钻井工程课程设计

1、钻井工程课程设计钻井工程课程设计石油设计团队石油设计团队一、什么是钻井工程设计一、什么是钻井工程设计二、钻井工程设计的任务和主要内容二、钻井工程设计的任务和主要内容三、钻井工程设计基本原则三、钻井工程设计基本原则一、什么是钻井工程设计？一、什么是钻井工程设计？p钻井工程设计钻井工程设计主要是指钻井工程师得到地质主要是指钻井工程师得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井工程设计。综合、合理的钻井工程设计。p钻井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、钻井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资源

2、、保护保证钻井与完井工程质量、保护油气资源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要程序。程序。钻井前为什么要进行钻井工程设计？钻井前为什么要进行钻井工程设计？p钻井工程施工的指南和技术依据。钻井工程施工的指南和技术依据。 钻井公司将根据钻井工程设计的内容和要求组织施工和钻井公司将根据钻井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。 钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动，钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动，如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公

3、司主如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公司主管单位重新讨论研究。管单位重新讨论研究。 p钻井工程设计的科学性，先进性关系到一口井钻井钻井工程设计的科学性，先进性关系到一口井钻井工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水平的提工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水平的提高依靠钻井工程设计水平的提高。高依靠钻井工程设计水平的提高。 二、钻井工程设计的任务二、钻井工程设计的任务p根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进度预测和成本预算。度预测和成本预算。 二、钻井工程

4、设计内容二、钻井工程设计内容 一、一、井身结构设计井身结构设计 二、固井工程设计二、固井工程设计 1套管柱强度设计；套管柱强度设计；2套管柱管串结构及扶正器安放；套管柱管串结构及扶正器安放；3水泥及水泥浆设计；水泥及水泥浆设计；4注水泥浆及流变学设计；注水泥浆及流变学设计；三、三、钻柱组合和强度设计钻柱组合和强度设计 四、钻机选择四、钻机选择 五、钻进参数设计五、钻进参数设计 1机械破岩参数机械破岩参数；2钻井液体系及性能；钻井液体系及性能；3水力参数水力参数；4下部防斜钻具结构下部防斜钻具结构；六、油气井压力控制设计六、油气井压力控制设计 七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底

5、装置）七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置） 八、钻前工程设计八、钻前工程设计 九、环境保护要求九、环境保护要求 十、各次开钻或分段施工的特殊点要求十、各次开钻或分段施工的特殊点要求 十一、材料及成本预算十一、材料及成本预算 十二、技术经济指标及钻井进度计划十二、技术经济指标及钻井进度计划 三、钻井工程设计基本原则三、钻井工程设计基本原则 1. 钻井设计的基本内容应包括地质设计、工程设计、施工进度计划及费用预算钻井设计的基本内容应包括地质设计、工程设计、施工进度计划及费用预算 四个部分。应按石油工业部标准四个部分。应按石油工业部标准SY533388钻井设计格式钻井设计格式的

6、规定进行设计的规定进行设计 2. 地质设计应明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目的层，完钻层位及原则、地质设计应明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目的层，完钻层位及原则、 完井方法、取资料要求、井身质量、油层套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固完井方法、取资料要求、井身质量、油层套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固 井水泥上返高度等要求。水平位移要求严的直井，要考虑钻井的难度和钻井综合井水泥上返高度等要求。水平位移要求严的直井，要考虑钻井的难度和钻井综合 成本。成本。 3.钻井工程设计应根据地质设计提供的地层孔隙压力梯度曲线及地层破裂压钻井工程设计应根据地质设计提供的地层孔隙压力梯度曲线及

7、地层破裂压 力梯度曲线或邻井邻区试油压力资料，设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。力梯度曲线或邻井邻区试油压力资料，设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。 对设计钻探多套压力层系的探井，应采用多层套管程序，以利于保护油气层、钻杆对设计钻探多套压力层系的探井，应采用多层套管程序，以利于保护油气层、钻杆 中途测试和安全钻井。中途测试和安全钻井。 4. 钻井工程设计必须以地质设计为依据。钻井工程设计必须以地质设计为依据。 5. 应根据地质设计的钻探深度和工程施工的最大负荷，合理地选择钻机装备。应根据地质设计的钻探深度和工程施工的最大负荷，合理地选择钻机装备。 选用的钻机负荷不得超过钻机最大额定负荷

8、能力的选用的钻机负荷不得超过钻机最大额定负荷能力的80。 调整井钻井调整井钻井工程设计原则工程设计原则 调整井钻井液密度应根据钻井区块所在采油厂调整井钻井液密度应根据钻井区块所在采油厂(站站)提供的地层压力进行设计提供的地层压力进行设计 调整井钻井与完井工程设计应考虑新钻井的套管防断、防挤毁问题调整井钻井与完井工程设计应考虑新钻井的套管防断、防挤毁问题 探井钻井探井钻井工程设计原则工程设计原则 探井应开展随钻压力监测探井应开展随钻压力监测 在探井钻井与完井工程设计中，应根据工程需要，设计一定数量的工程取心在探井钻井与完井工程设计中，应根据工程需要，设计一定数量的工程取心 钻井要按设计的施工进度

9、计划施工钻井要按设计的施工进度计划施工 费用预算和施工进度计划应建立在本地区切实可靠的定额基础上。费用预算和施工进度计划应建立在本地区切实可靠的定额基础上。钻井与完井工程设计应包括钻井井场环境保护要求和装备。钻井与完井工程设计应包括钻井井场环境保护要求和装备。 三、钻井工程设计基本原则三、钻井工程设计基本原则 钻井工程设计程序框图钻井工程设计程序框图 四、钻井工程设计内容四、钻井工程设计内容 设计任务：设计任务：XX油区油区XX凹陷一口直井生产井的钻井设计凹陷一口直井生产井的钻井设计 设计内容：设计内容： 一、地质设计摘要一、地质设计摘要 二、井身结构设计二、井身结构设计 三、套管柱强度设计三

10、、套管柱强度设计 四、钻柱组合和强度设计四、钻柱组合和强度设计 五、钻进参数设计五、钻进参数设计 1机械破岩参数设计机械破岩参数设计（包括钻头选型，建议钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（包括钻头选型，建议钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速） 2钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）3水力参数设计水力参数设计 4钻柱与下部防斜钻具结构钻柱与下部防斜钻具结构 基基 础础 数数 据据 1.地质概况：地质概况： 表表A1 基基 础础 数数 据据 2. 设计井深：设计井深： H=3500 + （班号（班号-

11、1）32 + 学号的后二位数字学号的后二位数字 5 （m） 3. 地层压力和破裂压力剖面：地层压力和破裂压力剖面： 根据图根据图A1，下页，下页 地层压力梯度的当量钻井液密度由地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为变为1.10g/cm3的井深按以下规律取值：的井深按以下规律取值： H=2000 + （班号（班号-1）32 + 学号的后二位数字学号的后二位数字 5 （m） 钻探目的层为灰岩地层，确定完井钻探目的层为灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。方法为先期裸眼完井。油层套管下入油层油层套管下入油层35m。 根据地质情况，钻达目的层过程中根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，

12、高压水层等复杂地层影不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图破裂压力剖面（图A1）进行）进行 图图A1基基 础础 数数 据据 4. 设计系数：见表设计系数：见表A-2和表和表A-3，其他数据查，其他数据查钻井手册钻井手册（甲方）和参考书（甲方）和参考书 5.水力参数设计数据见表水力参数设计数据见表A-4 基基 础础 数数 据据 表表A-4 水力参数设计数据水力参数设计数据(1) 泥浆泵型号与性能泥浆泵型号与性能 3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）缸套直径缸套直径（mm）额定泵冲额定泵冲（次

13、（次 /分）分）额定排量（额定排量（L /S）额定泵压（额定泵压（Mpa）12015019.933.113015023.428.214015027.124.315015031.121.216015035.418.617015040.016.5基基 础础 数数 据据 6. 钻柱设计数据见参数书钻柱设计数据见参数书2：P97-98算例，拉力余量设为算例，拉力余量设为200KN，安全系数，安全系数1.3。 7. 完井方式：先期裸眼完井，完井方式：先期裸眼完井，177.8mm(7”)生产套管生产套管 ：1. 周开吉，郝俊芳周开吉，郝俊芳.钻井工程设计钻井工程设计M. 东营：石油大学出版社，东营：石油大

14、学出版社，19962. 陈庭根，管志川陈庭根，管志川. 钻井工程理论与技术钻井工程理论与技术M. 东营：石油大学出版社，东营：石油大学出版社，20003. 钻井手册钻井手册（甲方）（甲方）M. 北京：石油工业出版社，北京：石油工业出版社，1990 两周两周 班长上交设计报告到研修大厦班长上交设计报告到研修大厦806。李李 军老师：军老师：89731225参考书、时间安排、联系方式参考书、时间安排、联系方式 1. 封面封面2. 审批页审批页3. 目录目录4. 地质设计摘要地质设计摘要5. 井身结构设计结果图井身结构设计结果图6. 钻柱组合设计结果表钻柱组合设计结果表7. 钻井参数设计结果表钻井参

15、数设计结果表附录附录1：井身结构设计依据与计算过程：井身结构设计依据与计算过程附录附录2：钻柱组合设计依据与计算过程：钻柱组合设计依据与计算过程附录附录3：钻井参数设计依据与计算过程：钻井参数设计依据与计算过程1. 格式、规范格式、规范 10分分 评分依据：工程设计规范评分依据：工程设计规范 评分标准：评分标准：10符合程度符合程度2. 设计的依据与原则准确性设计的依据与原则准确性 30分分 评分依据：工程设计依据与原则评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：评分标准：30符合程度符合程度3. 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性 30分分 评分依据

16、：参数符合工程实际评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠计算过程可靠 评分标准：评分标准：30符合程度符合程度4. 结果准确性结果准确性 30分分 1.1地理概况地理概况1.2地质基本数据地质基本数据1.3地层层位预测及岩性地层层位预测及岩性1.4油气水层简述油气水层简述1.5储层简要描述储层简要描述 （2 2）确定）确定5 5个系数：抽吸压力系数个系数：抽吸压力系数SbSb；激动压力系数；激动压力系数SgSg；安全系数；安全系数SfSf； 井涌余量井涌余量SkSk；压差允值；压差允值P P（3）流程（以压力剖面为依据）流程（以压力剖面为依据）A. 求中间套管下入深度的假定点（要考虑井涌情况

17、）求中间套管下入深度的假定点（要考虑井涌情况）B. 验证中间套管下到假定深度是否被卡，确定合理下入深度验证中间套管下到假定深度是否被卡，确定合理下入深度C. 钻井尾管下入深度的假定点钻井尾管下入深度的假定点D. 校核尾管下入假定深度是否被卡，确定合理下入深度校核尾管下入假定深度是否被卡，确定合理下入深度E. 表层套管下入深度表层套管下入深度（4）套管尺寸与井眼尺寸选择）套管尺寸与井眼尺寸选择套管与井眼配合要求：安全、经济套管与井眼配合要求：安全、经济参考书参考书2：256页页参考书参考书2：91页页（3 3）确定钻铤长度）确定钻铤长度（4 4）钻杆柱强度设计）钻杆柱强度设计过程参见参考书过程参见参考书2：9798页页主要内容：p确定最小排量p计算循环压耗p计算钻头压降p计算喷嘴