矿盐井钻井工程设计Word文档下载推荐.docx
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水平段井斜角86°
A靶垂深为：
B靶垂深为：
A～B靶间水平距离：
300m；
（2）、预设按照地层倾角4°
连通：
/100m，“A”靶前位移266米；
2.2、井身剖面设计：
（造斜率20°
/100m）
剖面类型
直—增—水平（单增剖面）
设计垂直井深（m）
4220
设计全井深（m）
4672
水平段井斜角（°
）
85.99
设计方位角（°
造斜点井深（m）
3916
造斜率
20°
/100m
磁偏角（°
-7.12
水平推进段长（m）
300.00
靶区数据
水平位移（m）
垂深（m）
井斜角（°
方位角（°
A靶
266.50
4200
86
B靶
566.01
靶点中心控制
靶半高（m）
靶半宽（m）
2
3
井段
斜深（m）
闭合距
（m）
井斜角
（°
方位角
N
E
直井段
3914
增斜段
4372
266
水平推进段
566
备注
三开固井后用Φ152钻头首先钻进至A靶,然后继续水平推进至B靶对接连通。
注：
由于地质的不确定性，根据TC-1井（目标井）实钻资料，确定连通井设计剖面数据。
3.井身结构设计
根据本井地层特点、地层压力情况、矿盐完井工艺技术要求及矿盐开发工艺技术特点，参考石油钻井技术规范和已实钻井身结构，依据矿盐开发联通水平井钻井技术规范进行设计
3.1井身结构设计思路：
（1）本井为济阳坳陷东营凹陷东营构造的第一口矿盐开发联通水平井，确定井身结构时应首先考虑矿盐开发生产套管的最少管径（177.8mm）的限定条件；
充分考虑地层和压力可能的变化，套管程序的选择为各开次钻井安全相对留有余地，以保证完成水平井联通之钻探目的。
（2）明化镇组至东营组岩性胶结疏松，沙河街组易垮塌。
在异常高压层前下入技术套管，以确保施工安全。
（3）根据矿盐开发技术规范，采用直径177.8mm生产尾管，水平段在联通后裸眼完井；
生产尾管坐封至首采层底板以上15m（垂深），；
四开用¢
152mm钻头完成水平井与直井的对接。
3.2井身结构设计
3.2.1设计系数
抽吸压力系数：
Rb=0.036g/cm3
激动压力系数：
Rm=0.036g/cm3
井涌条件系数：
Sk=0.05g/cm3
破裂压力当量密度安全允许值：
Sf=0.03g/cm3
正常压力段压差允许值：
（12～15）MPa
异常压差允许值：
（15～20）MPa
3.2.2井身结构设计（如表3-1）
表3-1井身结构数据表：
开钻
顺序
钻头尺寸
mm
井深
m
套管外径
套管下深
水泥封固段
一开
Φ444.5
401
Φ339.7
400
地面
二开
Φ311.2
3152
Φ244.5
3150
：
三开
Φ215.9
4330
Φ177.8
3000－4330
悬挂器
四开
Φ152
裸眼
备注
首采层顶垂深：
4170米；
3.3井身结构设计说明
3.3.1表层套管：
一开采用Φ444.5mm钻头钻进，下入Φ339.7mm套管400m，水泥返至地面。
3.3.2技术套管：
二开井眼采用Φ311.2mm钻头钻至井深3152m，下入Φ244.5mm技术套管3150m；
水泥返至地面。
3.3.3生产套管：
三开使用Φ215.9mm钻头钻至设计“A”靶，斜深4372m。
水平段“A”点以上采用直径Φ177.8mm的尾管，水泥封固至尾管悬挂位置。
水平段裸眼完井。
3.3.4由于钻探不可预见的因素多，根据实际情况对井眼轨道进行相应调整，以保证实现水平井和TC－1井的对接。
3.3.5各层套管的下深按设计原则，以实钻地层深度加以修正。
4.井身质量要求
4.1直井段全角变化率要求：
全角变化率
≤（°
/25m）
水平位移
≤m
0～1000
1.25
20
1000～1500
1.5
30
1500～2000
40
2000～2500
1.75
55
2500～3000
70
3000～3500
2.25
90
3500～4000
110
参照石油钻井井身质量标准。
4.2水平段靶框要求：
靶半高1m，靶半宽0.m。
4.3井身质量要求：
按Q/SHSLJ0005.1-2002标准执行。
4.5固井质量要求：
按Q/SH10200005.3-2003标准执行。
4.6完成井井口质量要求：
按Q/SH10200005.4-2010标准执行。
5.钻井主要设备
5.1设备选择要求
本井设计钻深（斜深）4515m，由于本井设计垂深4133m，水平位移558m。
依据钻机负荷的选择原则，确定选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足钻深5000m以深的需要。
要求设备工况良好，设备防护与井控设施、安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量、钻井液性能维护与钻井液储备的要求。
5.2钻机选型及钻井主要设备
5.2.1钻机型号：
ZJ50D
5.2.2提升系统：
游车：
YC315负荷：
3500kN大钩：
DG350负荷：
3500kN
水龙头：
SL450负荷：
4500kN
5.2.3井架：
型号：
JJ350/45K-K3负荷：
3500kN
井架高度：
45m井架底座高度：
9m
5.2.4转盘
型号：
ZP375负荷：
4500kN转速范围：
最高350r/min
5.2.5钻井泵
1号泵型号：
FB-1600功率：
1176kW最高压力：
33.4MPa
2号泵型号：
5.2.6柴油机
型号：
D-399台数：
3台总功率：
2673kW
5.2.7压风机型号：
DLG-6/1.0台数：
2台
5.2.8井控装置
二开：
2FZ35-35FH35-35
三开：
控制系统：
FKQ8006
液气分离器
5.2.9罐类
加重下灰罐10m32个钻井液储备罐40m34个（带搅拌机）
淡水储备罐40m32个
6.钻具组合设计
表6-1送井钻具明细表：
（根据工程技术要求配备）
序号
名称
规格
数量
1
钻铤
Φ177.8mm
Φ203.2mm
无磁钻铤
4
Φ158.8mm
5
6
短钻铤
Φ158.8mm×
3m
7
加重钻杆
Φ127mm
8
无磁承压钻杆
9
钻杆
10
随钻震击器
11
12
Φ89mm
13
Φ120mm
14
单弯钻具
Φ171.5mm
15
表6－2钻具组合
开钻次序
井眼尺寸
钻进井段
钻具组合
444.5
0～401
Φ444.5mm钻头+Φ203.2mm钻铤54m+Φ177.8mm钻铤54m+Φ127mm钻杆
311.2
401～3150
常规钻具：
Φ311.2mm钻头+Φ203.2mm钻铤54m+Φ177.8mm钻铤90m+Φ127mm钻杆
钟摆钻具：
Φ311.2mm钻头+Φ203.2mm钻铤18m+Φ310螺旋扶正器+Φ203.2mm钻铤9m+Φ177.8mm钻铤90m+Φ127mm加重钻杆270m+Φ127mm钻杆
215.9
3150～4330
Φ215.9mm钻头+Φ158.8mm钻铤120m+Φ127mm加重钻杆270m+Φ127mm钻杆
Φ215.9mm钻头＋Φ172mm单弯+Φ158.8mm无磁钻铤9m+Φ158.8mm钻铤54m+Φ127mm加重钻杆300m＋Φ127mm钻杆
152
4330～4672
Φ152mm钻头＋Φ120mm单弯+Φ89mm无磁承压钻杆9mΦ89mm钻杆+Φ89mm加重钻杆m＋Φ89mm钻杆＋Φ127mm钻杆
井口~3000m钻具组合加减磨接头，每300m一个，型号FM197；
四开后根据钻具段长增加减磨接头型号FM146；
6.1一开直井段井段：
0～402m；
地层：
平原组；
井斜角：
＜15′；
6.1.1钻具组合：
444.5mm钻头+203mm无磁钻铤9m+203mm钻铤45m+177.8mm钻铤72m+127mm钻杆
6.1.2主要措施：
（1）必须采用钻井液开钻；
（2）吊打钻进，控制井斜角＜15′；
（3）口袋长度≤1m；
（4）起钻测电子单、多点。
6.2二开直井段
井段：
402～3152m
明化镇组～沙河街组；
0～2°
6.2.1钻具组合：
①311mm钻头+228.6mm钻铤27m+203mm无磁钻铤9m+203mm钻铤45m+177.8mm钻铤72m+127mm钻杆
②311mm钻头+203mm无磁钻铤9m+203mm钻铤72m+177.8mm钻铤72m+127mm加重钻杆100m+127mm钻杆
6.2.2测量技术要求：
（1）采用单点监控直井段井斜，直井段钻完后，测电子多点；
（2）单点监控每钻进200300m测量一次。
（3）多点测量时，连续多点数据间距不超过30m。
（4）监测控制时，如发现全角变化率或水平位移有超标趋势，采取井眼轨迹控制技术或动力钻具调整。
（5）钻至设计造斜点井深后，根据电子多点测量数据修正设计剖面。
6.2.3主要措施：
采用单点和多点测斜仪跟踪检测井眼轨迹，确保上部井身质量；
6.3三开定向段、增斜段：
3150～4330m
沙三段～沙四段
6.3.1三开钻具组合
（1）、直井段钻具组合：
215.9mm钻头+158.8mm无磁钻铤9m+158.8mm钻铤9m+215mm稳定器+158.8mm钻铤9m+215mm稳定器+158.8mm钻铤81m+127mm加重钻杆450m+127mm钻杆
（2）、定向钻具组合：
①215.9mm钻头+172m单弯动力钻具+158.8mm无磁钻铤9m+165mmWD短节+Φ158mm钻铤×
3根+Φ158mm随钻震击器×
1套+159mm无磁承压钻杆9m+127mm18°
斜坡钻杆+127mm加重钻杆450m+127mm钻杆
②216mm钻头+159mm无磁钻铤9m+WD+159mm钻铤9m+214mm稳定器+159mm钻铤9m+216mm稳定器+159mm钻铤54m+127mm加重钻杆450m+127mm钻杆（增斜钻具组合）；
（3）、通井钻具组合：
216mm钻头+214mm稳定器+159mm无磁钻铤9m+159mm无磁承压钻杆9m++127mm18°
6.3.2定向、增斜段技术要求：
（1）定向造斜采取WD无线随钻跟踪监测，测量间距不超过10m。
进入靶区A点前测电子多点，校正测量数据;
根据直井段电子多点测斜数据及时修正设计剖面，确定造斜点位置及下部实施的技术方案。
（2）设计造斜率15/100m，应依据设计值，在计算分析钻具性能的基础上，优选造斜钻具。
同时WD跟踪监测，及时掌握井眼的井斜、方位及造斜率,确保实钻与设计轨迹的吻合性。
（3）井队配合好定向井工程师、仪器工程师做好井口螺杆试运转及仪器的地面测试工作，确保工具、仪器等在正常状态下入井。
（4）下钻时，应将钻具丝扣刷洗干净，按规定扭矩上紧扣，以防定向失误；
控制下放速度，严禁猛刹猛放，损坏井下工具及仪器。
（5）下钻遇阻不超过100kN，上提遇卡不超过200KN，起下钻时专人记录摩阻及阻卡情况。
（6）在斜井段内钻具因故停止转动（洗井、测斜、机修、保养等）时，钻具需35min上提下放活动一次，活动距离不小于6m，接单根或起钻时，所卸接头需高于转盘面12m，悬重无异常后方可座吊卡。
（7）动力钻具入井，严禁划眼和悬空处理泥浆，遇阻时，活动钻具下放，若无效，起钻通井。
（8）钻进过程不得转动转盘，接单根和提钻时不得转盘卸扣，以免破坏井壁。
（9）连续造斜钻进不得超过100m，定期实施短起下作业，防止高密度钻井液条件下造斜钻具粘卡。
6.4四开水平段：
6.4.1水平段钻具组合：
①152mm钻头+120mm单弯螺杆+120mm无磁钻铤9m+120mmMWD短节+120mm无磁钻铤9m+89mm斜坡钻杆+89mm加重钻杆450m+89mm钻杆+127mm斜坡钻杆
②152mm钻头+120mm短钻铤（2-3m）+150mm稳定器+120mm无磁钻铤9m+120mmMWD短节+120mm无磁钻铤9m+89mm斜坡钻杆+89mm加重钻杆450m+89mm斜坡钻杆+127mm斜坡钻杆
6.4.2水平连通技术要求：
水平连通采用RMRS精准对接工艺，具体要求：
（1）加强水平段钻具组合的造斜性能分析，LWD及时跟踪监测，因测斜数据滞后，必须根据测斜数据随时预测井底的井斜、方位值及钻具的造斜率。
必要时，应5m测取数据一点，以便及时调整钻井参数和钻具组合，严格控制井眼轨迹在靶体内运行。
（2）采用导向马达钻水平段，根据井眼轨迹控制需要，及时调整钻进方式，确保井眼轨迹平滑，避免大幅度波动。
（3）入井钻具应考虑与井眼的相容性，同时及时进行轨迹预测，防止井身轨迹脱离对接轨道。
（4）该井段钻进，扭矩、摩阻较大，应做好每套入井钻具的摩阻、扭矩分析，简化钻具结构，降低井眼的摩阻、扭矩。
（5）泥浆要求采用低固相钻井液，具备良好的悬浮稳定性、流动特性、润滑性，防止粘附、沉砂、压差卡钻。
（6）搞好中靶预测分析和井眼轨道的控制工作，确保准确对接。
（7）做好钻柱的摩阻、扭矩计算分析，采用倒装钻具组合减少钻柱的摩阻力，确保钻压的有效传递。
（8）连通操作时，在直井中下入RMRS探管，在水平井中下入RMRS磁短节和LWD工具，（一般在距离直井100米左右起钻下入磁短节，下钻到底之前在直井中下入RMRS探管）。
（9）在连通过程中一般根据实际情况5米采集一段数据，然后进行分析计算，调整方位,确保水平连通精准对接。
7.钻具强度校核
7.1钻柱分析数据（如表7-1所示）
表7-1轴向力、扭矩分析数据表
起钻
钻进（转盘钻）
下钻
空转
滑动钻进
钩载（kN）
1450.5
919.8
619.6
969.8
566.3
扭矩（N.m）
19473.2
16984.9
2698.8
中和点深度（m）
3965.49m，外径Φ127mm内径Φ76.2mm加重钻杆
①钻井参数：
钻压50kN，钻头扭矩2698.8N.m，排量28L/s；
②套管内摩阻系数0.25，裸眼段摩阻系数取0.30；
③钻井液密度1.90g/cm3。
7.2钻柱分析数据图（如图7-1所示）
图7-1a钻柱轴向力分析
图7-1b钻柱扭矩分析
8.钻头选型及钻井参数设计
8.1钻头设计
序号
尺寸
型号
数量
只
钻进井段
进尺
纯钻时间
h
机械钻速
m/h
P2
HAT127
401～1601
1200
60
20.66
PDC
1601～3152
1551
360
4.308
3152～3800
648
280
2.31
MD517
3800～4330
530
300
3A
342
100
3.42
8.2钻井参数设计
钻头
层位
井段
喷嘴
组合
钻进参数
水力参数
钻压
kN
转速
r/min
排量L/s
立管
压力
MPa
压降
循环
压耗
冲
击力
喷射
速度
m/s
钻头水
功率
kW
比水
W/mm2
上返
利用率
％
明化镇组
～401
馆陶
东营
16*3
130
～
200
80
45
15.62
3.48
12.14
3.7
74.72
154
3.28
1.31
22.3
沙一
至
沙三
13*4
120
80～
50
15.92
1.55
16.37
2.19
49.81
60.84
1.3
1.17
8.64
沙三沙四
14*5
15.34
7.56
4.78
3.8
85.38
122.82
6.09
61.26
沙四
18*3
16
8.19
7.24
4.11
141.39
6.59
53.09
～4672
14*3
40～
①一开地层松软，可钻性强，选用钢齿钻头提高机械钻速。
1定向段采用MD3A，水平井段可选用PDC钻头，避免钻头事故。
2表中钻头型号供参考，现场可根据实钻情况选择钻头型号。
9.施工难点及技术措施
9.1钻井重点难点提示
9.1.1本井为矿盐连通水平井，钻井施工中强化井眼轨迹控制精度，确保连通成功。
9.1.2安装好井口后进行坐标复测，并对轨道设计数据进行修正。
9.1.3本井储层为矿盐，联通水平井精度高难度大，要求钻井液技术在保障井下有效携岩、润滑的基本前提下，还需要具有较低的失水和良好的护壁性、和防止盐膏层蠕动缩径，以保证水平对接的顺利实施。
9.1.4高泥浆密度水平井，常规导向钻具滑动钻井钻压传递十分困难，井眼轨迹控制难度大，后期滑动钻井控制轨迹占用时间长。
9.1.5生产管柱的安全顺利下入需要高度平滑的井眼轨迹。
9.1.6饱和钻井液体系具有良好的防塌、润滑和防污染性能和确保盐膏层井壁稳定性。
9.1.7钻井施工过程中要注意环境保护，严防环境污染。
9.2钻前及安装工程
9.2.1钻前施工考虑井场位置的特殊性，保证道路和井场基础的质量。
9.2.2井架基础、机泵基础和罐式循环系统基础的混凝土所用水泥、砂、石子严格按照比例搅拌混合均匀，搞好养护，确保底部施工质量优质，基础平面高差小于2mm。
9.2.3严格按照地质、工程设计施工，切实做好一切技术准备工作。
9.2.4设备安装要严格安装质量，按要求做到平、正、稳、全、牢、灵、通。
校正天车、转盘、井口在同一铅垂线上，偏差小于10mm。
9.2.5电路安装按《钻井井控技术规程》（SY/T6426-2005）要求：
钻台灯、井架灯、机房灯、泵房灯、探照灯、值班房灯、宿舍灯、动力线路、警报电铃必须九路分输，集中控制于值班房内。
9.2.6所有电器设备及附件必须安全防爆、性能良好、不漏电、不跳火花，发电房必须有避雷装置。
录井房、监测仪主机等必须防爆。
9.2.7井场、储备罐、池的探照灯数量足够，确保井场施工的照明要求。
9.2.8钻台、泵房下部地表及大、小鼠洞周围必须涂抹水泥，以防渗水浸泡基础，影响基础安全。
9.2.9钻台、机房、泵房下部地表高于周围地面，并有明沟排水。
井场周围有深排水沟，井场排水沟不许汇入污水池。
9.2.10井场平整，所有钻具要平稳地摆放在管排架上，严禁乱摆乱放以免造成地面损坏而导致钻具事故。
9.2.11开钻前所有动力、机械设备，须经2h满负荷试运转正常，油水气管线必须保证密封好，闸门开关灵活，无跑、冒、滴、漏现象，经验收合格后方可开钻。
9.3阶段施工要求
9.3.1地层：
平原组～东营组
主要措施：
该井段钻遇地层成岩性差，泥岩性较软且砂层发育，防坍塌卡钻，不整合面附近、疏松砂岩层防漏、防卡；
钻井液主要以抑制地层造浆、携带岩屑，防止泥岩缩径，确保安全钻进为目的。
9.3.2地层：
东营组－沙三段
由于井眼尺寸大，采取大排量定期清洗井眼等措施，消除岩屑，确保井眼畅通和稳定；
9.3.3地层：
沙三、四段（斜井段）
自井深3914m（垂深）采用WD随钻随
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