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XX井139.7mm生产套管

固井施工设计书

华东石油局固井工程公司

二○一○年X月

XX井固井施工设计书

(甲方审查意见)

XX井固井施工设计书

设计单位:

中国石化集团华东石油局固井工程公司

设计者:

XXXXX

审核:

XXXXX

审批单位:

中国石化股份公司华东分公司

目录

一、设计依据 1

二、基本数据 1

三、套管设计 1

四、水泥量计算 2

五、水泥浆设计 2

六、水泥浆流变学设计 3

七、套管内顶替量计算 4

八、井底静止温度 4

九、水泥浆最高受热温度计算 4

十、施工时间计算 4

十一、施工方案要求 4

十二、固井策划及HSE要求 6

十三、固井材料计划表 7

十四、相关实验及其它资料 8

XX井固井施工设计书

一、设计依据

1、《XX钻井施工设计书》

2、《中华人民共和国石油天然气行业标准》

3、《煤层气企业标准汇编》

二、基本数据

1、井身结构设计

钻头尺寸mm

井深

m

套管

层序

套管尺寸

mm

套管下深

m

水泥返深

m

311.1

XXX

表层套管

244.5

XXX

XXX

215.9

XXX

生产套管

139.7

XXX

XXX

2、完井方法及套管串结构

完井方法:

套管完井

套管串结构(自下而上):

浮鞋(XXXm)+1根套管+浮箍(预计XXXm)+N-80×7.72mm套管串(+扶正器)+定位短节+套管串(+扶正器)+N-80×7.72mm套管串+联顶节+水泥头

3、下套管前钻井液钻井液类型及性能:

XXX

4、井径数据

计算水泥需要量时,封固段取平均井径226.7mm(平均井径扩大率按5%计算)。

5、水泥返高:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

6、井底温度,循环温度

TS=15℃+(2.7×井深/100)℃=XX℃

T循=19+0.02×井深=XX℃

三、套管设计

1、套管柱设计条件

套管程序

井段m

钻井液

密度

g/cm3

规范

长度

m

钢级

壁厚mm

尺寸mm

扣型

表层套管

0~XXX

XXX

244.5

短圆

XXX

J55

8.94

生产套管

0-XXXX

XXX

139.7

长圆

XXX

N80

7.72

2、套管柱的校核

套管程序

井段

m

重量

抗外挤

抗内压

抗拉

每米重

kg/m

段重t

累计重t

抗挤强度

MPa

安全

系数

抗压强度MPa

安全

系数

抗拉强度kN

安全

系数

表层套管

0-XXX

X

X

X

X

X

X

X

X

X

生产套管

0~XXXX

X

X

X

X

X

X

X

X

X

注:

本表为理论计算数据,套管送井时应根据实际重新校核。

四、水泥量计算

1、计算条件与结果

钻头直径mm

215.9

管内水泥浆L

XXX(常规)

套管外径mm

139.7

水泥浆合计L

XXX

15#煤层顶界m

-

水泥浆密度g/cm3

1.45-1.85

15#煤层底界m

-

每袋配浆L

76-48

阻流环位置m

XXX

水泥计算T

低密度

XX

XX

常规

XX

封固段长度m

XXX

附加量%

10

管外水泥浆L

低密度

XXX

XXX

附加后

水泥量T

低密度

XX

XX

常规

XXX

常规

XX

水泥准备量T

Xt(其中,低密度:

Xt;常规:

Xt)

注:

①、生产套管固井水泥浆体系采用双密度-双凝体系,即井底至目的煤层以上50m用1.85g/cm3的常规密度体系,上部封固段用1.45g/cm3的低密度体系。

②、水泥量按实测井径计算。

2、分段水泥浆计算

井段m

段长

m

井径

mm

环空

L/m

分段环

L

XXX

XXX

XXX

226.7

25.0

XXX

总容量L

XXXX

五、水泥浆设计

1、水泥浆实验

1)、旋转粘度计读数值

温度

g/cm3

旋转粘度计读数

θ600

θ300

θ200

θ100

θ6

θ3

XX

XX

XXX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

2)、水泥性能测定

水泥品种

g/cm3

外加剂加量

稠化时间

抗压强度

流变参数

析水率

%

初始稠度

BC

G304

%

G202

%

USZ

%

G401

%

BXZ600S

%

CA903S%

G60S%

温度

压力

MPa

时间

min

24h

48h

N

K

Pa.sn

嘉华

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

嘉华

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

2、前置液设计

名称

类型

数量m3

前置液

清水

X

六、水泥浆流变学计算

1、确定流变模式

B=(φ200-φ100)/(φ300-φ100)=XXX

水泥浆选用幂律流变模式

2、判别流态

n=2.096lg(φ300/φ100)=XX

K=0.511φ300/511n=XXPa.sn

计算临界紊流雷诺数:

Re=3470-1370n=XX

3、环空紊流临界流速计算

=XXm/s

4、紊流临界排量计算

QC=πVC(D2-d2)/4=XXl/s

*由于现场设备无法达到此排量,因此尽量用最大排量顶替。

5、顶替终了的最大泵压计算

P压差=P外-P内=XXMPa

P损=0.0015·下深+1.2=XXMPa

P附加=3.0MPa

Pmax=P压差+P损+P附加=xxMPa

七、套管内顶替量计算(现场校核)

套管壁厚

mm

分段长度

m

每米容积

L/m

分段容积

L

7.72

XX

12.13

XX

总容积:

XXL

压缩系数:

1%

设计顶替量:

XXm3

八、井底静止温度

Ts=XX℃

九、水泥浆最高受热温度计算

Ts=XX℃

十、施工时间计算

前置液:

Xmin注水泥:

XXmin

开销钉:

Xmin替浆:

XXmin

T总=XXmin

十一、施工方案要求

1、施工准备

1.1、井队

1.1.1对入井套管的钢级、壁厚进行检查,并逐根丈量、检扣、洗扣、排列、编号;

1.1.2最后一次通井时,对缩径井段反复划眼后充分循环洗井,保证套管能顺利下入。

套管入井前,要求调整好泥浆性能,确保井眼稳定,不漏、不涌、不垮塌;

1.1.3要求套管上钻台时进行二次通径;

1.1.4下完套管后,大排量循环一周以上,满足固井施工的技术要求;

1.1.5下套管时要控制好下放速度,以免压力激动过大造成井眼失稳;

1.1.6井队水罐备XXm3现场水。

1.2、固井队

1.2.1仔细检查入井附件及工具,送井场交井队技术员清点、检查;

1.2.2提前准备好水泥送至井场;

1.2.3维护保养好车辆设备,准备齐全所用材料和配件,保证施工的连续性;

1.2.4在下套管前通井时,固井技术员赶到现场;

1.2.5按水泥浆试验结果,搞好清水与水泥外加剂混配工作,并做好复检。

2、套管扶正器安放位置

裸眼段每X根套管加X只;其余封固段X根套管加X只。

注意:

套管接箍和扶正器的位置要避开煤层段。

3、注水泥设备

GJC45-21X辆

灰罐车X辆

4、注水泥方式

采用常规一级注水泥方式

5、施工工艺

采用常规水泥浆体系

6、施工工艺流程

1)、注水泥施工流程

序号

施工内容

工作介质

密度(g/cm3)

用量(m3)

排量(L/S)

用时(min)

累时(min)

最高泵压(MPa)

1

循环泥浆

钻井液

2

洗管线

配浆水

1.0

3

试压

配浆水

1.0

15

4

注隔离液

配浆水

1.0

X

X

X

X

5

注水泥浆

低密度水泥浆

1.45

X

X

X

X

X

常规密度水泥浆

1.85

X

X

X

X

X

6

替浆

清水

1.0

X

X

X

X

X

7

碰压

X

X

8

放回水,检查浮鞋、浮箍关闭情况。

关闭良好,开井候凝48小时;若关闭不严,则关井候凝48小时,中间注意泄压。

2)、施工要求

①、下套管必须使用液压大钳,上扣扭矩按规范要求扭距上扣。

②、下套管过程中,要注意观察井口返浆。

③、下套管中途若遇阻,首先通知监理、固井技术员、井队技术员到现场。

然后接循环接头开泵循环,并上下活动套管。

严禁野蛮操作;

④、施工前要对管线进行试压,试压15MPa,确保管线不刺漏;

⑤、固井队施工时控制好水泥浆密度,低密度值为1.45±0.03g/cm3,常规密度值为1.85±0.03g/cm3;

⑥、注水泥及替浆过程中,应用最大排量顶替;井队和固井队密切配合,确保替浆量准确;

⑦、当替浆量与计算量差3m3时,降低排量。

若到计算量时不碰压,最多附加0.3m3;

十二、固井策划及HSE要求

1、要求全体施工人员熟练《石油天然气钻井工程标准、规范汇编》、《固井制度汇编》及《固井公司HSE管理》等规范及要求,固井施工中每项工作按设计书及规范执行,全队上下必须树立“质量第一和HSE第一”的思想,提供优质服务;

2、钻井队在下套管前,采用原钻具进行通井,调整泥浆性能;下套管作业时,应严格控制套管下放速度,下套管过程中,做好灌浆工作;下完套管后,调整泥浆性能,保持井壁稳定、干净,为固井施工做好准备;

3、做好固井设备调度保养工作,整个施工衔接中,注意与井队的下套管作业配合,下完套管后,泥浆性能调至钻井设计要求后及时进行固井作业;

4、水泥在进入装载阶段前必须做好水泥浆化验工作;

5、采用防气窜双凝水泥浆体系;

6、各类固井附件必须经过检查、进行登记装载;

7、固井施工中注意水泥浆密度的控制,做到按设计书要求执行;

8、固井施工中,在高压区作业的工作人员应牢固树立“安全第一”意识;

9、固井人员施工结束后清洗设备时,应加强环保意识,保护好周围环境;

10、固井工作人员到固井现场后,应注意饮食卫生;

11、召开“三方协调会”及“HSE管理”会议。

十三、固井材料计划表

名称

型号

单位

数量

名称

型号

单位

数量

水泥

JHG

T

XX

减轻材料

BXZ600S

T

XX

早强剂

CA903S

T

XX

降失水剂

G60S

T

XX

早强剂

G202

T

XX

降失水剂

G306

T

XX

消泡剂

XP-1

T

XX

胶塞

51/2”

XX

*浮箍、浮鞋、扶正器为甲供产品

十四、相关实验及其它资料

附水泥浆实验报告(见下页)

水泥浆试验报告

编号:

HDGJ-HSE-JL13-45序号:

100X-XX

试验单位

固井公司实验室

试验日期

2010年X月X日

井号

XX井

井深m

XXX

井底静止温度℃

X

泥浆密度g/cm3

XX

循环压力MPa

X

井底循环温度℃

X

试验目的

及要求

优选配方·确保施工安全

水泥浆配方

水泥型号

嘉华G级

混合水来源

现场水

1.嘉华G级+2.2%G60S+1.5%CA903S+43%BXZ600S+1.0%G202+75%水

2.嘉华G级+0.6%G202+1.5%G306+45%水

水泥浆

配方序号

密度

g/cm3

流动度

Mm

流变性能

养护温度℃

θ600

θ300

θ200

θ100

θ6

θ3

1

XX

XX

X

X

X

X

X

X

X

2

XX

XX

X

X

X

X

X

X

X

稠化时间

凝结时间

水泥浆

配方序号

API

方案

养护条件MPa.℃

稠化时间

min

过渡时间

min

稠度

Bc

初凝

h:

m

终凝

h:

m

1

API

X/X

X

X

100

X:

X

X:

X

2

API

X/X

X

X

100

X:

X

X:

X

抗压强度

失水

自由水

%

水泥浆

配方序号

养护条件

MPa.℃.h

强度

MPa

试验条件

MPa.℃

Q30

ml

1

X.X.24

X

6.9/X

X

0

2

X.X.24

X

6.9/X

X

0

试验员:

XX技术负责:

XX日期:

2010年X月X日

稠化时间测定结果报告

委托单位:

XX井试验日期:

2010年X月X日编号:

HDGJ-HSE-JL13-45

试验条件

试验记录

时间

(min)

温度

(℃)

压力

(MPa)

电位读数

(v)

稠度

(Bc)

试验目的:

煤层固井

水泥品种:

嘉华G级

水泥重量:

400g

水质:

现场水

水灰比:

XX

外加剂及

其掺量:

G60S2.2%

CA903S1.5%

BXZ600S43%

试验方案:

API

试验温度:

XX(℃)

试验压力:

XX(MPa)

升温速率:

XX(℃/min)

升温时间:

XX(min)

水泥浆密度XX(g/cm3)

初始稠度

(Bc)

稠化时间

(min)

XX

过渡时间

(min)

XX

试验人员:

XX单位(公章):

技术负责人:

XX

稠化时间测定结果报告

委托单位:

XX井试验日期:

2010年X月X日编号:

HDGJ-HSE-JL13-45

试验条件

试验记录

时间

(min)

温度

(℃)

压力

(MPa)

电位读数

(v)

稠度

(Bc)

试验目的:

煤层固井

水泥品种:

嘉华G级

水泥重量:

800g

水质:

现场水

水灰比:

XX

外加剂及

其掺量:

G2020.6%

G3061.5%

试验方案:

API

试验温度:

XX(℃)

试验压力:

XX(MPa)

升温速率:

XX(℃/min)

升温时间:

XX(min)

水泥浆密度XX(g/cm3)

初始稠度

(Bc)

稠化时间

(min)

XX

过渡时间

(min)

XX

试验人员:

XX单位(公章):

技术负责人:

XX

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