一口井设计.doc

一井身结构设计
设计井深为2235米,地层压力梯度和地层破裂压力梯度随井深变化可通过邻井资料获得。
已知条件有如下:
抽吸压力允许值的当量密度 Sb
地层压裂安全增值 Sf
压井时井内压力增高值 Sk
。
确定中间套管的下入深度Hn
已知在井底时Hpmax=2235m, ρpmax=,由下式
ρfn=ρpmax+ Sb+ Sf+× Sk,
当Hni=500m时,ρfn=<;
当Hni=250m时,ρfn=>;
当Hni=280m时,ρfn=,,故可以确定280m处为中间套管下入深度。

利用下式:
p=×(ρpmax+ Sb-ρpmin)×10-3,式中
ρpmax---钻至深度Hn时采用的钻井液密度,g/cm3
ρpmin---Hn以上裸眼井段最小地层压力梯度当量密度,g/cm3
Hmm---最深正常地层压力或最小地层压力深度,m
代入资料中的数据,即:
△p=×183×(+-)=<<12(MPa)
所以在280m处不可能发生压差卡钻的现象,可以正常钻进。
, 查《石油工程设计》图1-1得到如下数据:油管表层套管井眼尺寸的配合(单位:mm):


表1 井身设计结果
套管层次
下入深度(m)
套管长度(m)
套管尺寸(mm)
井眼尺寸(mm)
表层套管
0~280
280


油层套管
0~2235
2235


二钻柱设计
第一次开钻
根据设计井深及相关资料:
,钻头对应钻铤qc= 单根l= ,密度ρ=;选用127mm钻杆,qc=,其各项参数如下表:
外径
壁厚
钢级
抗拉强度
抗挤强度
单根长度
127mm

D



由公式
G铤=(W×SF)/Kb, (*) 式中
G铤最大钻压时所需钻铤重量(4t)
SF--- 安全系数();
Kb---浮力系数,Kb=1-ρd/;
故,G铤=4×103×/(1-)=×103(kg)
需要钻铤的根数 n= G铤/ (qc×l)=×103/(×)==6(根)
可以知道需要下钻杆的深度是井深减去钻铤的深度,
故需要的钻杆的根数为m=(H井-H铤)/l杆=(280-6×)/==25(根)
,对其进行强度校核
井口受到最大拉力记为T
T=G柱×SF=(G铤+G杆)× SF=(6××+25××)×10×=<(KN)
抗挤强度
P挤=ρmax×g×H井×SF =×103×10×280×=
×106Pa<(MPa)
通过以上的计算可以看出,无论抗压还是抗挤强度都完全满足实际钻井的标准。
第二次开钻
第二次开钻仍然采油第一次开钻时所采用的钻杆和钻铤,但是钻头换成了200mm的。
此时钻压变成了18t,利用(*)式可以确定
G铤=18×103×/(1-)=×103(kg)
需要钻铤的根数 n= G铤/ (qc×l)=×103/(×)==23(根)
需要的钻杆的根数为m=(H井-H铤)/l杆=(2235-23×)/==222(根)
对其进行强度校核
抗拉强度 T=G柱×SF=(G铤+G杆)× SF=(23××+222××)×10×=872KN<(KN)
抗挤强度 P挤=ρmax×g×H井×SF =×103×10×2235×=×106Pa<(MPa)
可见抗压还是抗挤强度都完全满足实际钻井的标准。
钻柱设计结果
表2 钻柱设计