《井身结构设计》ppt课件

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1、第五章固井§5-1井身结构设计§5-2套管柱设计§5-3注水泥技术本章需要8学时§5-1井身结构设计一、套管的分类作用二、井身结构设计的原则三、井身结构设计的基础数据四、裸眼井段应满足的力学平衡条件五、井身结构设计方法六、设计举例七、套管尺寸与钻头尺寸的选择主要包括套管层次和每层套管的下深，各层套管外水泥返高，以及套管和井眼尺寸的配合。一、套管的分类作用1、表层套管主要用途：封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层；安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。下深位置：根据钻井的目的层深度和地表状况而定，一般为上百米甚至上千米第五章固井§5-1井

2、身结构设计2、生产套管（油层套管）主要用途：用以保护生产层，提供油气生产通道。下深位置：由目的层位置及完井方式而定。3、中间套管（技术套管）在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以是一层、两层或更多层。主要用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井下复杂地层。4、尾管（衬管）是在已下入一层技术套管后采用，即在裸眼井段下套管、注水泥，而套管柱不延伸到井口。减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头负荷；节省套管和水泥。一般深井和超深井。第五章固井§5-1井身结构设计二、井身结构设计的原则1、有效地保护油气层；2、有效避免漏

3、、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安全、快速钻进；3、钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力，不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层；4、下套管过程中，井内钻井液液柱压力和地层压力间的压差不致于压差卡套管；5、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范围内，具有压井处理溢流的能力。第五章固井§5-1井身结构设计三、井身结构设计的基础数据地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地层坍塌压力剖面。6个设计系数：抽吸压力系数Sb；0.024～0.048g/cm3激动压力系数Sg；0.024～0.048g/cm3压裂安

4、全系数Sf；0.03～0.06g/cm3井涌允量Sk；：0.05～0.08g/cm3压差允值p；PN:15～18MPa，PA：21～23MPa第五章固井§5-1井身结构设计四、裸眼井段应满足的力学平衡条件（1）ρdmax≥ρpmax+Sb防井涌（2）(ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P防压差卡钻（3）ρdmax+Sg+Sf≤ρfmin防井漏（4）ρdmax+Sf+Sk×Dpmax/Dc1≤ρfc1防关井井漏其中：ρdmax----裸眼井段内使用的最大钻井液密度，g/cm3；ρpmax----裸眼井段钻

5、遇的最大地层压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dpmax----最大地层孔隙压力所处的井深，m；ρpmin----裸眼井段钻遇的最小地层压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dpmin----最小地层孔隙压力所处的最大井深，m；ρfmin----裸眼井段最小地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dc1----套管下入深度，m；ρfc1----套管鞋处地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；第五章固井§5-1井身结构设计五、井身结构设计方法1、求中间套管下入深度的假定点（1）不考虑发生井涌由ρf=ρpmax+Sb+Sg+Sfρdmax计算

6、出ρf，在破裂压力曲线上查出ρf所在的井深D21，即为中间套管下深假定点。（2）考虑可能发生井涌由ρf=ρpmax+Sb+Sf+Sk×Dpmax/D21用试算法求D21；先试取一个D21，计算ρf；将计算出的ρf与D21处查得的ρf进行比较，若计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可以确定D21为中间套管假定点。否则，重新进行试算。一般情况下，在新探区，取以上（1）、（2）两种条件下D21较大的值。第五章固井§5-1井身结构设计2、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险首先求出裸眼中可能存在的最大静压差：△P=(ρpmax1+

7、Sb-ρpmin)×Dmin×0.00981ρpmax1----钻进至D21遇到的最大地层压力当量密度，g/cm3。Dmin----最小地层孔隙压力所对应的井深，m；（当有多个最小地层压力点时，取最大井深。）若△P<△PN，则确定D21为中间套管的下入深度D2。若△P>△PN，则中间套管深度应小于假定点深度。需根据压差卡钻条件确定中间套管下深。求在压差△PN下所允许的最大地层压力：在地层压力曲线上找出ρpper所在的深度即为中间套管下深D2。第五章固井§5-1井身结构设计3、求钻井尾管下入深度的假定点D31根据中间套管鞋处的地层破

8、裂压力当量密度ρf2，求出继续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度：用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper，与D31处的实际地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实际值，则确定为尾管下深假定点；否则