课程设计(钻井工程)

1、哈尔滨石油学院本科生毕业课程设计前 言钻井工程设计是石油工程的一个重要课题，它是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，很大程度上依靠钻井设计水平的提高。搞好钻井设计是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学管理的前提。钻井设计应立足在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计

2、必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。本设计的主要内容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井内钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6

3、，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计内容。目 录第1章 设计资料的收集11.1预设计井基本参数11.2 邻井基本参数1第2章 井身结构设计62.1 钻井液压力体系62.1.1最大泥浆密度62.1.2校核各层套管下到初选点深度时是否会发生压差卡套62.2 井身结构的设计72.2.1套管层次与深度的确定7第3章 套管柱强度设计103.1 油层套管柱设计10 3.1.1 计算的相关公式103.1.2 按抗外挤强度设计由下向上选择第一、二段套管的使用长度103.1.3 油层套管的抗拉强度校核123.2 表层套管柱设计133.3 结论设计14第4章 钻柱设计164.1钻铤的设计164.1.

4、1 所需钻铤长度的计算公式164.1.2 计算钻柱所受拉力的公式164.2 钻铤、钻杆长度的计算174.2.1一次钻开钻具组合174.2.2 二次开钻钻具组合194.3 设计结果22第5章 钻井液设计235.1 钻井液的选择235.1.1井筒内钻井液体积235.1.2 地面循环量235.1.3 损耗量235.1.4 需要加入粘土、清水的量235.2 钻井液密度转换245.2.1 一次开钻需要加入重晶石量245.2.2 二次开钻需要加入重晶石量245.3 钻井液设计245.3.1 井筒内钻井液体积245.3.2 钻井过程中所需的钻井液体积245.3.3需要加入的水量和土量255.3.4 钻井液密

5、度转换255.4 结论统计26第6章 钻井水力参数的设计276.1泵的选择276.1.1 确定最小排量276.1.2 计算不同井深循环压耗系数276.1.3 临界井深的确定286.1.4 喷嘴直径的确定286.1.5 最优排量的计算296.2 泵的各种参数计算296.2.1 一开时喷嘴直径的计算296.2.2 二开时喷嘴直径的计算30第7章 注水泥设计357.1 水泥浆的用量357.1.1 所需水泥浆体积的计算公式35 7.1.2 所需干水泥质量的计算公式. 35 7.1.3 所需水的体积的计算公式357.1.4 顶替排量的计算公式367.1.5 防凝时间的计算公式367.2 所需干泥灰、清水

6、的用量367.2.1 水泥浆体积的计算367.2.2干水泥质量的计算377.2.3所需清水的体积的计算377.3顶替时间的计算377.3.1顶替排量377.3.2顶替容积387.3.3 顶替时间.387.3.4 注水时间387.3.5 防凝时间39 7.4设计结果39第8章 设计结果40参考文献40IV 第1章 设计资料的收集1.1 预设计井基本参数井 号SJ0064井别预探井坐标21603564,5023672设计井深1700井口海拔128目的层位P完井层位青23 段地理位置升南，宋芳屯构造位置松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷永乐向斜设计依据 1.设计依据 （1）1997年勘探方案审定纪要（2）本

7、地区地震T1,T2构造图。2.钻井目的 (1)证实该目的层是否为构造类型油气藏，以及岩性因素对油气藏影响程度。（2）查明该区的尤其情况。（3）查明该区的储层特性1.2 邻井基本参数（1）井身结构井号项目钻头尺寸(mm)下深(m)套管尺寸(mm)泥浆密度(g/cm³)井深永乐区块导管250203391.05-1.1525永乐区块油层20016201391.2-1.251625（2）地层压力井号井段地层压力P(g/cm³)破裂压力f(g/cm³)永乐区块0-2500.851.45永乐区块250-4500.861.46永乐区块450-6500.91.485永乐区块650

8、-8500.911.5永乐区块850-10500.921.52永乐区块1050-12500.951.55永乐区块1250-145011.59永乐区块1450-16201.11.85（3）钻具组合井号井段钻头外径(mm)密度(g/cm³)钻具组合永乐区块-16202001.2-1.25178×18195方钻头159×18184螺旋扶正器159×9184螺旋扶正器159×75（4）钻井液性能井号地质年代井段(m)钻井液类型密度(g/cm³)漏斗密度(s)PH值静切力(Pa)塑性粘度(mPa·s)屈服值(Pa)N值K值试水(API

9、)永乐区块嫩3段-第四系0-1050两性复和离子钻井液1.05-1.1530-408.5-9.5-28-184-9.6-.75.1-.31-5永乐区块青2-3段-嫩2段1050-1620两性复和离子钻井液1.2-1.2530-458.5-91-2.513-236-12.6-.7.2-.41-4（5）水利参数井号钻头尺寸(mm)井段(m)泵压(MPa)钻头压降(MPa)环空压降(MPa)冲击力(KN)喷射速度(m/s)钻头水功率(%)比水功率(%)上返速度(m/s)功率利用率(%)永乐区块2000-110015.6613.771.896149463141.8887.95永乐区块2001100-1

10、6201062.564.059219461.8869.31（6）钻井参数井号井段(m)钻头尺寸(mm)钻头类型生产场喷嘴组合钻压(KN)转速(rpm)排量(L/s)密度(g/cm³)井号井段(m)钻头尺寸(mm)钻头类型生产场喷嘴组合钻压(KN)转速(rpm)排量(L/s)密度(g/cm³)永乐区块0-11002003B大庆10+10+10120-140195-20033-351.05-1.15永乐区块1100-1620200FM202大港9+9+9+930-40195-20033-351.2-1.25（7）套管柱设计参数井号套管类型套管层位井段外径(mm)钢级段重(t)长

11、度(m)壁厚(mm)抗位系数抗挤系数永乐区块常规油层0-10139J-557.7210.253.2266.7永乐区块常规油层10-1360139J-556.2135028.122.251.25永乐区块常规油层1360-1620139J-557.722606.5817.031.71（8）注水泥设计参数井号套管层位固井前密度要求(g/cm³)上返速度(m)水泥塞深度(m)水泥浆密度(g/cm³)漏失量(m³)水泥品种标号注水泥量(袋)外加剂品种外加剂量(Kg)永乐区块油层1.2513101.85-1.90G级2400第2章 井身结构设计井身结构是采油目的层以上井段须下

12、入专用套管的层次、深度以及相应的井眼（钻头）尺寸。井身结构组成包括导管、表层套管、技术套管、生产套管。其中导管的作用，在钻井一开始建立泥浆循环，保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮，保证井口正常钻井。表层套管作用，在钻井中用以巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层（松软地层及浅层气），还可用于安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象。技术套管作用，在钻井中用以封隔某些难以控制的复杂地层，以便以顺利的钻达预定的生产目的层。生产套管作用，用以封隔油、气、水层，保证油井的顺利生产。保护井壁，隔断上覆地层和油层的通路，在套管内形成举升油气的良好通道。井身结构设计的主要任务是

13、确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度生产套管尺寸及钻头尺寸；主要原则是有效保护储集层，避免生产井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故，为优质、安全、高速和经济钻井创造条件。2.1 钻井液压力体系2.1.1 最大泥浆密度 （2-1）式中 某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度，g/cm³； 该井段中所用最大地层孔隙压力梯度密度，g/cm³； 抽吸压力允许值的当量密度，取0.036 g/cm³。预计发生井涌情况时， （2-2）式中 发生井涌时，在井内最大压力梯度作用下，上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度，g/cm³； 该井段中所用最大地层孔隙

14、压力梯度密度，g/cm³； 压井时井内压力增高值的等效密度，取0.06 g/cm³； 地层压裂安全增值，取0.03 g/cm³； D21表层套管下入深度初选点。2.1.2 校核各层套管下到初选点深度时是否会发生压差卡套 （2-3） 式中 某段井段内实际的井内最大压差，MPa； 在深度为允许差值时采用的钻井液密度，g/cm³； 、分别为井段内最大与最小地层压力当量密度，g/cm³； 最大与最小地层压力点所对应的井深，m； 压差允值，取=16Mpa。2.2 井身结构的设计2.2.1 套管层次与深度的确定根据邻井参数绘制的压力与井身变化示意图，如下图

15、所示。（1）表层套管下入深度D21初选点的确定已知=1.1g/cm³，=0.036g/cm³，=0.03，=1700m，=0.06g/cm³，确定表层套管下入深度。解：由公式（2-2）得 试取，代入上式得而所以所以表层套管下入深度初选点（2）校核表层套管下入到深度初选点过程中是否发生压差卡套已知判断表层套管下入深度到初选点过程中是否发生压差卡套。解：由公式（2-3）得 而所以所以下入过程中不会发生压差卡套。（3）校核油层套管1 确定油层套管的下入深度初选点的确定 已知，在设计井深结构时需要留足5m的口袋，在此条件下确定油层套管的下入深度初选点。解:因为井深下套管时

16、需要留足5m的口袋，所以油层套管下入深度2 校核油层套管下入深度到初选点过程中是否发生压差卡套已知判断油层套管下入深度到初选点过程中是否发生压差卡套。解：由公式（2-3）得 而所以所以下入过程中不会发生压差卡套。结论统计查钻井手册（甲方），选择钻头与套管如下表所示 井身结构设计表井号项目钻头尺寸(mm)下深(m)套管外径(mm)井身(m)SJ0064表层444.5350339.7355SJ0064油层2001695139.71700第3章 套管柱强度设计 套管柱强度设计的任务就是要事先设计出强度足够的套管柱以保证能经受入井后各种外载的作用，同时在保证套管不破坏的前提下，还应使所设计出的套管柱在

17、成本上是最低的，这就是通常所说的套管柱设计的“既安全又经济”的原则。 。3.1 油层套管柱设计3.1.1 计算的相关公式（1）某井段的最大外挤压力 （3-1）式中 该井段所用你讲的最大密度，g/cm³；D为某段钢级的下入深度，m。（2）某段钢级套管的最大下入深度 （3-2）式中 某段钢级套管的抗外挤强度，MPa；为最小抗外挤强度安全系数，取1.25。（3）套管浮力系数 （3-3）式中 某段所用钢材的密度，取7.8g/cm³.（4）安全系数 抗拉安全系数：。3.1.2 按抗外挤强度设计由下向上选择第一、二段套管的使用长度根据现场实际施工情况，查钻井手册（甲方）选择第

18、一段套管如下：表3-1 第一段套管选择钢级外径(mm)内劲(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉强度(KN)抗内压强度(MPa)抗挤强度(MPa)管体屈服强度(KN)J-55139.7125.76.99226.2987.533.16427.8851103.2 查钻井手册（甲方）选择第二段套管如下： 表3-2 第二段套管选择钢级外径(mm)内劲(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉强度(KN)抗内压强度(MPa)抗挤强度(MPa)管体屈服强度(KN)J-55139.7127.36.2204,3840.729.44121.512987.5 根据以上数据求出第一、二段套管的使用长度解：（1）对第一段

19、油层套管进行抗外挤强度校核由公式（3-1）得 由表（3-1）知： 所以所以第一段套管满足抗挤要求（2）确定第一、二段油层套管的使用长度由表（3-2）得 由公式（3-2）得 取=1400m，则第一段油层套管使用长度 取每根套管长度为9.1m则第一段油层套管使用根数： 根 取=33根则第一段油层套管实际下入井中的长度为则第二段油层套管使用长度为则第二段油层套管使用根数： 根 取=153根则第二段油层套管实际下入井中的长度为（3）对第二段油层套管进行抗外挤强度校核由公式（3-1）得 由表（3-1）知： 所以所以第二段套管满足抗挤要求。3.1.3 油层套管的抗拉强度校核（1）第一段油层套管抗拉强度校核

20、解：由公式（3-3）得 由表（3-1）知 第一段油层套管均重为 则第一段油层套管在钻井液中的重量：由表(3-1)得所以所以第一段油层套管满足抗拉要求（2）第二段油层套管抗拉强度校核解：由公式（3-3）得由表（3-1）知 第二段油层套管均重为则第一段油层套管在钻井液中的重量：由表(3-1)得所以所以第二段油层套管满足抗拉要求。3.2 表层套管柱设计 根据现场实际施工情况，查钻井手册（甲方）选择表层套管如下：表3-3 表层套管选择钢级外径(mm)内劲(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉强度(KN)抗内压强度(MPa)抗挤强度(MPa)管体屈服强度(KN)H-40339.73238.38700.5

21、1432.311.9285.1022406.5判断表层套管的强度是否满足要求。解：1 对表层套管进行抗外挤强度校核则表层套管使用根数：根 取=38根则第二段油层套管实际下入井中的长度为由公式（3-1）得 由表（3-1）知： 所以所以表层套管满足抗挤要求2 表层套管抗拉强度校核解：由公式（3-3）得 由表（3-1）知 第一段油层套管均重为 则表层套管在钻井液中的重量： 由表(3-1)得所以所以表层套管满足抗拉要求。3.3 结论设计套管柱设计参数表：套管层位项目井段（m）钢级外径(mm)内径(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉强度(KN)抗内压强度(MPa)抗挤强度(MPa)管体屈服强度(KN)

22、表层套管 0-350H-40339.73238.38700.51432.311.9285.1022406.5油层套管300.3-1692.6J-55139.7127.36.2204,3840.729.44121.512987.5油层套管 0-300.3J-55139.7125.76.99226.2987.533.16427.8851103.2第4章 钻柱设计 合理的钻柱设计是确保优质、快速、安全钻井的重要条件。尤其是对深井钻井，钻柱在井下的工作条件十分复杂与恶劣，钻柱设计就显得更加重要。  钻柱设计包括钻柱尺寸选择和强度设计两方面内容。在设计中，一般遵循以下两个原则： 第一

23、， 满足强度（抗拉强度、抗击强度等）要求，保证钻柱安全工作；第二， 尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井。4.1 钻铤的设计 根据钻头直径选择钻铤外径，钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。4.1.1 所需钻铤长度的计算公式 （4-1）式中 设计最大钻压，KN； 安全系数，此取； 钻井液浮力系数； 所需钻铤的长度，m； 每次开钻所需钻铤单位长度重量，N/m； 每次开钻所需钻铤的根数，没跟钻铤的长度9.1m。4.1.2 计算钻柱所受拉力的公式 （4-2）式中 悬挂在钻井液中钻柱任意截面上所受拉力，KN； 钻铤的长度，m； 钻铤单位长度重量，N/m；

24、 钻杆长度，m； 钻杆单位长度重量，N/m。 （4-3）式中 钻杆所受外挤压力，MPa； 最大钻井液密度，g/cm3。4.2 钻铤、钻杆长度的计算4.2.1 一次钻开钻具组合（1）钻铤长度的确定 查钻井手册（甲方）选择钻铤，选用钻铤：NC56-80外径为203.2mm，内径为71.40mm，长度为9.1mm，最大需要抗挤强度。求钻铤的使用长度。解：浮力系数 所需钻铤重量为 则钻铤长度为 则钻铤根数为 根取根则实际钻铤使用长度为由公式（4-3）得 而 所以所以钻铤满足抗挤强度要求（2）钻杆长度计算查钻井手册（甲方）选择钻杆，选用外径为139.7mm，内径为124.3mm，钢级为D级，按最小屈服强

25、度计算最小抗拉力；最小抗挤压力为773.33KN；的钻杆，MOP为拉力余量，一般取200500KN，抗拉安全系数。求钻杆的使用长度。解：由书查得，取MOP=300则最大安全静拉力为1 安全系数法 2 设计系数法 3 拉力余量法 由最小原则知，取 由公式（4-2）转化得 由钻铤长度知，钻杆长度为 钻杆根数 根取根则钻杆实际长度为（3）校核钻杆强度解：由公式（4-3）得 而 所以所以钻杆满足抗挤强度要求4.2.2 二次开钻钻具组合（1）355-1100m1 钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻铤，选用钻铤：NC50-70外径为187mm，内径为71.40mm，长度为9.1mm，最大需要抗挤强度。

26、求钻铤的使用长度。解：浮力系数 所需钻铤重量为 则钻铤长度为 则钻铤根数为 根取根则实际钻铤使用长度为由公式（4-3）得 而 所以所以钻铤满足抗挤强度要求2 钻杆长度计算查钻井手册（甲方）选择钻杆，选用外径为127mm，内径为108.6mm，钢级为D级，按最小屈服强度计算最小抗拉力；最小抗挤压力为893.67KN；的钻杆，求钻杆的使用长度。解：由书查得，取MOP=300则最大安全静拉力为安全系数法 设计系数法 拉力余量法 由最小原则知，取 由公式（4-2）转化得 由钻铤长度知，钻杆长度为 钻杆根数 根取根则钻杆实际长度为3 校核钻杆强度解：由公式（4-3）得 而 所以所以钻杆满足抗挤强度要求（

27、2）1100-1700m1 钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻铤，选用钻铤：NC50-70外径为178mm，内径为71.40mm，长度为9.1mm，最大需要抗挤强度。求钻铤的使用长度。解：浮力系数 所需钻铤重量为 则钻铤长度为 则钻铤根数为 根取根则实际钻铤使用长度为由公式（4-3）得 而 所以所以钻铤满足抗挤强度要求2 钻杆长度计算查钻井手册（甲方）选择钻杆，选用外径为127mm，内径为108.6mm，钢级为D级，按最小屈服强度计算最小抗拉力；最小抗挤压力为893.67KN；的钻杆，求钻杆的使用长度。解：由书查得，取MOP=300则最大安全静拉力为安全系数法 设计系数法 拉力余量法 由最

28、小原则知，取 由公式（4-2）转化得 由钻铤长度知，钻杆长度为 钻杆根数 根取根则钻杆实际长度为3 校核钻杆强度解：由公式（4-3）得 而 所以所以钻杆满足抗挤强度要求4.3 设计结果钻具组合设计表：项目钻头尺寸(mm)钻铤外径(mm)钻铤长度(m)钻杆外径(mm)钻杆长度(m)一开444.5203.291139.7263.9二开200178127.4127964.6127.41565.2第5章 钻井液设计 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质, 钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面，钻井液是钻井的“血液”，在钻井作业中起着非常重要的作用。因此对钻井液要求很高。5.1 钻井

29、液的选择5.1.1 井筒内钻井液体积 （5-1）式中 井筒内钻井液的体积， ； 第i段井径，m； 第i段井眼长度，m。5.1.2 地面循环量 由于井深为1700m，选择30钻机则地面循环量为。5.1.3 损耗量损耗量为 （5-2）5.1.4 需要加入粘土、清水的量 （5-3） （5-4）式中：为所加粘土的密度，2000；为所配钻井液最大体积，；为所加粘土质量，t；为配置钻井液所需要的水的体积，。查取资料知：，。5.2 钻井液密度转换5.2.1 一次开钻需要加入重晶石量 （5-5）式中 加入重晶石的量，t； 一次开钻钻井液的密度，。5.2.2 二次开钻需要加入重晶石量 （5-6）式中 加入重晶石

30、的量，t； 二次开钻钻井液的密度，。 参考临井资料，一开时钻井液密度为1.15，二开时钻井液密度为1.25。5.3 钻井液设计5.3.1 井筒内钻井液体积（1）求出一次开钻井筒内的钻井液体积。解：由公式（5-1）可知 （2）求出二次开钻井筒内的钻井液体积。解：由公式（5-1）可知 5.3.2 钻井过程中所需的钻井液体积求出钻井过程中所需的钻井液体积。解：由公式（5-2）知 则所需钻井液原浆体积为 实取 5.3.3 需要加入的水量和土量求出要配置261的钻井液需要加入的水量和土量。解：由公式（5-3）知 （1）由公式（5-4）知 （2）将（2）带入（1）解得： 则 5.3.4 钻井液密度转换（1

31、）一次开钻时所需重晶石的量解：由公式（5-5）知 （2）二次开钻时所需重晶石的量解：由公式（5-6）知 5.4 结论统计钻井液参数表：项目钻井液密度(g/cm3)重晶石用量(t)钻井液体积(m3)土量(t)水量(m3)一开1.1526.126113.05261二开1.2516.1第6章 钻井水力参数的设计 钻井水力参数的设计对于提高钻速有着非常重要的意义，水力参数设计的目的是有效、合理地利用水力能量，提高清岩，破岩能力和携屑效率。 水力参数设计要根据地质及钻井实际条件对每次开钻分井段分钻头逐个进行计算、分析、调 整，以拟定一个实现最优水力参数的综合性方案。6.1 泵的选择6.1.1 确定最小排

32、量 （6-1） （6-2）式中 最低环空返速，； 钻井液密度，； 、分别为井径和钻柱外径，； 携岩屑的最小排量，。6.1.2 计算不同井深循环压耗系数单位长度钻杆内外压耗系数： （6-3）单位长度钻铤内外压耗系数： （6-4）单位长度循环系统压耗系数： （6-5）式中 ，为地面管汇内外压耗系数；钻井液塑性粘度，钻杆长度，m；钻铤长度，m；钻杆外径，cm；、钻铤内径、外径，cm。6.1.3 临界井深的确定（1）按最大钻头水功率方式计算临界井深第一临界井深为 （6-6）第二临界井深为 （6-7）式中：为额定泵压，MPa；为额定排量，。（2）按最大射流冲击力方式计算临界井深第一临界井深为 （6-8）

33、第二临界井深为 （6-9）6.1.4 喷嘴直径的确定（1）按最大钻头水功率方式计算的喷嘴当量直径 当时， （） （6-10）当时，（6-11）当时，（6-12）（2）按最大射流冲击力方式计算的喷嘴当量直径当时， （6-13）当时，（6-14）当时，（6-15）6.1.5 最优排量的计算 （6-16）6.2 泵的各种参数计算6.2.1 一开时喷嘴直径的计算 根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB-1000A的钻井泵两台，其额定排量为，最大工作压力为16MPa。 由钻柱设计和邻井参数可知：解：由公式（6-1）知 由公式（6-2）知 已知 ，所以所以泵排量满足要求。由公式（6-3）知 由公

34、式（6-3）知由公式（6-4）知 按最大射流冲击力算临界井深由公式（6-8）知 所以由公式（6-13）知 所以6.2.2 二开时喷嘴直径的计算（1）355-1100m 根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB-1000A的钻井泵两台，其额定排量为，泵压为16MPa。 由钻柱设计和邻井参数可知：解：由公式（6-1）知 由公式（6-2）知 已知 ，所以所以泵排量满足要求由公式（6-3）知 由公式（6-3）知 由公式（6-4）知 按最大钻头水功率算临界井深由公式（6-6）知 由公式（6-7）知因为由公式（6-16）知所以由公式（6-11）知 所以（2）1100-1700m 根据邻井参数可知选

35、择缸套直径为的型号为SL3NB-1000A的钻井泵两台，其额定排量为，泵压为14.5MPa。 由钻柱设计和邻井参数可知：解：由公式（6-1）知 由公式（6-2）知 已知 ，所以所以泵排量满足要求由公式（6-3）知 由公式（6-3）知 由公式（6-4）知 按最大钻头水功率算临界井深由公式（6-6）知 由公式（6-7）知由公式（6-16）知因为 所以由公式（6-11）知 所以第 7 章 注水泥设计注水泥为固井工程,油(气)井固井作业之一。在套管下人油井之后,必须要用水泥车将水泥浆自套管泵入井内,使其从套管鞋返回到套管与井壁之间的环状空间,并达到一定高度。这种作业即为“注水泥”。注水泥的目的是保证套

36、管与井壁之间的固定,隔绝油、气层和水层,或者隔绝易坍及易漏地层。需要开采时,则通过在预定层位射孔将套管和水泥穿透,打开油气层,诱导出油气流。7.1 水泥浆的用量7.1.1 所需水泥浆体积的计算公式 (7-1)式中 h1水泥塞高度，取20m；h2为井眼口袋高度，取5m；L设计封填水泥长度，m；DHi第I次开钻钻头尺寸，m；DSi自外向里第i层套管的外径，m；di第i层套管的内径，m；K1水泥附和系数，取1.1。7.1.2 所需干水泥的质量的计算公式（1）配置1m3的水泥浆所需水泥灰的质量为 (7-2)式中 水泥灰的密度，3.15g/cm3;；水的密度，g/cm3；m水灰比0.44。（2）所需干水

37、泥的质量为 (7-3)式中：K2为地面损失系数，取1.1。7.1.3 所需水的体积的计算公式 (7-4)7.1.4 顶替排量的计算公式 (7-5)式中 Qc顶替排量，m3/s ；v水泥浆上返速度，取2.25m/s。7.1.5 防凝时间的计算公式 (7-6)7.2 所需干泥灰、清水的用量7.2.1 水泥浆体积的计算（1）封固表层套管水泥浆体积的计算 由套管设计可知，。计算出封固表层套管需要的水泥浆体积。解：由公式（7-1）得 （2）封固油层套管水泥浆体积的计算由套管设计可知。计算出封固油层套管需要的水泥浆体积。解：由公式（7-1）得7.2.2 干水泥质量的计算（1）计算出配制1m3的水泥浆所需干

38、水泥的质量。解：由公式(7-3)得（2）计算出封固表层套管需要干水泥的质量。解：由公式(7-3)得（3）计算出封固油层套管所需要干水泥的质量解：由公式(7-3)得7.2.3 所需清水的体积的计算（1）计算出封固表层套管所需清水的体积。解：由公式(7-4)得因此封固表面套管和油管时，各取清水20m3。（2）计算出封固油层套管所需清水的体积。解：由公式(7-4)得7.3 顶替时间的计算7.3.1 顶替排量（1）井径444.5mm,套管外径339.7mm,反速2,25m/s.计算封固表层套管时的顶替排量。解：由公式（7-5）得7.3.2 顶替容积已知油层套管：0-1394.7m，内径127.3mm;1