钻井工程设计论文

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1、摘要本论文的编写是为了：通过写论文把课堂所学与现场实际很好的结合起来并用于实践，在具体的的实践中发现问题并能解决问题。本论文的正文部分分别对井身结构设计、钻杆柱设计、套管柱设计做了阐述和分析并附了实际实例来编写，最终以这三个大方面阐述了一口井的设计全过程。本论文在建立的模型基础之上，编制了相应的计算程序，分析了钻铤、钻杆、套管的株数和尺寸为读者提供了宝贵的资料。关键词：井身结构、钻井设计参数、钻杆柱、套管柱、安全系数31目录绪论……………………………………………………………2第一章井身结构设计…………………………………………31.1套管的类型…………………………………31.2井身

2、结构设计的原则………………………51.3设计系数……………………………………51.4井身构设计的方法…………………………51.5套管尺寸和井眼尺寸的选择………………12第二章钻杆柱设计……………………………………………142.1钻铤设计………………………………………142.2钻杆设计………………………………………142.3设计实例………………………………………16第三章套管柱设计……………………………………………183.1套管柱和套管柱………………………………183.2套管强度设计原则……………………………193.3套管强度设计方法……………………………193.4套管柱设计方法.

3、.......................21结论及建议………………………………………………………27参考文献…………………………………………………………2831第一章绪论钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。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发展的速度。钻井工程设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井设计的科学性，先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高搞好钻井工程设计也是提高技术管理和加强会企业水平的一项重要措施，是钻井生产科学化管理的前提。第一章井身结

4、构设计31所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井中下如直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环组合。井身结构设计的主要依据是地层压力和地层破裂压力剖面。1.1套管的类型套管的类型很多，根据套管的功用可将套管分为以下几种类型①表层套管；②中间套管，亦称技术套管；③生产套管；④钻井衬管，亦称钻井尾管，它的作用同中间套管。表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。表层套管鞋必须下在有足够强度的

5、地层上，以免发生井涌而关井后将套管鞋处的地层压漏，产生井下井喷。介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管，中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏等复杂地层。根据需要，中间套管可以是一层、两层，甚至多层。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流至地面提供通道。钻井衬管常在已下入一层中间套管后采用，即只在裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负3131荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。1.2井身结构设计的原则进行井身结构设计所遵循的原则主要有：(1)有效地保护

6、油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。(2)应尽量避免压、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。（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处最薄弱的裸露地层。（4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。（5）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，具有压井处理溢流的能力。1.3设计系数（1）抽吸压力系数上提钻桂时，由于抽吸作用使井内液柱压力降低的值，用当量密度表示。(2)激动压力系数。下放钻柱时，由于钻柱向下运动产生的激动压力使井内液柱压力的增加值，用当量密度

7、表示。．(3)安全系数。为避免上部套管鞋处裸露地层被压裂的地层破裂压力安全增值，用当量密度表示。安全系数的大小与地层破裂压力的预测精度有关。(4)井涌允量。由于地层压力预测的误差所产生的井涌量的允值，用当量密度表示，它与地层压力预测的精度有关。(5)压差允值△P。不产生压差卡套管所允许的最大压力差值，它的大小与钻井工艺技术和钻井液性能有关，也与裸眼井段的地层孔隙压力有关。若正常地层压力和异常高压同处一个裸眼井段，卡钻易发生在正常压力井段，所以压差允值又有正常压力井段和异常压力井段