井钻井工程设计概述.doc

编号 QK KZG2016015 构 造 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 井 别 开 发 井 井 型 定 向 井 丹 15 2 井钻井工程设计 陕西延长石油 集团 有限责任公司 油气勘探公司天然气勘探开发部 二 一六年七月二十七日 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 设设 计计 单单 位 位 设设 计计 人 人 年年 月月 日日 审审 核核 人 人 年年 月月 日日 单位负责人单位负责人 年年 月月 日日 天然气勘探开发部天然气勘探开发部 审审核核意意见见 审审 核核 人人 年年 月月 日日 单位负责人单位负责人 年年 月月 日日 油气勘探公司主管单位油气勘探公司主管单位 审审核核意意见见 审审 核核 人人 年年 月月 日日 单位负责人单位负责人 年年 月月 日日 批准意见批准意见 批批 准准 人人 年年 月月 日日 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 目目 录录 1 1 基本数据基本数据 1 2 2 设计依据设计依据 2 2 1 构造位置 2 2 2 地理位置及环境资料 2 2 4 地质分层及油气水层 4 3 3 技术指标及质量要求技术指标及质量要求 7 3 1 井身质量要求 7 3 2 防碰要求 8 3 3 防碰应急措施 8 3 4 钻头 套管程序及固井质量要求 8 4 4 工程设计 工程设计 9 4 1 井身结构 9 4 2 定向井带钻井眼剖面数据 10 4 3 防碰扫描 16 4 4 钻机选型及钻井主要设备 28 4 5 钻具组合 30 4 6 钻井液设计及气层保护要求 31 4 7 钻头及钻井参数设计 34 4 8 油气井压力控制 37 4 9 定向井工艺技术措施 40 4 10 中途测试安全措施 41 4 11 固井设计 41 4 12 各次开钻或分井段施工重点要求 47 4 13 完井设计 51 4 14 弃井要求 53 4 15 钻井进度计划 53 5 5 健康 安全与环境管理健康 安全与环境管理 56 5 1 基本要求 56 5 2 健康 安全与环境管理体系要求 56 5 3 关键岗位配置要求 57 5 4 健康管理要求 58 5 5 安全管理要求 59 5 6 环境管理要求 62 6 6 完井提交资料完井提交资料 64 6 1 完井提交资料 64 7 7 附附 则则 65 7 1 钻井施工设计要求 65 7 2 特殊施工作业要求 65 7 3 井位图 65 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 0 1 1 基本数据基本数据 开发项目鄂尔多斯盆地伊陕斜坡古生界天然气开发 井 号井 别井 型 大地坐标 井口 纵 X 大地坐标 井口 横 Y 表层套管下深 m 造斜点 m 方位 丹 15 井评价井直 井 4058058 9519290553 99500 00 丹 15 1 井开发井定向井 4058089 9419290553 28510 00580223 80 丹 15 2 井开发井定向井 4058080 7719290557 22520 00610160 27 地理位置陕西省延安市志丹县旦八镇卢家湾北约 1 公里 构造位置鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 丹 15 2 井 经纬度 东 经 108 39 30 55 北 纬 36 37 50 40 地面海拔 m 1422 74 磁 偏 角 3 54 方位角 160 27 中靶半径 m 65 丹 15 2 井 1 号靶点 纵 X 4056835 18 m 横 Y 19291003 88 m 位移 1323 25 m 海拔 山西组底 2321 00 m 丹 15 2 井 2 号靶点 纵 X 4056823 57 m 横 Y 19291008 04 m 位移 1335 58 m 海拔 本溪组底 2373 00 m 设计井深 垂深 3879m 完钻层位马5目的层 P3f P2h P1s P1t C2b O1m5 设计依据丹 15 井 丹 2 井 丹 7 井完钻地质资料 完钻原则钻穿马五4最后一套气层 50 m 完钻 若马五4无油气显示进入马5510 m 完钻 表 层 套 管生 产 套 管 钻头尺寸 mm 下深 m 尺寸 mm 套管下深 m 钻头尺寸 mm 套管尺寸 mm 311 1 520 00244 5 520 00215 9139 7 完井方法全套管射孔完井 井场分布及定 向方位示意图 丹 15 井口 丹 15 1 井口 大门方位 150 N 丹 15 2 井口 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 1 2 2 设计依据设计依据 钻井工程设计依据 丹 15 2 井钻井地质设计 邻区 邻井实钻资料 有关技术规范 及技术法规 2 1 构造位置 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 2 2 地理位置及环境资料 2 2 1 井口坐标 纵 X 4058080 77 m 横 Y 19290557 22 m 2 2 2 磁偏角 3 54 2 2 3 地面海拔 1422 74m 2 2 4 地理位置 陕西省延安市志丹县旦八镇卢家湾北约 1 公里 2 2 5 气象资料 井区属大陆性季风半干旱气候 春季干旱多大风 夏季高温多雷雨 秋季凉爽而短 促 冬季漫长且干旱 日照充足 雨热同季 年平均气温 8 年平均降雨量 445mm 无 霜期 146d 本区第四系含水性较强 潜水位较浅 春秋季多西北风 多沙尘暴天气 夏 秋季节易发山洪 山体滑坡等灾害性地质现象 2 2 6 地形地貌及交通情况 工区地处黄土高原腹地 地表侵蚀切割强烈 沟壑梁峁发育 地形起伏较大 地表 为第四系未固结成岩的松散黄色粘土 该井距主干公路较远 交通不太方便 通讯条件 基本上能满足要求 2 3 地质要求 2 3 1 井别 开发井 2 3 2 井型 定向井 2 3 3 设计井深 垂深 3879 00 m 斜深 4160 59 m 2 3 4 磁偏角 3 54 2 3 5 中靶垂深 A 靶垂深 3744 00m 中靶坐标 纵 4056835 18 m 横 19291003 88 m B 靶垂深 3790 00m 中靶坐标 纵 4056823 57 m 横 19291008 04 m 2 3 6 完钻垂深 3879 00m 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 2 2 3 7 地面海拔 1422 7m 2 3 8 目的层位 石千峰组 石盒子组 山西组 太原组 本溪组 马家沟组兼探延长 组 2 3 10 完钻原则 钻穿马五4最后一套气层 50 m 完钻 若马五4无油气显示进入马5510 m 完钻 2 3 11 完井方法 全套管射孔完井 2 3 9 钻探目的 了解古生界二叠系石千峰组 石盒子组 山西组 太原组 石炭系本 溪组储层发育及含油气情况 兼探中生界三叠系延长组油层 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 3 2 4 地质分层及油气水层 2 4 1 设计地层 预测气层位置 表 2 1 丹 15 2 井地层分层数据表 地 层设计地层 m 卡层取心层 段 m 界系统组 底界 深度 垂深 厚度 岩 性 显 示 类 别 显示层段 垂 深 m 顶底深度 故障 提示 新 生 界 第 四 系 200200松散黄土防漏 白 垩 系 下 统 志丹群406206杂色砂泥岩互层 防漏防 卡 安定组578172 棕红色泥岩上部夹灰杂色泥岩 下部夹粉 细砂岩 防漏 防卡中 统 直罗组795217 灰绿 紫红色泥岩与浅灰色砂 岩互层 防漏 防卡 延安组1097302 细砂岩夹泥岩 砂质泥岩 底 部为粗砂岩 防卡 防喷 侏 罗 系 下 统 富县组113336 灰色泥岩夹灰白色中细粒 含 砾粗砂岩 防卡 防喷 上 统 延长组2116983 深灰色泥岩夹浅灰色细砂岩 泥质砂岩 防卡 中 统 纸坊组2635519紫红色泥岩夹浅红色砂岩防卡 和尚沟组2816181紫红色泥岩夹紫灰色砂岩防漏 中 生 界 三 叠 系 下 统 刘家沟组3107291浅紫色砂岩夹棕红色泥岩 防塌 防喷 上 统 石千峰组3366259 棕红泥岩与棕色细砂岩 互层 气 3324 3328 3346 3356 防塌 防喷 中 统 石盒子组3624258 上部巨厚状泥 下部浅灰色中 粗粒石英砂岩 气 3392 3396 3471 3474 3530 3533 3619 3624 防塌 防喷 山西组3744120 上部泥岩夹砂岩 下部灰黑色 泥岩夹砂岩及煤 气 3636 3640 3665 3677 防塌 防喷 二 叠 系 下 统 太原组37528灰岩夹泥岩及煤 防喷 防塌 古 生 界 石 炭 系 上 统 本溪组379038 上部厚煤层 中下部为灰黑色 泥岩夹薄层浅灰色细砂岩 气3769 3779 防塌 防喷 防卡 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 4 奥 陶 系 下 统 马家沟组 未穿 387989 灰岩 白云岩夹凝灰质灰岩 膏盐岩 气 3797 3802 3806 3814 防塌 防喷 防 H2S 防卡 2 4 2 浅气层及其它矿物岩层提示 目前局部地区发现浅层天然气藏 本溪组底部可能出现的铁铝土质泥岩 赤铁矿 铝土矿 马家沟组有可能出现膏盐岩 2 4 3 邻井试气层中部实测压力 表 2 2 本区试油气层中部实测压力 井号层位气层井段 m 地层压力 MPa 地层压力系数 延 441本 2 3685 3687 3674 3678 29 9840 8147 2 4 4 本井目的层地层压力预测 本井周边可能存在注水区域 要注意出水 特别是在本井周围 500m 范围以内若有注 水井或油井 要引起注意 刘家沟组漏失严重 注意防漏 堵漏 古生界地层压力系数 一般为 0 8147 钻井施工过程中应注意控制钻井液密度 保护好气层 邻井在三迭系以 上地层一般使用钻井液密度小于 1 03 g cm3 石千峰组 奥陶系的钻井液密度一般在 1 06 1 07 g cm3 钻井过程中注意防喷 做好中生界油气层的防喷工作 特别是在甘 泉 富县 黄龙等南部区域要注意浅层气 做好井控工作 进入气层后 尤其是本溪组 属局部高压地层 应特别注意做好防喷工作 邻井实钻情况调研 西北部区域 志丹 安塞 吴起 靖边 定边 上部志丹群为大段棕红色砂岩地层 可钻性好 钻速快 使用无固相聚合物钻井液携带岩屑不及时 易发生沉砂卡钻 在钻 进过程中 加入足量的大分子聚合物 絮凝包被岩屑 适当提高钻井液粘度 提高钻井 液排量 提高钻井液携屑能力 钻具在井下静止时间不超过 3 分钟 每钻进 150 200 米 推稠浆清扫井底岩屑 防止沉砂卡钻 直罗组泥岩含量较高且胶结疏松 易吸水膨胀 发生垮塌掉块 易发生掉块卡钻及电测遇阻 要求钻进过程中要控制钻井液失水 适当 提高钻井液粘度 形成薄而致密的泥饼 防止卡钻和电测遇阻 在起下钻时严格执行操 作规程 控制起下钻速度 遇到阻卡等复杂情况 及时接方钻杆开泵划眼缓慢通过 油油 井老区开钻前收集邻近油井资料 钻进过程中做好测斜工作 观察钻屑及钻井参数情况 井老区开钻前收集邻近油井资料 钻进过程中做好测斜工作 观察钻屑及钻井参数情况 防止发生碰套管事故 防止发生碰套管事故 部分地区马家沟组含膏岩夹层 钻进过程中密切观察 发现膏岩及时加入纯碱沉淀部分地区马家沟组含膏岩夹层 钻进过程中密切观察 发现膏岩及时加入纯碱沉淀 钙离子 加入烧碱钙离子 加入烧碱 0 提高钻井液提高钻井液 PHPH 值 加入值 加入 LV CMCLV CMC 降低钻井液失水 坚持划眼修正井降低钻井液失水 坚持划眼修正井 丹丹 15 2 井钻井工程设计井钻井工程设计 5 眼 防止膏岩蠕变缩径卡钻 眼 防止膏岩蠕变缩径卡钻 2 4 5 本井 H2S 含量预测 根据邻近探井在钻井 试气过程中无根据邻近探井在钻井 试气过程中无 H H2 2S S 显示 但要求本井在施工过程中加强对显示 但要求本井在施工过程中加强对 H H2 2S S 气体的录井检测及防范 一旦发现有气体的录井检测及防范 一旦发现有 H H2 2S S 气体 现场应严格按照气体 现场应严格按照 SY T5087 SY T5087 20052005 SY T5742 2007SY T5742 2007 和和 SY T5974 2007SY T5974 2007 果断处理 确保人身及钻井设备的安全 果断处理 确保人身及钻井设备的安全 2 4 6 邻井完井钻井液性能 表 2 3 邻井钻井液使用情况 井号层位井 段 m 密度 g cm3 粘度 s 第四系 0 00 530 00 1 0228 第四系 刘家沟组530 00 3099 001 02 1 0428 35 丹 7 刘家沟组 马家沟组 3099 00 3882 00 1 05 1 0730 49 2 4 7 本井钻井液类型 水基钻井液 2 4 8 全井钻井液体系要求 开钻进入石千峰 20 30m 必须下光钻杆进行工艺堵漏 要求堵漏压力当量钻井液 密度必须不小于 1 28g cm3 稳压 10mim 以上 压降 0 5MPa 钻井液体系采用清水聚 合物钻井液 工艺堵漏后至完钻采用优质聚磺防塌钻井液体系 尽量控制钻井液密度 要做好保证井壁稳定 井控安全和固井质量的防塌 防喷 防漏工作 2 4 9 设计井全井钻井液性能使用要求 表 2 4 丹 15 2 井钻井液基本性能要求表 井 段 垂深 m 密 度 g cm3 漏斗粘度 s 失水 ml 备 注 0 520 1 03 30 35清水聚合物 520 31571 03 1 0430 35 5 清水聚合物 3157 完钻井深 1 07 30 50 120m3 h 并带电子自动点火装置及两种手动点火方式 37 井控 系统 井控坐岗房 1 38 指重表 ZW400400T1 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 30 39 测斜仪 套 1 40 测斜绞车 1 41 计算机 1 42 液面检测仪电子 1 43 钻头规 100 350mm 1 套 44 通径规 118mm 50cm 2 只 45 常温常压失水仪 1 46 密度仪 1 47 粘度仪 1 48 旋转粘度仪 ZNN D8F11 49 中压失水仪 1 50 含砂仪 1 51 秒表 2 52 PH 试纸 53 钻 井 液 值班房 1 54 水罐水罐 80m32 5550Kg2 5635Kg3 57 干粉灭火器 8Kg10 585Kg2 59 二氧化碳灭火器 3Kg5 60 消防锹 8 61 消防斧 2 62 消防毛毡 10 63 消防泵 1 64 消防桶 8 65 消防水龙带 50m 66 消 防 器 材 19mm 高压水枪 2 67 固定式硫化氢检测仪 2 68 便携式硫化氢检测仪 5 69 四合一气体 CH4 CO CO2 H2S 等 检测仪 2 70 防毒面罩12 套 71 空气压缩机1 台 72 空气呼吸器瓶5 支 73 有毒有害 气体防护 设备 正压呼吸器15 套 74 井场电路防爆电路1 套 75 钻铤 8 2 76 钻铤 7 8 根 79 钻铤 61 2 17 根 80 钻 具 定向 工具钻杆5 Q 1054000m 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 31 81 无磁钻铤 61 4 1 根 82 1 25 单弯双扶螺杆 7LZ172 7 2 根 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 32 4 5 钻具组合 4 5 1 钻具组合 表 4 2 钻具组合 井眼尺寸 mm钻进井段 m钻具组合 一开 311 10 520 00 311 1mm 钻头 203mm 无磁钻铤 1 根 203mm 钻铤 3 根 177 8mm 钻铤 6 根 159mm 钻铤 14 根 127mm 钻杆 215 9 上部直井段 520 00 610 00 215 9mm 钻头 螺杆 212mm 稳定器 1 根 MWD 短节 165mm 无磁钻铤 165mm 钻铤 18 根 127mm 钻杆 215 9 增斜段 610 00 854 86 215 9mm 钻头 1 单弯螺杆 1 根 MWD 短节 165mm 无磁钻铤 165mm 钻具回压阀 投入式止回阀 165mm 钻铤 20 根 127mm 钻杆 旋塞阀 方钻杆 215 9 稳斜段 854 86 3601 10 215 9mm 钻头 1 单弯螺杆 168mm 短钻铤 212mm 稳定器 1 根 MWD 短节 165mm 无磁钻铤 165mm 钻具回压阀 投入式止回阀 165mm 钻铤 20 根 127mm 钻杆 旋塞阀 方钻杆 215 9 降斜段 3601 10 3917 30 215 9mm 钻头 1 单弯螺杆 212mm 稳定器 1 根 MWD 短节 165mm 无磁钻铤 165mm 钻具回压阀 投入式止回阀 165mm 钻铤 20 根 127mm 钻杆 旋塞阀 方钻杆 二开 215 9 稳斜段 3917 30 4160 59 215 9mm 钻头 1 单弯螺杆 168mm 短钻铤 212mm 稳定器 1 根 MWD 短节 165mm 无磁钻铤 165mm 钻具回压阀 投入式止回阀 165mm 钻铤 20 根 127mm 钻杆 旋塞阀 方钻杆 4 5 2 钻具组合强度校核 表 4 3 钻具组合强度校核 钻 具 参 数安 全 系 数井眼 尺寸 mm 井段 m m 钻井液 密度 g cm3 钻具 名称 钢级 外径 mm 内径 mm 长度 m 线重 Kg m 重量 kN 累计 重量 kN 抗拉抗挤 抗拉余量 kN 215 9520 4160 59 1 07 钻杆 G105127108 63950 1429 081126 871 751 991058 97 1 07 钻铤 16571 44210 45135 6279 95 1406 82 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 33 4 6 钻井液设计及气层保护要求 4 6 1 钻井液完井液设计 表 4 4 钻井液完井液设计 常规性能流变参数 静切力 Pa 开钻 次序 井段 垂深 m 密度 g cm3 漏斗 粘度 S API 失水 ml 泥饼 mm pH 值 含砂 HTHP 失水 ml 摩阻 系数 初切终切 塑性 粘度 Pa s 动切 力 Pa n 值K 值 固 含 膨润土 含量 g L 一开 0 520 1 03 25 35 7 8 0 2 不控 类型配方处理方法与维护 聚合物 无固相 钻井液 淡水 0 1 0 2 KPAM 0 1 0 2 FA367 开钻前配制密度为 1 06g cm3的预水化膨润土浆 60m3 浓度为 1 的 KPAM 溶液 1 FA367 溶液 40m3 采用聚合物无固相钻井液钻进 维持井内钻井液含 0 1 0 2 的 KPAM 0 1 0 2 的 FA367 钻进 强化固控措施 钻进中保证振动筛及其它固控设备连续使用 维护井内钻井液性能时 将处理剂配成稀溶液 再细水长流的均匀加入井内 确保钻井液性能良好 无大幅度变化 井场应储备足够量的堵漏剂 以便及时堵漏 若表层使用无固相钻井液 砂塌和渗漏严重时 换入预水化膨润土浆钻进 停泵作业和下套管前用稠浆循环携砂 垫底 稠浆其推荐配方为 5 7 膨润土浆 0 2 0 4 CMC HV 固井候凝时清洗锥型罐 沉淀罐 同时调整地面钻井液 满足下部钻井施 工需求 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 34 常规性能流变参数 静切力 Pa开钻 次序 井段 垂深 m 密度 g cm3 漏斗 粘度 S API 失水 ml 泥饼 mm pH 值 含砂 HTHP 失水 ml 摩阻 系数初切终切 塑性 粘度 mPa s 动切 力 Pa n 值K 值 固 含 膨润土 含量 g L 二开 520 3157 1 03 1 04 28 40 8 5 逐渐减小 1 7 8 0 2 0 0 0 0 5 1 2 2 6 0 5 1 0 类型配方处理方法与维护 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 35 聚合物 无固相 钻井液 井浆 0 1 0 3 KPAM 0 1 0 3 FA367 出 244 5mm 套管前 严禁使用清水钻开地层 必须使用加有足够量的抑制剂和包被剂性 能的聚合物钻井液 以防止地层早期出现水化膨胀造成地层不稳定 钻塞后筛除水泥块加 50kg 的 Na2CO3除钙 继续采用聚合物无固相钻井液钻进维持井内 钻井液含 0 1 0 3 的 KPAM 0 1 0 3 的 FA367 钻进 该井段裸眼段长 携砂防垮塌是关键 停泵作业前 应用稠浆携砂 垫底 预计消耗 60m3左右高稠聚合物 稠浆其推荐配方为 0 2 的 KPAM 0 2 FA367 0 2 0 4 CMC HV 用好无固相钻井液的关键是搞好固控工作 机械除砂 保证钻进中振动筛 除砂器 除 泥器稳定运转 与人工除砂相结合 采用筛 掏的方法最大限度地降低无用固相含量 控制 好钻井液密度 采用井口 固控设备 大土池 离心机 上水罐的方式大循环 尽量沉降钻 屑 进入和尚沟组后 采用小循环适量加入特种泥浆性能调节剂 SD 21 0 1 0 2 乙烯 基单体多元共聚物 MAN104 用量 0 2 0 3 使钻井液 API 滤失量控制在 8ml 以内 进入刘 家沟组后失水控制在 5ml 以内 必要时加入适量膨润土浆或高粘羧甲基纤维 HV CMC 维护井内钻井液性能时 将聚合物处理剂配成稀溶液 再均匀加入井内 如果出现水侵应根据井下实际情况 适当调高井浆密度控制出水 同时调整钻井液性能 以满足顺利钻井的要求 若调高钻井液密度时 发生井漏现象 应及时封堵水层 堵漏作业时 应充分考虑地层水对堵漏作业的影响 堵漏作业时应尽量隔离地层水 以提高堵漏成功率 如果井下出现井塌现象或携砂不良 应立即将井浆转化为聚合物钻井液钻进 聚合物钻 井液推荐配方为 井浆 30 50 密度为 1 06g cm3的原浆 0 05 0 15 KPAM 0 05 0 15 FA 367 0 8 1 5 LS 2 或 DR 2 2 3 FRH 或 1 2 RLC101 井场应储备足够量的酸溶性堵漏剂 以便及时堵漏 进入刘家沟组后采取井漏预防措施 井漏漏速小 向井浆中加入 2 3 SDL 漏速大于 5m3采用综合堵漏法 井漏严重时应请示钻 井工程部 确定下步堵漏措施 常规性能流变参数 静切力 Pa 开钻 次序 井段 垂深 m m 密度 g cm3 漏斗 粘度 S API 失水 ml 泥饼 mm pH 值 含砂 HTHP 失水 ml 摩阻 系数初切终切 塑性 粘度 mPa s 动切力 Pa n 值K 值 固含 膨润土 含量 g l 二开 3157 3879 1 0735 55 5 0 5 9 5 11 0 3 15 0 078 7 0 12 2 4 3 6 10 35 5 10 0 40 0 85 0 10 0 40 3 8 40 50 类型配方处理方法与维护 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 36 聚磺防塌 钻井液 配方 膨润土 2 4 纯碱 0 3 0 5 磺化酚醛树脂 0 8 1 2 阳离子褐煤 0 5 0 8 无荧光防塌降滤失量 或 磺化沥青 0 8 1 2 高粘羧甲 基纤维素 0 2 0 4 特种泥浆 性能调节剂 0 1 0 2 超细碳 酸钙 2 3 多功能极压固体润 滑剂 MSL 生物液体润滑剂 BL 11 A 该段的处理应以控制石盒子层井径扩大为主 应注意钻井液的抑制性 低滤失性及泥饼 质量 般土含量达到 40 50g L 注意防塌剂的储量 并配合 MAN104 101 SD 17W SD 21 KH 931 或 FT 1 等改善钻井液的流变性能 失水降至小于或等于 5ml 并使泥饼薄而坚韧 B 为石盒子和山西组煤层的坍塌 适当提高密度 使其维持在 1 04 1 07g cm3 即可有助 于防止石盒子和山西煤层的坍塌 掉块 净化井筒 减少电测遇阻问题 C 上古气层段钻井液处理时还应考虑保护层 即在满足压住上部水层及防塌所需的最低密 度的前提下 尽量保持低密度 低失水 D 在进入石千峰 20 30m 起钻 下光钻杆 为保证堵漏效果和井下安全 不许带钻头 进 行工艺堵漏作业 按配方配制好堵漏钻井液 注入刘家沟易漏地层 关封井器 用单凡尔缓 慢间歇蹩压 堵漏压力当量钻井液密度必须不小于 1 28g cm3 稳压 10mim 以上 压降 0 5MPa 具体配方如下 井浆 0 3 0 5 增粘剂 6 7 桥堵剂 4 5 FD 加重剂 为了保证双级固井质量和提高钻井液加重后地层的承压能力 在进入石千峰组后 50m 一次 性转化为具有气层保护特点的钻井液体系 转化完钻井液钻井 24 小时 井壁形成致密泥饼 E 如果起下钻 接单根 有遇阻现象应及时配稠浆进行清洗井眼 将井眼内的沉砂或掉块 清洗干净后 再重新下钻和钻进 以防阻卡 同时调整钻井液性能 提高润滑性 加入润滑剂 F 在井浆基础上加入酸溶屏蔽暂堵剂 如 QS 2 QS 3 等 加量 2 3 同时加入强抑制剂 0 2 0 3 MAN104 等 G 在气层钻井过程中及固井前均要维护好该保护层的性能 含有 H2S 适当提高 PH H 气层段钻完后钻进口袋时应适当提高粘度和切力 充分循环清洗井眼 然后起钻电测 确保电测顺利 在该段起钻时 勤灌泥浆和平稳操作 在井场准备好 50 吨左右的石灰石粉 以防井喷压井 用 注 如遇井涌 井喷 注 如遇井涌 井喷 H2S 含量高等异常情况 现场可根据实测地层压力按井控规定调整钻井液密度 含量高等异常情况 现场可根据实测地层压力按井控规定调整钻井液密度 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 37 4 6 2 气层保护要求 1 严格执行钻井设计 如遇井涌 井喷 H2S 含量高等异常情况 现场工程技术人 员可根据实际情况适当加大钻井液的密度 确保钻井安全顺利 2 采用以复合为主的优选参数钻井技术 提高钻井速度 减少钻井液对气层的浸泡 时间 3 管好用好固控设备 要求打开气层时如无异常情况 钻井液的固相含量和密度不 超过钻井液设计要求 4 气层段禁止使用不能酸溶和影响岩屑录井质量的处理剂 气层段禁止使用不能酸溶和影响岩屑录井质量的处理剂 5 抓好组织工作 完钻电测后 及时下 139 7mm 生产套管 尽量减少钻井液对气 层的浸泡时间 6 屏蔽暂堵完井液技术可减少钻井液对产层的伤害深度 在条件许可时采用该完井 液体系 7 气层段使用的完井液处理剂 井队必须要有产品检验单和合格证 进行小型试验 保证完井液性能达到设计要求 有效的保护气层 8 严禁用清水聚合物打开气层 以防污染气层 9 积极推广应用新技术 保护好气层 但必须经过甲方同意 4 7 钻头及钻井参数设计 4 7 1 钻头设计 表 4 5 钻头设计 序号 尺寸 mm 型号 钻进井段 m 进尺 m 纯钻时间 h 机械钻速 m h 1311 1MP20 520 00520 004511 56 2215 9HJ517G520 00 2139 001619 009417 22 3215 9HJ517G2139 00 2839 00700 004714 89 4215 9HJ517G2839 00 3339 00500 00559 09 5215 9HJ517G3339 00 3639 00300 00565 36 6215 9HJ517G3639 00 3984 00345 00744 66 7215 9HJ517G3984 00 4160 59176 59652 72 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 38 PDCPDC 钻头使用注意事项钻头使用注意事项 1 在延长等含砾石易蹩跳的层位 转速及钻压要减小 保护钻头 2 不必允许采用堵喷嘴的方法钻进 以免降低对复合片的冷却效果及排屑效果 3 在可钻性较高的层段钻进时要控制钻速不要太快 以免突遇硬夹层损坏钻头 4 为保证钻头平稳钻进 防止钻头先期损坏 应尽量避免蹩钻现象发生 若一旦 发生蹩钻 应立即将钻头提离井底 然后采用小钻压 一般为 50KN 以下 钻进 5 以保证钻头平稳和追求最大机械钻速为原则 并考虑钻头的新度 新钻头取推 荐参数的下限 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 39 4 7 2 钻井参数设计 表 4 6 钻井参数设计 钻 井 液 性 能钻 进 参 数水 力 参 数 开钻 次序 钻 头 序 号 井 段 斜深 m 喷咀 组合 mm 密度 g cm3 粘度 s 动切 力 Pa 钻压 kN 转速 r min 排量 l s 立管 压力 MPa 钻头 压降 MPa 环空 压耗 MPa 上返 速度 m s 一 开 1 0 520 00 16 16 1 0330 35210 14050 7032 401 50 5 0 63 2 3 520 00 2839 00 12 12 101 03 1 0430 352 380 120 50 螺杆 28 308 106 33 41 25 1 30 4 5 2839 00 3639 00 12 12 16 1 0730 50480 120 50 螺杆 28 307 94 05 81 25 1 30 二 开 6 7 3639 00 4160 59 14 14 16 1 0735 55580 120 50 螺杆 28 307 81 96 11 25 1 30 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 40 4 8 油气井压力控制 严格执行 中国石油天然气总公司石油与天然气钻井井控规定 中华人民共和国 石油天然气行业标准 含硫化氢的油气井安全钻井推荐作法 SY T 5087 2005 钻 井井控装置组合配套 安装调试与维护 SY T 5964 2003 石油钻井专业标准委员 会文件 油标钻专字 2004 8 并特强调以下几点 4 8 1 地层孔隙压力监测 表 4 7 地层孔隙压力监测 监测井段 m监测方法监 测 要 求 二开至完钻 dc 指数法 要求地质录井单位根据工程技术人员的要求提供钻时 地层 岩性等方面的资料 井队工程技术人员要认真做好监测曲线并 把数据和曲线编入井史 及时发现异常压力区 4 8 2 地层漏失试验 第二次开钻后钻完水泥塞 进入套管鞋下第一个砂层 3 5m 后 测试地层漏失压力 并 做详细记录 用低泵冲进行地层破裂压力试验 丛式井组只做井组第一口井 算出地 层破裂压力值和当量钻井液密度 但试验最高压力不得高于以下情况的任何一种 1 井 口设备的额定工作压力 2 套管最小抗内压强度的 80 注 地层漏失试验要求地层破裂 但最高压力不得超过地面管汇 设注 地层漏失试验要求地层破裂 但最高压力不得超过地面管汇 设 备及套管最小额定压力的备及套管最小额定压力的 80 80 4 8 3 各次开钻井口装置示意图 图 4 2 钻井井口装置 一开井口二开井口 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 41 4 8 4 管汇示意图 图 4 3 节流管汇 4 8 5 各次开钻试压要求 表 4 8 各次开钻试压要求 井控装置试 压 要 求 开钻 次数 名 称型号 套管尺寸 mm 介质压力 MPa时间 min允许压降 MPa 二开双闸板封井器 2FZ28 35244 5 清水 1730 0 5 环形防喷器 FH28 35244 5 清水 1730 0 5 节流管汇 JG35244 5 清水 1730 0 5 压井管汇 YG35244 5 清水 1730 0 5 包括表套的全套试压 244 5 清水 1730 0 5 4 8 6 节流压井管汇及放喷管线安装标准 1 气井井口四通两侧各装两个 100mm 高压闸门 气井防喷管线尽量使用高压 防硫厚壁管线 内控管线与法兰间禁止现场焊接 防喷管线不能焊接 不能交叉 不能 用油壬连接 每隔 10 15 米用 1m 1m 1m 的水泥基墩加地脚螺栓固定 悬空处要支撑牢 固 2 节流压井管汇 控制闸门 防喷管线压力等级应与防喷器相匹配 3 控制闸门使用金属浮动密封的专用闸门 放喷管线控制闸门必须接出井架底座 以外 4 气井放喷管线装两条 放喷管线布局要考虑当地风向的影响 居民区 道路 及各种设施的情况 气井接出井口 75m 以远 放喷管线出口应安装点火装置 放喷管线 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 42 出口处应挖燃烧坑和筑防火墙 4 8 7 钻井液密度 目的层段采用失水目的层段采用失水 5ml 5ml 密度 密度 1 07g cm 1 07g cm3 3的钻井液 的钻井液 如遇井涌 井喷 H2S 含量 高等异常情况 现场工程技术人员可根据实际情况适当加大钻井液的密度 确保钻井安 全顺利进行 钻井液班报填写要求 钻井液班报填写要求 1 1 一开至石千峰上部要求每 一开至石千峰上部要求每 4 4 小时测一次泥浆密小时测一次泥浆密 度 粘度 每度 粘度 每 8 8 小时测一次全套泥浆性能 小时测一次全套泥浆性能 2 2 石千峰至完井要求每 石千峰至完井要求每 2 2 小时测一次泥浆小时测一次泥浆 密度 粘度 每密度 粘度 每 6 6 小时测一次全套泥浆性能 小时测一次全套泥浆性能 如遇井涌 井喷 H2S 含量高等异常情况 现场需连续加密测量泥浆性能 4 8 8 井控培训 按要求对钻井队进行井控培训 4 8 9 井控演习 钻开油气层前必须进行防喷演习 演习不合格不得打开油气层 4 8 10 井控检查 1 对全套钻井设备 重点对井控设备 井控管理制度的落实及执行情况 防火 安全生产意识及设施 钻井液材料及钻井液加重材料的储备情况进行全面的检查 对查 出问题及时进行整改 2 技术交底 交底的主要内容包括 所钻油气层的基本岩性 油气层压力情况 钻井队主要工艺技术措施 设计钻井液密度 钻井液储备要求 井控物资储备情况 关井程序 的实施要求和坐岗制度的落实等 3 钻井队要以班组为主进行防喷演习 演习结果要填入报表 4 进一步明确和落实干部 24 小时值班制度 5 钻井队从进入气层前钻井队从进入气层前 5050 米开始 每次下钻到底和起钻前以及白班正常钻进接米开始 每次下钻到底和起钻前以及白班正常钻进接 第一个单根前 应做钻井液泵的低泵冲试验 试验排量为正常循环排量的第一个单根前 应做钻井液泵的低泵冲试验 试验排量为正常循环排量的 1 21 2 和和 1 31 3 井队技术员要在报表中填写清楚 以便压井参考 井队技术员要在报表中填写清楚 以便压井参考 4 8 11 加强地层对比 及时提出预告 并做好地层压力监测工作 要进行以监测地层 压力为主的随钻监测 绘出全井地层压力梯度曲线 现场可根据监测 检测结果 按要 求调整钻井液密度 4 8 12 加强座岗 及早发现溢流显示 并按规定汇报及报警 4 8 13 储备足够的加重钻井液和加重材料 加重设备 并保证良好状态 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 43 4 8 14 要制定井喷失控及处理硫化氢等有害气体含量的事故预案及相关措施 4 8 15 起钻及电测时及时灌钻井液 每起三柱灌满泥浆 保持井筒内钻井液面高度 4 9 定向井工艺技术措施 1 用动力钻具打完进尺后更换满眼钻具通井 进一步修整井壁 使井眼光滑畅通 2 控制起钻速度 裸眼段一律用 档起钻 避免抽吸引起井垮 3 造斜点以下井段坚持短起下钻 检查 清理井眼 施工中作好记录 为下一步 的完井工序提供可靠的指导性资料 4 稳斜段钻进时应及时加固体润滑剂 以减小井壁摩擦力 5 起钻和电测期间有专人观察井口液面变化 及时补充钻井液 防止井下复杂情 况的发生 6 斜井段应保证排量 以提高井眼清洗效率 增强钻井液的携岩能力 7 斜井段坚持使用加重钻杆 并可使用一定数量的螺旋钻铤 以减小钻具与井壁 的接触面积 8 严格控制钻具在井内的静止时间 除测斜外 钻具静止时间不超过 3min 且钻 具应大幅度活动 9 根据测斜数据及时作出井身轨迹实钻图 以指导下一步技术决策 10 扶正器 特别是近钻头扶正器 磨小 3mm 必须更换 以保证钻具力学特征 后 期作业 每次起下钻可倒换使用 将最大外径扶正器置于近钻头处 11 下钻遇阻严禁硬压导致卡死 应耐心划眼 直至起下钻通畅为止 12 钻进及划眼过程中要密切注视转盘扭矩变化 防止将钻具蹩断或倒扣掉入井中 13 定向时确定反扭角后坚持定钻压 定泵压 定排量钻进 钻进时加强测斜 根 据测量数据修正 调整反扭角值 14 井队人员应与定向技术人员密切配合 严格按技术人员要求的参数施工 15 技术人员要掌握所用钻具及动力钻具的各项基础数据和特性 参考动力钻具手 册和现场经验确定合理的反扭角 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 44 16 定向段下钻时丝扣一定要上紧 避免定向转动转盘时造成钻具自动上扣 致使 定向不准 17 起下钻和接单跟时应间隔活动转盘 4 10 中途测试安全措施 钻遇显示较好的油气层或地质 甲方要求进行中途测试时 必须根据当时井下情况 做出合理可行的施工设计 报甲方技术部门批准后方可实施 为保证中途测试特别是裸 眼井的中途测试的安全 强调以下几点 1 处理好复杂井段 有井漏 垮塌 阻卡等情况时不能进行中途测试 2 认真检查井控设施 确保测试的可控性 3 由中途测试施工单位会同钻井 地质技术部门做出专门的中途测试施工设计以 及中途测试突发事件应急预案 4 按照中途测试设计和应急预案要求安装 检查好设备 管汇和安全设施 并由 甲方井控 安全 技术部门组织验收 验收不合格不能施工 5 中途测试时可能伴有油气喷泄 必须在放喷管线出口挖放喷池和燃烧坑 同时 要在一定距离打隔火墙 在出口处安装 2 个以上的点火装置 6 施工前要通知周围居民 并进行安全知识和危急时逃生路线教育 7 中途测试时可能伴有有毒气体喷出 要在这个关键位置安装可燃气体报警器和 硫化氢 一氧化碳等气体报警器 并有专人值守 一旦发现危险征兆 及时通报现场安 全负责人 8 中途测试时容易引发井塌 卡钻等井下事故 在施工前要处理好钻井液性能 特别是增强防塌和润滑性能 9 中途测试时要记录好测试数据 并搞好工序衔接 在最短的时间内完成测试工 作 4 11 固井设计 4 11 1 固井主要工艺要求 1 根据地层特性 储层特点 固井工艺及固井质量要求 科学合理编写固井施工设 计 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 45 2 针对天然气井的固井特殊性及难点 选用性能优越 质量可靠的固井工具及管串 附件 确保现场施工正常 顺利 安全 3 固井前井眼及钻井液准备要求 a 针对易漏 出水地层进行堵漏治水 提高地层承压能力 确保固井质量 b 完钻固井前要求钻井液做到粘切低 动塑比低 泥饼薄而韧 满足固井要求 4 针对井眼质量及井下情况 适当控制循环时间 不可长时间循环 确保井下安全 5 优选水泥浆体系及管串附件 优化水泥浆性能 管串结构及现场施工参数 加强下 套管前的井眼准备及井眼净化 采用合理的顶替技术 提高顶替效率 确保套管顺利下入 及固井质量 6 下套管前必须认真细致通井 确保井下安全及井眼畅通 通井时应带大接头或欠 尺寸稳定器 防止下套管遇阻和卡钻 气层段反复划眼 以清除井壁的泥饼 充分循环 稀释泥浆 大排量洗井 确保井眼畅通 无漏失 井塌 井底无沉砂 7 使用的浮鞋 浮箍 分级箍在下套管前应认真检查 确保附件的正常使用 分 级箍严禁碰撞 用套管钳上扣时 应借用上一根套管传递扭矩 达到上扣的标准扭矩值 和扭矩图 不得用套管钳咬分级箍的本体 8 严格按照下套管操作规程进行下套管作业 认真检查固井工具及管串附件 合 理加放扶正器 确保套管居中度 67 扶正器加放原则 a 浮箍以下加一组扶正器 b 浮 箍到最下气层底部段每根都加扶正器 c 最下气层顶部和最上气层底部避开气层段 每 根都要加扶正器 d 最上气层顶部以上 300 米 0 50 米每根都加 50 150 米每两根加 一组扶正器 150 300 每三根加一组扶正器 e 分级箍前后各加 5 组 井口加一组刚性扶 正器 其它段每五根套管加一组扶正器 特别注意弹性扶正器必须加在接箍处 9 下套管时必须平稳 若有漏失要严格控制下放速度在 30 秒 根以下 一般情况下 在 15 20 秒 根 不准猛提 猛放 猛刹 应保证井眼稳定 不发生井涌 井喷 井漏 和井塌 10 在井场通套管内径 严禁在钻台通套管内径 用清洗剂清洗套管螺纹 并检查 密封面是否有损伤 必须使用带扭矩仪的套管钳紧螺纹 螺纹扭矩必须符合标准 并将 螺纹扭矩打印上报甲方 必须使用拓普套管螺纹密封脂 拓普 101 拓普 102 确保丝 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 46 扣的密封性 11 套管下完后 技术员应根据套管头的安装 计算好联入长度 井口安装好吊卡 后 灌满泥浆后 用单凡尔开泵顶通后才可以大排量循环钻井液避免造成井漏 12 根据井下工况及管内外液体的流变性能 进行流变性计算 科学合理应用顶替 技术 提高顶替效率及一 二界面水泥环胶结质量 13 科学全面的进行气侵 气窜综合评价及预测 为优化注水泥施工参数提供理论 依据 14 严格按照双级固井的操作规程及施工要求进行注水泥作业 确保 51 2 生产套 管的固井质量 15 固井前应认真检查钻机 泵 循环系统 水泥头等设备和工具 确保固井施工 连续顺利 16 根据电测井径及现场经验 计算水泥浆量 采用干混工艺 确保水泥 外掺料 及外加剂混拌均匀 17 从立式罐及灰罐车取样 模拟井下工况 对现场水样 水泥样品 外加剂等进 行全套性能复核试验 确保固井施工安全 18 水泥浆混拌 注替及碰压时 要根据井下情况 及时调整注替排量及流速 减 小 U 型管效应 降低环空流动阻力 减小压力激动 确保井下正常 19 细化现场施工措施 加强施工连续性 强化施工人员责任性 确保设备正常运 转 水泥浆密度均匀 现场施工连续 安全 2020 固井候凝 固井候凝 4848 小时后 钻分级箍 胶塞 内套 小时后 钻分级箍 胶塞 内套 通井到底进行固井质量检测 通井到底进行固井质量检测 候凝候凝 7272 小时后试压 试压要求小时后试压 试压要求 2525 MPa MPa 稳压稳压 3030 分钟压降 分钟压降 0 5MPa0 5MPa 21 1 N80s 长圆扣套管螺纹推荐扭矩值 A 钢级 N80s 51 2 9 17mm 长圆扣套管推荐最佳紧扣扭矩值为 5800 N M 最大扭矩值为 7250 N M 最小扭矩为 4350 N M B 套管旋合位置 机紧位置公差 2 扣 最佳位置 公扣消失点 尾扣 完全进入 接箍与箍端面齐平 C 当套管旋合时实际扭矩达到 7250 N M 而余扣大于 2 扣 则认为套管螺纹配合 有问题 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程设计 47 现场施工具体执行相关标准 SY T5412 96 2 P110s 长圆扣套管螺纹推荐扭矩值 A 钢级 110s 51 2 9 17mm 长圆扣套管推荐最佳紧扣扭矩值为 5800 N M 最大扭矩值为 9650 N M 最小扭矩为 5790 N M B 套管旋合位置 机紧位置公差 2 扣 最佳位置 公扣消失点 尾扣 完全进入 接箍与箍端面齐平 C 当套管旋合时实际扭矩达到 9650 N M 而余扣大于 2 扣 则认为套管螺纹配合 有问题 现场施工具体执行相关标准 SY T5412 96 注 具体参数参考现场使用套管厂家所提供的基本数据 注 具体参数参考现场使用套管厂家所提供的基本数据 丹丹 15 2 井井钻井工程设计钻井工程