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井身结构设计 井身结构 定义 套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合。 主要内容 确定套管的层数 确定各层套管的下深 确定套管尺寸与井眼尺寸的配合 影响因素 地层压力（地层压力、破裂压力、地层坍塌压力） 工程参数 地层必封点 井身结构设计 定义 套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合。 目的 保证安全、优质、快速和经济地钻达目的层 内容 下入套管层数 各层套管的下入深度 选择合适的套管尺寸与钻头尺寸组合 井身结构设计 井身结构设计的主要原则 能有效保护油气层 能避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况,为全井安全、优质、快速和经济地钻进创造条件； 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。 井身结构设计 套管类型 导管 钻表层井眼时，将钻井液从地表引导到钻台平面上来。 表层套管 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，悬挂依次下入的各层套管的载荷。 技术套管（中间套管） 封隔坍塌地层及高压水层 封隔不同的压力体系 继续钻井的需要 井身结构设计 套管类型 油层套管（生产套管） 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 尾管 技术尾管 生产尾管 尾管回接 井身结构设计 考虑的因素 地层压力 地层破裂压力 工程参数 正常作业：抽吸压力系数Sw、激动压力系数Sg、地层压裂安全增值Sf 出现液流：抽吸压力系数Sw、地层压裂安全增值Sf、考虑液流情况下地层压力增加值 SK 最大允许压差 ΔPN(ΔPa) 井身结构设计 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用的最大钻井液密度，和该井段中的最大地层压力有关： ρmax:某层套管的钻进井段中所使用的最大钻井液密度，g/cm3； ρpmax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底压力降低，为了平衡地层压力所加的附加钻井液密度， g/cm3。Sw=0.024-0.048 g/cm3 . 井身结构设计 井身结构设计关键参数 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的压力增加值为Sg，则最大井内压力梯度为： Sg:激动压力梯度当量密度； g/cm3； Sg=0.024-0.048 g/cm3 井身结构设计 井身结构设计关键参数 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高值为Sk,则最大井内压力梯度为： Sk=0.060 g/cm3 上式只适用于发生液流时最大地层压力所在的井深Hpmax的井底处，而对于井深为Hn的任意井深处的井内压力梯度为： 井身结构设计 井身结构设计关键参数 套管下深的临界条件 为了确保上一层套管鞋处的裸露地层不被压裂，应该保证，某一井段的最大井内液柱压力梯度满足： ρf:上一层套管下入深度处裸露地层的破裂压力梯度； g/cm3 Sf：为避免将上一层套管下入深度处裸露地层压裂的安全值， Sf =0.024-0.048 g/cm3 井身结构设计 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。 最大允许压差的取值 在正常压力地层： ΔPN=11-17MPa 在异常压力井段： ΔPa=14-22MPa 套管尺寸与井眼尺寸选择及配合 生产套管尺寸应满足采油方面要求。根据生产层的产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。 对于探井，要考虑原设计井深是否要加深，地质上的变化会使原来的预告难于准确，是否要求井眼尺寸上留有余量以便增下中间套管，以及对岩心尺寸要求等。 要考虑到工艺水平，如井眼情况、曲率大小、井斜角以及地质复杂情况带来的问题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。 套管尺寸与井眼尺寸选择及配合 确定井身结构尺寸一般由内向外依次进行，首先确定生产套管尺寸，再确定下入生产套管的井眼尺寸，然后确定中层套管尺寸等，依此类推，直到表层套管的井眼尺寸，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。 套管与井眼之间有一定间隙，间隙过大则不经济，过小会导致下套管困难及注水泥后水泥过早脱水形成水泥桥。间隙值一般最小在9.5~12.7mm(3/8~1/2in)范围，最好为19mm（3/4in）。 四、套管尺寸与井眼尺寸选择及配合 * * 井深 当量泥浆密度 Gp Gf 当量泥浆密度 Gp Gf 1．设计中考虑的因素 2．套管和井眼尺寸的选择和确定方法 3．套管及井眼尺寸标准组合 81/2 * * *