下面是小编为大家整理的孤东9-9009_设计书,供大家参考。
设计编号: 202104-118
钻 钻 井 工 程 设 计
中石化胜利油田分公司 1 2021 年 年 0 04 4 月 月 9 29 日
单位: 孤东采油厂 井号: 孤东 9-9009 井别: 热采生产井 井型: 直井
孤东 9 9- -9 9009 井 钻井工程设计
设 计 单 位 ：
：
胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
工 程 设 计
：
：
钻井液设计 ：
：
固 井 设 计 ：
：
定 额 设 计 ：
：
目 目
录
1
设计依据 .............................................................................................................. 1
2
质量要求 .............................................................................................................. 1
3
井身结构 .............................................................................................................. 1
4
钻井设备 .............................................................................................................. 3
5
钻具组合与强度校核 .......................................................................................... 4
6
钻头选型与钻井参数 .......................................................................................... 5
7
钻井液设计 .......................................................................................................... 6
8
油气层保护要求 .................................................................................................. 9
9
油气井压力控制（井控专篇）
........................................................................ 10
10
固井设计 ............................................................................................................ 21
11
钻井施工重点技术要求 .................................................................................... 28
12
完井井口装置 .................................................................................................... 33
13
职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSSE）要求 .............................. 33
14
钻井资料要求 .................................................................................................... 43
中国石化
井
钻井工程设计
1 孤东 9 9- - 9009
1 设计依据 1.1 钻井工程设计依据 （1）
钻井地质设计； （2）
邻区邻井实钻资料； （3）
有关技术规范及技术法规； （4）
设计依据：根据《孤东九区西 Ng4-6 稠油热采转降粘化学驱》方案井网需要，胜利油田分公司《新井井位审批纪要 2021-058》设计该完善新井，完善 Ng61 6 6 层井网。
1.2 井位 数据 井口坐标：纵(X) 4 193 482.00
横(Y) 20 677 114.00 方位修正角(°)：-8.71
磁倾角(°)：56.37
磁场强度(μT)：53.25 2 质量要求 2.1 直井段井身质量要求 表2 2- -1 1
井身质量要求
井深 （m）
井斜角 （°）
全角变化率 （≤°/30m）
水平位移 （≤m）
0～500 1 1.25 15 500～1000 2 1.25 15 1000～1490 3 1.75 20 2.2 定点测斜要求 表2 2- -2 2
定点测斜要求
序号 层位 井深 (m) 备注 1 明化镇组 1170
2 馆陶组 1470
3 井身结构 3.1 井身结构设计系数 抽吸压力当量密度(Sb)：0.036g/cm3
激动压力当量密度(Sg)：0.036g/cm3
井涌条件当量密度(Sk)：0.05g/cm3
安全附加当量密度(Sf)：0.07g/cm3
正常压差允值：12～15MPa 异常压差允值：15～20MPa
中国石化
井
钻井工程设计
2 孤东 9 9- - 9009
3.2 井身结构设计数据表 表 表 3 3- -1 1
井身结构设计
开钻 顺序 钻头尺寸 （mm）
井深 （m）
套管外径 （mm）
套管下深 （m）
水泥封固段 （m）
一开 346.1 351.0 273.1 350 0～351 二开 241.3 1490.0 177.8 1487 0～1490 3.3 井身结构示意图
图 图 3 3- -1 1
井身结构图
中国石化
井
钻井工程设计
3 孤东 9 9- - 9009
4 钻井设备 4.1 设备选择要求 本井设计钻深 1490m，依据钻机负荷的选择原则，确定选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足 1490m 及以上钻井的需要。
要求设备工况良好，设备防护与安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量、钻井液性能维护与钻井液储备的要求。
4.2 主要设备简介 表 表 4 4- - 1
2 20 0 型 钻机主要设备 配备 要求
序 号 设备名称 主要技术参数 单位 数量
1 天车 最大静负荷 1580kN
台 1
2 游车大钩 最大钩载 1580kN 台 1
3 水龙头 最大静负荷 1600kN，最高工作压力 354MPa，中心内径 75mm 台 1
4 转 盘 最大静负荷 1350kN，开口直径 444.5mm 台 1
5 井架 最大静钩载 1600kN 套 1
6 绞车 额定输入功率 450kW，最大快绳拉力 210kN 台 1
7 井架底座 钻台面高度 4m 或 5m，转盘梁最大静载荷 1600kN 套 1 选一8 动力系统 单台功率不小于 810kW 台 2
9 钻井泵组 单台功率不小于 597kW（800HP）
台 1～2
10 钻井液 循环罐 含搅拌机，单罐有效容积不小于 30 m3
个 3
11 振动筛
套 1
12 除砂器
台 1
13 离心机 处理量≥ 40 m3 /h 台 1～2
14 钻井参数仪
套 1
注：本表仅列 2000m 钻机的主要设备要求，其他设备配备执行 Q/SH 0168.1-2008。
中国石化
井
钻井工程设计
4 孤东 9 9- - 9009
5 钻具组合与强度校核 5.1 钻具组合 表5 5- -1 1
钻具组合
开钻 次序 井眼尺寸
（mm）
钻进井段
（m）
钻具组合 一开 346.1 0～351 Φ346.1mm 钻头+Φ177.8mm 钻铤 12 根+Φ127mm 钻杆 二开 241.3 351～1490 常规钻具：Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 12 根+Φ127mm 钻杆 钟摆钻具：Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ241螺旋扶正器+Φ177.8mm 钻铤 10 根+Φ127mm 钻杆 通井 241.3 0～1490 Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 3 根+欠尺寸扶正器+Φ127mm 钻杆 注：本设计供参考，施工单位在实钻中可根据实际情况依据地层特性在确保井下安全、确保下套管顺利和井身质量、提高钻井速度的原则调整钻具组合；通井钻具的选择应该有利于井眼修复，以保证套管顺利下入。
5.2 钻柱强度校核 表5 5- -2 2
钻柱强度校核
中和点深度(m):1431.0 中和点位置:外径 177.8mm 内径 71.4mm 钻铤 钻
具
明
细 序号 钻柱 名称 外径 （mm）
内径 （mm）
钢级 重量 （kg/m）
长度 （m）
屈服强度 （MPa）
抗拉 系数 抗扭 系数 MISES 系数 1 钻铤 177.8 71.4
167.24 108.0
29.61 100.0 6.48 2 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.1 1382.0 724.0 6.7 100.0 5.44
中国石化
井
钻井工程设计
5 孤东 9 9- - 9009
6 钻头选型与钻井参数 6.1 钻头选型设计 表6 6- -1 1
钻头选型设计表
序号 尺寸 （mm）
钻进井段 （m）
进尺 （m）
纯钻时间（h）
机械钻速（m/h）
数量 （只）
钻头型号推荐 1 2 1 346.1 0～351 351
1 P2
2 241.3 351～1490 1139 35 32.54 1 HAT127
6.2 钻井参数设计
中国石化
井
钻井工程设计
6 孤东 9 9- - 9009
表6 6- -2 2
钻井参数设计表
钻头 序号 层位 井段 (m) 喷嘴 组合 (mm) 钻 进 参 数 水
力
参
数 钻压 (kN) 转速 (r/min) 排量(L/s) 立管 压力 (MPa) 钻头 压降 (MPa) 循环 压耗 (MPa) 冲 击力 (kN) 喷射 速度 (m/s) 钻头水 功率 (kW) 比水 功率 (W/mm 2 ) 上返 速度 (m/s) 功率 利用率 (％) 1 明化镇组 0～351
2 馆陶组 351～1490 10,10,10 120～140 80～120 33 17.91 13.58 4.33 5.78 140.07 448.04 9.8 1 75.79 7 钻井液设计 7.1 基本数据 表 表 7 7- -1 1
钻井液设计基本数据
井身结构 地面循环量 （m 3 ）
井眼容积 （m 3 ）
补充量 （m 3 ）
总需要量（m 3 ）
钻头尺寸×钻深（mm×m）
套管尺寸×下深 （mm×m）
346.1×351 273.1×350 80 38 57 175 241.3×1490 177.8×1487 80 83 95 258 重点情况提示 1、钻遇疏松砂岩地层、不整合面附近，防渗漏，防压漏、憋漏地层； 2、邻井有多口注水井，可能产生异常压力，防井涌、井喷； 3、邻井有气层，起钻灌好钻井液，防止抽喷或井下其它复杂情况发生； 4、邻井生产过程中检出 H 2 S，钻井过程中注意加强监测和防护。
注：裸眼段容积按井径扩大 10%计算。
7.2 钻井液体系 表 表 7 7- -2 2
钻井液体系
井段（m）
钻井液体系 0～351 土浆 351～1490 钙处理聚合物防塌钻井液 7.3 钻井液性能
中国石化
井
钻井工程设计
7 孤东 9 9- - 9009
表 表 7 7- -3 3
钻井液性能
项目 性能指标 0～351m 351～100m 1000～1200m 1200～1490m 密度
(g/cm 3 ) 1.05～1.10 1.05～1.15 1.15～1.30 1.20～1.30 马氏漏斗黏度(s) 35～45 28～35 35～45 40～50 API失水
(ml)
↘5 ≤5 API泥 饼
(mm)
↘0.5 ≤0.5 静 切 力
(Pa)
1～2/2～6 2～4/4～10 pH值
8～9 8～9 含 砂 量
(％)
＜0.5 ＜0.5 总固含
(％)
＜16 ＜16 摩 阻 系 数
≤0.2 动 切 力
(Pa)
4～8 6～8 塑性黏度(mPa·s)
10～20 15～25 注：根据井下实际情况调整钻进液密度，确保井下安全。
7.4 钻井液基本配方 表 表 7 7- -4 4
钻井液基本配方
7.5 钻井液维护处理要点 7 7 .5.1 一开 ：0 0 ～ 351
m m
（1）清水开钻，小循环钻进。根据钻井液悬浮及携带钻屑的能力调整钻井液黏切。
（2）钻完设计井深后要进行充分的循环和通井，在确认井眼干净、无沉砂和无井壁坍塌后方能起钻，以确保下套管和固井的顺利施工。
7 7 .5.2 二开：
351 ～1 1 490m m
（1）二开前将一开钻井液循环加入清水稀释，加入适量CaCl 2 ，将钻井液漏斗黏度调整至设序 号 材料名称及代号 加量（kg/m 3 ）
备 注 0～351m 351～1490m 1 工业用氢氧化钠
3～5
2 膨润土 50～60
3 碳酸钠 5～6
4 氯化钙
10～20
5 钻井液用聚丙烯酰胺干粉
3～5
6 钻井液用改性铵盐
5～10
7 钻井液用天然高分子降滤失剂
10～15
8 钻井液用防塌降黏降滤失剂
15～20
9 钻井液用重晶石粉
中国石化
井
钻井工程设计
8 孤东 9 9- - 9009
计范围内，开钻后根据钻速情况及时补充CaCl 2 ，钻进期间保持低黏低切。
（2）钙处理钻井液黏切较低，应避免停停打打、定点循环，停泵期间要加强活动钻具，中途起钻可考虑使用封井措施。钻过易造浆地层后，逐渐减少CaCl 2 用量，自然消耗Ca 2+ ，钻进中及时补充聚丙烯酰胺胶液，增强钻井液的絮凝包被能力，提高抑制性。利用改性铵盐调节钻井液流变性，使钻井液维持低密度较低黏切，以利于快速钻进并保持适当的冲刷能力，防止泥岩缩径并适当控制井径扩大率。
（3）良好的固控设备和高的运转率是保证钻井液质量的前提，因此，必须使振动筛、除砂器与钻井泵同步运转，严格控制钻井液中的劣质固相含量和低密度固相，根据需要合理使用离心机。
（4）钻进过程中，根据本井段设计配方加入各种钻井液处理剂，并根据实际消耗情况及时补充，维持处理剂的有效含量，严格控制钻井液各项性能达到设计要求。正常维护及处理钻井液的处理剂尽可能按比例配成胶液加入，切勿将处理剂干粉直接加入循环钻井液中，以防在处理剂完全生效前就被固控设备除去。
（5）钻进过程中，除了具有足够的排量之外，钻井液必须具有良好的携带性能和流变性能，否则容易引起钻屑下沉聚集造成井下复杂。
（6）钻进过程中，要注意观察井口返浆情况以及振动筛上的岩屑返出量、岩屑形状的变化，及时调整钻井液密度、黏度等性能指标达到设计要求，提高钻井液的悬浮、携带岩屑能力，防塌防油气侵，确保正常钻进。
（7）目的层段钻进保持API滤失量符合设计要求，实现对储层的有效保护。进入目的层井段后为确保施工安全，每次起钻前要确定井下油气层的压力情况，搞好短程起下钻，测量循环周，确定油气的上窜速度在安全范围内，方可起钻。
（8）施工过程中注意控制起下钻速度和转盘转速，避免因钻具碰撞导致井壁掉块垮塌或因压力激动过高引起井漏，起钻控制好起钻速度，按井控标准灌好钻井液，防止拔活塞造成拔塌井壁或抽吸井喷等复杂情况发生。
7 7 .5.3
完井阶段钻井液维护
（1）钻完设计井深后，应充分循环钻井液，搞短起下，充分循环携砂，确认井下正常后起钻，起钻前可在原井浆基础上配制封井浆封闭裸眼井段，提高封井浆的润滑性，为顺利电测创造有利条件。
（2）电测完（下套管前）要认真通井，对起下钻遇阻卡的井段，采取技术划眼或倒
中国石化
井
钻井工程设计
9 孤东 9 9- - 9009
划眼措施消除或减少阻力，并充分循环、调整好钻井液性能。井下的复杂情况如井漏、溢流等必须在通井过程中解决好。保证下套管顺利。
（3）固井前（下完套管后）小排量开泵，逐步提高排量至正常循环排量。开泵正常后开始调整钻井液性能，固井前将钻井液黏度调整到合适范围，大排量洗井，冲除井壁虚滤饼，提高水泥浆顶替效率，提高固井质量...
