石大遠(yuǎn)程在線考試--《鉆井工程》

1、.中國(guó)石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 試 鉆井工程學(xué)習(xí)中心：_黑龍江安達(dá)奧鵬_ 姓名：_霍元慶_學(xué)號(hào)：_933438_ 關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說(shuō)明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書(shū)籍、報(bào)刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績(jī)?yōu)椤?”。 2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語(yǔ)有50%以上相同者判為雷同，成績(jī)?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒(méi)有對(duì)老師題目進(jìn)行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯(cuò)卷”，成績(jī)?yōu)椤?”。一、名詞解釋?zhuān)啃☆}5分，共20分）答：井斜方位角：某測(cè)點(diǎn)處的井眼方

2、向線投影到水平面上，稱為井眼方位線，或井抖方位線。以正北方位線為始邊，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到井眼方位線上所轉(zhuǎn)過(guò)的角度，即井眼方位角。注意，正北方位線是指地理子午線沿正北方向延伸的線段。所以正北方位線和井眼方位線也都是有向線段，都可以用矢量表示。2、硬關(guān)井答：發(fā)現(xiàn)井涌后，在節(jié)流閥關(guān)閉的情況下關(guān)閉防噴器。本方法關(guān)井最迅速，地層流體侵入井眼最少。但在防噴器關(guān)閉期間，由于環(huán)空流體由流動(dòng)突然變?yōu)殪o止，對(duì)井口裝置將產(chǎn)生水擊作用。其水擊波又會(huì)反作用于整個(gè)環(huán)空，也作用于套管鞋處及裸眼地層。嚴(yán)重時(shí)，可能損害井口裝置，并有可能壓漏套管鞋處地層及下部裸眼地層。3.欠平衡鉆井答：所謂欠平衡壓力鉆井，即在鉆井過(guò)程中允許地層流

3、體進(jìn)入井內(nèi)，循環(huán)出井，并在地面得到控制。其主要標(biāo)志為井底有效壓力低于地層壓力。由此可見(jiàn)，采用密度低于1.0g/cm，的鉆井液鉆井，未必是欠平衡鉆井，而在壓力系數(shù)低于1.0的油氣藏進(jìn)行欠平衡鉆井則必須采用低密度鉆井液。實(shí)際上欠平衡鉆井既可以在低壓油氣藏進(jìn)行，只要滿足欠平衡壓力條件，也可以在較高地層壓力且井眼穩(wěn)定的油氣藏進(jìn)行。4.巖石的可鉆性答：巖石可鉆性是巖石抗破碎的能力。可以理解為在一定鉆頭規(guī)格、類(lèi)型及鉆井工藝條件下巖石抵抗鉆頭破碎的能力。可鉆性的概念，已經(jīng)把巖石性質(zhì)由強(qiáng)度、硬度等比較一般性的概念，引向了與鉆孔有聯(lián)系的概念，在實(shí)際應(yīng)用方面占有重要的地位。通常鉆頭選型、制定生產(chǎn)定額、確定鉆頭工作

4、參數(shù)、預(yù)瀏鉆頭工作指標(biāo)等都以巖石可鉆性為基礎(chǔ)。二、簡(jiǎn)答題（每小題10分，共40分）1.鐘擺鉆具組合的防斜原理答：鐘擺鉆具原理如圖所示。當(dāng)鐘擺擺過(guò)一定角度時(shí)，在鐘擺上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向回?cái)[的力Gc，稱作鐘擺力，Gc=G.sina。顯然，鐘擺擺過(guò)的角度越大，鐘擺力就越大。如果在鉆柱的下部適當(dāng)位置加一個(gè)扶正器，該扶正器支撐在井壁上，使下部鉆柱懸空，則該扶正器以下的鉆柱就好像一個(gè)鐘擺，也要產(chǎn)生一個(gè)鐘擺力。此鐘擺力的作用是使鉆頭切削井2.鉆井液的功用答：鉆井液在鉆井中的重要性是通過(guò)它在鉆井過(guò)程中的功用表現(xiàn)出來(lái)的。鉆井液通過(guò)以下路線沿井眼周而復(fù)始地循環(huán)。鉆井液在鉆桿內(nèi)向下循環(huán)，通過(guò)鉆頭水眼流出，經(jīng)過(guò)井壁(或套管

5、)和鉆桿的環(huán)形空間上返。鉆井液攜帶著鉆屑經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩，鉆屑留在篩布上面，鉆井液流經(jīng)鉆井液槽到鉆井液池。去掉鉆屑后的鉆井液被鉆井泵從鉆井液池吸入并泵入鉆桿內(nèi)，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。在該循環(huán)過(guò)程中，鉆井液具有以下功用。1）從井底清除巖屑，經(jīng)鉆頭破碎下來(lái)的巖石碎屑叫鉆屑或巖屑，隨著鉆井過(guò)程的不斷進(jìn)行，必須將井底的巖屑及時(shí)地清除出去，以利于提高鉆速和減少鉆井事故。雖然重力傾向于使鉆屑向井底滑落，知果鉆井液在環(huán)形空間向上的流速大于滑落速度，則巖屑就可被帶出井眼。清除鉆屑的效率與鉆井液的密度、鉆井液的粘度和切力、鉆井液的流型等因素有關(guān)2）冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆柱，鉆進(jìn)中，鉆頭摩擦部分以及鉆柱與地層接觸處會(huì)產(chǎn)生很大熱量

6、，這些熱量很難由地層傳遞出去，但熱量從摩擦部位傳到鉆井液中后，隨著循環(huán)該熱量就會(huì)被帶到地面大氣中。鉆井液中加有各種類(lèi)型的添加#1，尤其是潤(rùn)滑齊類(lèi)，鉆井液具有好的潤(rùn)滑性能，這有利于減少扭矩、延長(zhǎng)鉆頭壽命、降低泵壓、提高鉆速。3）造壁性能，性能良好的鉆井液在井壁上形成一層比地層滲透性低得多的濾餅，一方面鞏固井壁，防止井壁坍塌，同時(shí)阻止濾液進(jìn)入地層。在鉆井液中加入膨潤(rùn)土并進(jìn)行化學(xué)處理，改善膨潤(rùn)土的顆粒度分布，增加鉆井液中膠體顆粒含量，可使鉆井液的造壁性能得到改善。4）控制地層壓力。地層壓力的合理控制，取決于鉆井液的密度。正常情況下地層的壓力為地層水柱產(chǎn)生的壓力。一般情況下，鉆進(jìn)過(guò)程中混入的鉆屑加上水

7、的質(zhì)量足以平衡地層壓力。然而有時(shí)存在地層壓力異常，不注意會(huì)引起井漏或井噴。5）循環(huán)停止時(shí)懸浮鉆屑和加重材料，防止下沉良好的鉆井液在循環(huán)停止后都具有切力，即具有懸浮鉆屑和加重材料的能叫鉆井工程理論與技術(shù)力，否則這些固相顆粒沉于井底，造成反復(fù)研磨和沉砂卡鉆等事故。循環(huán)恢復(fù)后，鉆井液又呈液體狀態(tài)可把鉆屑等粗顆拉帶到地面。6）從所鉆地層獲得資料，從鉆井液攜帶出的巖屑分析和鉆井液中的油氣顯示，可以判斷所鉆地層是否含油氣資源。從鉆井液性能變化和濾液分析可以知道是否鉆遇到巖鹽層、鹽膏層和鹽水層等。7）傳遞水力功率，鉆井液是將有用的水功率從地面?zhèn)鬟f到鉆頭及井底動(dòng)力鉆具的媒介。鉆井液的類(lèi)型、排量、流動(dòng)特性和固相

8、含量等是影響水力功率傳遞的重要因素。答：射流對(duì)井底的清洗作用，射流撞擊井底后形成的井底沖擊壓力波和井底漫流是射流對(duì)井底清洗的兩個(gè)主要作用形式。(1)射流的沖擊壓力作用。射流撞擊井底后形成的沖擊壓力波并不是作用在整個(gè)井底，而是作用在小圓面積上。就整個(gè)井底而言，射流作用的面積內(nèi)壓力較高，而射流作用的面積以外壓力較低。在射流的沖擊范圍內(nèi)。沖擊壓力也極不均勻，射流作用的中心壓力最高，離開(kāi)中心則壓力急劇下降。另外，由于鉆頭的旋轉(zhuǎn)，射流作用的小面積在迅速移動(dòng)，本來(lái)不均勻的壓力分布又在迅速變化。由于這兩個(gè)原因。使作用在井底巖屑上的沖擊壓力極不均勻，極不均勻的沖擊壓力使巖屑產(chǎn)生一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，從而離開(kāi)井底。這就

9、是射流對(duì)井底巖屑的沖擊翻轉(zhuǎn)作用。(2)漫流的橫推作用。射流撞擊井底后形成的漫流是一層很薄的高速液流層，具有附面射流的性質(zhì)。研究表明，在表面光滑的井底條件下，最大漫流速度出現(xiàn)在小于距井底0. 5 mm的高度范圍內(nèi)，最大漫流速度值可達(dá)到射流噴嘴出口速度的50%-80%.噴嘴出口距井底越近，井底漫流速度越高。正是這層具有很高速度的井底漫流，對(duì)井底巖屑產(chǎn)生一個(gè)橫向推力，使其離開(kāi)原來(lái)的位笠.而處于被鉆井液攜帶并隨鉆井液一起運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。因而，井底漫流對(duì)井底清洗有非常重要的作用。4.鉆柱的功用答：(一)鉆柱的功用，鉆柱在鉆井過(guò)程中的主要作用：(1)為鉆井液由井口流向鉆頭提供通道；(2)給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫?

10、鉆壓)，使鉆頭的工作刃不斷吃入巖石；(3)把地面動(dòng)力(扭矩等)傳遞給鉆頭，使鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)破碎巖石；(4)起下鉆頭；(5)根據(jù)鉆柱的長(zhǎng)度計(jì)算井深。2.鉆柱的特殊作用，(1)通過(guò)鉆柱可以觀察和了解鉆頭的工作情況、井眼狀況及地層情況等；(2)進(jìn)行取心、擠水泥、打撈井下落物、處理井下事故等特殊作業(yè)；(3)對(duì)地層流體及壓力狀況進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，即鉆桿瀏試，又稱中途測(cè)試。三、課程設(shè)計(jì)（共40分）設(shè)計(jì)任務(wù)：XX油區(qū)XX凹陷一口直井生產(chǎn)井的鉆井與完井設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：（其中打“”部分必須設(shè)計(jì)，其他部分可選做或不做）。1.地質(zhì)設(shè)計(jì)摘要（）；2.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（）；3.固井工程設(shè)計(jì)：套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)（）；4.鉆柱組合和強(qiáng)

11、度設(shè)計(jì)（）；5.鉆機(jī)選擇（）；6.鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)：（1）機(jī)械破巖參數(shù)設(shè)計(jì)（包括鉆頭選型，所有鉆頭選用江漢鉆頭廠牙輪鉆頭、選取鉆壓和轉(zhuǎn)速）（）；（2）鉆井液體系及性能設(shè)計(jì)（僅設(shè)計(jì)鉆井液密度，其它參數(shù)不作要求）（3）水力參數(shù)設(shè)計(jì)（）；（4）鉆柱與下部防斜鉆具結(jié)構(gòu)（）?？己朔绞郊俺煽?jī)?cè)u(píng)定（1）格式、規(guī)范：4分，評(píng)分依據(jù)：工程設(shè)計(jì)規(guī)范；評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：4符合程度。（2）設(shè)計(jì)的依據(jù)與原則準(zhǔn)確性：12分，評(píng)分依據(jù)：工程設(shè)計(jì)依據(jù)與原則； 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：12符合程度。（3）過(guò)程的參數(shù)選擇的合理性和計(jì)算過(guò)程的可靠性：12分，評(píng)分依據(jù)：參數(shù)符合工程實(shí)際，計(jì)算過(guò)程可靠；評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：12符合程度。（4）結(jié)果準(zhǔn)確性：12分?；A(chǔ)數(shù)據(jù)

12、：1.地質(zhì)概況：見(jiàn)后附設(shè)計(jì)樣例表A1。2.設(shè)計(jì)井深：H=3000 + 4100 + 學(xué)號(hào)的后二位數(shù)字 3 （m）3.地層壓力和破裂壓力剖面：根據(jù)圖A1，地層壓力梯度的當(dāng)量鉆井液密度由1.00g/cm3變?yōu)?.10g/cm3的井深按以下規(guī)律取值：H=3000 + 4100 + 學(xué)號(hào)的后二位數(shù)字 3 （m）4.設(shè)計(jì)系數(shù)：見(jiàn)表A-2和表A-3，其他數(shù)據(jù)查鉆井手冊(cè)（甲方）和參考書(shū)。5.水力參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表A-4。6.鉆柱設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)參數(shù)書(shū)2。7.完井方式：先期裸眼完井，177.8mm(7”)生產(chǎn)套管。附錄1.地質(zhì)概況表A-1井 別探 井井 號(hào)A5設(shè)計(jì)井深目的層井位坐標(biāo)地面海拔 m 50縱（）m 4275

13、165橫（）m 20416485測(cè)線位置504和45地震測(cè)線交點(diǎn)地理位置XX省XX市東500m構(gòu)造位置XX凹陷鉆探目的了解XX構(gòu)造含油氣情況，擴(kuò)大勘探區(qū)域，增加后備油氣源完鉆原則進(jìn)入150m完鉆完井方法先期裸眼層位代號(hào)底界深度，m分層厚度，m主要巖性描述故障提示A280礫巖層夾砂土,未膠結(jié)滲漏B600320上部礫巖,砂質(zhì)礫巖,中下部含礫砂巖滲漏C1050450中上部含礪砂巖、夾泥巖和粉砂質(zhì)泥巖；下部礪狀砂巖，含礪砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層防塌D1600泥巖、砂質(zhì)泥巖、礪狀砂巖、含礪砂巖不等厚互層，泥質(zhì)粉砂巖防漏防斜E1900300砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、夾礪狀砂巖、含礪砂巖防斜防漏F326

14、50750泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖防斜F2J2900250泥巖夾鈣質(zhì)砂巖，夾碳質(zhì)條帶煤線，中部泥巖夾煤層、下部泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖防斜、塌、卡F2K3150250泥巖為主，泥質(zhì)粉砂巖，中粗砂巖，砂礫巖間互F13500350泥巖、泥質(zhì)砂巖、下部灰褐色泥巖防漏、噴、卡QJ3650(未穿)150深灰，淺灰色灰?guī)r為主，間夾褐，磚紅色泥巖防漏、噴、卡2.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鉆探目的層為灰?guī)r地層，確定完井方法為先期裸眼完井。油氣套管下入層35m。根據(jù)地質(zhì)情況，鉆達(dá)目的層過(guò)程中不受鹽巖，高壓水層等復(fù)雜地層影響，故井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按地層壓力和破裂壓力剖面（圖A1）進(jìn)行。圖A-1 地層壓力和破裂壓力設(shè)計(jì)系數(shù)見(jiàn)表A-

15、2。表A-2 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)系數(shù)名稱g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3 MPa MPa數(shù)值0.050.050.030.051520來(lái)源理論計(jì)算理論計(jì)算區(qū)域資料統(tǒng)計(jì)區(qū)域資料統(tǒng)計(jì)區(qū)域資料統(tǒng)計(jì)區(qū)域資料統(tǒng)計(jì)表 A-3 各層段地層可鉆級(jí)值地 層A B C D E F3 F2J F2K F1 QJ可鉆性值0.6 1 1.39 2.16 3 3.5 7.3 5.2 4.9 3.水力參數(shù)設(shè)計(jì)（1）泥漿泵型號(hào)與性能表A-4 水力參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)3NB1000鉆井泥漿泵（兩臺(tái)，可僅用一臺(tái)）缸套直徑（mm）額定泵沖（次 分）額定排差（L S）額定泵壓（Mpa）12015019.933.113015023.428

16、.214015027.124.315015031.121.216015035.418.617015040.016.5（2）鉆井液性能其它參數(shù) 地面泵壓不超過(guò)20Mpa Kg=1.07*10Mpa SL 環(huán)空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s 鉆井液塑性粘度0.0047pa.S三、課程設(shè)計(jì)（共40分）設(shè)計(jì)任務(wù)：XX油區(qū)XX凹陷一口直井生產(chǎn)井的鉆井與完井設(shè)計(jì)。1 地質(zhì)設(shè)計(jì)摘要1.1 地質(zhì)概況該探井位于504和45地震測(cè)線交點(diǎn)，距XX省XX市東500m，所在的地質(zhì)構(gòu)造為XX凹陷，該井海拔較低，鉆該井目的是通過(guò)打開(kāi)Q層來(lái)了解該層的油氣情況J礦大該油區(qū)的勘探范圍，增加油區(qū)的總體油氣后備儲(chǔ)量。1.

17、2地質(zhì)基本數(shù)據(jù)；1.2.1井號(hào)：A51.2.2井別：生產(chǎn)井1.2；(1)井位座標(biāo)：縱（X）4275165；橫（Y）20416485；(2)地面海拔：50m；(3)地理位置：XX省XX市東500m(4)構(gòu)造；(5)過(guò)井測(cè)線：504和45地震測(cè)線交點(diǎn)；1.2.4設(shè)計(jì)井深：H=3000+4100+6；1.2.6完鉆層位：A、B、C、D、E、F3、F；1.2. 1.2 地質(zhì)基本數(shù)據(jù)1.2.1井 號(hào)：A5 1.2.2井 別：生產(chǎn)井 1.2.3井 位：(1)井位座標(biāo)：縱（X）4275165橫（Y）20416485(2)地面海拔：50m(3)地理位置：XX省XX市東500m (4)構(gòu)造位置：XX凹陷(5)過(guò)

18、井測(cè)線：504和45地震測(cè)線交點(diǎn)1.2.4設(shè)計(jì)井深： H=3000+4100+673=3601m （學(xué)號(hào)：929167） 1.2.5目的層： Q層，底層深度3601m，分層厚度150mJ1.2.6完鉆層位： A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、F1、QJ 1.2.7完鉆原則：先期裸眼完井1.2.8鉆探目的：了解XX構(gòu)造QJ含油氣情況，擴(kuò)大勘探區(qū)域，增加后備油氣源2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 井下復(fù)雜情況提示2.1.1在本井的鉆井過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分了解、分析鄰井事故復(fù)雜情況，防止事故的發(fā)生，及時(shí)處理好工程復(fù)雜。注意觀察地震對(duì)鉆井的影響：井漏：井漏深度及層位； 井斜：易斜井段及對(duì)應(yīng)層位

19、； 井噴：易井噴井段及對(duì)應(yīng)層位。2.1.2進(jìn)入目的層，應(yīng)根據(jù)實(shí)鉆情況及時(shí)調(diào)整泥漿密度，注意防噴、防漏和防卡，一方面要搞好油氣層的發(fā)現(xiàn)，保護(hù)工作，另一方面要切實(shí)搞好井控工作，確保安全施工。2.1.3 根據(jù)油田分公司鉆開(kāi)油氣層申報(bào)制度要求，由地質(zhì)監(jiān)督以書(shū)面形式向鉆井監(jiān)督和井隊(duì)提出油氣層預(yù)告；原則：1）鉆揭目的層前7天。2）目的層提前或非目的層發(fā)現(xiàn)油氣顯示要立即通知。3）鄰井沒(méi)有發(fā)現(xiàn)H2S氣體，但本井應(yīng)密切監(jiān)控。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中H2S的安全臨界濃度為20mg/m3（約14PPm），若發(fā)現(xiàn)H2S，無(wú)論濃度高低，都要向勘探事業(yè)部的鉆井技術(shù)部及HSE管理辦公室、生產(chǎn)技術(shù)處和質(zhì)量安全環(huán)保處報(bào)告，同時(shí)作業(yè)隊(duì)伍要向所

20、屬的上級(jí)部門(mén)報(bào)告。2.2 地層可鉆性分級(jí)及地層壓力預(yù)測(cè) 2.2.1 地層可鉆性分級(jí)2.2.2 壓力剖面預(yù)測(cè)2.3 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系數(shù)鉆探目的層為灰?guī)r地層，確定完井方法為先期裸眼完井。根據(jù)地質(zhì)情況鉆達(dá)目的層過(guò)程中不受鹽巖，高壓水層等復(fù)雜地層影響，故井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按地層壓力和破裂壓力剖面進(jìn)行。井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系數(shù)如下表所示。鉆井液的壓力體系 最大鉆井液密度?max?pmax?Sb (2-1)式中 ?max 某層套管鉆進(jìn)井段中所用最大泥漿密度，g/cm3；?pmax 該井段中所用地層孔隙壓力梯度等效密度，g/cm3；Sb 抽吸壓力允許值的當(dāng)量密度，取0.036 g/cm3。 發(fā)生井涌情況?fnk=?pmax

21、+Sb+Sf+Hpmax?SkHni(2-2)在井內(nèi)最大壓力梯度作用下，?fnk 第n層套管以下井段發(fā)生井涌時(shí)，上部地層不被壓裂所應(yīng)有的地層破裂壓力梯度，g/cm3；Hni 第n層套管下入深度初選點(diǎn)，m；Sk 壓井時(shí)井內(nèi)壓力增高值的等效密度, 取0.06 g/cm3；sf 地層壓裂安全增值，取0.03 g/cm3。 校核各層套管下到初選點(diǎn)時(shí)是否會(huì)發(fā)生壓差卡套?Pr2?9.81?Hmm(?pmax?Sb?pmin)?10?3(2-3)?prn 第n層套管鉆進(jìn)井段內(nèi)實(shí)際的井內(nèi)最大靜止壓差，MPa；?pmin 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度等效密度，g/cm3；?P 避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差，取12

22、 MPa；Hmm 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最大深度，m 。套管層次的確定 1.確定油層套管下入深度H1因?yàn)榫頗=3601m,所以油層套管下入深度H=3601m 。12.確定第技術(shù)套管下入深度H2 (1) 初選點(diǎn)H2i試取 H2i=310 m參考臨井基本參數(shù), ?f310=1.60g/cm3,?pmax=1.12 g/cm3 由公式3-23601?0.060?f2k=1.12+0.036+0.03+310?f2k=1.883 (g/cm3)因?yàn)?f2k ?f950且相近，則初選點(diǎn)下入深度H2i=310 m 。 (2) 校核H2i=310 m在此井段 , ?pmax=1.12 g/cm3,

23、?由公式 3-3?Pr2=9.81?163(1.12+0.036-0.85)?10?3 ?Pr2=0.17126(MPa)3=0.85g/cm , Hmm=163 m 。 pmin因?yàn)?Pr2 ?P,所以不會(huì)產(chǎn)生壓差卡套, 則確定此級(jí)套管的下入深度310m 。3.確定第表層套管下入深度H3 (1) 試取H3i=80 m參考臨井基本參數(shù)，?pmax=0.85 g/cm3,?f80=1.50g/cm3。參考鄰井資料的鉆井液性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)：在0-163m的井段上鉆井液的密度范圍為1.1-1.2g/cm3,在這里我們?cè)嚾°@井液密度為1.15g/cm3由公式 3-2和3-1?f3k=1.15+0.03+

24、310?16080?f3k=1.4125(g/cm3)因?yàn)?；f3k；?f200且相近，則初選點(diǎn)下入深度H3i；(2)校核H3i=80m；在此井段,?pmax=0.85g/cm3,?pm；?Pr3=9.81?80?(1.2-0.85)?；因?yàn)?Pr3?P,所以不會(huì)產(chǎn)生壓差卡套,；套管尺寸與井眼尺寸的選擇與配合；1.查鉆井手冊(cè)(甲方)，選擇以下鉆頭與套管如；表2-1鉆頭與套管的選擇；3套管柱強(qiáng)因?yàn)?f3k?f200且相近，則初選點(diǎn)下入深度H3i=40m 。(2) 校核H3i=80m在此井段 ,?pmax =0.85 g/cm3,?pmin=0.85 g/cm3,Hmm=80 m 。 由公式 3-

25、3?Pr3=9.81?80?(1.2-0.85)?10?3 ?Pr3=0.27468(MPa)因?yàn)?Pr3 ?P,所以不會(huì)產(chǎn)生壓差卡套, 則確定此級(jí)套管下入深度為80 m 。套管尺寸與井眼尺寸的選擇與配合1 .查鉆井手冊(cè)(甲方)，選擇以下鉆頭與套管如下：表2-1 鉆頭與套管的選擇3 套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)3.1 油層套管柱設(shè)計(jì)3.1.1 按抗外擠強(qiáng)度設(shè)計(jì)由下向上選擇第一段套管?D=pc1?SD=1.156?9.81?2000?10?3?1.125 ?D=25.515MPa查鉆井手冊(cè)（甲方），選擇第一段套管表3-1 第一段套管鋼級(jí)選擇3.1.2 確定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用長(zhǎng)度 1.查鉆井

26、手冊(cè)（甲方），選擇第二段套管表3-2 第二段套管鋼級(jí)選擇D2?21.512?1686.17m1.156?0.00981?1.125D2=1618.17(m) 實(shí)際取D2=1618(m)第一段套管使用長(zhǎng)度 L1= D1-D2=2000-1618L1=382 (m)圓整進(jìn)到390 m 2.雙軸應(yīng)力校核?z?LqKB?390?23.07?9.81?10?3?1.1567.85=12.998KN查鉆井手冊(cè)（甲方）?S=1103.2KN故?z12.998?0.01178 ?s1103.2?gD2SD?1.156?0.00981?1610?1.125=20.54KN?t?27.855?0.9645?26.

27、866 ?S?t?S故pgD2SD?滿足雙軸應(yīng)力校核3.抗拉強(qiáng)度校核?Z?St?12.998?1.8?23.39987.5滿足抗拉強(qiáng)度要求。3.1.3 確定第二段使用長(zhǎng)度和第三段可下入深度表3-3 第三段套管鋼級(jí)選擇D3?1414m1.156?0.00981?1.125實(shí)際取D3=1414(m)第二段使用長(zhǎng)度 L2= D2- D3=1618-1414=204(m)， 取第二段套管的長(zhǎng)度200m；2.雙軸應(yīng)力校核?z?LqKB+12.998?200?0.2043?0.85?12.998?47.729KN查鉆井手冊(cè)（甲方）?S=987.5KN故?Z47.729?0.0483 ?S987.5?gD3

28、SD?1.156?0.00981?1414?16.04 ?t?21.512?0.9612?20.67 ?S故pgD2SD?t?S滿足雙軸應(yīng)力校核 3.抗拉強(qiáng)度校核?Z?St?47.729?1.8?85.912?840.7滿足抗拉強(qiáng)度要求。3.1.4 確定第三段使用長(zhǎng)度和第四段可下入深度表3-3 第三段套管鋼級(jí)選擇按計(jì)算D4?1021m1.156?0.00981?1.125L3=D4-D3=393m 在這里我們?nèi)3=400m 1.抗拉強(qiáng)度校核由公式?z?LqKB+47.729?400?0.2043?0.85?47.729?118.52KN2.抗拉強(qiáng)度校核?Z?St?118.52?1.8?213

29、.39?578.3滿足抗拉強(qiáng)度要求。所以第四段套管的長(zhǎng)度為:L4=L?L1?l2?L3?2000-390-200-400=1010 3 校核第四段套管第四段套管主要所受最大的拉應(yīng)力 抗拉強(qiáng)度校核：?z?LqKB+118.52=1010?0.2043?0.85+118.52 =293.9180m 從而實(shí)際用鉆桿：80-27.3=52.7m校核抗擠度：P外擠=?gh=1.1?1000?9.8?（80-27.3）0.568MPa 310m從而實(shí)際用鉆桿：310-118.3=191.7m校核抗擠度：P外擠=?gh=1.15?1000?9.8?（310-118.3）=2.1605MPa2000m 從而實(shí)

30、際用鉆桿：2000-218.4=1781.6m。校核抗擠度：P外擠=?gh=1.25?1000?9.8?（2000-218.4）=21.825MPa50+20+73.18,所以V原143.18 m3,V原=160m3 。5.3 鉆井液密度的轉(zhuǎn)換5.3.1 一次開(kāi)鉆時(shí)由公式5-4?加V原（?重?原）2?103?210（1.2?1)?1032?103?160(1.15?1)?103W加=(2?1)?103?加?重(2?1)?103W加=48(t)所以加入黏土的量為48t Q=V原-水W土?水48?103=160-=112m3 31?105.3.2 一次開(kāi)鉆到二次開(kāi)鉆時(shí)需要重晶石質(zhì)量由公式G重?V原

31、?重?加?原?重?加得160?4.2?103(1.156?1.15)?103G重=4.032t 3(4.2?1.156)?10所以需加重晶石4.032t。6 鉆井水力參數(shù)設(shè)計(jì)6.1 泵的選擇6.1.1 保證井壁不被沖刷的相關(guān)公式1517.83(DH?DP)n?va2?n?Z= （6-1）n0.387500?n?K式中 Z 流態(tài)值，808；DH井眼直徑，cm ； DP 鉆具外徑，cm ； n 流性指數(shù) ； K 稠度系數(shù),Pasn；?鉆井液密度，g/cm3 。Q=?4(D22?maxH?DP)?a Q=?(D2?D2min4HP)?sl 6.1.2 臨界井深的確定公式 1第一臨界井深DcrPr1=

32、0.357mQ1.8?amr式中a=kg+kc-m ?Lc kp= m ?Lp (6-6)k0.80.2L1L2L3g=0.51655?d?pv(d4.8+L44.8+4.84.8) (6-7) 1d2d3d4k=?0.80.2Pd?LBpvpd4.8+0.57503?d31.8 (6-8) pi(dhp)(dh?dp)6-2）6-3）6-4）6-5）（ （ （ （0.2kc=?d?pvLc0.80.516550.57503+ (6-9) 4.831.8dci(dh?dc)(dh?dc)式中 d1,d2,d3,d4地面高壓管線，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的內(nèi)徑，m ；L1,L2,L3,L4地面高壓

33、管線，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的長(zhǎng)度，m ； dpi,dp,dci,dc 分別為鉆桿,鉆鋌的內(nèi)徑和外徑，m ； B 常數(shù)，內(nèi)平鉆桿取0.51655； LP,Lc分別為鉆桿和鉆鋌的長(zhǎng)度，m；kg,kp,kc分別為地面管匯，鉆桿內(nèi)外，鉆鋌內(nèi)外的壓力損耗系數(shù)； dh 井徑，m； dc 鉆具外徑，m；?pv 鉆井液的塑性粘度，Pas；Pr泵的最大工作壓力，kW； Qr泵的最大排量，m3/s 2 .第二臨界井深 Dcr2=0.357Pra? (6-10) 1.8mmQaQa鉆井液攜帶巖屑最小速度對(duì)應(yīng)泵的排量，m3/s 。 6.1.3 一開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算DH=444.5 mm , DP=139.7 mm ,

34、n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,?=1.1g/cm3?a?1.2s?c?a?sl (6-11) ?sl?0.00707ds?s?d?d3?e1?nn(6-12)?dh?dp?e?12?a?2n?1?3n?K (6-13)?由公式(6-11) (6-12) (6-13)得攜巖最低返速?sl=0.6(m/s)由公式6-2 Q1max=?2?2(DH?DP)?a=(0.44452?0.139.72)?1.2 44Q1max=167.73(l/s) 由公式6-3 Q1min=?2?2(DH?DP)?sl=(0.44452?0.13972)?0.6 44Q1min=83.868(l/s)6.

35、1.4 二開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算DH=215.9 mm , DP=139.7 mm ,n=0.65 ,K=0.3 , Z=808 ,?=1.1g/cm3 ?a?1.2s?c?a?sl (6-11) ?sl?0.00707?dh?dp?e?12?a?1?nds?s?d?2?d?n33e(6-12)?2n?1?3n?K (6-13)?由公式(6-11) (6-12) (6-13)得攜巖最低返速?sl=0.6(m/s)由公式6-2 Q1max=?2?2(DH?DP)?a=(0.21592?0.139.72)?1.2 44Q1max=25.53(l/s) 由公式6-3 Q1min=?2?2(DH?DP)?s

36、l=(0.21592?0.13972)?0.6 44Q1min=12.76(l/s) 6.1.5 三開(kāi)時(shí)泵的排量計(jì)算DH=215.9 mm ,DP=127 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,?=1.25g/cm3 由公式6-2Q3max=；?2?2；(DH?DP)?a=(0.21592?0.12；Q3max=28.72(l/s)由公式6-3Q3；?2?2(DH?DP)?sl=(0.21592；Q3min=14.36(l/s)；表5-1泵的參數(shù)表；6.2臨界井深的計(jì)算；6.2.1三開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定；當(dāng)三開(kāi)時(shí)，dpi=112mm,dp=127mm,；dh=0.2由公式6-2

37、 Q3max=?2?2(DH?DP)?a=(0.21592?0.1272)?1.2 44Q3max=28.72(l/s) 由公式6-3 Q3min=?2?2(DH?DP)?sl=(0.21592?0.1272)?0.6 44Q3min=14.36(l/s)表5-1泵的參數(shù)表6.2 臨界井深的計(jì)算6.2.1 三開(kāi)時(shí)第一臨界井深的確定當(dāng)三開(kāi)時(shí)，dpi=112mm,dp=127mm,dci=71.4mm,dc=152.4mm,dh=0.2 m ,?d=1.156 g/cm3,?pv=0.023Pas,d1=d2=d3=d4=0.120m,1=50m,L2=30m,L3=20m,L4=16m。由公式6

38、-7Kg=0.12975(1.156?103)0.8?0.0230.2(Kg=5.346?10?4 由公式6-650302016+)0.1204.80.124.80.124.80.124.8m?KpLp?1.256?10?3?0.8?0.0230.20.129750.14444?0.111964.80.22?0.127?30.22?0.127?1.8=3.22?10?6由公式6-10Kc=(0.001156)0.8?0.0230.2?366Kc=1.98?10?4 由公式6-5n=5.346?10?4?1.98?10?4?3.22?10?6?218.4 n=2.94?10?5 由公式5-40.

39、129750.14444+ 4.831.80.0714(0.2?0.1524)(0.2?0.1524)735.52.94?10?50.357Pra28.72Dcr1=- ?=1.8?6?61.8mQrm3.22?10?28.723.22?100.0375?Dcr1=3785.36（m） 6.2.2 泵的工作狀態(tài)的選擇因?yàn)镈cr12000 m ，所以全井段泵都以額定泵功率工作,即： Qop=30.17Ls。6.2.3 噴嘴 射流速度及射流沖擊力的設(shè)計(jì)0.081?dQ2因?yàn)閲娮斓漠?dāng)量直徑：de= 2C?Pb又 DDpc 所以 （n+mD）Qr?pb=Pr-1.8)?28.721.8=27.32cm =27.99-(2.94?10?5+3.22?10?6?200020.081?dQr當(dāng)量直徑de=2.12cm 2C?Pb若采用三個(gè)等直徑的噴嘴時(shí)：d1=d2=d3=射流速度：Vj=10Qr12?d4de=1.23cm=10?28.721?3.14?1.2324=165.622m射流沖擊力：Fj=?dQ21100?d24=5.499KN射流水功率：0.05?dQ3Pj=12.54MPa122(?d)47 注水泥設(shè)計(jì)7.1 水泥漿的用量7.1.1 水泥漿體積的計(jì)算1.封固表層套管水泥漿體積的計(jì)算DH1=444.5 mm ,DS1=33