19 井身结构.pptx

第1页：井身结构钻井工程

1井身结构钻井工程

第2页：中间套管

2oil zone中间套管(技术套管)表层套管生产套管(油层套管)一开二开三开

第3页：井身结构—油井基础

3井身结构—油井基础，全井骨架固井工程—套管柱设计和注水泥不仅关系全井能否顺利钻进完井，而且关系能否顺利生产和寿命。

第4页：井身结构设计内容

4井身结构设计内容：套管层次；每层套管下深；套管和井眼尺寸配合。

一、套管的分类及作用二、井身结构设计原则三、井身结构设计基础数据四、裸眼井段应满足力学平衡五、井身结构设计方法（举例）六、套管尺寸和井眼尺寸选择

第5页：表层套管

• 表层套管—Surface casing封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层安装井口、悬挂及支撑后续各层套管
• 中间套管—Intermediate casing表层和生产套管间因技术要求下套管可以是一层、两层或更多层主要用来分隔井下复杂地层
• 生产套管—Production casing钻达目的层后下入的最后一层套管用以保护生产层，提供油气生产通道
• 尾管（衬管）—Liner一、套管的分类及作用

第6页：例：克拉2气田井身结构实施方案

6例：克拉2气田井身结构实施方案28″导管26″x300m18-5/8″x300m16″x2600m13-3/8″x2600m12-1/4″x封白云岩10-3/4″x100m+9-7/8″x封白云岩8-1/2″*目的层7″尾管*目的层

第7页：套管的分类及作用

7

第8页：井身结构设计原则

• 有效保护油气层
• 有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故，安全、快速钻井
• 井涌时，有压井处理溢流能力
• 下套管顺利，不压差卡套管

第9页：抽吸压力系数Ｓｂ

• 9抽吸压力系数Ｓｂ：0.024~0.048 g/cm3激动压力系数Ｓｇ：0.024~0.048 g/cm3压裂安全系数Ｓｆ：0.03~0.06 g/cm3井涌允量Ｓｋ：0.05~0.08 g/cm3压差允值△P：△PN= 15~18 MPa△PA=21~23 MPa
• 6个设计系数：孔隙压力剖面破裂压力剖面坍塌压力剖面漏失压力剖面
• 4个剖面：三、井身结构设计基础数据

第10页：裸眼井段应满足的力学平衡

10四、裸眼井段应满足的力学平衡（1）防井涌（2）防压差卡套管（3）防井漏（4）防关井井漏

第11页：——钻井液密度

11其中：——钻井液密度，——裸眼段内使用的最大钻井液密度，——裸眼段钻遇最大地层压力的当量泥浆密度，——最大地层孔隙压力所处的井深，m——裸眼段钻遇最小地层压力的当量泥浆密度，——最小地层孔隙压力所处的井深，m——裸眼段最小地层破裂压力的当量泥浆密度，——套管鞋处地层破裂压力的当量泥浆密度，——套管下入深度，m

第12页：井身结构设计方法

12五、井身结构设计方法1、求中间套管下入深度初选点D21（1）不考虑发生井涌由计算出ρf，在破裂压力曲线查出ρf所在的井深D21，即为中间套管下入井深初选点。

第13页：井身结构设计方法

13（2）考虑可能发生井涌由试算法求ρf先试取一个D21，计算ρf，将计算ρf与查图ρf’比较，ρf≤ρf’，D21为中间套管初选点否则，重新试算。

一般情况下，在新探区，取以上两种条件下较大值。

第14页：验证中间套管下到深度

• 142、验证中间套管下到深度D21是否被卡（1）首先求裸眼可能存在的最大静压差：ρpmax：钻进至D21遇到的最大地层压力当量泥浆密度。Dmin：最小地层孔隙压力所处的井深，m
• 若，不卡，D21为中间套管下入深度D2。
• 若，会卡，中间套管应小于初选点深度，需根据压差卡钻条件确定中间套管的下深。

第15页：井身结构设计方法

15（2）求压差条件下允许的最大地层压力在地层压力曲线上找出深度即为中间套管的下深D2。

第16页：求钻井尾管下入深度初选点D31根

163、求钻井尾管下入深度初选点D31根据D2处地层破裂压力，求出继续向下钻进时裸眼段允许最大地层压力试算法：先试取一个D31，计算，若计算与实际值接近且略大，则D31为尾管初选点，否则重试。

第17页：校核尾管下到

174、校核尾管下到D31是否被卡校核方法同2，△PN换成△PA5、计算表层套管下入深度D1根据D2处地层压力，计算若钻进到D2发生井涌关井，表层套管鞋处承受压力当量密度：试算：试取D1，计算≤查得ρfE,确定D1否则重试。

第18页：举例某井设计井深为

• 18设计举例某井设计井深为4400 m
• 地层孔隙压力梯度和破裂压力梯度剖面如图。试进行该井井身结构设计。给定设计系数：Sb= 0.036
• Sg= 0.04
• Sk= 0.06
• Sf= 0.03
• ΔPN= 12 Mpa
• ΔPA= 18 MPa

第19页：解：由图上查得（1）中间套管下入

19解：由图上查得（1）中间套管下入深度初选点由试取D21=3400 m，代入上式得：由破裂压力曲线查得且接近，故确定D21= 3400 m。

第20页：井身结构设计方法

20（2）校核中间套管是否会被卡由ρP曲线，钻进到深度D21=3400 m时，遇到最大地层压力因由因ΔP＞ΔPN= 12 MPa,故中间套管下深应浅于初选点。

查得=1.435对应D2= 3200 m。

第21页：井身结构设计方法

21（3）确定尾管下深的初选点D31由ρf曲线查得：由：试取D31=3900m，得由ρp曲线，故确定初选点D31= 3900 m.

第22页：井身结构设计方法

22（4）校核是否会卡尾管计算压差：因为，故确定尾管下深为D3= D31= 3900m。

第23页：井身结构设计方法

23（5）确定表层套管下深D1由：试取D1= 850 m ,代入上式计算得由ρf曲线查得故确定D1= 850 m。

第24页：套管尺寸和井眼

24六、套管尺寸和井眼尺寸选择目前我国使用最多的套管/钻头系列是：套管和井眼尺寸确定一般是由内到外进行根据采油要求油层套管尺寸匹配钻头……套管与井眼间间隙与井身质量、固井水泥环强度要求、下套管时井内波动压力、套管尺寸等因素有关，9.5mm～19mm。

目前，根据套管层次不同，已基本形成了较稳定的系列。

第25页：套管尺寸和井眼尺寸选择

25

第26页：2628″导管

2628″导管26″x300m18-5/8″x300m16″x2600m13-3/8″x2600m12-1/4″x封白云岩10-3/4″x100m+9-7/8″x封白云岩8-1/2″*目的层7″尾管*目的层克拉2气田典型井身结构

第27页：泥线

2730"20"16"10-3/4"13-3/8"9-5/8"2.162.182.30泥线90m