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钻井设计基本原则
钻井的目的:是为勘探和开发油气田服务。
钻井设计必须国家及政府有关机构的规定和要求,保证钻井设计的合法性。
钻井设计的主要依据:
地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。地质部门至少应在开始钻井作业前75天,向钻井部门提供地质设计,并应在该设计中尽可能地提供所钻之井的地质情况(包括地层孔隙压力、破裂压力等),以及提出地质上要求的资料。
井场调查资料和邻井的钻井资料,也是进行钻井设计的主要依据。地质部门至少应在钻井作业开始前45天做完井场调查,并将获得的各有关资料(包括井位自然环境、土壤情况、浅层气等)尽快交给钻井部门;同时,还应收集全邻井的钻井资料(包括复杂情况的处理、钻井液密度的使用情况等)。
钻井部门应根据地质部门提供的资料和邻井资料,认真分析,作好钻井设计。如存在由于目前技术水平、设备的限制,保证不了钻井作业在安全情况下进行,或钻井作业结果达不到地质设计的要求,应尽早明确提出,以便地质部门修改地质要求或调整井位位置。
钻井设计应体现安全第一的原则。大到井身结构,小到每一项作业程序,都要重视安全,既要重视井下安全,也要重视地面安全,把安全第一的原则贯穿到整个设计中。对于重大的作业和风险大的作业,还应制定相应的安全应急程序。
设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层孔隙压力当量密度,小于地层破裂压力当量密度。钻井液密度对地层孔隙压力的安全附加值,用压力表示,~,~。
井身结构的设计,是钻井设计的关键内容,必须遵循下述几点:
保证井眼系统压力平衡,不出现喷漏同在一裸眼中,即钻下部高压地层时用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不会压漏上部裸露的地层。
井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大,以免发生压差卡钻。
为保证安全钻进,必须用套管封住复杂地层井段,如易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻等井段。
探井,特别是地层压力还没有被掌握的井,应设计一层套管作为备用,以保证井眼能够钻到设计的深度。
对钻探多套压力系统的井,应采用多层套管程序,以保护油气层不受钻井液污染和损害。
对高压油气井,套管应下至高压油气层顶部;对古潜山油气井,套管应下至风化壳层顶部。
如果海底调查资料证实有浅层气,就应设计套管坐于浅层气层的顶部,安装好井口控制系统之后才钻开。
对于预测有浅层气的井,原则上应要求地质部门更改井位,避开浅层气;否则应具备井眼控制能力才钻开。
探井必须进行地层压力预测和监测。设计前。根据物探资料和邻井资料进行地层压力预测,以确定钻井液密度和井身结构;钻进阶段,利用已获得的上井段电测资料对未钻开的地层进行压力预测,以调整套管程序;钻进中进行压力监测,力求及时发现异常压力地层,防止井喷,保证安全钻进;每层套管鞋处(一般情况下,从20英寸套管鞋处开始)都要进行地层泄漏/破裂压力试验,并在条件允许时压破地层。如果试验结果比预计的低,要分析原因,采取措施,以便安全钻进。
评价井、开发井和调整井的设计,要根据最新的资料,在对地层压力进行重新评价的基础上,确定出更合理的钻井液密度和井身结构,以提高钻井速度,保证作业安全。
钻井平台的选择,应遵循:
钻机的钻井能力:选定的平台的钻机最大额定负荷,必须大于作业中出现的最大负荷的20%。
平台的井控能力:选定的平台的井