毕业论文-官2-斜22井钻井工程设计

1、中国石油大学胜利学院 毕业设计（论文）官2-斜22井钻井工程设计设 计 人: 系 别： 石油工程专业年级：指导教师: 2011年06月01日摘 要根据地质设计书的要求，对垦利油田官2-斜22井进行定向井钻井工程设计。主要设计项目有：井眼轨道与井身结构设计；钻具组合与钻进参数；钻井液与压力控制设计；固井与完井设计；钻机选型设计。本设计的主要内容包涵井身结构及轨道设计；选择合理的钻头及钻具组合；确定合理的钻进参数及水力参数；钻柱及套管设计及强度校核；制定各段泥浆性能参数及钻进措施；井控设计；油气层保护、完井、HSE及相关设计。另外本设计还给出了官2-斜22井钻井施工的具体钻进参数及施工注意事项，可

2、以为现场施工提供详尽的参考数据。关键词: 井眼轨道；井身结构；钻具组合；钻进参数；钻井液；完井；油气层保护；HSE 目 录前言1第一章 设计依据2第二章 井眼轨道与井身结构设计111.轨道设计112.井身结构15第三章 钻具组合与钻进参数181.钻具组合182.钻头及钻进参数设计22第四章 钻井液与压力控制291.钻井液设计292.油气井压力控制363.油气层保护设计42第五章 固井与完井设计431.固井设计432.各次开钻或分井段施工重点要求523.完井设计55第六章 钻机选型及钻井主要设备56致谢6963前言 在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。诸如寻找和证实含油气田

3、构造、获得工业流油、探明已证实的含油气构造的含有面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开发石油及天然气资源的一个重要环节，高质量、快速和高效率的钻井是开发油田的重要手段。钻井工程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，搞好单井预算的唯一依据。钻井设计的科学性，先进性关系到一口井作业的成败和效果。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。本论文在王双战老师的指导下，对官2斜22井进行了钻井工程各个项目的相关设计，主要包括井身设计、钻具设计、钻井液设计、套管设计以及钻进参数设计。希望

4、通过本设计达到掌握钻井工程设计相关技术；熟悉相关行业标准及规范的目的。在此，特别对王双战老师在本设计过程中提供的无私帮助表示感谢。第一章一、基本数据 1、 井 位： (1) 井口地理位置：王家岗油田官7-斜49井井口方位 329° 距离529m。 (2) 构造位置：济阳坳陷东营凹陷陈官庄-王家岗断裂阶状构造带官2井区。 (3) 井位坐标： 井口O 纵X： 4 127 560.03m 横Y： 20 630 236.82m 靶点A 纵X： 4 127 325.00m 横Y： 20 630 350.00m 靶点B 纵X： 4 127 225.00m 横Y： 20 630 398.16m 2

5、、 井 别： 生产井 (油藏评价斜井) 3、 设计垂深： 2370.00m，A靶垂深2125.00m，B靶垂深2265.00m，AB靶间水平距离111.99m。 4、 完钻层位： 沙三上。 5、 钻探目的： 钻探官2地区官2-斜2井西部官7-斜49断块沙二段（设计分层沙三上）高部位油气分布情况。 6、 完钻原则： 钻穿相当于官2-斜2井2433.602480.50m上油层下含油水层，留足口袋完钻。 7、 下套管原则： 表层套管： (1)直径273.1mm 钢级J55 壁厚9.65mm 表层套管，预计下入深度300m，具体要求执行钻井工程设计。 (2)水泥返高：返至地面。 油层套管： (1)直径

6、139.7mm 钢级N80 壁厚9.17mm 油层套管，阻流环下过相当于官2-斜2井2433.602480.50m上油层下含油水层以下20m，具体下入深度测井后由现河采油厂地质所确定。 (2)短 套 管：预计下入短套管2根，具体下入深度测井后确定。 (3)水泥返高：返至最上一层油气层、油水同层、含油水层顶界以上200m。二、设计地质剖面 1、设计井及依据井地层分层：地 层 名 称设计井号依 据 井 号界系统组段官2-斜22官7-斜49官2-斜2底垂深(m)厚度(m)底深(m)含油井段(m)底深(m)含油井段(m)新生界第四系更新统平原组275.00275.00未测274.00新近系上新统明化镇

7、组960.00685.00972.00962.00中新统馆陶组1395.00435.001387.001398.00古近系渐新统东营组1760.00365.001836.001794.00沙河街组沙一段1990.00230.002052.002006.00沙二段2165.00175.002190.002170.00沙三上2370.00(未穿)205.002440.002352.02382.02481.002283.42480.5沙三中2596.002522.62525.32511.00沙三下2742.002625.02630.8沙四上纯上亚段2833.00纯下亚段2922.00沙四下3008.

8、00代表整合代表不整合代表假整合断层 2、邻井测井及钻探成果： 官7-斜49井 井口位于设计井井口 方位：149° 距离：529m。 A靶位于设计井A靶 方位：129° 距离：225m。 测井解释： 沙三上：2352.002382.00m 油层 1.4m/1层 含油水层 2.3m/1层 沙三中：2522.602525.30m 油层 2.7m/1层 沙三下：2625.002630.80m 油水同层 5.8m/1层 官2-斜2井 井口位于设计井井口 方位：69° 距离：1597m。 A靶位于设计井A靶 方位：66° 距离：1502m。 测井解释： 沙三上：2

9、283.402480.50m 油层 2.9m/1层 油水同层 4.4m/2层 含油水层 6.9m/4层 上油层中油水同层下水层 14.2m/1层 上油水同层下水层 7.8m/1层 上含油水层下水层 28.0m/3层 上油层下含油水层 49.6m/2层 上油层下含油水层 49.6m/2层 上油层下水层 9.9m/1层 通52井 井口位于设计井井口 方位：46° 距离：1620m。 位于设计井A靶 方位：38° 距离：1720m。 测井解释： 纯上亚段：2953.002955.00m 油层 2.0m 纯下亚段：2989.802991.20m 油层 1.4m 三、取资料要求 1、

10、SLXL录井仪录井： 自2100m至井底，进行系统录井。 录井要求按Q/SH1020 0513-2006 气测与工程录井规范标准执行。2、地球物理测井：（具体测井项目见附表） (1) 完钻测井 生产井砂泥岩剖面测井系列 1> 组合 1：200 井段：自井底测至垂深1000m。 2> 标准 1：500 井段：自井底测至表层套管鞋。 (2) 固井后测井 1：200 井段：自人工井底测至水泥返高处以上50m。 3、其它取资料要求按一般开发井要求执行。四、井控参数要求1、设计井地理位置和周边环境：设计井井口500m范围内为农田。2、邻井实测压力成果：井号测试日期井段(m)层位地层压力(Mp

11、a)压力系数位于井口位于A靶点方位(°)距离(m)方位(°)距离(m)官7-1619922089.5（油层中深）沙 二 段18.90.9023816012471592官7-1819921774.0（油层中深）东 营 组18.31.0323217082411672王6612006.102228.82266.2沙四下22.11.0021022782162143官71991.052120.02133.0沙三上20.960.9924923512552385官2地区沙二段油藏属于常压、中高渗、岩性-构造油藏。 3、邻井钻井液使用情况：设计压力未发生井喷井号完井日期井段(m)钻井液相对

12、密度槽面油气水显示情况位于井口位于A靶点方位(°)距离(m)方位(°)距离(m)官7-斜492001.03.110.01858.0清水1.10无显示1495291292251858.02496.01.101.20无显示2496.03008.01.201.25无显示官2-斜22009.09.120.0990.0清水无显示691597661502990.01489.0清水1.10无显示1489.02511.01.101.20无显示官7-161992.05.16528.0982.01.101.15无显示23816012471592982.01540.01.151.20无显示154

13、0.02340.01.201.25无显示通521971.12.022858.02991.01.281.30槽面见油花1-2%4616203817202991.0(测井)1.31槽面见油花1-2% 4、 钻井液类型及性能使用原则要求 (1) 钻井液类型：聚合物防塌钻井液，要求添加非渗透油层保护材料。 (2) 钻井液性能：1>井段：01500m；相对密度：1.001.10。 2>井段：1500m井底；相对密度：1.101.20。5、邻井注水情况 目前附近300m内无注水井。开钻前井队要详细了解附近有无新注水井，若有新注水井，则有关停注事宜，按胜油局发(90)第269号文件执行。6、有毒

14、有害气体预测：至今目的层系未发现含硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体，但在钻井、作业过程中仍要防患未然。五、油气层保护要求 1、区块粒度、薄片资料表明，储层岩性较粗，一般为长石石英砂岩和细砂岩，石英含量一般在45%左右，长石含量一般在40%左右，钾长石、斜长石含量大致相等；岩屑含量（12-25）%，以喷发石英结晶岩屑为主，见泥质岩屑。长石岩屑含量较低，说明矿物成分成熟度较高。分选中偏差，说明结构成熟度低。胶结物以泥质为主，一般含量4.5%。储层胶结类型以接触孔隙式为主。2、根据官7井油层物性分析报告，储层平均孔隙度25.6，空气渗透率213.5×10-3µm2，平均含油饱和度7

15、0%，根据官2试油、高压物性分析资料，沙二段地面原油密度0.8927gcm3 ,动力粘度52.3MPa.s， 凝固点31，含硫0.83%。地层水总矿化度在32384mg/l，地层水型为CaCl2型。3、储层无敏感性，本区油藏分布主要受构造及储层横向变化遮挡，属强边水油藏。4、本井钻井液要求使用聚合物防塌钻井液，要求添加非渗透油层保护材料。六、技术说明、施工要求及故障提示(一) 技术说明及施工要求1、工程施工： (1) 要求使用聚合物防塌钻井液体系施工，钻井液中要求添加非渗透性油层保护材料，加强油层保护，防止污染油层。 (2)钻入油气层井段，加强观察钻井液变化，如果发现油气浸向甲方及时汇报，并请

16、示是否加重；若油气浸较重，可先加重处理钻井液，并立即向甲方汇报。 (3)钻开油气层后，每次起钻前，要充分循环好钻井液；起钻时灌满钻井液，控制起钻速度，防抽喷。 (4)开钻前制定好各项措施，保证施工安全。2、地质录井： (1)认真管理好钻具，保证井深准确无误。 (2)根据各项资料，按该井的钻探目的及完钻原则，卡准完钻层位和井深。(3)测井后及时通知现河采油厂地质所确定油气层顶、底界深度及阻流环下入深度，按甲方确定的数据，准确计算和记录下套管的有关数据。 3、井控管理 按中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定（试行）执行，严格按HSE标准施工，确保安全。(二)、邻井复杂情况及本井故障提示：

17、 1、邻井复杂情况： 官7-3井 井口位于设计井井口 方位：251° 距离： 2662m。 井口位于设计井靶点 方位：256° 距离： 2704m。 该井于1991年12月12日，钻至井深2254.83m，发生粘附卡钻，计算卡点深度2215.00m，层位沙三上，岩性为沙三上块状砂。经泡油解卡。 2、 本井故障提示：1>馆陶组及以上地层成岩性差，防坍塌、防卡钻。 2>钻遇不整合面、断层面附近及疏松砂岩层，防井漏。 3>钻遇油气水层井段，防井喷。七、对钻井工程质量要求 1、井身质量要求 (1)中靶要求：靶点序号靶点垂深(m)位于井口方位(°)与井口水

18、平距离(m)造斜点(m)A2125.00154.29260.86/B2265.00154.03372.66/AB靶点间的方位角：153.44°(增量为0)，水平位移： 110.99m，稳斜角： 38.41°。 靶心半径15m。 更改至直井段(2)其它要求按胜利石油管理局 Q / SHSLJ 0005.1-2002 标准执行。2、固井质量要求：按胜利石油管理局 Q/SH1020 0005.3-2003标准执行。3、完成井井口质量要求：按胜利石油管理局 Q/SH1020 0005.4-2006标准执行。八、设计依据 1、依据2009年09月16日官2-斜22井油藏地质设计书。

19、2、依据官7-斜49、官2-斜2、通52、官7-16、官7-18、王661、官7、牛5、官7-3井实钻、试油资料。 3、依据王家岗油田官2井区沙二4顶面构造图。4、依据王家岗油田官2井区沙二7顶面构造图。5、依据过设计井油藏剖面示意图。6、依据官2-斜22井A靶点纵剖面，官2-斜22井A靶点横剖面。7、依据官2-斜22井B靶点纵剖面，官2-斜22井B靶点横剖面。 8、依据官2-斜22井过A、B靶点剖面。九、附图附表1、官2-斜22井区井位图2、官2-斜22测井项目附表井号初测横坐标初测纵坐标初测坐标录入人复测横坐标复测纵坐标复测坐标录入人官2-斜2220630236.82 4127560.03

20、 张秋萍 无无 无1、官2-斜22井区井位图2、官2-斜22测井项目附表基本系列测 井 项 目比例尺测量井段名 称代号组合测井高分辨率感应数字聚焦DHRI1:200自井底测至1000m。补偿声波BHC自然伽玛GR自然电位SP微 电 极ML井 径CAL4 米IN400B标准测井自然电位SP1:500自井底测至表层套管鞋自然伽马GR井径CAL2.5 米IN250B井斜DEVI固井质量检查测井声波幅度CBL1:200自人工井底测至水泥返高处以上50m声波变密度VDL自然伽玛GR磁性定位CCL第二章 井眼轨道与井身结构设计1.轨道设计添加内容1.1选择轨道剖面定向井的剖面类型共有十多种，常规定向井的剖

21、面有四种基本剖面类型：三段式、多靶三段式、五段式和双增式四种。三段式多用于单靶井，多靶三段式多用于双靶点定向井。当最大井斜角过大，采用单一造斜难以完成时，可以采用两次增斜（五段式）钻达靶点。同样的，当最大井斜角过小时，可以采用双增式轨道类型。本井有两个靶点，最大井斜角较为适中，没有特殊要求，剖面设计为多靶三段式二维定向井。1.2造斜率确定井眼造斜率不宜过小，井眼曲率太小会增加动力钻具造斜井段、扭方位井段和增斜井段的井眼长度，从而增大了井眼轨迹控制的工作量，影响钻井速度。井眼造斜率也不宜过大，否则钻具偏磨严重、摩阻力增大和起下钻困难，也容易造成键槽卡钻，还会给其他作业（如电测、固井以及采油和修井

22、等）造成困难。使用动力钻具钻进时，造斜率一般220°30m。其中造斜率为26°30m时，增斜曲率低，属于常规钻进，一般用于新钻定向井; 其中造斜率为620°30m时，增斜曲率中，属于近似常规钻进，对轨迹控制要求较高。本井造斜段采用1.5度单弯动力钻具造斜，考虑造斜能力、常用造斜率以及临井造斜率设计，将造斜率定为15°100m。1.3设计过程（1） 井口数据和靶点数据定出该井的闭合方位角=arctan（E/N）+180°=149°（2） 根据该井的两个靶点的数据定出该井的最大井斜角=arctan(St/D) =38.61°（3

23、） 根据靶1数据确定靶点的水平位移St1= =260.862m，垂深Dt1=2125m。（4） 曲率半径为Re=1719/Kc=429.72m。（5） 造斜点深Dkop=Dt1-St1/tan-tan(/2)Re=1647.8m本造斜点处于中新统馆陶组，造斜点较浅。通常浅层造斜比深层造斜容易一些，因为中新统馆陶组砂岩层成岩性相对较差，同下层东营组相比地层较软。钻进时，机械钻速高，花费造斜时间较短。但是在较浅的地层中造斜时，容易形成大井眼，实际施工时，可适当减小钻压，防止井眼扩大。（6） 稳斜段长Dmw=(Dt-Dkop-Rzsinb)/cosb=267.534m。（7） 确定各分点参数。增斜段

24、计算： D=Re×sin S=Re×(1-cos)稳斜段计算：D=L×cosS=L×sin根据以上公式，可以计算出增斜段每30m，稳斜段每100m的基本数据。1.4轨道设计表1.4.1轨道关键参数表井号：官2-斜22轨道类型：直-增-稳井底设计垂深 m：2343.4井底闭合距 m：2484.4井底闭合方位 °：154.28 造斜点井深 m：1647.8最大井斜角 °：38.61 第1靶垂深(m):2125闭合距(m): 2205靶半径(m):<20m第2靶垂深(m):2265闭合距(m): 2384.14靶半径(m):<2

25、0m1.4.2轨道节点参数表（未改动）井深 m井斜 °方位 °垂深 m水平位移 m南北 m东西 m狗腿度°/100m工具面 °靶点0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1393.76 0.00 143.21 1393.76 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1653.76 39.00 143.21 1634.14 85.12 68.17 50.98 15.00 0.00 2201.73 39.00 143.21 2060.00 429.97 344.35 257.49 0.00 0.00

26、 A2789.78 39.00 143.21 2517.00 800.04 640.62 479.24 0.00 0.00 B2999.52 39.00 143.21 2680.00 932.03 746.42 558.15 0.00 0.00 1.4.3轨道分点参数表井深 m井斜 °方位 °闭合方位 °垂深 m水平位移 m南北 m东西 m造斜率°/100m方位变化率°/100m狗腿度°/100m工具面 °0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

27、1393.76 0.00 143.21 143.21 1393.76 0.00 0.00 0.00 15.00 0.00 15.00 0.00 1423.76 4.50 143.21 143.21 1423.73 1.18 0.94 0.71 15.00 0.00 15.00 0.00 1453.76 9.00 143.21 143.21 1453.51 4.70 3.77 2.82 15.00 0.00 15.00 0.00 1483.76 13.50 143.21 143.21 1482.93 10.55 8.45 6.32 15.00 0.00 15.00 0.00 1513.76 18

28、.00 143.21 143.21 1511.80 18.70 14.97 11.20 15.00 0.00 15.00 0.00 1543.76 22.50 143.21 143.21 1539.93 29.08 23.29 17.41 15.00 0.00 15.00 0.00 1573.76 27.00 143.21 143.21 1567.17 41.63 33.34 24.93 15.00 0.00 15.00 0.00 1603.76 31.50 143.21 143.21 1593.34 56.29 45.08 33.71 15.00 0.00 15.00 0.00 1633.7

29、6 36.00 143.21 143.21 1618.28 72.95 58.42 43.69 15.00 0.00 15.00 0.00 1653.76 39.00 143.21 143.21 1634.14 85.12 68.17 50.98 0.00 0.00 0.00 0.00 1753.76 39.00 143.21 143.21 1711.86 148.05 118.57 88.66 0.00 0.00 0.00 0.00 1853.76 39.00 143.21 143.21 1789.57 210.99 168.97 126.35 0.00 0.00 0.00 0.00 195

30、3.76 39.00 143.21 143.21 1867.29 273.92 219.37 164.04 0.00 0.00 0.00 0.00 2053.76 39.00 143.21 143.21 1945.00 336.85 269.77 201.72 0.00 0.00 0.00 0.00 2153.76 39.00 143.21 143.21 2022.72 399.78 320.17 239.41 0.00 0.00 0.00 0.00 2253.76 39.00 143.21 143.21 2100.43 462.71 370.57 277.10 0.00 0.00 0.00

31、0.00 2353.76 39.00 143.21 143.21 2178.15 525.64 420.97 314.78 0.00 0.00 0.00 0.00 2453.76 39.00 143.21 143.21 2255.86 588.57 471.36 352.47 0.00 0.00 0.00 0.00 2553.76 39.00 143.21 143.21 2333.58 651.51 521.76 390.16 0.00 0.00 0.00 0.00 2653.76 39.00 143.21 143.21 2411.29 714.44 572.16 427.84 0.00 0.

32、00 0.00 0.00 2753.76 39.00 143.21 143.21 2489.01 777.37 622.56 465.53 0.00 0.00 0.00 0.00 2853.76 39.00 143.21 143.21 2566.72 840.30 672.96 503.22 0.00 0.00 0.00 0.00 2953.76 39.00 143.21 143.21 2644.44 903.23 723.36 540.90 0.00 0.00 0.00 0.00 2999.52 39.00 143.21 143.21 2680.00 932.03 746.42 558.15

33、 0.00 0.00 0.00 0.00 注：1.该井方位修正角：-7.14°，磁倾角：54.68°，磁场强度：52.50T。甲方要求中靶半径小于20m。1.5井眼轨道垂直投影示意图Da=1393.76m Dt1=2060.00m Dt2=2517.00 mDf=2680.00 mSt1=429.97 mSt2=800.04 mSf=932.03 m1.6井眼轨道水平投影示意图Et1=257.49 mEt2=479.24 mEf=558.15 mNt1=-344.35 mNt2=-640.62 mNf=-746.42 m2.井身结构2.1设计原则（1） 能有效的保护油层，使

34、不同压力梯度的油气层不受泥浆污染损害。（2） 应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短。（3） 钻下部高压地层是所用的较高密度泥浆产生的液柱压力，不致压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。（4） 下套管过程中，井内泥浆液柱压力和地层压力之间的压差，不致产生压差卡套管事故 。2.2设计依据井身设计的依据主要有钻井地质设计、临井使用情况以相关技术规范。（1） 钻井地质设计地质设计要求：表层套管：直径273.1mm 钢级J55 壁厚8.89mm ，预计下入深度200m，返至地面；油层套管：直径139.7mm 钢级N80，预计下入短套管2根，水泥返高至最浅油层（沙一段：2

35、062.82069.4m）以上250m。（2） 临井设计资料本井的临井富119井、富11-斜9井均未采用技术套管，表层套管及油层套管均同本井地质要求相同。没有特殊要求。（3） 钻井技术规范：井身结构设计的技术规范有: SY/T 5431-2008 井身结构设计方法2.3数据确定表层套管：直径273.1mm 钢级J55 壁厚8.89mm，下深200m，水泥返至地面。技术套管：本井地层发育齐全，自上而下钻遇地层有第三系明化镇组、馆陶组，下第三系东营组、沙河街组的沙一段、沙二段、沙三段。地质资料显示没有地层压力异常地层，且临井均未采用技术套管，所以不下技术套管油层套管：直径139.7mm 钢级N80

36、，下至井底，水泥返至最浅油层上250m。根据提示，最浅油层为2062m处沙一段，设计水泥返至1800m。2.4井身结构设计数据表开钻次序井深m钻头尺寸mm套管尺寸mm套管下深m水泥封固段m一开201346.1273.12000201二开3000215.9139.73000180030002.5井身结构设计系数抽吸压力系数： Rb=0.036g/cm3 激动压力系数： Rm=0.036g/cm3井涌条件系数： Sk=0.05 g/cm3 破裂压力安全系数：Sf=0.03 g/cm3正常压力段压差允许值：1215MPa 异常压差允许值：1520MPa2.6井身结构示意图第三章 钻具组合与钻进参数1

37、.钻具组合1.1设计原则（1） 能有效的控制井斜全角变化率及井斜角，从而保证井身质量。（2） 钻探工作的稳定性高，并能施加较大的钻压，有利于提高钻速。（3） 为了起下钻顺利并降低费用，在可能条件下组合应尽量简化。1.2选择钻具组合1.2.1一开：地质设计书要求表层套管为273.1mm，结合临井使用情况及地质预测，一开钻头确定为346.1mm。与钻头相配合，钻铤直径定位177.8mm，钻杆定为127mm。根据常用情况：最大钻压Wmax= 120KN安全系数SN =1.2177.8mm钻铤的线重为qc=1599.36KN/m钻铤长度Lc=SN×Wmax/（qc×Kb）=106m

38、为方便施工定位4个立根108m。1.2.2二开：1、 直井段：钻头确定为215.9mm。为了将直井段尽量打直，采用满眼钻具，扶正器、钻铤、钻杆尺寸采用与钻头尺寸配合的推荐值。中扶位置计算：（1） 参数确定：井径dh=216mm钻挺直经dc=158.8mm钻挺内径dci57.2mm钻挺每米重量qc=1328N/m泥浆密度=1.15Kg/L杨氏模量E=205.94Gpa扶正器直径ds=214mm最大井斜角=4°（2） 公式：Lp=(16×C×E×V)/(qm×sin)0.5（3） 结果：中扶位置为5.98m，采用6m短钻铤。2、 增斜段：钻头直径同

39、直井段。为与造斜率配合，采用171.5mm1.25°单弯动力钻具，后接一根与单弯动力钻具配合158.8mm无磁钻铤，再接8.8mm无线随钻钻铤一立根。3、稳斜段：稳斜段可以采用复合钻进方式，以达到稳斜效果。这种钻进方式的钻具组合同定向段。稳斜段也可以采用满眼钻具，采用满眼钻具时，稳斜效果更好，但钻具从造斜段进入稳斜段时要更换钻具，较不方便。采用满眼钻具时，钻具尺寸同直井段。 中扶位置计算：（1） 参数确定：井径dh= 216 mm钻挺直经dc= 158.8 mm钻挺内径dci 57.2 mm钻挺每米重量qc= 1328 N/m泥浆密度= 1.15 Kg/L杨氏模量E= 205.94

40、Gpa扶正器直径ds= 214 mm最大井斜角= 39 °（2） 公式：Lp=(16×C×E×V)/(qm×sin)0.5（3） 结果：中扶位置为3.45m，采用3m短钻铤。1.3钻具组合列表开钻次序井眼尺寸mm钻进井段m钻具组合一开346.10201346.1mm钻头+177.8mm钻铤108m+127mm钻杆直井段215.9201 1394 215.9mm钻头 +214mm螺扶1个+158.8mm短钻铤6m +214mm螺扶1个 +158.8mm无磁钻铤9m+MWD15mm螺扶1个+158.8mm钻铤108m +127mm钻杆定向段215.

41、91394 1654 215.9mm钻头 +171.5mm1.25°单弯动力钻具 +158.8mm无磁钻铤9m +MWD8.8mm钻铤27m +127mm钻杆稳斜段215.91654 3000 复合钻具：215.9mm钻头 +171.5mm1.25°单弯动力钻具 +158.8mm无磁钻铤9m +MWD8.8mm钻铤27m +127mm钻杆常规钻具：215.9mm钻头 +214mm螺扶1个+158.8mm短钻铤3m +214mm螺扶1个 +158.8mm无磁钻铤9m+MWD15mm螺扶1个+158.8mm钻铤108m +127mm钻杆注：直井段采用电子单多点监测井身轨迹，起钻

42、测多点计算井身轨迹数据。1.4钻柱强度校核1.4.1原则（1） 满足强度要求，特别是抗拉强度要求，保证钻柱安全工作。（2） 尽量减轻钻柱重力，减少作业费用，降低成本。1.4.2参数确定在起下钻和正常钻进时，作用在钻杆上的较大的力是拉力，井越深钻杆受到的拉力越大，所以钻杆柱的设计主要是抗拉强度设计。钻杆抗拉强度的设计方法主要有：安全系数法以及拉力余量法三种。安全系数St一般取为1.3，考虑到设计未考虑弯曲应力，St取为1.7。拉力余量一般取200500KN，本井定MOP=600KN。1.4.3设计过程 钻铤长度为120m、线重为123.7kg/m，钻杆长度为2880m，壁厚为9.19mm，线重为

43、34.85kg/m。钻杆悬重Ft：Ft=qmLgK=(123.7×120+34.85×2880)×9.8×(1-1.15/7.8)=962.65KN（1） 用安全系数法校核钢级为E时，Fy=1700KNSt=0.9×Fy/Ft=1.64<1.7所以钢级为E时，可能发生事故，不符合要求。改用X级钻杆，校核其安全系数:钢级为X时，Fy=2229KNSt=2.08>1.7根据安全系数法，可以采用X级钢。（2） 用拉力余量法校核X钢级时，MOP=Fa-0.9Fy=1043KN>600KN所以，X钢级、9.19mm壁厚钻杆符合要求。3）

44、中和点深度：钻压W= 60 KN钻铤线重g= 1212.26 kn/m泥浆密度= 1.15 g/cm3最大井斜角= 39.00 °安全系数Sn= 1.2 L=SnW/qKcos= 1.2×60000/（1212.26×0.85×cos39°）=90m1.5结果中和点深度m中和点位置2909.88 钻铤钻柱名称外径mm内径mm钢级重量kg/m长度m屈服强度KN抗拉系数拉力余量KN钻铤158.871.4123.7120 钻杆127117.81X34.852880 22292.08 1043.63 1.6定向井、水平井井下专用工具及仪器名 称规 格型

45、 号数 量备 注158.8 mm短钻铤根2158.8 mm无磁钻铤根1177.8 mm无磁钻铤根1158.8 mm随钻震击器套1215mm螺旋扶正器个3171.5mm单弯(1.25°)根1158.8mm钻铤米160177.8mm钻铤米108MWD、电子单多点套各12.钻头及钻进参数设计2.1钻头设计2.1.1地层描述本井地层发育齐全，自上而下钻遇地层有第三系明化镇组、馆陶组，下第三系东营组、沙河街组的沙一段、沙二段、沙三段、砂四段。明化镇组为河流相、冲积相夹海相沉积，与下伏馆陶组呈整合或假整合接触。岩性为棕黄、棕红色夹浅灰、棕黄色粉砂岩及部分海相薄层。馆陶组，济阳坳陷南部地形平缓、物

46、源较贫乏，发育曲流河和分支河流，沉积物较细，为灰、粉砂、泥质沉积，含砾石较少。东营组沉积早期，盆地处于断陷的末期，断裂活动逐步减弱，盆地水体逐渐缩小，以冲积平原的河流体系、辫状河三角洲体系为主，岩性以灰绿色、灰色、少量紫红色泥岩与砂岩、含砾砂岩、砾状砂岩不等厚互层，或夹薄层碳酸盐岩，从凹陷中心向边缘逐渐变粗，砂砾岩增加，泥质岩减少。沙一段岩性主要由灰色、深灰色、灰褐色泥岩、油泥岩、碳酸盐岩和油页岩组成。东营组沉积早期，盆地处于断陷的末期，断裂活动逐步减弱，盆地水体逐渐缩小，以冲积平原的河流体系、辫状河三角洲体系为主，岩性以灰绿色、灰色、少量紫红色泥岩与砂岩、含砾砂岩、砾状砂岩不等厚互层，或夹薄

47、层碳酸盐岩，从凹陷中心向边缘逐渐变粗，砂砾岩增加，泥质岩减少。 馆陶组厚7501000 m。济阳坳陷南部地形平缓、物源较贫乏，发育曲流河和分支河流，沉积物较细，为灰、粉砂、泥质沉积，含砾石较少。沙二段分上下两亚段。沙二下亚段岩性主要为灰、灰绿色、紫红色泥岩与砂岩、含砾砂岩互层，夹碳质泥岩、钙质砂岩等，分布不稳定。沙二上亚段岩性为灰绿色、紫红色泥岩与灰色砂岩互层夹钙质砂岩、砂岩及含砾砂岩，与其下部呈假整合接触。沙三段沉积是在沙四段浅湖沉积的背景上快速沉降形成的深水湖盆相沉积，地层超覆沉积在前古近系不同层位之上。沙三段以湖相的暗色砂、泥页岩为特征，岩性主要为灰色、深灰色泥岩夹砂岩、油页岩及碳质泥岩

48、，油页岩集中出现在下部。沙三段假整合或不整合于沙四段之上，凹陷边缘常因超覆沉积而缺失部分底部地层，厚度7001000 m，凹陷中部厚度达1200 m 以上。沙四段：分布广泛，厚度较大，与其下伏的孔店组为整合或假整合接触。2.1.2厂家数据（1） HAT127：钻压0.350.9KN/mm，转速18080r/min，适用于低抗压强度、高可钻性的软底层，如页岩、粘土、盐岩、软石灰岩等。（2） HA127：钻压0.351.2KN/mm，转速10050r/min，适用于低抗压强度、高可钻性的极软底层，如页岩、粘土、软石灰岩等。（3） HA517：钻压0.351.05KN/mm，转速12050r/min

49、，适用于低抗压强度、高可钻性的软底层，如页岩、粘土、砂岩、软石灰岩等。（4） P2：钻压0.450.7KN/mm，转速18090r/min，适用于低抗压强度、高可钻性的软底层，如软页岩、粘土、盐岩等。（5） P3：钻压0.450.75KN/mm，转速18090r/min，适用于低抗压强度、高可钻性的中软底层，如软页岩、粘土、盐岩等。（6） 胜利金刚石钻头厂推荐PDC钻头参数：钻压0.080.45KN/mm，转速60300r/min2.1.3油田现状直井常用钻头型号主要有: H517、HA517、HAT127、P2 、HAT127# r& F# G, M$ w2 F. 定向井常用PDC钻头型号：P273M 、P263MF、P264M 、P174M、P284M 、P283MJ2.1.4参数确定序号尺寸mm型号数量 只钻进井段 m进尺m纯钻时间