下面是小编为大家整理的孤东9-斜9010_设计书,供大家参考。
设计编号: 202108-076
钻 钻 井 工 程 设 计
中石化胜利油田分公司 1 2021 年 0 08 8 月 2 25 5 日
单位: 孤东采油厂 井号: 孤东 9-斜 9010 井别: 注水井 井型: 定向井
孤东 9 9- -斜 斜 0 9010 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
轨道设计 .............................................................................................................. 3
5
钻井设备 .............................................................................................................. 5
6
钻具组合与强度校核 .......................................................................................... 6
7
钻头选型与钻井参数 .......................................................................................... 9
8
钻井液设计 ........................................................................................................ 10
9
油气层保护要求 ................................................................................................ 13
10
油气井压力控制（井控专篇）
........................................................................ 14
11
固井设计 ............................................................................................................ 25
12
钻井施工重点技术要求 .................................................................................... 31
13
完井井口装置 .................................................................................................... 39
14
职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSSE）要求 .............................. 39
15
钻井资料要求 .................................................................................................... 49
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井
钻井工程设计
1 孤东 9 9- -斜 斜 9010
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）
依据胜利油田分公司《新井井位审批纪要 2021-118》进行设计。
1.2 井位 数据 井口坐标：纵(X)4193585
横(Y)20677047 方位修正角(°)：-8.75
磁倾角(°)：56.38
磁场强度(μT)：53.26
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 1000～1309 3 1.75 20 直井段采用电子多点监测井身轨迹，起钻测多点计算井身轨迹数据。
2.2 定向井段井身质量要求
定向段采用 MWD 随钻测控井身轨迹，根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式，随时调整井斜和方位。
靶点 A 靶半径(m):20.00
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
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2 孤东 9 9- -斜 斜 9010
3.2 井身结构设计数据表 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 1479.6 177.8 1476 0～1479.6 3.3 井身结构示意图
图3 3- -1 1
井身结构图
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3 孤东 9 9- -斜 斜 9010
4 轨道设计 4.1 轨道设计 表4 4- -1 1
轨道设计表
井号：孤东 9-斜 9010 轨道类型：直-增-稳
井底垂深（m）
井底闭合距（m）
井底闭合方位（°）
造斜点 （m）
最大井斜角（°）
1475.00 34.81 297.65 1309.00 18.59 磁倾角（°）
磁场强度（μT）
磁偏角 （°）
收敛角 （°）
方位修正角 （°）
56.38 53.26 -7.52 1.23 -8.75 井口：X=4193585.00 Y=20677047.00 靶 A X=4193596 Y=20677026 垂深:1442m 闭合距:23.71m 靶半径:20m 表4 4- -2 2
轨道参数
井深 （m）
井斜 （°）
方位 （°）
垂深 （m）
水平位移 （m）
南北 （m）
东西 （m）
狗腿度 （°/30m）
工具面 （°）
靶点 0.00 0.00 297.65 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1309.00 0.00 297.65 1309.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1432.93 18.59 297.65 1430.76 19.93 9.25 -17.65 4.50 0.00
1444.78 18.59 297.65 1442.00 23.71 11.00 -21.00 0.00 0.00 A 1479.60 18.59 297.65 1475.00 34.81 16.15 -30.83 0.00 0.00
表4 4- -3 3
轨道各点数据
井深 （m）
井斜 （°）
方位 （°）
闭合方位 （°）
垂深 （m）
闭合距 （m）
南北 （m）
东西 （m）
造斜率 （°/30m）
方位变化率 （°/30m）
狗腿度 （°/30m）
工具面 （°）
0.00 0.00 297.65 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1309.00 0.00 297.65 0.00 1309.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1339.00 4.50 297.65 297.65 1338.97 1.18 0.55 -1.04 4.50 0.00 4.50 0.00 1369.00 9.00 297.65 297.65 1368.75 4.70 2.18 -4.17 4.50 0.00 4.50 0.00 1399.00 13.50 297.65 297.65 1398.17 10.55 4.90 -9.35 4.50 0.00 4.50 0.00 1429.00 18.00 297.65 297.65 1427.04 18.70 8.67 -16.56 4.50 0.00 4.50 0.00 1432.93 18.59 297.65 297.65 1430.76 19.93 9.25 -17.65 4.50 0.00 4.50 0.00 1444.78
18.59
297.65
297.65
1442.00
23.71
11.00
- - 21.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1479.60 18.59 297.65 297.65 1475.00 34.81 16.15 -30.83 0.00 0.00 0.00 0.00 注：设计垂深均不含补心高。
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4 孤东 9 9- -斜 斜 9010
4.2 井眼轨道垂直投影图
图4 4- -1 1
井眼轨道垂直投影图
4.3 井眼轨道水平投影图
图4 4- -2 2
井眼轨道水平投影图
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5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 1479.6m，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 1479.6m 及以上钻井的需要。
（1）施工过程中最大工作钩载不能超过钻机实际最大钩载的 80%。
（2）钻具的最大净重不能超过钻杆盒承载能力。
（3）钻机净空高应满足设计井口装置安装的需要。
（4）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。
5.2 主要设备简介 表 表 5 5- - 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，立根盒容量（直径 114mm 钻杆，长 19m 立根）2000m 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。
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6 孤东 9 9- -斜 斜 9010
6 钻具组合与强度校核 6.1 钻具组合 表6 6- -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 9 根（含无磁钻铤 1 根）+Φ127mm 钻杆 二开 241.3 351～1479.6 Φ241.3mm 钻头 +Φ196.7mm1.25°单弯动力钻具+止回阀+Φ177.8mm 无磁钻铤 1 根+MWD +Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ127mm加重钻杆 15 根+Φ127mm 钻杆 通井 241.3 0～1479.6 Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根+Φ235mm 螺扶+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 或 Φ241.3mm 钻头+Φ235mm 螺扶+止回阀+Φ127mm 加重钻杆+Φ235mm 螺扶+Φ127mm 加重钻杆+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。
6.2 钻柱强度校核 表6 6- -2 2
钻柱强度校核
中和点深度(m):1327.7 中和点位置:外径 158.8mm 内径 71.44mm 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 71.44
163.2 27.0
100.0 18.06 2 钻铤 158.8 71.44
123.7 135.0
100.0 17.35 5.98 3 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.69 1317.6 724.0 8.86 16.79 5.31
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6.3 定向井井下专用工具及 仪器 表 表 6 6- - 3 井下 专用工具及仪器
名
称 规
格 型
号 数
量 备
注 Φ177.8 mm 无磁钻铤 根
1
Φ127mm 加重钻杆 根
15
Φ235mm 螺旋扶正器 个
2
Φ196.7mm 单弯（1.25°）
根
1
Φ177.8mm 钻铤 根
8
MWD、电子单多点 套
各 1
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7 钻头选型与钻井参数 7.1 钻头选型设计 表7 7- -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
2 241.3 351～1479.6 1128.6 40 28.22 1 PDC
7.2 钻井参数设计 表7 7- -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/mm2 ) 上返 速度 (m/s) 功率 利用率 (％) 1 明化镇组 0～351
2 馆陶组 351～1479.6 9,9,9,9 120～140 螺杆 33 13.73 10.05 3.68 4.62 129.67 331.75 7.25 1 73.23
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8 钻井液设计 8.1 基本数据 表8 8- -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 60 39 58 157 241.3×1479.60 177.8×1476 60 82 93 235 重点情况提示 1. 馆陶组砂层发育，防憋漏，注意油气侵； 2. 井区内长期注采，可能产生异常压力，注意防涌、喷； 3. 邻井生产过程中发现有硫化氢，注意防硫化氢； 2. 起钻灌好钻井液防止抽汲井喷或井下其它复杂情况发生。
注：裸眼段容积按井径扩大 10%计算 。
8.2 钻井液体系 表8 8- -2 2
钻井液体系
井段（m）
钻井液体系 0～351 土浆 351～1479.60 钙处理-聚合物润滑防塌钻井液 8.3 钻井液性能 表8 8- -3 3
钻井液性能
项目 性能指标 0～351m 351～1000m 1000～1200m 1200～1479.60m 密度
(g/cm 3 ) 1.05～1.10 1.05～1.20 1.20～1.35 1.30～1.35 马氏漏斗黏度(s) 30～40 28～35 32～45 42～55 API 失水
(ml)
↘5 ≤5 API 泥 饼
(mm)
↘0.5 ≤0.5 静 切 力
(Pa)
1～3/3～8 2～4/4～10 pH 值
8～9 8～9 含 砂 量
(％)
<0.5 <0.5 总固含
(％)
≤18 ≤18 摩 阻 系 数
↘0.1 ≤0.1 动 切 力
(Pa)
6～10 8～12 塑性黏度(mPa·s)
15～25 20～30 注：受长期注汽影响，局部可能存在异常压力，施工时应根据实际情况调整钻井液密度，确保井下安全。
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11 孤东 9 9- -斜 斜...
