井身结构的基本知识

井身结构的基本知识

井身结构的基本知识

搜刮了点井身结构的基本知识与大家共享

一、井身结构设计所需要的基本钻井地质环境

资料

二、井身结构设计基本参数的确定

三、井身结构设计方法

（一）需要的基本钻井地质环境资料

地质分层及地层岩性剖面

地区钻井事故统计剖面

卡钻、坍塌、井漏、异常压力等

地层孔隙压力剖面

地层坍塌压力剖面

地层破裂压力剖面

井身结构设计的合理与否,其中一个重要的决定因素是设计中所用到的抽吸压力系数、激动压力系数、破裂压力安全系数、井涌允量和压差卡钻允值这些基础系数是否合理。1、抽吸压力系数Sb和激动压力系数Sg的确定

a.收集所研究地区常用泥浆体系的性能，主要包括密度、粘度以及300转和600转读数。

b.收集所研究地区常用的套管钻头系列、井眼尺寸及钻具组合。

c.根据稳态或瞬态波动压力计算公式，计算不同泥浆性能、井眼尺寸、钻具组合以及起下钻速度条件下的井内波动压力，根据波动压力和井深计算抽吸压力和激动压力系数。

2、破裂压力安全系数Sf的确定

Sf是考虑地层破裂压力预测可能的误差而设的安全系数，它与破裂压力预测的精度有关。直井中美国取Sf=0.024 g/cm3，中原油田取Sf=0.03 g/cm3。在其他地区的井身结构设计中，可根据对地层破裂压力预测或测试结果的信心程度来定。测试数据（漏失试验）较充分、生产井或在地层破裂压力预测中偏于保守时，Sf取值可小一些；而在测试数据较少、探井或在地层破裂压力预测中把握较小时，Sf取值需大一些。一般可取Sf=0.03～0.06 g/cm3。

收集所研究地区不同层位的破裂压力实测值和破裂压力预测值。

根据实测值与预测值的对比分析，找出统计误差作为破裂压力安全系数。

3、关于井涌允量Sk的确定

a.统计所研究地区异常高压层以及井涌事故易发生的层位、井深和地层压力值。

b.根据现有地层压力检测技术水平以及井涌报警的精度和灵敏度，确定允许地层流体进入井眼的体积量（如果井场配有综合录井仪，一般将地层流体允许进入量的体积报警限定为3～5m3）。

c.统计钻达异常高压层位时的井眼尺寸和钻具组合，计算地层流体在井眼内所占的液柱高度。

d.根据异常高压层所处的井深、地层压力值、地层流体所占的液柱高度，计算各样本点的井涌允量，然后根据多样本点的统计结果确定出所研究地区的井涌允量值。

4、关于压差卡钻允值△PN、△PA的确定

a．通过卡钻事故统计资料,确定易压差卡钻层位及井深.

b．记录卡钻层位的地层孔隙压力.

c．统计卡钻事故发生前井内曾用过的最大泥浆密度

,以及卡钻发生时的泥浆密度.

d．根据卡钻井深、卡点地层压力、井内最大安全泥浆密度计算单点压差卡钻允值. e．统计分析各单点压差卡钻允值,确定适合于所研究地区的压差卡钻允值.

某地区井身结构设计基础参数

抽吸压力系数和激动压力系数（g/cm3 ）0.05～0.07

井涌允量（g/cm3 ）0.042～0.07

破裂压力增值（g/cm3 ）0.03～0.06

压差卡钻允值

正常（MPa）18～20

异常（MPa）23～25

设计的基本依据：地层特性、孔隙压力、破裂压力剖面、地区设计系数以及已钻井的资料等。

设计的基本原理：根据裸眼井段的力学平衡关系，使每两层套管之间的裸眼井段满足以下四个力学平衡方程：

（1）ρmax≥ρpmax+ Sb +△ρ防井涌

（2）(ρmax-ρpmin)×Hpmin×0.0098≤△P 防卡钻

（3）ρmax+ Sg + Sf ≤ρfmin 防漏（4）ρmax+ Sf + Sk ×Hpmax/ Hc1≤ρfc1 防漏

传统的自下而上方法设计出的每层套管下入的深度最浅，可使套管费用最少，适合于已探明地区的开发井的井身结构设计。对于深探井，由于对下部地层了解不充分，难以应用这种传统方法自下而上合理地确定每层套管的下深。

对深层钻井，尤其是深探井钻井来说，一般对所钻地区深层的地层资料掌握不清，中心目标应是怎样切实保证钻达目的层，提高深探井的钻井成功率。

在不同的钻进井深，井眼内的抽吸和激动压力系数并不是一个定值。上部井眼内的系数普遍较小，下部井眼则较大。

另外，井身结构设计还与某些特殊因素有关，也就是常说的“必封点”，有的油田要求油层段浸泡时间小于7天，对于深井有浅层或中深层油层的，就考虑多下一层套管。另外随着水平井、大斜度井的增加，为降低钻井风险，也常常增加技术套管的层数。