钻井工程设计辅导

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1、钻井工程设计主讲人：崔金栋u一、一、设计依据设计依据u二、井位及地质概况二、井位及地质概况u三、井身结构设计三、井身结构设计u四、固井设计四、固井设计u五、钻柱设计五、钻柱设计u六、钻井设备选择六、钻井设备选择u七、钻头及钻进参数设计七、钻头及钻进参数设计u八、钻井液设计八、钻井液设计u九、下部钻具组合设计九、下部钻具组合设计钻井工程设计内容钻井工程设计内容u十、水力参数设计十、水力参数设计u十一、油气井压力控制十一、油气井压力控制u十二、各次开钻或分井段施工重点要求十二、各次开钻或分井段施工重点要求u十三、地层压力监测要求十三、地层压力监测要求u十四、油气层保护十四、油气层保护u十五、健康、

2、安全与环境管理十五、健康、安全与环境管理u十六、完井井口装置十六、完井井口装置u十七、钻井进度计划十七、钻井进度计划u十八、成本预算及主要技术经济指标十八、成本预算及主要技术经济指标一、 设计依据1、XXX井钻井地质设计井钻井地质设计2、XXX井主要的引用标准、规范和规定井主要的引用标准、规范和规定（1）SY/T5431-2008井身结构设计方法井身结构设计方法（2）SY/T5088-2008钻井井身质量控制规范钻井井身质量控制规范（3）SY/T5234-2004优选参数钻井基本方法及应用优选参数钻井基本方法及应用（4）SY/T5964-2006钻井井控装置组合配套安装调试与维护钻井井控装置组

3、合配套安装调试与维护（5）SY/T6426-2005钻井井控技术规程钻井井控技术规程（6）SY/T5480-2007固井设计规范固井设计规范（7）SY/T5955-2004定向井井身轨迹质量定向井井身轨迹质量（8）SY/T6276-2010石油天然气工业健康、安全与环境管理体系石油天然气工业健康、安全与环境管理体系（9）SY/T5435-2003定向井轨道设计与轨道计算定向井轨道设计与轨道计算（10）SY/T5172-2007直井井眼轨迹控制技术规范直井井眼轨迹控制技术规范（11）Q/SH0082-2007水平井钻井工程设计要求水平井钻井工程设计要求3、根据邻井钻井资料及区块实钻资料根据邻井钻

4、井资料及区块实钻资料二、井位及地质概况二、井位及地质概况井号井号井别井别井型井型井井位位坐标坐标纵纵（X）横横（Y）地面海拔地面海拔地理位置地理位置构造位置构造位置设计井深（设计井深（m）目的层目的层完钻原则完钻原则完钻层位完钻层位完井方法完井方法1 1、基本数据表、基本数据表5二、井位及地质概况二、井位及地质概况2 2、地理及环境资料、地理及环境资料气象资料气象资料该地区属大陆性季风半干旱气候，春季干旱多大风，夏季高温多雷雨，秋季凉该地区属大陆性季风半干旱气候，春季干旱多大风，夏季高温多雷雨，秋季凉爽而短促，冬季漫长且干旱。日照充足，雨热同季。年平均气温爽而短促，冬季漫长且干旱。日照充足，雨

5、热同季。年平均气温8，年平均降，年平均降水量水量445mm，无霜期，无霜期146天。春秋季多西北风，春季易发沙尘暴天气，夏秋季多天。春秋季多西北风，春季易发沙尘暴天气，夏秋季多雷雨易发山洪滑坡。雷雨易发山洪滑坡。地形地貌及交通情况地形地貌及交通情况该井区处于黄土高原腹地，沟谷纵横，山峁相间，地形复杂，地表起伏高差大，该井区处于黄土高原腹地，沟谷纵横，山峁相间，地形复杂，地表起伏高差大，地表为第四系松散黄色粘土，林木覆盖。地表为第四系松散黄色粘土，林木覆盖。该井所处地区森林覆盖，交通、通讯条件均较差。该井所处地区森林覆盖，交通、通讯条件均较差。6地地层层底界底界埋深埋深（m）视厚度视厚度（m）油

6、气显示油气显示故障提示故障提示系系组组代号代号邻井资料邻井资料预测预测第四系第四系Q8080第三系第三系太康组太康组Nt340260防漏防漏白垩系白垩系明水组明水组K2m760420防缩径、造防缩径、造浆浆四方台组四方台组K2s1150390防缩径、造防缩径、造浆浆嫩江组嫩江组K2n1770620防塌、斜防塌、斜姚家组姚家组K2y1930160防塌、斜防塌、斜青山口组青山口组K2qn32037107防喷防喷K2qn22289252K2qn12400（未穿）（未穿）111备备注注DB38井井青青一一原原始始地地层层压压力力22.67MPa/2315.0m，压压力力系系数数0.9793；地地层层温

7、温度度97C/2315.0m，供本井参考。，供本井参考。二、井位及地质概况二、井位及地质概况3 3、XXXXXX井钻遇地层预测表井钻遇地层预测表2024/7/26三、井身结构设计三、井身结构设计1、井身结构设计的主要原则井身结构设计的主要原则能有效保护油气层能有效保护油气层能避免产生井漏、井喷、井塌、能避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况卡钻等井下复杂情况, ,为全井安为全井安全、优质、快速和经济地钻进创全、优质、快速和经济地钻进创造条件；造条件；当实际地层压力超过预测值使井当实际地层压力超过预测值使井出现液流时，在一定范围内，具出现液流时，在一定范围内，具有压井处理溢流的能力。有压井

8、处理溢流的能力。2024/7/262 2、套管类型、套管类型导管导管钻表层井眼时，将钻井液从地表引导钻表层井眼时，将钻井液从地表引导到钻台平面上来。到钻台平面上来。表层套管表层套管防止浅层水受污染，封闭浅层流砂、防止浅层水受污染，封闭浅层流砂、砾石层及浅层气，支撑井口设备装置，砾石层及浅层气，支撑井口设备装置，悬挂依次下入的各层套管的载荷。悬挂依次下入的各层套管的载荷。技术套管（中间套管）技术套管（中间套管）封隔坍塌地层及高压水层封隔坍塌地层及高压水层封隔不同的压力体系封隔不同的压力体系继续钻井的需要继续钻井的需要三、井身结构设计三、井身结构设计2 2、套管类型、套管类型油层套管（生产套管）油

9、层套管（生产套管）为油气生产提供流通通道为油气生产提供流通通道保护产层、分层测试、分层采油、分层改造保护产层、分层测试、分层采油、分层改造尾管尾管技术尾管技术尾管生产尾管生产尾管尾管回接尾管回接三、井身结构设计三、井身结构设计2024/7/26井井深深当量泥浆密度当量泥浆密度GpGf3 3、考虑的因素、考虑的因素岩性剖面及故障提示岩性剖面及故障提示地层压力、地层破裂压力地层压力、地层破裂压力工程参数工程参数正常作业：抽吸压力系数正常作业：抽吸压力系数Sw、激动压力系数激动压力系数Sg、地层地层压裂安全增值压裂安全增值Sf出现液流：抽吸压力系数出现液流：抽吸压力系数Sw、地层压裂安全增值地层压裂

10、安全增值Sf、考虑液流情况下地层压力考虑液流情况下地层压力增加值增加值 SK最大允许压差最大允许压差PPN N(Pa)(Pa)三、井身结构设计三、井身结构设计4、井身结构设计关键参数、井身结构设计关键参数最大钻井液密度：某一层套管的钻进井段中所最大钻井液密度：某一层套管的钻进井段中所用的最大钻井液密度，和该井段中的最大地层用的最大钻井液密度，和该井段中的最大地层压力有关：压力有关：max:某层套管的钻进井段中所使用的最大钻井液密某层套管的钻进井段中所使用的最大钻井液密度，度，g/cm3；pmax该井段的最大地层压力梯度，该井段的最大地层压力梯度， g/cm3；Sw:考虑到上提钻柱时抽吸作用使井

11、底压力降低，为考虑到上提钻柱时抽吸作用使井底压力降低，为了平衡地层压力所加的附加钻井液密度，了平衡地层压力所加的附加钻井液密度， g/cm3。Sw=0.024-0.048g/cm3.三、井身结构设计三、井身结构设计4、井身结构设计关键参数、井身结构设计关键参数最大井内压力梯度最大井内压力梯度正常作业（起下钻、钻进）：正常钻井条件下，井正常作业（起下钻、钻进）：正常钻井条件下，井内最大压力梯度是发生在下放钻柱时，由于产生压内最大压力梯度是发生在下放钻柱时，由于产生压力激动使得井内压力增高，设由于压力激动使井内力激动使得井内压力增高，设由于压力激动使井内的压力增加值为的压力增加值为Sg，则最大井内

12、压力梯度为：则最大井内压力梯度为：Sg:激动压力梯度当量密度；激动压力梯度当量密度； g/cm3；Sg=0.024-0.048g/cm3三、井身结构设计三、井身结构设计4、井身结构设计关键参数、井身结构设计关键参数最大井内压力梯度（续）最大井内压力梯度（续）发生液流时：为了制止液流，如压井时井内压力增发生液流时：为了制止液流，如压井时井内压力增高值为高值为Sk,则最大井内压力梯度为：则最大井内压力梯度为：Sk=0.060g/cm3上式只适用于发生液流时最大地层压力所在的井深上式只适用于发生液流时最大地层压力所在的井深Hpmax的的井底处，而对于井深为井底处，而对于井深为Hn的任意井深处的井内压

13、力梯度为的任意井深处的井内压力梯度为：三、井身结构设计三、井身结构设计4、井身结构设计关键参数、井身结构设计关键参数套管下深的临界条件套管下深的临界条件为了确保上一层套管鞋处为了确保上一层套管鞋处的裸露地层不被压裂，应的裸露地层不被压裂，应该保证，某一井段的最大该保证，某一井段的最大井内液柱压力梯度满足：井内液柱压力梯度满足：f:上一层套管下入深上一层套管下入深度处裸露地层的破裂度处裸露地层的破裂压力梯度；压力梯度； g/cm3Sf：为避免将上一层套管为避免将上一层套管下入深度处裸露地层压裂下入深度处裸露地层压裂的安全值，的安全值， Sf =0.024- =0.024-0.048 0.048

14、g/cm3当量泥浆密度当量泥浆密度GpGf三、井身结构设计三、井身结构设计5、最大允许压差、最大允许压差为了在下套管过程中，不致于发生压差粘卡套为了在下套管过程中，不致于发生压差粘卡套管的事故，应该限制井内钻井液液柱压力与地管的事故，应该限制井内钻井液液柱压力与地层压力的压力差值，即规定最大允许压差。层压力的压力差值，即规定最大允许压差。最大允许压差的取值最大允许压差的取值在正常压力地层：在正常压力地层： PPN N=11-17MPa=11-17MPa在异常压力井段：在异常压力井段： Pa=14-22MPaPa=14-22MPa三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法、设计步骤和方法

15、（1 1）各层套管（不含油层套管）下入深度初选）各层套管（不含油层套管）下入深度初选点点Hni的确定的确定正常钻进时：正常钻进时：fnr:在设计套管层所在的裸眼井段内，在最大井内液在设计套管层所在的裸眼井段内，在最大井内液柱压力梯度作用下，上部裸露地层不致破裂所应有柱压力梯度作用下，上部裸露地层不致破裂所应有的地层破裂压力梯度，的地层破裂压力梯度，g/cm3;max:裸露井段预计的最大地层压力梯度，裸露井段预计的最大地层压力梯度， g/cm3;三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法、设计步骤和方法（1 1）各层套管（不含油层套管）下入深度初选）各层套管（不含油层套管）下入深度初选点

16、点Hni的确定（续的确定（续1 1）发生液流时时：发生液流时时：fnk:在设计套管层所在的裸眼井段发生液流时在设计套管层所在的裸眼井段发生液流时，在最大井在最大井内压力梯度作用下，上部裸露地层不致破裂所应有的地层内压力梯度作用下，上部裸露地层不致破裂所应有的地层破裂压力梯度，破裂压力梯度，g/cm3;Hni:设计层套管的初始下入深度，设计层套管的初始下入深度，m;Hpmax:最大地层压力所对应的井深最大地层压力所对应的井深; ;m。三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法、设计步骤和方法（1 1）各层套管（不含油层套管）下入深度初选）各层套管（不含油层套管）下入深度初选点点Hni的确

17、定（续的确定（续2 2）比较正常钻井情况下和发生液流情况下的最小地层比较正常钻井情况下和发生液流情况下的最小地层破裂压力，破裂压力， 一般地一般地fnkfnr,因此通常按因此通常按fnk计算，只计算，只有在肯定不会发生液流的情况下，才按有在肯定不会发生液流的情况下，才按fnr计算。计算。对于技术套管，首先计算出对于技术套管，首先计算出fnk，然后通过作图或数然后通过作图或数字计算的方法找到地层破裂压力为字计算的方法找到地层破裂压力为fnk的井深，该井的井深，该井深即为技术套管下入的初选点。深即为技术套管下入的初选点。对于技术套管，需要校核是否会卡套管，对于表层对于技术套管，需要校核是否会卡套管

18、，对于表层套管，则一般不必进行压差粘卡套管的校核套管，则一般不必进行压差粘卡套管的校核三、井身结构设计三、井身结构设计当量泥浆密度当量泥浆密度GpGf正常工况（起钻、下钻）正常工况（起钻、下钻）发生液流时发生液流时当量泥浆密度当量泥浆密度GpGf三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法（2）校核套管下入初选点Hni是否会发生压差粘卡套管所用最大钻井液密度与最小地层压力之间实际的最大静止压差：P：套管所受到的最大静止压差，MPa；min：该井段内最下地层压力,g/cm3;Hmm：最小地层压力所对应的井深,m。三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法（2）校核套管下入初选点Hn

19、i是否会发生压差粘卡套管（续1）比较P与P N(P a)PPN（或Pa），则假定深度Hni为中间套管下入深度。 若PPN（或Pa），则中间套管下至Hni过程中有被卡危险。在这种情况下,必须采取下尾管的方法解决。 确定技术套管的下入深度：先计算不卡套管的最大地层压力梯度，g/cm3;与pper对应的井深即为经过校核的井深三、井身结构设计三、井身结构设计6、设计步骤和方法、设计步骤和方法（3 3）在技术套套下入深度浅于初选点的情况下，）在技术套套下入深度浅于初选点的情况下，确定尾管的下入深度确定尾管的下入深度Hn+1确定尾管下入深度的初选点确定尾管下入深度的初选点Hn+1,I由技术套管鞋处的地层破

20、裂压力梯度由技术套管鞋处的地层破裂压力梯度fn可求得允许可求得允许的最大地层压力梯度的最大地层压力梯度pper:通过数字计算或作图法找到与通过数字计算或作图法找到与pper相等的地层压力相等的地层压力梯度所对应的井深，该井深即为尾管下入深度的初梯度所对应的井深，该井深即为尾管下入深度的初选点。选点。校核尾管的下入深度初选点是否会发生卡套管校核尾管的下入深度初选点是否会发生卡套管三、井身结构设计三、井身结构设计采用迭代法，试取一个采用迭代法，试取一个Hn+1值求值求pper，如果如果pper大于该深度的实际地层压力梯度，且大于该深度的实际地层压力梯度，且二者接近，则二者接近，则Hn+1就是尾管下

21、入深度。就是尾管下入深度。GpGfHnHn+11)中间套管下深中间套管下深Hn的确定的确定与与pper相对应的井深即为中间套管下深相对应的井深即为中间套管下深Hn。2)尾管下深尾管下深Hn+1的确定的确定三、井身结构设计三、井身结构设计生生产产套套管管尺尺寸寸应应满满足足采采油油方方面面要要求求。根根据据生生产产层层的的产产能能、油油管管大大小小、增增产产措施及井下作业等要求来确定。措施及井下作业等要求来确定。对对于于探探井井，要要考考虑虑原原设设计计井井深深是是否否要要加加深深，地地质质上上的的变变化化会会使使原原来来的的预预告告难难于于准准确确，是是否否要要求求井井眼眼尺尺寸寸上上留留有有

22、余余量量以以便便增增下下中中间间套套管管，以以及及对对岩岩心心尺寸要求等。尺寸要求等。要要考考虑虑到到工工艺艺水水平平，如如井井眼眼情情况况、曲曲率率大大小小、井井斜斜角角以以及及地地质质复复杂杂情情况况带带来的问题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。来的问题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。 （一）（一）设计中考中考虑的因素的因素7 7、套管、套管尺寸与井眼尺寸选择及配合尺寸与井眼尺寸选择及配合三、井身结构设计三、井身结构设计确确定定井井身身结结构构尺尺寸寸一一般般由由内内向向外外依依次次进进行行，首首先先确确定定生生产产套套管管尺尺寸寸，再再确确定定下下入入生生产产套套管管的的井井眼

23、眼尺尺寸寸，然然后后确确定定中中层层套套管管尺尺寸寸等等，依依此此类类推推，直直到到表表层层套套管管的的井井眼尺寸，最后确定导管尺寸。眼尺寸，最后确定导管尺寸。生产套管根据采油方面要求来定。勘探井则按照勘探方要求来定。生产套管根据采油方面要求来定。勘探井则按照勘探方要求来定。套套管管与与井井眼眼之之间间有有一一定定间间隙隙，间间隙隙过过大大则则不不经经济济，过过小小会会导导致致下下套套管管困困难难及及注注水水泥泥后后水水泥泥过过早早脱脱水水形形成成水水泥泥桥桥。间间隙隙值值一一般般最最小小在在9.512.79.512.7mm(3/81/2in)范范围围，最好为最好为1919mm（3/4in）。

24、）。 （二）套管和井眼尺寸的选择和确定方法（二）套管和井眼尺寸的选择和确定方法7 7、套管、套管尺寸与井眼尺寸选择及配合尺寸与井眼尺寸选择及配合三、井身结构设计三、井身结构设计3套管及井眼尺寸套管及井眼尺寸标准准组合合81/2三、井身结构设计三、井身结构设计8四、固井设计四、固井设计1、套管管柱设计、套管管柱设计2、注水泥浆设计、注水泥浆设计9四、固井设计四、固井设计1、套管管柱设计、套管管柱设计（1）套管柱强度设计原则）套管柱强度设计原则（2）套管柱强度设计方法）套管柱强度设计方法29水泥水泥用量与替用量与替浆量量计算算替浆量：替浆量：在注水泥施工中，用来将水泥浆从套管内顶替到环空所需要的顶

25、替液体积。在注水泥施工中，用来将水泥浆从套管内顶替到环空所需要的顶替液体积。水泥用量：水泥用量：指的是固井所需干水泥的重量指的是固井所需干水泥的重量 （1 1）水泥用量）水泥用量 为计算水泥用量需先计算出固井所需的为计算水泥用量需先计算出固井所需的水泥浆量水泥浆量（水泥浆体积）。（水泥浆体积）。 2、注水泥基本设计、注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计30水泥用量与替浆量计算（1）水泥用量 1）水泥浆量 根据电测井径，将环空水泥浆封固段分为若干段（设为n段），环空水泥浆量为： 管内水泥塞体积为： 2、注水泥基本设计、注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计31水泥用量与替浆量计算（1）水泥用量

26、 2）水泥用量 3）配浆水用量 在现场，井场实际水泥准备量和配浆用水准备量都要在理论计算的基础上附加一定数量，具体附加量据油田经验定。外加剂用量，当知道水泥用量和水泥浆配方后即可计算出来。 2、注水泥基本设计、注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计32水泥用量与替浆量计算（2）替浆量 替浆量用下式计算：2、注水泥基本设计、注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计33注水泥流变学设计 注水泥流变学设计是注水泥设计中的非常重要的部分，提高注水泥顶替效率、保证注水泥施工中井内压力平衡，是注水泥流变学设计的主要目的。水泥流变学设计的基本内容：水泥浆流变参数计算紊流临界排量设计 2、注水泥基本设计、注水泥

27、基本设计四、固井设计四、固井设计34注水注水泥流泥流变学学设计 （1）水泥浆流变参数计算）水泥浆流变参数计算水泥浆流变性测量仍采用水泥浆流变性测量仍采用旋转粘度计旋转粘度计，但测量方法上与钻井液稍有差别，水泥浆只，但测量方法上与钻井液稍有差别，水泥浆只测量测量300r/min300r/min、200r/min200r/min、100r/min100r/min、6r/min6r/min和和3r/min3r/min转速下的剪切应力值，不测转速下的剪切应力值，不测量量600r/min600r/min转速下的剪切应力值。水泥浆流变参数计算式如下：转速下的剪切应力值。水泥浆流变参数计算式如下：为了为了提

28、高注水泥顶替效率，要求提高注水泥顶替效率，要求水泥浆的流性指数比钻井液的流性指数低水泥浆的流性指数比钻井液的流性指数低。 2、注水泥基本设计、注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计35注水泥流变学设计 （2）紊流临界排量设计 紊流顶替是提高注水泥顶替效率的有效措施之一，如果在条件允许下水泥浆能达到紊流则最好。水泥浆在环空中的流态通过施工排量控制。水泥浆在环空中的雷诺数计算式为： 2、注水泥基本设计注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计362. 注水泥流变学设计 （2）紊流临界排量设计 幂律液体的临界雷诺数为：由式（7-58）与（7-59）可得水泥浆达到紊流时的临界环空流速计算式为 因此，水泥浆

29、紊流的临界排量为（按现场常用单位“方/分”） 2、注水泥基本设计注水泥基本设计四、固井设计四、固井设计10五、钻柱设计五、钻柱设计1、钻柱组合设计、钻柱组合设计钻柱组合选择的基本原则钻柱组合选择的基本原则（1）方钻杆尺寸应比钻杆尺寸大一级（2）按给定的套管尺寸确定合理尺寸的方钻杆（3）方钻杆长度应比所选用最长钻杆长2-3m（4）方钻杆长度应比所选钻杆长2-3m（5）复合钻铤中相邻钻铤的抗弯刚度的比值小于2.5钻铤长度的确定钻铤长度的确定（1） 以中和点确定钻铤长度（2） 以零轴向应力截面确定钻铤长度刘广志王德民周守为11五、钻柱设计五、钻柱设计2、钻柱强度设计、钻柱强度设计设计原则设计原则（1

30、）有足够的抗拉强度，保证井口卡瓦的安全悬挂和出现井下复杂情况时的处理能力）有足够的抗拉强度，保证井口卡瓦的安全悬挂和出现井下复杂情况时的处理能力（2）足够的抗外挤强度，以便进行中途测试）足够的抗外挤强度，以便进行中途测试（3）能承受正常钻进时的扭矩和内压）能承受正常钻进时的扭矩和内压设计数据设计数据（1）钻柱预计的总长度）钻柱预计的总长度（2）井眼尺寸）井眼尺寸（3）钻井液密度）钻井液密度（4）抗拉安全系数，拉力余量）抗拉安全系数，拉力余量（5）抗挤毁安全系数）抗挤毁安全系数（6）钻杆规范、钢级、单位长度重力）钻杆规范、钢级、单位长度重力（7）外载荷分析：轴向拉力、外挤力、扭矩、弯曲力矩、动载

31、）外载荷分析：轴向拉力、外挤力、扭矩、弯曲力矩、动载14五、钻柱设计五、钻柱设计2、钻柱强度设计、钻柱强度设计设计方法设计方法（1）设计系数法）设计系数法（2）卡瓦挤毁法）卡瓦挤毁法（3）拉力余量法）拉力余量法15六、钻井设备选择六、钻井设备选择1、钻机设计依据、钻机设计依据（1）钻机的技术特性）钻机的技术特性（2）所钻井的井身结构）所钻井的井身结构（3）钻具组合）钻具组合（4）设计井地区的地质条件）设计井地区的地质条件（5）钻井工艺技术要求）钻井工艺技术要求2、钻机的主要参数、钻机的主要参数（1）钻机名义（公称）钻深）钻机名义（公称）钻深（2）最大钩载）最大钩载（3）最大钻柱载荷）最大钻柱载

32、荷16六、钻井设备选择六、钻井设备选择3、绞车选择原则、绞车选择原则（1）钩载储备系数应尽量选择大些（一般不小于）钩载储备系数应尽量选择大些（一般不小于1.80）（2）井架高度）井架高度一般应满足一般应满足（Ls为立柱高度）为立柱高度）（3）选择排挡数高的绞车，这样可以充分利用绞车功率，降）选择排挡数高的绞车，这样可以充分利用绞车功率，降低起钻时间低起钻时间4、转盘选择原则、转盘选择原则（1）转盘开口直径应保证所设计井第一次开钻所用的最大钻头能顺利通）转盘开口直径应保证所设计井第一次开钻所用的最大钻头能顺利通过转盘中心通孔过转盘中心通孔（2）转盘转速可调整范围大）转盘转速可调整范围大（3）转盘

33、最大静载荷应与钻机最大钩载匹配）转盘最大静载荷应与钻机最大钩载匹配（4）转盘的额定功率应满足最大工作扭矩）转盘的额定功率应满足最大工作扭矩17六、钻井设备选择六、钻井设备选择5、钻井泵选择原则、钻井泵选择原则（1）根据设计井的井身结构、钻柱组合及钻井液性能，确定）根据设计井的井身结构、钻柱组合及钻井液性能，确定满足钻井中携带钻屑的最小排量满足钻井中携带钻屑的最小排量（2）满足钻至设计井深允许的最高泵压和携带钻屑的最小排）满足钻至设计井深允许的最高泵压和携带钻屑的最小排量量（3）满足钻井水力参数优选中，最高泵压和最优排量的选择）满足钻井水力参数优选中，最高泵压和最优排量的选择（4）承受高泵压且流

34、量可调范围大）承受高泵压且流量可调范围大18七、钻头及钻进参数设计七、钻头及钻进参数设计1、钻头选择原则和考虑因素、钻头选择原则和考虑因素（1）地层岩性）地层岩性（2）各种类型钻头结构、工作原理、适用性条件）各种类型钻头结构、工作原理、适用性条件（3）对已使用钻头资料进行详细分析、评价、作为选择钻头的比较标准，）对已使用钻头资料进行详细分析、评价、作为选择钻头的比较标准，这是合理选择和使用好钻头的重要步骤这是合理选择和使用好钻头的重要步骤2、钻头选型方法、钻头选型方法钻头选型方法有成本法，钻头选型方法有成本法，三步法，三步法，比能法，优选钻头组合法比能法，优选钻头组合法三步法三步法（1）根据区

35、域地层岩性特性初选与地层岩性相适应的钻头）根据区域地层岩性特性初选与地层岩性相适应的钻头（2）由初选的钻头，根据钻井工艺技术条件，并参考已钻井的钻头资）由初选的钻头，根据钻井工艺技术条件，并参考已钻井的钻头资料，评选钻井进尺高，机械钻速高、纯钻时间长的钻头类型料，评选钻井进尺高，机械钻速高、纯钻时间长的钻头类型（3）用直接成本方程计算第二步选出钻头成本，最终选用成本最低的）用直接成本方程计算第二步选出钻头成本，最终选用成本最低的钻头钻头19七、钻头及钻进参数设计七、钻头及钻进参数设计3、钻进参数选择原则、钻进参数选择原则（1）软地层采用低钻压、高转速）软地层采用低钻压、高转速（2）硬及中硬地层

36、，深部地层采用高钻压、低转速）硬及中硬地层，深部地层采用高钻压、低转速（3）钻头安全承载能力一般取）钻头安全承载能力一般取0.6-0.8KN/mm20八、钻井液设计八、钻井液设计钻井液体系选择钻井液体系选择钻井液性能设计钻井液性能设计钻井液材料设计钻井液材料设计固相控制及固相控制系统优选固相控制及固相控制系统优选九、下部钻具组合设计九、下部钻具组合设计1、钟摆钻具组合设计、钟摆钻具组合设计光钻铤钟摆钻具组合光钻铤钟摆钻具组合单扶正器钻具组合单扶正器钻具组合多扶正器钻具组合多扶正器钻具组合2、刚性满眼钻具组合设计、刚性满眼钻具组合设计十、水力参数设计十、水力参数设计1、设计内容、设计内容（1）优

37、选水力参数设计方法）优选水力参数设计方法（2）钻井泵缸套尺寸的选择）钻井泵缸套尺寸的选择（3）设计参数：泵压）设计参数：泵压Psp，流量，流量Q，喷嘴尺寸及喷嘴组合，喷嘴尺寸及喷嘴组合（4）功能及设计参数：钻头压降）功能及设计参数：钻头压降Pb，钻头水功率，钻头水功率Nb，冲击力，冲击力Fb，喷射速度，喷射速度Vb，钻，钻头比水功率头比水功率Nc，循环压耗，循环压耗Pf2、水力参数设计基础参数、水力参数设计基础参数（1）井身结构：各层次套管及裸眼井段的直径和长度）井身结构：各层次套管及裸眼井段的直径和长度（2）钻头尺寸及预计所钻段长）钻头尺寸及预计所钻段长（3）钻柱组合和几何尺寸）钻柱组合和几

38、何尺寸（4）钻井泵技术规范，缸套系列，额定泵压，额定功率，额定流量）钻井泵技术规范，缸套系列，额定泵压，额定功率，额定流量（5）钻井液性能：密度、塑性粘度、动切力、流性指数、稠度系数）钻井液性能：密度、塑性粘度、动切力、流性指数、稠度系数（6）库存喷嘴系列）库存喷嘴系列（7）地面管汇压耗及承载能力）地面管汇压耗及承载能力（8）立管、水龙带内径和长度）立管、水龙带内径和长度3、水力参数设计步骤、水力参数设计步骤十、水力参数设计十、水力参数设计（1）确定流量）确定流量Q（2）由）由Qmax、Qmin选择钻井泵缸套尺寸选择钻井泵缸套尺寸（3）计算循环压耗）计算循环压耗Pc（4）计算钻头压降）计算钻头

39、压降Pb（5）计算当量喷嘴直径）计算当量喷嘴直径Dc（6）喷嘴优选组合）喷嘴优选组合（7）计算）计算Nb、Nc、Fb、Vb十一、油气井压力控制十一、油气井压力控制各层次套管对井控装置的要求各层次套管对井控装置的要求（1）一开一般情况下不要求安装防喷器组合）一开一般情况下不要求安装防喷器组合（2）二开对于高压抽气井和探井，一般安装一个双闸板和一）二开对于高压抽气井和探井，一般安装一个双闸板和一个环形防喷器及齐全的压井和节流管汇个环形防喷器及齐全的压井和节流管汇（3）三开对于高压油气区和探井，安装一个单闸板，一个双）三开对于高压油气区和探井，安装一个单闸板，一个双闸板，一个环形防喷器，非高压油气区

40、可与二开相同闸板，一个环形防喷器，非高压油气区可与二开相同十二、各次开钻或分井段施工重点要求十二、各次开钻或分井段施工重点要求钻井重点提示钻井重点提示钻前及安装工程钻前及安装工程验收程序验收程序第一次开钻（表层钻进）施工第一次开钻（表层钻进）施工第二次开钻钻进施工第二次开钻钻进施工预防卡钻的技术措施预防卡钻的技术措施井塌预防与处理措施井塌预防与处理措施防漏技术措施及应急预案防漏技术措施及应急预案井涌、井喷预防措施井涌、井喷预防措施防火措施防火措施钻头使用要求钻头使用要求钻具使用要求钻具使用要求十三、地层压力监测要求十三、地层压力监测要求井队技术员利用井队技术员利用dc指数法进行随钻压力监测，根

41、据地层压力及时指数法进行随钻压力监测，根据地层压力及时调钻井液密度，做到近平衡钻井调钻井液密度，做到近平衡钻井随时跟踪地层压力与钻井液密度实际偏差，搞好井漏、溢流预防随时跟踪地层压力与钻井液密度实际偏差，搞好井漏、溢流预防工作工作十四、油气层保护十四、油气层保护（1）按近平衡压力钻井设计钻井液密度）按近平衡压力钻井设计钻井液密度（2）油气层井段限制高环空流速）油气层井段限制高环空流速（3）限制下钻速度，防止过大的压力激动，损害油气层）限制下钻速度，防止过大的压力激动，损害油气层（4）钻井液体系与油气层物化特征协调）钻井液体系与油气层物化特征协调（5）出现溢流或井喷，严格压井参数设计，按平衡压力压井）出现溢流或井喷，严格压井参数设计，按平衡压力压井（6）优化管理程序和钻井参数，快速钻完油气层，减少浸泡时间）优化管理程序和钻井参数，快速钻完油气层，减少浸泡时间十五、健康、安全和环境管理十五、健康、安全和环境管理基本要求基本要求健康、安全与环境管理体系要求健康、安全与环境管理体系要求关键岗位配置要求关键岗位配置要求健康管理要求健康管理要求安全管理要求安全管理要求环境管理要求环境管理要求十六、完井井口装置十六、完井井口装置十七、钻井进度计划十七、钻井进度计划十八、成本预算及主要技术经济指标十八、成本预算及主要技术经济指标