某油田钻井设计 钻井工程设计课程设计

1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 题 目 学 院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 年月日东北石油大学课程设计任务书课程题目专业 姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、设计主要内容：根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。2、设计要求：要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1） 井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5） 钻井水

2、力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。3、主要参考资料：王常斌等，石油工程设计，东北石油大学校内自编教材陈涛平等，石油工程，石油工业出版社，2000钻井手册（甲方）编写组，钻井手册，石油工程出版社，1990完成期限指导教师专业负责人年月日前 言钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，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

3、效益。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。设计应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

4、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，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42.1钻井液压力体系42.2井身结构的设计52.3井身结构设计结果6第3章套管柱强度设计73.1油层套管柱设计73.2表层套管柱设计103.3套管柱设计结果11第4章钻柱设计124.1钻铤的设计124.2钻铤及钻杆长度

5、的计算124.3钻柱设计结果17第5章钻井液设计185.1钻井液的计算公式185.2钻井液密度转换185.3钻井液设计195.4钻井液设计结果20第6章钻井水力参数的设计216.1泵的选择216.2泵的各种参数计算226.3泵的设计结果29第7章注水泥设计307.1水泥浆的用量307.2所需干泥灰、清水的用量317.3顶替时间的计算337.4防凝时间的计算347.5注水泥设计结果35第8章设计结果36参考文献38第1章设计资料的收集1.1预设计井基本参数井号SJ0076 井别预探井 坐标2166912324,5114900 设计井深2100 井口海拔144 目的层位P,F,Y 完井层位泉三段

6、地理位置升南、宋芳屯 构造位置松辽盆地三肇凹陷升平向斜 设计依据1. 设计依据 （1）大庆石油管理局勘探部1992年第73期勘探方案审定纪要 （2）本区标准层构造图。 （3）邻井资料 2. 钻探目的 评价本区油层情况 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 芳29 油层 215 2125 139 1.051.25 21302地层压力井号 井段（m）地层压力(g/cm3) 破裂压力(g/cm3) 芳29 0123 .9 1.6芳29 123300 .95 1.6芳29 300500 .91 1.6芳29 500700 .

7、93 1.6芳29 7001000 .98 1.6芳29 10001400 1 1.62芳29 14001800 1.03 1.63芳29 18002130 1.05 1.653钻具组合井号 井段（m）钻头外径(mm) 密度(g/cm3) 钻具组合 芳29 0-123 444 1.05-1.2 178×75159×26芳29 123-2130 215 1.05-1.25 214稳定器178×2214稳定器178×9214稳定器178减震器178×18214稳定器178×90159×26芳29 1495-1505 215 1.

8、05-1.25 178取芯筒178×75159×26芳29 1847-1872 215 1.05-1.25 178取芯筒178×75159×26芳29 2047-2077 215 1.05-1.25 178取芯筒178×75159×264钻井液性能井号 地质年代 井段(m) 钻井液类型 密度(g/cm3) 漏斗粘度(s) pH值 静切力(Pa) 塑性粘度屈服值(Pa) N值 K值 失水(API) 芳29 明2段-第四系 0-123 膨润土混浆 1.05-1.2 22-40 0-0 0-0 - - - -芳29 嫩3段-明2段 123-

9、1000 两性复合离子钻井液 1.05-1.2 22-35 8-9 1.5-2.5 8-184-9 .65-.75 .1-.3 1-5芳29 泉3段-嫩3段 1000-2130 两性复合离子钻井液 1.2-1.25 30-45 8-9 2.5-3 15-287-14 .55-.65 .3-.6 1-55水力参数井号 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（kW）比水功率(%) 上返速度(m/s) 功率利用率(%) 芳29 444 0-123 7.92 7.05 .87 6.01 104 325 2 .

10、34 89.07芳29 215 123-1000 13.43 10.31 3.12 7.58 126 495 13 2.13 76.77芳29 215 1000-1495 10.77 8.3 2.47 4.35 113 254 7 1.36 77.04芳29 215 1505-1847 18.01 15.43 2.59 5.3 151 414 11 1.19 85.64芳29 215 1872-2047 14.91 12.1 2.81 4.69 134 325 8 1.19 81.15芳29 215 2077-2130 15.01 12.1 2.91 4.69 134 325 8 1.19 8

11、0.64芳29 215 1495-1505 0 0 芳29 215 1847-1872 0 0 芳29 215 2047-2077 0 0 6钻井参数井号 井段(m) 钻头尺寸(mm) 钻头类型 生产厂 喷嘴组合 钻压(kN) 转速(rpm) 排量(l/s) 泥浆密度(g/cm3) 芳29 0-123 444 X3A 江汉 14+14+14 30-40 65-70 45-48 芳29 123-1000 215 3B 大庆 13+13+13 160-180 195-200 48-50 芳29 1000-1495 215 PM210 钻一机厂 10+10+9+9 50-80 195-200 28-

12、32 芳29 1505-1847 215 J22 江汉 12.7+8.7 160-180 65-70 24-28 芳29 1872-2047 215 J22 江汉 12.7+10.3 160-180 65-70 24-28 芳29 2077-2130 215 J22 江汉 12.7+10.3 160-180 65-70 24-28 芳29 1495-1505 215 RC-475 川 克 50-80 65-70 35-40 芳29 1847-1872 215 RC-475 川 克 50-80 65-70 35-40 芳29 2047-2077 215 RC-475 川 克 50-80 65-7

13、0 35-40 7.套管柱设计参数井号 套管类型 套管层位 井段(m) 外径(mm) 钢级 段重(t) 长度(m) 壁厚(mm) 累重(t) 抗拉系数 抗挤系数 芳29 常规 表层 0-120 339 J-55 9.73 120 9.65 9.73 23.95 5.52芳29 常规 油层 0-210 139 J-55 5.31 210 7.72 48.53 2.31 10.24芳29 常规 油层 210-1380 139 J-55 24.37 1170 6.2 43.22 1.8 1.14芳29 常规 油层 1380-2125 139 J-55 18.85 745 7.72 18.85 5.9

14、4 1.38.注水泥设计参数井号套管层位固井前密度要求(g/cm3) 上返深度(m) 水泥塞面深度(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) 芳29 表层1.2 0 1.85-1.9 0 A级486 0芳29 油层1.25 1338 1.9-1.92 0 G级768 0第2章井身结构设计2.1钻井液压力体系最大泥浆密度（2-1）式中：为某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度，；为该井段中所用地层孔隙压力梯度等效密度，；为抽吸压力允许值的当量密度，取0.036。发生井涌情况时（2-2）式中：为第n层套管以下井段发生井涌时，在井内最大压力梯

15、度作用下，上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度，；为第n层套管下入深度初选点，m；为压井时井内压力增高值的等效密度，取0.06 ；为地层压裂安全增值，取0.03。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：为第n层套管钻进井段内实际的井内最大静止压差，MPa；为该井段内最小地层孔隙压力梯度等效密度，；为该井段内最小地层孔隙压力梯度的最大深度，m；为避免发生压差卡套的许用压差，取12 MPa。2.2井身结构的设计套管层次与深度的确定根据邻井数据绘制地层压力与破裂压力剖面图，如下图所示。地层压力与地层破裂压力剖面图1.油层套管下入深度初选点的确定由于井深为2100，所以确定

16、油层套管的下入为2095。2.表层套管下入深度初选点的确定试取，由邻井基本参数得：，。预计发生井涌时，由公式2-2，并将各值代入得：根据邻井数据可知280m以下的最小破裂压力梯度为，因为且相近，所以确定表层套管下入深度初选点为。3.校核表层套管下入到初选点280m过程中是否会发生压差卡套管参考邻井基本参数得：在此井段，。由公式2-3得：因为，所以不会发生压差卡套管，故表层套管的下入深度为280m。4.校核油层套管下入到2095m过程中是否会发生压差卡套管参考邻井基本参数得：在此井段，。由公式2-3得：因为，所以不会发生压差卡套管，故油层套管的下入深度为2395m。2.3井身结构设计结果查钻井手

17、册（甲方），钻头与套管尺寸匹配结果如下表所示。井身结构设计表井号项目井深（m）套管下深（m）套管外径（mm）钻头尺寸（mm）SJ0076表层285280339.7444.5SJ0076油层21002095139.7215.9第3章套管柱强度设计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：为该井段所用泥浆的最大密度，；为某段钢级的下深度，m。2.某段钢级套管的最大下入深度（3-2）式中：为某段钢级套管抗外挤强度，MPa；为最小抗外挤安全系数，取1.125。3.套管浮力系数（3-3）式中：为某段所用钢材的密度，取7.8。4.安全系数抗拉安全系数：3.1.2按

18、抗外挤强度设计由下向上选择第一段套管由公式3-1可知最大外挤压力为而允许抗外挤强度为查钻井手册（甲方）选择第一段套管表3-1 第一段套管钢级选钢级外径（mm）壁厚 （mm）均重（N/m）抗拉强度（kN）抗挤强度（MPa）内径（mm）ss（kN）J-55139.77.72248.1112133.853124.31214.43.1.3确定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用长度1.查钻井手册（甲方）选择第二段套管表3-2 第二段套管钢级选择钢级外径（mm）壁厚 （mm）均重（N/m）抗拉强度（kN）抗挤强度（MPa）内径（mm）ss（kN）J-55139.76.99226.2987.527.85

19、5125.71103.2由公式3-2可知第二段套管下入深度为，取 。则第一段套管使用长度为，因此套管根数为，实际取。故第一段套管实际使用长度为，第二段套管实际下入深度为。2.双轴应力校核套管实际所受的挤压力为查钻井手册（甲方）可知故根据曲线可知，则，因此套管实际所受拉力为。故，满足双轴应力校核要求。确定第三段套管的下入深度和第二段套管的使用长度1.查钻井手册（甲方）选择第三段套管表3-3 第三段套管钢级选择钢级外径（mm）壁厚 （mm）均重（N/m）抗拉强度（kN）抗挤强度（MPa）内径（mm）ss（kN）J-55139.76.2204.3840.721.512127.3987.5由公式3-2

20、可知第三段套管下入深度为，取 。则第二段套管使用长度为，因此套管根数为，实际取根。故第二段套管实际使用长度为，第三段套管实际下入深度为。2.双轴应力校核套管实际所受挤压力为查钻井手册（甲方）可知故根据曲线可知，则，因此套管实际所受拉力为故，满足双轴应力校核要求。3.1.5校核第三段套管及确定其使用长度1.使用长度的确定第三段套管使用长度为，因此套管根数为，实际取根。故第三段套管实际使用长度为。2.抗拉强度校核第三段套管所受最大拉应力为而，满足抗拉强度要求。3.2表层套管柱设计由公式3-1可知，最大外挤压力为而允许抗外挤强度为查钻井手册（甲方）选择表层套管：表3-4 表层套管钢级选择钢级外径（m

21、m）壁厚 （mm）均重（N/m）抗拉强度（kN）抗挤强度（MPa）内径（mm）ss（kN）H-40339.78.38700.51432.35.1023232406.5则表层套管的根数为，实际取，所以实际使用长度为。抗拉强度校表层套管所受最大拉应力为故，满足抗拉强度要求。3.3套管柱设计结果表3-5 套管柱设计参数表井号套管类型套管层位井段（m）钢级外径（m）壁厚（mm）根数长度（m）SJ0076常规表层0-285H-40339.78.3830280SJ0076常规油层0-1494.4J-55139.76.2164.21494.4SJ0076常规油层1494.4-2004J-55139.76.9

22、956509.6SJ0076常规油层2004-2095J-55139.77.721091第4章 钻柱设计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：为设计最大钻压，kN；为安全系数, 此取；为钻井液浮力系数；为所需钻铤的长度, m；为每次开钻所需钻铤单位长度重量，；为每次开钻所需钻铤的根数，每根钻铤的长度9.1m。4.1.2计算钻柱所受拉力的公式 （4-2）式中：为钻柱所受拉力，kN；为钻铤长度, m；为钻铤单位长度重量，；为钻杆长度, m；为钻杆单位长度重量，。（4-3）式中 ：为钻杆所受外挤压力，M

23、Pa；为最小钻井液密度，。4.2钻铤及钻杆长度的计算4.2.1一次开钻钻具组合1.0-285m（1）钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻铤,钻铤外径203.2mm，内径71.4mm，均重。此时，最大钻压。则钻铤长度为，所用根数为。从而实际用3根钻铤，钻铤实际度为。（2）钻杆长度计算及安全校核查钻井手册（甲方）选择钻杆，钻杆外径139.7mm，内径121.4mm，均重,钢级E级，钻杆，安全系数为。计算最大安全静拉载荷为： 安全系数法： 设计系数法： 拉力余量法：比较三种安全校核知设计系数法计算的值最小。则钻杆许用长度为因此钻杆长度为，所用根数为，实际取，从而钻杆实际长度为。校核钻杆抗挤强度为故

24、安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。4.2.2二次开钻钻具组合1.285-1000m（1）钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻，钻铤外径177.80mm，内径71.40mm，均重。此时，最大钻压为。则钻铤长度为，所用根数为。从而实际用18根钻铤，钻铤实际长度为。2钻杆长度计算及安全校核查钻井手册（甲方）选择钻杆，钻杆外径127.0mm，内径108.60mm，均重，钢级E级，钻杆，安全系数为。计算最大安全静拉载荷为： 安全系数法： 设计系数法： 拉力余量法：比较三种安全校核知设计系数法计算的值最小。则钻杆许用长度为因此钻杆长度为，根数为，实际取，从而钻杆实际长度为。校核钻杆抗挤强度故安全校核所选钻

25、铤及钻杆满足要求。2.1000-1495m（1）钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻铤，钻铤外径177.80mm，内径71.40mm，均重。此时，最大钻压。则钻铤长度为，所用根数为，从而实际用8根钻铤，钻铤实际长度为。2.钻杆长度计算及安全校核查钻井手册（甲方）选择钻杆，钻杆外径127.0mm，内径108.60mm，均重，钢级E级，钻杆，安全系数为。计算最大安全静拉载荷为： 安全系数法： 设计系数法： 拉力余量法：比较三种安全校核知设计系数计算的值最小。则钻杆许用长度为因此钻杆长度为，根数为，实际取，从而钻杆实际长度为。校核钻杆抗挤强度故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。3.1495-2100

26、m1.钻铤长度的确定查钻井手册（甲方）选择钻,钻铤外径177.80mm，内径71.40mm，均重。此时，最大钻压。则钻铤长度为，所用根数为。从而实际用18根钻铤，实际钻铤长度为。2钻杆长度计算及安全校核查钻井手册（甲方）选择钻杆，钻杆外径127.0mm，内径108.60mm，均重，钢级E级，钻杆，安全系数为。计算最大安全静拉载荷为： 安全系数法： 设计系数法： 拉力余量法：比较三种安全校核知设计系数法计算的值最小。则钻杆许用长度为因此钻杆长度为。钻杆所用根数为，实际取，从而钻杆实际长度为。校核钻杆抗挤强度故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。4.3钻柱设计结果钻柱设计参数表井段（m）钻头尺寸（mm

27、）钻铤外径mm）钻铤内径（mm）钻铤根数钻杆外径（mm）钻杆内径（mm）钻杆根数0-285444.5203.271.43139.7121.428285-1000215.9177.8071.418127.0108.68911000-1495215.9177.8071.48127.0108.61561495-2100215.9177.8071.418127.0108.6212第5章 钻井液设计5.1钻井液的计算公式5.1.1井筒内钻井液体积 （5-1）式中：为井筒内钻井液的体积，m；为第i段井径，m；为第i段井眼长度，m。5.1.2地面循环量由于井深为2100m，选择30钻机则地面循环量为。5.1

28、.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：为所加入粘土的密度，取；为所配钻井液的最大体积m；为所加粘土质量，t；为配制钻井液所需要的水的体积，。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：为加入重晶石的量，t；为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：为加入重晶石的量，t；为二次开钻钻井液的密度，。5.3钻井液设计参考临井资料，一开时钻井液密度为1.2，二开时钻井液密度为1.25 。5.3.1井筒内钻井液体积1一次开钻井筒内的钻井液体积由公式5-1可知2.二次开钻井筒内的钻井液体积由公式5-

29、1可知因此在钻井过程中。钻井过程中所需的钻井液体积由公式5-2可知则所需钻井液原浆体积为实际取。需要加入的水量和土量由公式5-3和公式5-4可知粘土质量为由公式5-4可知水的量为钻井液密度转换1.一次开钻时所需重晶石的量由公式5-5可知所加入重晶石量的为2. 一次开钻时所需重晶石的量由公式5-6可知所加入重晶石量的为5.4钻井液设计结果钻井液设计参数表项 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1.249.1428013.66273.2二 开1.259第6章 钻井水力参数的设计6.1泵的选择确定最小排量（6-1） （6-2） （6-3）（6-4）

30、 （6-5）式中：为岩屑举升效率，无因次，取0.5；为最低环空返速，；为岩屑在环空的实际上返速度，；为岩屑在钻井液的下滑速度，；为岩屑直径，取0.6cm；为岩屑密度，取；为钻井液密度，；为钻井液有效粘度，；、为井径和钻柱外径，cm；为钻井液稠度系数，；为钻井液流行指数，无因次；为携岩屑的最小排量，。6.1.2计算不同井深循环压耗系数（6-6）（6-7） （6-8）式中：；为钻井液塑性粘度，；为钻铤长度，m；为钻杆内径，cm；、为钻铤内径、外径，cm。 临界井深的确定1计算按最大钻头水功率方式下的临界井深第一临界井深为（6-9）第二临界井深为 （6-10）式中：；为额定泵压，MPa；为额定排量，

31、。2计算按最大射流冲击力方式下的临界井深第一临界井深为 （6-11）第二临界井深为 （6-12）6.2泵的各种参数计算一开时泵的计算1.0-285m根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB1000A的钻进泵两台并联使用，因此额定排量为，额定泵压为。由公式6-1、6-2、6-3和6-4可知最低环空返速为由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液密度，井眼直径，钻杆外径，岩屑直径，岩屑密度，。则根据公式6-5可知，携岩所需的最小排量为故，选择的钻井泵合理。由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液塑性粘度，钻井液密度，钻杆外径，钻杆内径，钻铤长度，钻铤内径，钻铤外径，井眼直径。则由公式6-6可知由公式6-7可

32、知由公式6-8可知则根据最大射流冲击力由公式6-11计算临界井深得由于，因此钻头压降为喷嘴的当量直径为因此喷嘴的直径为6.2.2二开时泵的计算1.285-1000m根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB1600A的钻进泵一台，其额定排量为，额定泵压为。由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液密度，井眼直径。由经验公式可知根据公式6-5可知，携岩所需的最小排量为故，因此选择的钻井泵合理。由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液塑性粘度，钻井液密度，钻杆外径，钻杆内径，钻铤长度，钻铤内径，钻铤外径，井眼直径。则由公式6-6可知由公式6-7可知由公式6-8可知则根据最大钻头水功率按照公式6-9计算第一临界

33、井深得由最大钻头水功率按照公式6-10计算第二临界井深由于，因此钻头压降为最优排量为喷嘴的当量直径为因此喷嘴的直径为。2.1000-1495m根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB1000A的钻进泵一台，其额定排量为，额定泵压为。由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液密度，井眼直径。由经验公式可知根据公式6-5可知，携岩所需的最小排量为故，因此选择的钻井泵合理。由钻柱设计和邻井参数可知，钻井液塑性粘度，钻井液密度，钻杆外径，钻杆内径，钻铤长度，钻铤内径，钻铤外径，井眼直径。则由公式6-6可知 由公式6-7可知由公式6-8可知则根据最大钻头水功率按照公式6-9计算第一临界井深得由于，因此钻头

34、压降为喷嘴的当量直径为所以喷嘴的直径为3.14952100m根据邻井参数可知选择缸套直径为的型号为SL3NB1000A的钻进泵一台，其额定排量为，额定泵压为。由钻柱设计和邻井参数可知，井液密度，井眼直径。由经验公式可知根据公式6-5可知，携岩所需的最小排量为故，因此选择的钻井泵合理。由钻柱设计和邻井参数可知，井液塑性粘度，钻井液密度，钻杆外径，钻杆内径，钻铤长度，钻铤内径，钻铤外径，井眼直径。则由公式6-6可知由公式6-7可知由公式6-8可知则根据最大钻头水功率按照公式6-9计算第一临界井深得由于，因此钻头压降为喷嘴的当量直径为所以喷嘴的直径为6.3泵的设计结果泵的设计参数表井段（m）泵型钢套

35、直径（mm）最大工作压力（MPa）泵速（冲/分）柴油机转速（rpm）额定排量（L/s）0-2852台SL3NB-1000A1701680100027.68285-10001台SL3NB-1600A19021120150051.851000-14951台SL3NB-1000A1701696120033.211495-21001台SL3NB-1000A15021112140030.17第7章注水泥设计7.1水泥浆的用量所需水泥浆体积的计算公式（7-1） 式中：为水泥塞高度，取10m；为井眼口袋高度，取5m；为设计封填水泥长度，m；为第i次开钻钻头尺寸，m；为自外向里第i层套管的外径，m；为第i层套

36、管的内径，m；为水泥附加系数，取1.1。所需干水泥的质量的计算公式1.配制的水泥浆所需水泥灰的质量为（7-2）式中：为水泥灰的密度，3.15 g/cm；为水的密度，1.0 g/cm ；为水灰比, 一开为0.46,二开为0.44。2.所需干水泥的质量为（7-3）式中：为地面损失系数，取1.05。所需水的体积的计算公式（7-4）顶替排量的计算公式（7-5）式中：为顶替排量，；为水泥浆临界流速，表层取0.9，油层取2.28。顶替容积的计算公式（7-6）式中：为顶替容积，；为第i层套管的内径，m；为至阻位的长度，。注入时间的计算公式 （7-7）式中：为所需水泥浆体积，；为钻井液临界流速，取1.68；为

37、水泥浆注入时间，min；为环空面积，。7.1.7 顶替时间及防凝时间顶替时间 （7-8）式中：为顶替容积，；为顶替排量，；为顶替时间，min。防凝时间 （7-9）式中：为水泥浆注入时间，min；为顶替时间，min；为水泥浆防凝时间，min。7.2所需干泥灰、清水的用量水泥浆体积的计算1.封固表层套管水泥浆体积的计算 由套管设计可知，。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，。由公式7-1得 干水泥质量的计算1.封固表层套管干水泥质量的计算由公式7-2得,配制的水泥浆所需水泥灰的质量为则由公式7-3得干水泥质量为2.封固油层套管干水泥质量的计算由公式7-2得,配制的水泥浆所

38、需水泥灰的质量为则由公式7-3得干水泥质量为所需清水的体积的计算1.封固表层套管所需清水的量由公式7-4得，,因此固井时储备清水的体积。 2.封固油层套管所需清水的量由公式7-4得,固井时储备清水的体积。7.3顶替时间的计算顶替排量的计算1.表层顶替排量的计算由表层设计可知，则由公式7-5可知顶替排量为。2.油层顶替排量的计算由油层设计可知，则由公式7-5可知顶替排量为。顶替容积的计算1.表层顶替容积的计算由表层设计可知由公式7-6可知顶替容积为2.油层顶替容积的计算由公式7-6可知顶替容积为顶替时间的计算1.表层顶替时间计算由公式7-8可知顶替时间为2.油层顶替时间计算由公式7-8可知顶替时

39、间为7.4防凝时间的计算7.4.1注入水泥浆的时间1.表层注入水泥浆的时间由公式7-7可知2.油层注入水泥浆的时间由公式7-7可知7.4.2防凝时间的计算1.表层防凝时间由公式7-9可知防凝时间为2.油层防凝时间由公式7-9可知防凝时间为7.5注水泥设计结果注水泥设计参数表井号套管层位上返深度(m)水泥品种清水的体积（m3）干水泥灰质量注水泥量防凝时间SJ0076表层0A级2028.9821.46514.475SJ0076油层0G级4087.0162.7857.48第8章 设计结果表8-1井身设计结构表井号项目井深（m）套管下深（m）套管外径（mm）钻头尺寸（mm）SJ0076表层285280339.7444.5SJ0076油层21002095139.7215.9表8-2 套管柱设计参数表井号套