数 Sb 0 06 0 08 g cm3 激动压力系数激动压力系数 Sg 0 07 0 10 g cm3 压裂安全系数压裂安全系数 Sf 0 024 0 048 g cm3 井井 涌涌 允允 量量 Sk 0 06 0 14 g cm3 压压 差差 允允 值值 p pN 15 18 MPa pA 21 23 MPa 固井回压值固井回压值 根据工艺条件确定 一般取 2 4 MPa 7 2 7 2 设计内容设计内容 参考 CNPC 设计格式 7 2 7 2 1 1 井身结构设计 画图 井身结构设计 画图 1 套管层次和下深 采用由下而上和由上而下两种方法 并进行对比 2 套管 钻头尺寸的配合 9 3 各层套管段对应的钻深 4 水泥返至深度设计 5 各井段的钻井液密度设计 7 2 7 2 2 2 钻机选型及主要钻井设备钻机选型及主要钻井设备 1 计算选择钻机型号 2 选配其他主要钻井设备 7 2 7 2 3 3 钻具设计钻具设计 1 方钻杆尺寸设计 2 钻铤尺寸 使用长度设计 稳定器安放位置设计 最后开次 设计钟摆和满眼钻 具备用 3 钻杆尺寸 强度设计和强度校核 最后开次 4 接头 配合 保护接头 位置设计 最后开次 画图 7 2 7 2 4 4 钻头选型及钻进参数设计 钻头选型及钻进参数设计 1 钻头选型 类型 钻头用量 每只钻头的钻井时间和钻进井段 2 钻进参数设计 每只钻头的钻压 转速 a 根据提供的地层岩石可钻性级值 按照 IADC 编码或者江钻牙轮钻头编码选择合适 的钻头 铣齿 镶齿 PDC 根据所选择钻头推荐的钻压和转速选择相应的钻压和转速 根 据推荐的胜利油田钻速方程 计算钻头进尺 b 进口铣齿钻头的使用寿命为 50h 国产铣齿钻头的使用寿命为 40h 进口镶齿钻头的 使用寿命为 80h 国产镶齿钻头的使用寿命为 60h PDC 钻头寿命 150 小时 c 推荐胜利油田钻速预测公式 牙轮钻头 d b dW pc V 5 7 27 131 0666 02117783 0 d Kd 式中 Vpc 牙轮钻机械钻速 m h W 钻压 kN db 钻头直径 mm d 钻压指数 无因次 Kd 岩石可钻性级值 无因次 7 2 7 2 5 5 水力参数设计 最后开次底部 水力参数设计 最后开次底部 1 泵的选择 2 泵的工作额定排量 泵压的确定 3 钻头喷嘴直径 4 射流 钻头水力参数的计算 7 2 7 2 6 6 油气井压力控制设计油气井压力控制设计 1 设计最后开次的井口防喷器组合 画出示意图 并给出各部件的压力级别 10 2 进入油气层顶部 钻进 学号后三位数 m 后发生井涌 根据相关数据填写压井 施工单 见附表 a 关井后压力数据 关井立压为 6 2MPa 关井套压为 8 5MPa b 低泵速试验数据 30 st min时的循环压力为 5 6MPa 每冲泵排量为 14 L c 破裂压力试验数据 根据压力剖面和自己设计的井身结构确定 d 井身结构和钻具结构数据为设计值 按直井计算 7 2 7 2 7 7 套管柱设计套管柱设计 考虑不同套管类型的主要受力不同进行设计 为此在每层套管设计之前要首先考虑对应考虑不同套管类型的主要受力不同进行设计 为此在每层套管设计之前要首先考虑对应 套管所受的主要外力 套管所受的主要外力 设计的内容包括各层套管的以下内容 1 表层套管柱各段的钢级 壁厚 扣型 对应使用长度 2 技术套管柱各段的钢级 壁厚 扣型 对应使用长度 3 油层套管柱各段的钢级 壁厚 扣型 对应使用长度 4 套管柱下部结构设计 画图 7 2 7 2 8 8 固井设计固井设计 对完井套管进行固井设计 具体设计内容如下 1 固井工艺技术的选用 固井工艺技术的选用 1 固井工艺技术的选择 根据拟封固井段的长度 拟封固井段长度超过 1500m 原则上采用分级固井技术 选择 常规固井工艺技术 分级固井工艺技术等不同技术 2 若采用分级固井工艺技术 需要进行分级固井的分级箍类型 分级箍位置 2 对应固井工艺条件下的对应固井工艺条件下的浆柱结构设计浆柱结构设计 1 冲洗液段长取 60 100m 密度取 1 1