丹56井钻井工程设计 - 签字版

延长石油

YANCHANGPETROLEUM编号QK-KZG2021003

构造：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡___________

井另心开发井井型：定向井

丹56井钻井工程设计

陕西延长石油（集团）有限责任公司

延长气田采气三厂

2021年9月19日

设计名称：丹56井钻井工程设计

DESIGNPROJECT

潮it鲁停：靖边县森华钻井技术服务有限公司40010队

设计人：工以中

DESIGNER1

审核人：而工，、

EXAMINER

负责人：不不22日

PIC'D

施工管理单位：延长气田采气三厂工程科

IMPLEMENTRESPONSIBLEUNIT

审核意见：

EXAMINEOPINIONS

*第盼您当

器责人力竭2。＞1等7月B

MD

技术主管单位：1

TECHMANAGEMENTUNIT

审核意见：

EXAMINEOPINIONS

审核人：f

EXAMINER

负责人：年月H

PICYMD

批准意见:

APPROVALOPINION

目录

1.基本数据.................................................................1

2.设计依据................................................................2

2.1构造位置..............................................................2

2.2地理位置及环境资料...................................................2

2.3地质要求.............................................................2

2.4地质分层及油气水层...................................................3

3.技术指标及质量要求.......................................................8

3.1井身质量要求..........................................................8

3.2防碰要求.............................................................9

3.3防碰应急措施.........................................................9

3.4钻头、套管程序及固井质量要求.........................................9

4.工程设计................................................................11

4.1井身结构.............................................................11

4.2定向井待钻井眼剖面数据...............................................12

4.3防碰扫描.............................................................16

4.4钻机选型及钻井主要设备..............................................23

4.5钻具组合.............................................................26

4.6钻井液设计及气层保护要求...........................................27

4.7钻头及钻井参数设计.................................................30

4.8油气井压力控制......................................................33

4.9定向井工艺技术措施...................................................39

4.10中途测试安全措施....................................................40

4.11固井设计...........................................................40

4.12各次开钻或分井段施工重点要求........................................46

4.13完井设计............................................................53

4.14弃井要求...........................................................54

4.15钻井进度计划.......................................................54

5.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.完井提交资料...........................................................64

6.1完井提交资料.........................................................64

7.附则.................................................................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56井钻井工程设计

1.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

大地坐标大地坐标表层套管下深造斜点

井号井别井型方位(°)

(井口)纵(X)(井口)横(Y)(m)(m)

丹56井开发井定向井4088084.3119278362.48500150091.94

地理位置陕西省延安市志丹县金丁镇阎家村东北约700m处

构造位置鄂尔多斯盆地伊陕斜坡

丹56井

东经108°30'50.58"北纬36°53'51.53"地面海拔(m)1540.04

经纬度(°)

磁偏角

-2.88方位角(°)91.94中靶半径(m)65

(°)

丹56井4088068.0019278845.00482.80海拔

纵(X)横(Y)位移-2366(m)

1号靶点(m)(m)(m)(山西组底)

丹56井4088067.9119278847.62485.42海拔

纵(X)横⑺位移-2416(m)

2号靶点(m)(m)(m)(本溪组底)

设计井深(垂深)4170(m)完钻层位马家沟组目的层Paf>Pzh、Pis、Pit、C2b>Oim.5

设计依据延1199井、延1214井、延1197井完钻地质资料

完钻原则钻穿奥陶系马家沟组马五无油气显示完钻

表层套管生产套管

钻头尺寸(mm)X下深(m)尺寸(mm)X套管下深(m)钻头尺寸(mm)套管尺寸(mm)

311.1X500244.5X500215.9139.7

完井方法全套管射孔完井

'N1--------------)

井场分布及定

向方位示意图

大门方位以现场11

实测为准1

~~------LL______|

大门方位185.56°1井场入口

丹56井钻井工程设计

2.设计依据

钻井工程设计依据：丹56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):4088084.31(m),横(Y):19278362.48(m)

2.2.2磁偏角:-2.88°

2.2.3地面海拔：1540.04m

2.2.4地理位置：陕西省延安市志丹县金丁镇阎家村东北约700m处

2.2.5气象资料：

设计井所在地区属温带大陆性季风半干旱气候区，春季干旱多大风，易发沙尘暴天气，

夏季旱涝相间、易发洪滑坡。秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥，四季变化明显。日照充足,

雨热同季。年平均气温8.5℃,年均降水量500毫米，年均无霜期145天。

该井所在地区自然灾害有干旱、洪水、冰雹、大风、地震、坍塌、雷击等灾害性地

质现象。截至目前，该井500米范围内无居住人口。作业队伍实施钻井作业时，严格符合

含硫化氢油气井SY/T5087的规定。

2.2.6地形地貌及交通情况：

丹56井位于陕西省延安市志丹县金丁镇阎家村东北约700m处，构造位置位于鄂尔

多斯盆地伊陕斜坡，该井场周围处于黄土高原腹地，沟谷纵横，山卯相间，山高坡陡，基

岩裸露，地形复杂，地表起伏高差大，地表为第四系松散黄色粘土。平均年水资源总量

14178.75万立方米。经观察，该井场附近未发现高空障碍物、民宅、学校、医院、国防设

施、矿井、地下管道、油库等公共设施和基础设施。

该井场距主干公路直线距离约为200m,交通、通讯条件基本上能满足要求，周边无

铁路、机场等交通设施。

2.3地质要求

2.3.1井别：开发井

2

丹56井钻井工程设计

2.3.2井型：定向井

2.3.3设计井深：垂深：4170(m)斜深：4221.65(m)

2.3.4磁偏角(°)：-2.88

2.3.5中靶垂深：

1号靶点垂深：3906.00m中靶坐标：纵4088068.00(m)横19278845.00(m)

2号靶点垂深：3956.00m中靶坐标：纵4088067.91(m)横19278847.62(m)

2.3.6完钻垂深:4170m

2.3.7地面海拔：1540.04m

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。

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、本溪组与马家沟组储

层发育及含油气情况

2.3.10完钻原则：钻穿奥陶系马家沟组马五无油气显示完钻

2.3.11完井方法：全套管射孔完井。

2.4地质分层及油气水层

2.4.1设计地层、预测气层位置

3

丹56井钻井工程设计

丹56井地层分层数据表表2-1

卡层取心

地层设计地层(m)

层段(m)

底界显示类显示层段故障

岩性

深度厚度别(垂深)(m)提示

界系统组顶底深度

逢雨(m)

一

新E

四

生

系松散黄土

外100100防漏

白

垩下防漏

志丹群杂色砂泥岩互层

系708608

统防卡

棕红色泥岩上部

防漏

安定组818110夹灰杂色泥岩下

防卡

中部夹粉、细砂岩

统灰绿、紫红色泥防漏

防卡

侏直罗组1011193岩与浅灰色砂岩

罗互层

防卡

系细砂岩夹泥岩、

防漏

延安组1301290砂质泥岩，底部防喷

下为粗砂岩

统灰色泥岩夹灰白防塌

防卡

防

富县组1413112色中细粒、含砾喷

粗砂岩

喷

深灰色泥岩夹浅防

漏

上防

卡

延长组2283870灰色细砂岩、泥防

统质砂岩

紫红色泥岩夹浅

纸坊组防卡

2808525红色砂岩

紫红色泥岩夹紫防卡

和尚沟组2967159

下灰色砂岩防漏

防漏

统浅紫色砂岩夹棕防卡

刘家沟组防喷

3262295红色泥岩

防漏

上

棕红泥岩与棕色防塌

统石千峰组

气防喷

3531269细砂岩互层3527-3531

3642-3646

中上部巨厚状泥、

二3676-3684防塌

统石盒子组3791260下部浅灰色中粗气

叠防喷

粒石英砂岩3769-3776

系3786-3791

上部泥岩夹砂

防塌

古山西组3906115岩、下部灰黑色气3876-3880

下防喷

生统泥岩夹砂岩及煤

界防塌

太原组393024灰岩夹泥岩及煤防喷

石上部厚煤层、中防塌

上

炭下部为灰黑色泥

统防喷

系本溪组395626气3944-3951

岩夹薄层浅灰色防H2s

防羊

细砂岩

奥3959-3964防塌

陶灰岩、白云岩来3966-3968

下马家沟组溪灰质灰岩、膏防喷

系气

统(未穿)41702144006-4011

盐岩防H2s

4053-4055防卡

4112-4120

4

丹56井钻井工程设计

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

气层井段地层压力

井号层位地层压力系数

(m)(MPa)

延844马53294.0-3298.028.9730.8790

3195.9-3202.3

延864本溪28.210.9184

3216.2-3220.2

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1000m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0.8790-0.9184,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L03g/cm:石千峰组〜奥陶系的钻井液密度一般在

1.06〜1.07g/cml钻井过程中注意防喷，做好中生界油气层的防喷工作，特别是在该区

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。

2.4.5邻井实钻情况调研

该区域上部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。该区域区域延长组浅层气活跃，钻井施工中合理控制钻井液密度，加强

井控坐岗，一旦发生溢流、井喷，严格按照井控要求进行处理。对井位在采油区的井，做

设计前收集邻井1000m范围内油井资料，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。

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

5

丹56井钻井工程设计

离子，加入烧碱提高钻井液PH值，加入LV-CMC降低钻井液失水，坚持划眼修正井眼，防

止膏岩蠕变缩径卡钻。

2.4.6本井H2S含量预测

根据该区域在钻井、试气过程中有HA显示，要求本井在施工过程中加强对HzS气体

的录井检测及防范，同时储备碱式碳酸锌2吨，一旦发现有乩S气体，及时加入钻井液中，

防止H2S中毒，现场应严格按照SY/T5087-2005,SY/T5742-2007和SY/T5974-2008现场

果断处理，确保人身及钻井设备的安全。

2.4.7邻井H2S含量测试

表2-2邻井硫化氢含量测试表

硫化氢含量

序号井号地理位置层位备注

(ppm)

1延680-1志丹县旦八镇马家沟组9000

2延802志丹县旦八镇马家沟组100

3延820志丹县旦八镇马家沟组6900

2.4.8邻井完井钻井液性能

表2-3邻井钻井液使用情况

井段密度漏斗粘度

井号层位

(m)(g/cm3)(s)

第四系-志丹群0-3011.01-1.0220〜23

延290志丹群-刘家沟组301-33301.03〜1.0523-34

刘家沟组-马家沟组3330〜41101.05-1.1037-51

第四系-志丹群0.0〜509.01.02-1.0328-30

延1213

志丹群-刘家沟组509.0-3343.01.03-1.0733~37

刘家沟组-马家沟组3343.0〜4104.01.07〜1.0938-51

2.4.9本井钻井液类型:水基钻井液

2.4.10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lOmim以上，压降WO.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。

2.4.11设计井全井钻井液性能使用要求

6

丹56井钻井工程设计

表2-4丹56井钻井液基本性能要力它表

密度漏斗粘度失水

井段备注

(g/cm3)(s)(ml)

一开井深1.0330〜35不控清水聚合物

二开井深〜和尚沟组L03〜1.0430〜35不控〜<30清水聚合物

和尚沟组〜进入石千峰组50m1.03-1.0430〜358〜5清水聚合物

进入石千峰组50m〜完钻井深W1.0745〜55W5聚磺体系

2.4.12目的层钻井液性能及特殊情况处理要求

钻井液密度：根据《钻井井控技术规程》(SY/T6426-2005)相关规定，如钻遇地层压

力当量钻井液密度大于L0g/cn?地层或溢流井涌井喷地层，钻井液当量密度在地层孔隙

33

压力当量钻井液密度基础上附加0.07g/cm-0.15g/cmo钻井液密度可根据施工需要调整,

最多不超过1.14/cm',如现场施工遇复杂情况或受注水井影响需调整至1.14/cn?报告工

程科现场核实后再进行调整。

应采用石灰石粉或其他易酸溶的压井材料进行压井。要求现场储备足够的石灰石粉

(60t)和加重钻井液(加重钻井液液量60m3,密度1.30g/cm"以上)及重晶石粉(20t)o

同时为了预防井漏，要求配备10吨堵漏剂。非紧急情况不得使用重晶石，若必须使用重晶

石在使用前需征得甲方同意。

7

丹56井钻井工程设计

3.技术指标及质量要求

3.1井身质量要求

表3-1丹56井井身质量要求表

井径扩定向井靶心井斜测

井段井斜全角变化率水平位移

大率距(空间距)量间距

(m)(°)(°/30m)(m)

(%)(m)(m)

0—1000.00<2W1W30W1530

1000.00〜

<3W2W30W1530

1500.00

1500.00〜

<12.71W14.03W1510

1627.07

1627.07〜14.OS-

12.71W1530

3533.59定向井连续三点433.40

3533.59〜12.71〜(90m井段)全角433.40〜

W1510

3857.153.00变化率：造斜、扭477.56

3857.15-方位井段W5°477.56〜

3.00W150~6530

3957.29/30m,其它斜井482.80

3957.29〜段W2°/30mo482.SO-

3.00W150〜6530

4007.36485.42

4007.36〜485.42〜

3.00〈1530

4221.65496.64

注：①本井直井段注意防斜打直，直井段1000.00m,要求井斜不大于2度。1000m-1500m,

要求井斜不大于3度。

②造斜点要求至少在表层套管鞋50m以下，相邻两口井造斜点需至少错开30-50m,

实际造斜点要求控制在设计造斜点上下30m范围内，且应选在比较稳定的地层。

③靶点确定原则如下：山西组靶点垂深为山西组底界垂直深度(详见钻井地质设计第

2页)，本溪组靶点垂深为本溪组底界垂直深度。

④定向井造斜率W15°/100m,设计井型采用“直-增-稳-降-稳”(降斜率W5°

/100m)剖面，实钻井眼轴线应控制在以设计井眼轴线为中心、靶半径为半径的柱体以内，

斜井段井斜控制在设计最大井斜加5度以内。

⑤最大井径扩大率不大于15(%)o

⑥定向井测斜间距：直井段不超过10m,斜井段采用无线随钻跟踪测斜，控制井斜、

方位，注意防碰。中靶后MWD监测必须跟踪至完钻。

8

丹56井钻井工程设计

备注：具体参数要求参考钻井合同。

3.2防碰要求

3.2.1、施工单位以两井不碰为原则优选钻具组合、钻井参数。直井段严格防斜打直，控

制直井段与邻井的距离不小于5m。

3.2.2、推荐采用随钻测斜工具测量井斜方位。根据邻井测斜数据做好防碰预算，做好防

碰设计、防碰图，杜绝两井相碰事故。

3.2.3、每测一点都要扫描、搜索出正钻井与邻井的最近空间距离，预测出井眼轨迹的发

展趋势以及与邻井是否有“相碰”的危险。防碰扫描间距应不大于20m,危险段不大于5m。

3.2.4、根据测斜数据及时计算并绘出防碰井与邻井在同一坐标系下井眼轨迹水平投影叠

加图。确保两井轨迹水平投影叠加图交叉点的垂直井深差大于30mo

3.2.5、对井位在采油区的井，做设计之前钻井队必须收集领近1000米范围内油井资料,

（若周边有油井水平井需收集领近1500米范围内油井资料），收集的油井资料要确保真实

可靠。在钻进过程中做好与邻近油井的防碰措施，杜绝与油井相碰事故的发生。如果因钻

井队提供的油井资料不真实或不提供资料，或在钻进过程中未做防喷措施，由此造成与油

井相碰事故的发生，全由钻井队承担责任。

3.3防碰应急措施

3.3.1施工中密切注意测量的地磁参数出现异常、蹩跳、钻时突然加快、放空、钻时突然

变慢、振动筛有水泥或铁屑返出等异常现象。发现异常现象时，应立即停钻，将钻具提离

井底5m以上活动、循环泥浆。

3.3.2进一步分析磁场强度是否正常、重新测量井眼轨迹数据，如磁场强度异常，应使用

陀螺仪测井眼轨迹，确认是否与邻井套管相撞。

3.3.3复核轨迹数据，在确认无碰撞可能的情况下，可起钻换牙轮钻头再钻进1〜3个单

根，直至确认井眼已进入安全区域。

3.3.4当确认碰上邻井套管时，应起钻，注水泥塞封固井底以上30〜50m井段。

3.4钻头、套管程序及固井质量要求

表3-2丹56井钻头、套管程序及固井质量表

钻头程序套管程序固井水泥段

固井质量要求

（钻头尺寸X井深）（套管尺寸义井深）（m-m）

311.lmmX500.00m244.50mmX500.00m0-500.00固井质量采用声波测井和变密度测

9

丹56井钻井工程设计

井综合评价，要求声幅W30%；变密

215.9mmX4221.65139.70mmX4216.65m0-4221.65

度测井反应弱套管波，强地层波。

10

丹56井钻井工程设计

4.工程设计

4.1井身结构

4.1.1井身结构示意图

图4-1井身结构图

表4-1井身结构设计数据表

井深钻头尺寸套管尺寸套管下入套管下入深度环空水泥

开钻次序

（斜深）mmmmm地层层位（斜深）m浆返深m

一开500.00①311.1①244.5志丹群500.00井口

二开4221.650215.90139.7马家沟组4216.65井口

11

丹56井钻井工程设计

4.2定向井待钻井眼剖面数据

4.2.1轨道设计表

井号：丹56井轨道类型：直-增-稳-降-稳

井底设计垂深m：4170.00井底闭合距m：496.64井底闭合方位(0)：91.94

造斜点井深m：1500.00最大井斜角(°)：12.71

第1靶垂深(m):3906.00闭合距(m):482.80靶半径(m):65.00

第2靶垂深(m):3956.00闭合距(m):485.42靶半径(m):65.00

轨道参数

井深井斜方位垂深水平位移南北东西狗腿度IHffi

靶点

m(°)(°)mmmm0/30m(°)

0.000.000.000.000.000.000.000.000.00

1500.000.0091.941500.000.000.000.000.000.00

1627.0712.7191.941626.0314.03-0.4814.023.000.00

3533.5912.7191.943485.85433.40-14.67433.150.000.00

3857.153.0091.943806.00477.56-16.17477.290.900.00

3957.293.0091.943906.00482.80-16.31482.520.000.00A

4007.363.0091.943956.00485.42-16.40485.140.000.00B

4221.653