井身结构的基本知识

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1、井身结构的基本知识 井身结构的基本知识 搜刮了点井身结构的基本知识与大家共享 一、井身结构设计所需要的基本钻井地质环境 资料 二、井身结构设计基本参数的确定 三、井身结构设计方法 （一）需要的基本钻井地质环境资料 地质分层及地层岩性剖面 地区钻井事故统计剖面 卡钻、坍塌、井漏、异常压力等 地层孔隙压力剖面 地层坍塌压力剖面 地层破裂压力剖面 井身结构设计的合理与否 ,其中一个重要的决定因素是设计中所用到的抽吸压力系数、 激 动压力系数、破裂压力安全系数、井涌允量和压差卡钻允值这些基础系数是否合理。 1、 抽吸压力系数 Sb和激动压力系数 Sg的确定 a•收集所研究地区常用

2、泥浆体系的性能，主要包括密度、粘度以及300转和600转读数。 b•收集所研究地区常用的套管钻头系列、井眼尺寸及钻具组合。 c. 根据稳态或瞬态波动压力计算公式，计算不同泥浆性能、井眼尺寸、钻具组合以及起 下钻速度条件下的井内波动压力，根据波动压力和井深计算抽吸压力和激动压力系数。 2、 破裂压力安全系数Sf的确定 Sf是考虑地层破裂压力预测可能的误差而设的安全系数， 它与破裂压力预测的精度有关。 直井中美国取Sf=0.024 g/cm3，中原油田取Sf=0.03 g/cm3。在其他地区的井身结构设计 中，可根据对地层破裂压力预测或测试结果的信心程度来定。测试数据（漏失试验）较 充分

3、、生产井或在地层破裂压力预测中偏于保守时， Sf取值可小一些；而在测试数据较 少、探井或在地层破裂压力预测中把握较小时， Sf取值需大一些。一般可取 Sf=0.03〜 0.06 g/cm3。 收集所研究地区不同层位的破裂压力实测值和破裂压力预测值。 根据实测值与预测值的对比分析，找出统计误差作为破裂压力安全系数。 3、 关于井涌允量Sk的确定 a. 统计所研究地区异常高压层以及井涌事故易发生的层位、井深和地层压力值。 b. 根据现有地层压力检测技术水平以及井涌报警的精度和灵敏度，确定允许地层流体进 入井眼的体积量 （如果井场配有综合录井仪， 一般将地层流体允许进入量的体积报警限 定

4、为 3〜 5m3）。 C.统计钻达异常高压层位时的井眼尺寸和钻具组合，计算地层流体在井眼内所占的液柱 高度。 d. 根据异常高压层所处的井深、地层压力值、地层流体所占的液柱高度，计算各样本点 的井涌允量，然后根据多样本点的统计结果确定出所研究地区的井涌允量值。 4、关于压差卡钻允值△ PN、A PA的确定 a.通过卡钻事故统计资料，确定易压差卡钻层位及井深. b记录卡钻层位的地层孔隙压力 . c. 统计卡钻事故发生前井内曾用过的最大泥浆密度 ,以及卡钻发生时的泥浆密度 . d. 根据卡钻井深、卡点地层压力、井内最大安全泥浆密度计算单点压差卡钻允值 e. 统计分析各单点压差

5、卡钻允值，确定适合于所研究地区的压差卡钻允值 . 某地区井身结构设计基础参数 g/cm3 ) 0.05〜0.07 0.042〜 0.07 0.03〜 0.06 抽吸压力系数和激动压力系数( 井涌允量( g/cm3 ) 破裂压力增值( g/cm3 ) 压差卡钻允值 正常(MPa) 18〜20 异常( MPa) 23〜 25 设计的基本依据：地层特性、孔隙压力、破裂压力剖面、地区设计系数以及已钻井的资 料等。 设计的基本原理： 根据裸眼井段的力学平衡关系， 使每两层套管之间的裸眼井段满足以 下四个力学平衡方程： (1) p max' p pmax+ Sb +△ p 防井涌 (

6、2) (p max- p pmin) x Hpmin x 0.0098<^ P 防卡钻 (3) p max+ Sg + Sf < p fmin 防漏 (4) p max+ Sf + Sk x Hpmax/ Hc1 < p fc1 防漏 传统的自下而上方法设计出的每层套管下入的深度最浅， 可使套管费用最少，适合于已 探明地区的开发井的井身结构设计。对于深探井，由于对下部地层了解不充分，难以应 用这种传统方法自下而上合理地确定每层套管的下深。 对深层钻井，尤其是深探井钻井来说，一般对所钻地区深层的地层资料掌握不清，中心 目标应是怎样切实保证钻达目的层，提高深探井的钻井成功率。 在不同的钻进井深， 井眼内的抽吸和激动压力系数并不是一个定值。上部井眼内的系数 普遍较小，下部井眼则较大。 另外，井身结构设计还与某些特殊因素有关，也就是常说的“必封点” ，有的油田要求 油层段浸泡时间小于 7 天，对于深井有浅层或中深层油层的，就考虑多下一层套管。另 外随着水平井、大斜度井的增加，为降低钻井风险，也常常增加技术套管的层数。