海洋钻井手册--井身结构与套管设计.pdf

第三章 井身结构与套管设计 井身结构设计包括套管层次设计和各层套管下入深度的确定, 以及井眼尺寸（钻头尺 寸）与套管尺寸的配合设计；套管设计包括载荷选取、套管材质、壁厚、钢级及连接形式 等），考虑探井作业的不确定性，应尽量预留一层技术套管。 （2 ）对于开发井，井身结构应满足完井、采油及增产作业的要求；为有效的保护油气 层，可考虑必要时增加一层技术套管。 2压力平衡是井身结构设计的基本原则，在各井段均应满足压力平衡。套管下深确定原．压力平衡原则 则是：保证下部井段钻进、起下钻及压井作业中不压裂套管鞋处裸露地层。 3．安全作业原则 （1 ）满足相关法律、法规、标准和技术规范要求。 （2 ）尽量避免同一裸眼井段存在两套压力体系和漏、喷、塌、卡等复杂情况并存。 （3 ）井身结构设计应满足井控作业要求，包括安装分流器、防喷器及井控压井作业等。 （4 ）井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不致产生压差卡钻和卡套管等事故。 （5 ）如钻遇浅层气，井身结构设计应满足浅层气钻井要求。 （6 ）保证钻井作业期间的井眼稳定，应考虑易漏地层对井壁稳定的影响；当钻遇不稳 定地层时，井身结构设计应考虑该井段作业时间尽量小于井眼的失稳周期；应考虑盐岩层 和塑性泥岩层等特殊地层的影响。 （7 ）应考虑定向井作业的特殊要求。 4．经济性原则 （1 ）在满足安全、高效作业的前提下，减少套管层数。 （2 ）为全井顺利钻进创造条件，避免同一裸眼内同时存在漏、喷、塌、卡等复杂情况。 （3 ）套管和井眼尺寸的优选应考虑不同井眼尺寸的钻井效率和材料消耗，以缩短钻井 周期，降低建井成本。 二、井身结构设计方法 1．基础数据 1）地质基础数据 · 94 · 地质基础数据包括：地层孔隙压力；地层破裂压力；地层坍塌压力；岩性剖面及风险 提示，如断层、盐岩层、塑性泥岩、严重垮塌和漏失层等；油气层深度及厚度；浅层气分 布范围及深度和邻井的相关资料等。 2）六个基础参数 井身结构设计六个基础参数与钻井液性能和钻井工艺技术水平有密切关系，将直接影 响井身结构设计。通过提高地层压力预测精度和油气井所在区域钻井工艺水平，可以达到 简化井身结构的目的。 井身结构设计六个基础参数可用当量密度表示，按以下范围选取： 3 （1 ）抽汲压力允许值（S ）：一般取S =0.02 ～0.04g/cm ，或根据设计钻井液性能和钻 b b 具组合及操作参数计算。 3 S ）：一般取S =0.02 ～0.04g/cm ，或根据设计钻井液性能和钻 （2 ）激动压力允许值（g g 具组合及操作参数计算。 （3 ）地层压裂安全增值（Sf ）：为防止预测的地层破裂压力偏低而定的安全余量，一般 3 取S =0.03g/cm 。 f 3 （4 ）井涌条件压力允许值（S ）：该值衡量井涌的大小，一般取S =0.05 ～0.10g/cm ； k k 当使用软件计算时，也可通过设定的井涌溢流量和井涌深度计算井涌条件允许值。 （5 ）正常压差允许值（Δ pn ）：钻井液液柱压力与地层孔隙压力的最大压差允许值，压 差过大则容易造成压差卡钻，特别是卡套管，使施工业无法正常进行。正常压力井段一般 取Δp 12MPa。 n （6 ）异常压差允许值（Δp