钻井工程石油工程课程设计答案

远程教育学院石油工程专业

《钻井工程》课程设计

任务书

中国石油大学（北京）

远程教育学院

2012年5月

目录

一、地质设计摘要

二、井身结构设计

三、固井工程设计

四、钻柱设计

五、钻井设备选择

六、钻井液设计

七、钻进参数设计

八、下部钻具组合设计

九、油气井控制

十、各次开钻或分井段施工重点要求

十一、地层压力监测要求

十二、地层漏失试验

十三、油气层保护

十四、完井井口装置

十五、环保要求

十六、钻井进度计划

十七、成本预算

XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。

设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）

一、地质设计摘要（√）；

根据《xx井钻井地质设计》，本井设计井深米，预测压力系数为0.95~0.98，属于正常压力体系。主要目的层为。因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。

二、井身结构设计（√）；

井身结构设计

设计系数

抽吸压力系数：0.04g/cm3

激动压力系数：0.04 g/cm3

地层破裂安全增值：0.03 g/cm3

井涌条件允许值：0.05 g/cm3

正常压力压差卡钻临界值：12~15MPa

异常压力压差卡钻临界值：15~20MPa

一、地质概况

井身结构设计表

（1）设计一开井深200±米，表层套管下深199±米，封固上部松散地层，为二开安全施工创造条件。

（2）若一开钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。（2）油层套管水泥浆返深可根据实钻油气显示情况最终确定。原则上含气井水泥浆应返至地面，不含气井水泥浆返高至少高于最浅油顶200米。

三、固井工程设计：

1．套管柱强度设计（√）；

1、套管柱设计条件

2、套管柱的校核

泥浆应返至地面，不含气井水泥浆返高至少高于最浅油顶200米。套管扶正器安放要求

备注：1）套管扶正器安放位置要根据实钻井眼情况进行调整；

3．水泥及水泥浆设计；

4．注水泥浆及流变学设计；

水泥浆流变学计算1、确定流变模式

B=(φ

200-φ

100

)/(φ

300

-φ

100

)=0.46≠0.5±0.03

水泥浆选用幂律流变模式2、判别流态

n=2.096 lg(φ

300/φ

100

)=0.67

K=0.511φ

300

/511n=0.68Pa.sn

计算临界紊流雷诺数： R

e

=3470-1370n=2549 3、环空紊流临界流速计算

=2.19m/s

4、紊流临界排量计算

Q

C =πV

C

( D2-d2)/4=26.7 l/s 5、压力损耗计算

P

损

=5.0MPa

6、顶替终了的最大泵压计算

P

压差

=7.0 MPa

P

损

=5.0 MPa

P

附加

=3.0 MPa

P

max

=15.0 MPa

四、钻柱组合和强度设计（√）；

钻具组合设计及强度校核

1 一开钻具组合

注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正2 二开钻具组合

（1）推荐第一套钻具组合

①钻具组合

注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正

3 三开钻具组合

注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正②强度校核

（2）推荐第二套钻具组合

①钻具组合

注：以上计算数据未考虑补芯高，施工中注意修正②强度校核

现场必备工具

五、钻机选择；

钻机与主要设备配置

六、钻进参数设计：

1．机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（√）；钻头选型

钻井参数设计

注：以上表中数据为理论计算数据，钻井过程中可根据现场实际情况进行调整。

2．钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）1 钻井液设计依据

（1）地质设计对地层压力的预测；

（2）地质设计对钻井液的要求；

（3）维护井壁稳定、保证井下安全要求；

（4）邻井实钻资料；

（5）本井井身结构；

（6）有关钻井液行业标准和企业标准。

2 钻井液设计重点提示

C地层、F2J地层易掉块、垮塌，应注意提高钻井液的携岩性及防止发生垮塌掉块；全井注意油气保护，防喷防漏；施工时应依据地质或工程设计调节钻井液密度，避免盲目加重，特别是在地质设计提示可能的目的层附近，以防压漏地层和污染油气层。

3 钻井液密度设计

3.水力参数设计（√）；

表A-4 水力参数设计数据

1 泥浆泵型号与性能

3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）

2 钻井液性能其它参数

地面泵压不超过20Mpa

Kg=1.07*103 Mpa S8.1L8.1

环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s

钻井液塑性粘度0.0047pa.S

4．钻柱与下部防斜钻具结构（√）；

七、油气井压力控制；

八、完井工程（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）；

九、钻前工程；

十、环境保护要求；

十一、各次开钻或分段施工的特殊点要求；

十二、材料及成本预算；

十三、技术经济指标及钻井进度计划。