HAHA-02-05固井设计书

1、富邦德石油 HAHA-02-05井固井设计书井 别： 定向井 井 型： 生产井 富邦德摩洛哥能源有限责任公司二0一四年九月二十五日井号： HAHA-2-05井 钻井队号： forpetro5001 井 型： 定向井 井 别： 生产井 设计单位： 富邦德能源集团有限公司 设 计 人： 日 期： 2014年9月25日 设计审核：审核人： 签 字： 日 期： 设计批准：批准人： 签 字： 日 期： 一、 设计依据：1.1基本数据地理位置区域构造井 别生产井钻探目的井位坐标（X）85894.58m地面海拔:403.397m设计井深3410m井位坐标（Y）47125.42m套 管出地高 m完钻井深341

2、0m开钻日期完钻日期电测日期完钻层位目的层位人工井底 m井 身 结 构程序钻头（mm）井深（m）套管外径（mm）套管壁厚（mm）套管钢级套管下深（m）水泥返高（m）一开 444.5312339.710.9213 3/8J55311地面二开241.31639177.89.197"N801638地面三开152.43410114.37.374 1/2N8034051488注：1）20”导管也可在井场建设时预埋，用混凝土固牢。2）6”井眼完钻深度3410m。1.2 井深结构套管设计套管程序井段m套管规范长度m钻井液密度g/cm3尺寸mm钢级壁厚mm扣型最佳上扣扭矩N·m导管0-20

3、508偏梯标准20表层套管11312339.7J5510.92偏梯标准80703111.10二开套管111639177.8N809.19偏梯标准704016281.20-1.35三开套3N807.37偏梯标准-19170.951.3套管柱强度校核套管程序井段m重 量抗 挤抗内压抗 拉每米重kg/m段重t累计重t最大载荷MPa安全系数最大载荷MPa安全系数最大载荷kN安全系数一开套管1131281.1825.2425.243.841.463.485.40247.416.34二开套管11163938.7363.4463.4416.071.6516.072.21621.24

4、.78三开套管1488340520.0960.8960.8918.122.3718.122.91377.814.52二、 插入法固井一开表层固井设计表层套管外径 339.7 mm; 表层套管内径 320 mm; 表层套管下深： 311 m1.1固表层设计与技术要求基础数据一开钻头171/2（444.5mm）井深312米，泥浆密度1.10g/cm3，下133/8（壁厚9.65mm）表层套管，考虑到采用插入法固井，安装插入坐装置其位置应当是±300m。可以将插入法固井首当考虑的几点作一计算比较： 2.3.1浮力计算：Ft（KN）根据公式：Ft9.8×Sw×H×

5、;s×10-6 9.8×（339.72/2）2×3.14×301×1.85×10-6 494.41KN2.3.2套管串的重与管内井液的重量之和 Gt(KN)Gt9.8××H ×10-3 Sn×H×s×10-6 9.8×81.1×301×10-3（320/2）2×3.14×301×1.10×10-6 500.05KN通过计算比较得知，套管串重量小于套管浮力，为了克服因浮力造成表套上举现象，应采取钻井液泥浆加重

6、方法来解决此问题。所以必须计算加重泥浆的临界密度值并进行泥浆加重。2.3.3根据条件要求GtFt，否则加重原泥浆密度mmin临界密度min（Sw×s ×103）/Sn （339.72/2）2×3.14×1.8581.1×103 /（320/2）2×3.14 （167603.781100）/80384 1.076 g/cm3通过计算，临界钻井液密度等于1.08 g/cm3，实际钻井液密度1.10 g/cm3，但实际操作中为了安全多附加0.10.2个点，应当将泥浆密度提高到1.28 g/cm3。2.3.4钻柱坐封压力的计算：插入法固井内管

7、（钻柱）和浮箍的连接是通过插入接头和浮箍插坐，用插入的方法连接的。若不在密封球面上与承压锥面之间，施加一定的压力，在施工中就会在泵压的作用下生产钻具“回缩”，使密封球面与承压锥面脱离，而失去密封作用，达不到固井要求，水泥浆倒流影响到固井预返高度，达不到固井要求。因此，在设计中要进行坐封压力计算。根据生产厂商已给的额定承压能力133/8的浮箍锥面承压额为56KN，那么我们所使用5钻杆的重量在泥浆中其重量为多少？5钻杆内径为108.6mm其平均重为29.1kg/m9.8×301×29.1kg/m85.84KN在水泥浆中（11.85/7.8）×85.8465.49KN按

8、钻具自重是达到了所用重量，但是整体钻具是在套管中全部不在提拉的状态下有些重量，并且钻具是产生了弯曲的，钻具的弯曲，不利于插头与插锥面的密封，所以，有条件时用加重钻杆，无条件时用打钻所立的钻铤来给以插入坐施压。若考虑到7（177.8mm）钻铤，其内径若为71.44mm时，163.2kg/m。要求钻具垂直中和点下移时，大约要下入3个立柱的钻铤，但必须组合好配合接头。2.3.5插入法固井的施工要点还要做到：井眼要直；把井眼打直500米井段最大井斜不超过0.5°，为保证套管顺利下入要求泥浆开钻。计算最大充许掏空深度；按双轴应力计算套管最大允许掏空深度，认真执行满泥浆措施。控制套管下放速度；套

9、管下放速度应通过计算，原则上是管外泥浆返速和扩眼时返速保持一致，以防压漏地层，导致井壁坍塌。洗井时泥浆排量要适当；套管下到设计井深，洗井泥浆排量应使返速和钻进、扩眼时返速保持一致。坐封要平稳；坐封密封插入接头时要平稳，一次压到设计压力，不可上下多次反复，以免“O”型盘根受损坏，密封插头下井前要涂抹黄油。检查密封效果；在注水泥与替浆过程中，要专人观察井口有无泥浆，从钻杆与套管环空中外溢。若大量外漏，说明密封失效，应立即采取紧急措施，防止水泥浆在套管内凝固造成事故。泵压要平稳；施工过程中承压由低至高，要平稳防止钻杆上下跳动，并保证连续施工，替泥浆时要注意泵压变化情况。密封要可靠；带回压凡尔的密封短

10、节是按严格的比例用水泥砂浆预制的，有效长度不小于1米，密封套要求垂直、居中、偏差不大于2毫米，刚性扶正器在套管内径向活动范围为1620mm为宜，回压凡尔一定要可靠。三、完井基本数据及下套管要求b.完钻井深 3410 m； 油层顶界位置： 1550 m ；油层底界位置： 1700 m c.设计套管下深 3405 m；设计阻位 3395 m 设计短套管位置： 1530-1535 套管串结构：浮鞋+套管1根（10m左右）+浮箍+套管串+联顶节。（短套管位置按地质要求加放）。d.短套管随套供应浮箍、浮鞋一套；弹性弧式扶正器 40 只；环形钢板1付；大小盖帽各 1 个；套管胶塞 1 只；短套管3只；联顶

11、节1只；套管循环接头 1 只e.钻井情况：（根据实际钻井情况）.完钻时间：2014年 月 日 完钻泥浆性能：比重 1.03-1.35 粘度 切力 .通井时间： 下套管时间：2014年 月 日 .漏失情况说明： .其它情况说明： 3.1固井施工设计：a.薄弱层位的承压能力（漏失当量密度）及固井设计该层位底界压力当量密度列表：层 位第四系侏罗系底界井深:m承压能力当量密度g/cm31.80-1.90b水泥浆体系及性能设计封固井段(m)水泥浆体系密度g/cm3稠化时间强度MPa析水%失水ml温度压力Mpa时间min24h48h一开 11-311高密度1.8545251202427.30.8小于50二

12、开 311-1639高密度1.8545251502427.30.8小于50三开 1488-3410高密度1.85603515024280.4小于50c、水泥用量设计及外加剂配方井 段 （m）段 长（m）井 径（cm）环 容（L/m）分段容积（L）附加量%总容积（L）分 段自至纯水泥11312301511.2114.6734515.6153969331116391328277.540.5253811.51561883148834101922175.313.8726658.14527991膨胀剂隆失水剂G401加1-2%G33S 加量2%高密度水泥累计容积水泥量（吨）附加量15%附加15%3451

13、5.650.858.553811.568.979.3吨附加5%26658.1434.1835.88吨d外加剂井段（m)段长（m)水泥量t使用量kg一开封固段 11-31230158.81降失水剂G33S加量2%11762膨胀剂G4019加量2%11762早强剂G204加量2.5%1470（根据情况而定）3减阻剂USZ加量0.6%352.84冲洗液WH-1（先释后比）2-50% 按70m井段配制128.25井段（m)段长（m)水泥量t使用量kg二开封固段 311-1639132879.31降失水剂G33S加量2%15862膨胀剂G4019加量2%15862早强剂G204加量2.5%1982.5（

14、根据情况而定）3减阻剂USZ加量0.6%475.84冲洗液WH-1（先释后比）2-50% 按180m井段配制128.25（升或公斤）用5.5桶)井段（m)段长（m)水泥量t使用量kg三开封固段 1488-3410192235.881降失水剂G33S加量2%731.952膨胀剂G4019加量2%731.953减阻剂USZ加量0.6%484冲洗液WH-1（先释后比）2-50% 按300m井段配制84（公斤）3.2早强剂使用要根据水泥化验后确定加量a替量计算：序号一开封固段(m m)单位管内容积(L/m)累计管内容积(m3)10-3129.262.89附加系数1.02%1.02%替浆量： (m3)2

15、.95序号二开封固段(m m)单位管内容积(L/m)累计管内容积(m3)20-163819.9632.69附加系数1.02%1.02%替浆量： (m3)33.35序号三开封固段(m m)单位管内容积(L/m)累计管内容积(m3)30-33957.7826.41附加系数1.02%1.02%替浆量： (m3)26.94b施工压力设计：用泥浆替时一开井段（m）静压差Mpa循环压力Mpa最高施工压力Mpa0-312m3.971.182.6二开井段（m）静压差Mpa循环压力Mpa最高施工压力Mpa碰压Mpa312-1639m7.233.1410.3715三开井段（m）静压差Mpa循环压力Mpa最高施工压

16、力Mpa碰压Mpa1639-3410 m14.13.817.920c施工时间预计： 一开固井流体序号流体类型密度g/cm3数量m3环空液面长度m时间min注入排量m3/min1前置液1822461.23水泥浆1.8539.69346361.15替清水12.9587931.0二开固井流体序号流体类型密度g/cm3数量m3环空液面长度m时间min注入排量m3/min1前置液1822461.22水泥浆3水泥浆1.8561.81733621.04压胶塞125621.25替清水131.35879241.3三开固井流体序号流体类型密度g/cm3数量m3环空液面长度m时间min注入排量m3/min1前置液1

17、85777.31.12水泥浆3水泥浆1.8535.8842561.04压胶塞1214421.05替清水126.94105711.31.33.3井眼及固井前的准备(1)完井电测后必须通井，震动筛上无岩屑排出时方可起钻下套管。(2)固井前钻井液性能满足固井要求，粘度小于50秒，动切力小于2帕,钻井液性能达不到要求不固井。(3)入井套管必须用规定尺寸的内径规通内径，并清洗套管丝扣，通内径要有记录备查。(4)工程、地质两家对套管进行认真检查、丈量、编号，数据要求对口，套管下深符合要求。(5)钻进过程中井漏，下套管前必须进行堵漏后下套管，以确保固井质量；(6)在下套管前换成与油套尺寸一致的套管封井器芯子

18、。(7)套管必须按设计程序下井，下套管时使用专来下套管认准，科学合理设计套管扶正器的安放位置，同时进行下套管摩阻计算，保证套管居中度67。并提供多根套管的扭矩(8)下套管勤灌泥浆，每下40根左右灌满，注意活动套管，防止粘卡，下完套管先座好吊卡，灌满泥浆后，再接方钻杆循环。(9)固井前大排量低粘度循环钻井液三周，泵压正常，性能达到要求，方可进行固井施工。(10)井队在下完套管后应清理井场，以便摆放固井施工车辆；（11）井队要保证固井用水的质量和数量，固井前备水90方以上。（12）核实以下数据：准确井深： 3410 ;套管的实际下深: 3405 ;阻流环的位置： 3395 m 短套管位置： （13

19、）固井施工前签认下套管固井作业交接清单，做到井下不正常不固井；设备不正常不固井，准备工作不到位不固井。3.4固井施工工序：摆放固井车辆接水泥头循环冲固井管线管线试压注冲洗液及前置液注低密度水泥浆注常规密度水泥浆用压塞液压胶塞顶替碰压（稳压），断流后开井候凝，否则，关井候凝（关井压力高于静压差2MPa）.3.5技术要点：地层有盐岩，所以采用了高温抗盐降失剂G33S。井队必须配合压风机供气，并保证万无一失。固井操作人员和下灰人员必须达到固井工艺要求。水泥浆密度必须符合设计标准，密度上下点浮动不能超过±0.03g/cm3 。施工工序必须一气哈成不间断，特别注重大立罐倒换配接下灰管线，必须迅

20、速不乱。注意地面设备及人员人身安全，固井前高压管线地面试压10MPa，合格后方可施工。听从指挥施工人员的手势和指令。施工前技术会交底、施工后技术会总结。并且跟随钻井及时掌握钻井时况，了解地层岩性，认真组织开好完井协作会，这都是固井不可缺少的关键环节。3.6固井施工要求：（1）高标准，严要求，严格按固井设计认真施工，施工必须连续完成，不得发生刺漏现象。（2）水泥浆密度要求均匀稳定，密度的调节要先低后高，逐步提高，要求井队每1分钟测量并记录一个点。（3）控制好顶替排量，达到紊流或塞流流态，防止漏失，计量顶替，小排量缓慢碰压。四、尾管固井注意事项： 尾管注水泥程序1. 下尾管前泵注设备及固井管线必须

21、试运转并严格试压, 试压压力必须超过蹩断球座剪钉所需的泵压。 2. 施工前同样要准确地掌握钻井参数、地层压力、泥浆泵效率等, 以便重新计算顶替排量,调整隔离液密度,为保证固井全过程维持对地层的超平衡压力,确定是否提高部分钻井液密度等。尾管下井前井眼及送入管柱的检查很重要, 送入管柱应用通径规通过, 坐挂井段或大斜度井段套管内径, 应使用刮管器清刮干净。 3. 配制混合水必须检查水质确保水质“纯净”。严格控制混合时间, 高温材料混合水延迟不得超过10小时。 4. 注水泥前充分循环钻井液, 以便获得井底循环温度。 5. 泵送隔离液和冲洗液, 设计的隔离液性能应满足井况需要, 尾管注水泥特别要考虑隔

22、离液的容量, 保证以紊流流型与地层接触时间大于10分钟。尾管固井, 隔离液应由泥浆泵泵入。 6. 配水泥浆。要求水泥浆密度均匀, 实际的密度误差不得超过±0.024克/厘米3(0.2磅/加仑)。有加重材料的水泥浆, 一定要有良好的悬浮性能, 并确保施工连续性。 7. 注完水泥后, 立即停泵。 8. 当确认水泥头阀门和挡销正确无误时直接由泥浆泵压钻杆胶塞和顶替水泥浆。要密切注视钻杆胶塞释放套管胶塞时的压力变化。 9. 碰压。尾管固井一定要求碰压, 并且根据尾管胶塞的性能, 增加所要求的泵压, 确保尾管胶塞坐入承托环并进入锁紧槽, 提高密封性能, 稳压5分钟。 10. 通过立管阀门快速放

23、掉送入管柱压力。 11. 缓慢上提管柱, 进一步验证尾管是否被释放。 12. 起出12柱左右, 反循环出多余水泥浆。 13. 候凝。注水泥程序结束。五、尾管固井技术要求1、对水泥浆性能要求高 一般水泥浆失水维持在250ml以内就可以固井，而尾管固井失水必须小于50ml。尾管固井除正常施工所需的稠化时间外，还要考虑循环洗井及相关工作所需的稠化时间，安全时间也较一般井长，而且还要考虑喇叭口处的抗压强度，析水及体系稳定性，水泥浆抗污染程度等。2、压力高，作业时间长，对施工要求严格 这主要指尾管固井要求设备能力强，工具可靠，计量器、流量器记量准确，防止替空，宁可少替浆也不能多替。3、水泥浆量及密度控制一般常规的水泥附加量为20-40%，而尾管井的水泥附加量一般为5%10%左右，最多也不超过15%，这主要是防止过多的水泥浆返出，在洗井时容易发生事故。另外领浆的密度要求可以低于设计平均密度0.3g/cm3，也是基于安全方面的考虑。4、居中度：裸眼段尾管居中和一般井的要求没有大的差别。但是悬挂器上下必须居中，所以建议此处使用刚性或双弓扶正器。5、由于尾管固井工艺