石油钻井井身结构及钻机设备的选择.pdf

第 1 2 期 一 4 J一 石油钻井井身结构及钻机设备的选择 刘世峰 。 ，袁炳强 东 方公司东部勘 探事业部长庆经理部 ，陕西 西安7 1 0 0 6 5 西安石 油大学 ， 陕西 西安 7 1 0 0 6 5 [ 摘要]本文分别介绍了石油钻井X - 程设计中有关井身结构、完井方法及石油钻井设备选择的内容。井深结构设计主要 包 括下套管层次及各次开钻。钻机设备主要有钻机和相关设备的选型和有关参数的确定。 [ 关键词]石油钻井；井身结构；完井方法；钻井设备 钻井是石油和天然气勘探开发 的主要手段 。 钻井工程质量 的优劣和钻井速度 的快慢 ，直接关 系 到 钻 井 成 本 的高 低 、油 田勘 探 开 发 的综 合 经 济 效 益 及 石 油 工 业 的发 展 速 度 。钻 井 工 程 设 计 是 钻 井施工作业必须遵循 的原则 ，是组织钻井生产和 技术协作 的基础 以及进行单井预算 、决算 的唯一 依据 。钻井设计 的科学性和先进性关系到钻井作 业 的成败和效益 。提高钻井设计水平可在一定程 度上带动钻井施工整体水平 的提高 。搞好钻井工 程设计 同时是提高技术管理和加强企业管理 的一 项重要措施，是钻井生产实现科学管理的前提 。 1 井身结构设计 1 ． 1井身结构设计的基本要求 1 能有效的保护油气层，使不 同压力梯度 的油气层不受泥浆污染损害。 2 应 避 免 漏 、 喷 、塌 、 卡 等 复 杂 情 况 发 生，为全井顺利 钻进创造条件 ，达到钻井施工周 期最 短 。 3 钻下部高压地层时所用 的较 高密度泥浆 产 生 的 液 柱压 力 ，不 致 压 裂 上一 层 套 管鞋 处 薄 弱 的裸 露地 层 。 4 下套管过程 中，井 内泥浆液柱压力之 间 的压差，不致产生压差卡套管事故。 1 ． 2确定套管下入深度和层次原则 1 不发生压差卡套管。 2 井 内压 力 最 大 时 下 钻 产 生 机 动 压 力 时 ，井 涌 关 井 时 ，不 得 把 裸 露 的地 层 压 裂 套 管鞋处最薄弱。 3 接近平衡地层压力钻井方式确定泥浆密 度 ，对于高塑性地层 、松软地层 、漏失层 、浅层 含腐蚀性流体 、破坏性地层及断层等复杂地层 ， 应考虑下套管封隔。 1 I 3井身结构设计 表 1井身结构设计表 套管层次 钻深 m 套管尺寸 f t 下入长度 m 钻头尺寸 f t 水泥返高 表层 7 9 5 l 3 1 O 0 1 7 ／ 2 技术 一 3 l 8 9 9 s 2 3 3 6 1 2 ／ 地面 技术 二 5 1 9 1 7 3 1 3 1 8 ／ 2 尾管 5 5 3 9 5 2 9 3 3 3 6 0 8 6 5 2 3 9 各段 套 管下入 目的及确 定 依据 一 开0 - 7 9 5 m下一层表层套管，1 7 1 ／ z ” 钻头， 1 3 3 ／ s ” 套管 ，依据是在这一段地层 的岩性描述 为 泥 岩 夹 砂 岩 ，页 岩 。这 一 段 下 表 层 套 管 ， 目的 是 封 隔地表疏松 、易塌 、易漏 的地层 ，安装井 口装 置，是井 口设备的唯一支撑件 。 二开0 ～ 3 l 8 9 m下入一层技术套管，1 2 1 ／ 4 ”钻 头，9 5 ／ s ”套管 ，依据是在这一地层下入一层 技术 套 管段 的主要 目的是解决 由地层性质 引起 的易垮 塌 问题 。 三开0 ～ 5 1 9 1 m下技术套管 ，8 ／ 2 ”钻头，7 ” 套管， 目的是本层 有防石膏污染 的提 示，所 以此 层作为一段可专门配钙处理体系的钻井液。 四开0 - 5 5 3 9 m下尾管 ，6 ”钻头，5 套管， 目 的 是 建 立 油 气 流 通 道 ， 分 隔 油 气 层 与 其 它 地 层 。 作者简介刘世峰 1 9 7 2 一，男，江苏赣榆人，工程师，西 安石 油大学在读研 究生 ，研究方向 石油地球物理勘探 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 4 2 一 ■ 技术交流 石 油 与 化工 设 备 2 0 1 0 年 第1 3 卷 2完井方法 设计采用射孔完井。 本井P1 层为多个产层 ，各层之间存在压力 、 岩性差异 ，采用尾 管射孔 完井一般用于较深 的油 气井 ，不但便于作业 ，还 可减 少套管使用量 ，减 少油井水泥用量和施工作业量，降低钻井成本。 技术要求 尾管和技术套管重合段 一般不小 于 5 0 m； 射孔 孔径 正常为 1 0 mm，特 殊作 业不大 于 2 5 mm ； 射孔孔 眼轨迹 沿套管表面螺旋状分布 ，在 任何一个截面上不允许有一个以上的孔眼； 射孔密度正常 1 0 2 0 孔／ 米 ，特殊作业井一 般不超过3 o L ／ 米 。 3钻机及设备选择 3 ． 1 钻机及设备选择的原则 钻机及设备 的选择 ，主要是 以井深和最大钩 载作为确定的依据 。 1 井深 钻探 目的，探 明P 1 层气藏，设计 井深5 5 3 9 m。 2 最大钩载 最大钩载 以提升9 s ／ 8 ”、7 ”和5 ”套 管的需要 确 定 的 。 依 据 公式 G LXq 己知9 5 ／ 8 ”套管单重 q 6 9 ． 9 4 k g ／ m；7 ”套 管单重q 4 7 ． 6 7 k g ／ m 计算 G1 3 1 8 9 6 9 ． 9 4 9 ． 8 2 2 1 8 5 ． 7 8 k N G2 55 3 9 X 4 7． 67 X 9． 8 25 8 7． 63 l N 由于钻机要进行下套管或进 行解 卡箍等 其他 特 殊作业 ，因此钩载 储备 系数取 1 ． 8 ，最 大钩 载 Gm a x 2 5 87 ． 6 3 1 ． 8 4 65 7 ． 7 3 kN。 综合考虑 ，选择Z J 一 7 D型钻机。 表2 Z J 一 4 5 钻机及配件的主要参数 项 目名称 参数 名义钻深 4 O O O 一7 O O 0 m 最大钩载 4 5 0 0 k N 绞车输入最大功率 l 4 7 O k N 提 升系统最大绳数 6 7 钢丝绳直 径 3 2 ． 5 m 主刹车 液压旁式刹车 副刹车 电磁刹车 水龙头 1 4 5 0 5 4结语 钻井设计 的科 学性 、先 进性关系到一 口井作 业 的成败及其 效益 。钻井整体水平 的提高，在一 定程度上依赖钻井 设计水平 的提高 。以上是本人 对于石油钻井井 身结构设计 、完井方法以及钻井 设备选型 的一 些见解 ，希望能给钻井工作实践提 供一些参考 。 上接4 0 页 图2 a I 11 ,性固定夹具 3结 语 经 本 公司 的 大量 实 践 证 明 ，这些 方 法是 行 之有 效的 。在换热器 的制造过程 中，换热管 、管 板 、筒体间的焊接应 同时考虑各种控制焊接变形 的方法，并在焊接 中采取适 当的措施 ，严格执行 焊 接 工艺 纪律 要 求 ，加 强对 操作 人 员 的 岗位 管 理 ，就 可以使管板 角焊的焊接变形降到最小 ，从 而避免 出现 由于管板变 形而难 以紧固及 密封面泄 漏等现象 。使产 品质 量达 到相关换热器 标准和 图 纸设计规定的要求 。 ◆参考文献 [ 1 ]1 G B1 5 1 1 9 9 9 ，管壳式换热器[ S ] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m