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1、钻井工程课程设计一、课程安排: 学期结束时请按照课程设计要求完成课程设计作业。可以手写，也可以打印二、课程内容与要求 1掌握钻井与完井工程设计流程和设计规范、格式； 2 掌握井身结构的设计方法；3 掌握钻井工具的选用及钻井参数的设计计算； 4掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等；三、考核方式及成绩评定 课程设计的成绩为百分制，课程考核标准组成：1格式、规范 10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10符合程度2设计的依据与原则准确性 30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30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 30 分 评分依据：参数符合工程
2、实际;计算过程可靠 评分标准：30符合程度4. 结果准确性 30分5. 上交时间：4 月1号，过期不收。钻井工程课程设计绪论钻井设计包括地质设计和钻井与完井工程设计。钻井与完井工程设计主要是指钻井 工程师得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井与完井工 程设计。钻井与完井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井与完井工程设计是以现代钻 井工艺理论为准则，采用新的研究成果，以现代计算技术用最优化科学理论去设计和规划钻 完井工程中的工艺技术及实施措施。钻井与完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、保护环境，实现安全、优质、高速
3、和经济钻井的重要程序，是钻井与完井工程 施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井与完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。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，必须提交公司主管单位重新讨论研究。钻井与完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。科学钻井水平的提高依靠钻井与完井工程设计水平的提高。钻井与完井工程设计的任务和内容钻井与完井工程设计的任务是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，并给出钻井进度预测和成本预算。钻井与完井工程设计内容包括
4、：一、井身结构设计；二、固井工程设计：1套管柱强度设计；2套管柱管串结构及扶正器安放；3水泥及水泥浆设计；4注水泥浆及流变学设计；三、钻柱组合和强度设计；四、钻机选择；五、钻进参数设计：1机械破岩参数；2钻井液体系及性能；3水力参数；4下部防斜钻具结构；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、完井井底装置）；八、钻前工程设计；九、环境保护要求；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；十二、技术经济指标及钻井进度计划。钻井与完井工程设计基本原则钻井设计应遵循以下基本原则： 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。
5、暂时应按石油工业部标准SY533388钻井设计格式的规定认真进行设计。 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。 地质设计应为钻井与完井工程设计提供全井地层孔隙压力梯度曲线、破裂压力梯度 曲线、邻区邻井资料、试油压力资料、设计地层、油气水及岩性矿物、物性、设计地质剖面、 地层倾角及故障提示等资料。新区探井应按科学打探井技术规定，提供五种必需的地质图件 （设计井位区域构造及地理位置图、主要目的层的局部构造井位图、过井
6、“十字”地震时间 剖面图、过井地质解释横剖面图、设计柱状剖面图）。开发井应提供区块压力等高线图及 500m 井距以内注水井位图和注水压力曲线图。 钻井与完井工程设计必须以地质设计为依据。钻井设计要有利于取全取准各项地质 工程资料；要有利于发现油气层，保护油气层，充分发挥每个产层的生产能力；要保证油气 井眼轨迹符合勘探开发的要求；油水井的完井质量应满足油田各种作业的要求，保证油气井 长期开采的需要；要充分体现采用本地区和国内外钻井先进技术。保证安全、优质、快速钻 井、实现最佳的技术经济效益。 钻井与完井工程设计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
7、超过钻机最大额定负荷能力的80。 钻井与完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 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。设计的钻 井液密度附加值，油井为0.07 一 0.10g/cm3,气井为0.100.15g/cm3。此附加值也适用 于调整井。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。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。上述问题在未 取得成熟经验前，应组织有关各方，积极研究套管防断、防挤毁技术，创造条件逐步满足油 田开发调整井的需要。探井应开展随钻压力监测。如
8、dc指数压力监测方法等。若随钻压力监测值与地质设 计提供的地层孔隙压力梯度不符，应以随钻压力监测值及时调整钻井液密度，但应报地质设 计审批部门备案。 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。每隔两、三年进 行一次定额指标的修订与核算。 环境保护是我国的基本国策。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程序框图钻井工程与完井工程设计基础数据基础数据：1地质概况：见后附设计样例表 A1。 2设计井深：见任务书 （m）3. 地层压力和破裂压力剖面：根据图A1,地层压力梯度的当量钻井液密 度由 1.00g/cm3 变为 1.10g/cm3 的井深按以下
9、规律取值：4. 设计系数：见表A-2和表A-3，其他数据查钻井手册（甲方）和参考 书。5. 水力参数设计数据见表A-4。 6钻柱设计数据见参数书2。7.完井方式：先期裸眼完井，0177.8mm（7”生产套管。参考书：1.周开吉，郝俊芳钻井工程设计M.东营：石油大学出版社，19962陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术M.东营：石油大学出版社，2000 3钻井手册（甲方） M. 北京：石油工业出版社， 1990附：现场钻井工程设计书样式地质设计（签字）日期工程设计（签字）日期地质审核意见：（签字）日期地质审批意见：（签字）日期工程审批意见：（签字）日期工程批准意见设计大纲（目录）一、地质设计摘要二
10、、井身结构设计三、固井工程设计四、钻柱设计五、钻井设备选择六、钻井液设计七、钻进参数设计八、下部钻具组合设计九、油气井控制 十、各次开钻或分井段施工重点要求 十一、地层压力监测要求 十二、地层漏失试验十三、油气层保护 十四、完井井口装置 十五、环保要求 十六、钻井进度计划 十七、成本预算一、地质概况表 A-1井别探井井号A5设计井深3650m目的层Q 一井位坐标地面海拔m50纵（）m4275165横（y ） m20416485测线位置504和45地震测线交点地理位置XX省XX市东500m构造位置XX凹陷钻探目的了解XX构造Q,含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则J进入QJ150m完
11、钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m分层厚度，m主要岩性描述故障提示A280砾岩层夹砂土，未胶结渗漏B600320上部砾岩，砂质砾岩，中下部含砾砂岩渗漏C1050450中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩； 下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥 岩不等厚互层防塌D1600泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等 厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜E1900300砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺 砂岩防斜防漏F32650750泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜F2J2900250泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥 岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡F2K3150250泥岩为主，泥
12、质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩 间互Fi3500350泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡Qj3650（未穿）150深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥ULr岩防漏、喷、卡二、 井身结构设计钻探目的层为Q灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。油气套管下入J QJ层 3 5m 。根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A1）进行。设计系数名称数值来源见表A3001000110016001300?nnn70030Caim32003500-2。0.05理论计算当瞬占井液密度g/cm2 1.3 1.4 1.5 1. 6 1.7 1.
13、8 1. 9破裂压力梯度0.009SLH地层压为梯度/Pp0.009S1HA-1地层压力和破裂压力表A-2井深结构设计有关系数0.05理论计算0.03区域资料统计地层压裂安全Sk0.05区域资料统计APNMPaMPa区域资料统计正常井段允许区域资料统计异常井段允许表A-3各层段地层可钻级值地层ABCDEF3F2jF2k耳QJ可钻性值0.611.392.1633.57.35.24.9抽吸压力激动压力系数溢流压力系数压差压差表 A-4 水力参数设计数据1 泥浆泵型号与性能3NB1000 钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）缸套直径（mm）额定泵冲（次分）额定排差（L S）额定泵压（Mpa）12015019.933.113015023.428.214015027.124.315015031.121.216015035.418.617015040.016.52 钻井液性能其它参数地面泵压不超过 20MpaKg=1.07*10 3Mpa S1.8L1.8环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s钻井液塑性粘度 0.0047pa.S
