泉2-2井钻井工程设计

延长石油

YANCHANGPETROLEUM编号ZG-KZG2021016

构造：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡

井另心开发井井型：定向井

泉2-2井钻井工程设计

陕西延长石油（集团）有限责任公司

延长气田采气四厂

二。二一年四月十六日

目录

1.基本数据.................................................................1

2.设计依据................................................................2

2.1构造位置：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡........................................2

2.2地理位置及环境资料...................................................2

2.3地质要求.............................................................2

2.4地质分层及油气水层...................................................3

3.技术指标及质量要求.......................................................8

3.1井身质量要求..........................................................8

3.2防碰要求.............................................................8

3.3防碰应急措施.........................................................9

3.4钻头、套管程序及固井质量要求.........................................9

4.工程设计................................................................10

4.1井身结构.............................................................10

4.2定向井待钻井眼剖面数据...............................................10

4.3防碰扫描.............................................................16

4.4钻机选型及钻井主要设备.............................................28

4.5钻具组合............................................................41

4.6钻井液设计及气层保护要求............................................42

4.7钻头及钻井参数设计..................................................45

4.8油气井压力控制......................................................48

4.9定向井工艺技术措施..................................................54

4.10中途测试安全措施...................................................55

4.11固井设计...........................................................56

4.12各次开钻或分井段施工重点要求........................................61

4.13完井设计............................................................69

4.14弃井要求...........................................................70

4.15钻井进度计划.......................................................71

5.健康、安全与环境管理.....................................................73

5.1基本要求............................................................73

5.2健康、安全与环境管理体系要求........................................73

5.3关键岗位配置要求....................................................74

5.4健康管理要求........................................................75

5.5安全管理要求........................................................76

5.6环境管理要求........................................................79

6.完井提交资料.............................................................81

6.1完井提交资料.........................................................81

7.井位图.................................................................82

8.本溪组中部静压等值线图.................................................83

9.附则..................................................................84

10.1钻井施工设计要求....................................................84

10.2特殊施工作业要求....................................................84

泉2-2井钻井工程设计

1.基本数据

开发项目鄂尔多斯盆地伊陕斜坡古生界天然气开发

大地坐标(井口)大地坐标(井口)表层套管下深造斜点

井号井别井型方位(°)

纵(X)横(Y)(m)(m)

泉2井详探井直井4038667.5719332947.33580.00//

泉2-1井开发井定向井4038630.4519332967.59590.00650.0045.87

泉2-2井开发井定向井4038640.4019332963.51600.00680.00345.32

地理位置陕西省延安市甘泉县石门子乡后山窑子村东南约1.6km处

构造位置鄂尔多斯盆地伊陕斜坡

泉2-2井经纬度

东经109°8,11.51”北纬36°27,50.21〃地面海拔(m)1338.63

(°)

磁偏角(°)-3.15方位角345.32°中靶半径(m)90.00

泉2-2井4039815.3019332655.701214.55海拔

纵(X)横(Y)位移-2067(m)

靶点(m)(m)(m)(山西组靶点)

设计井深(垂深)3564m完钻层位马家沟组目的层Psq、Pzh、Pis、Plt^Czb、Oink

设计依据泉2井、延653井、延843完钻地质资料

完钻原则进入奥陶系马家沟组马五520m完钻

表层套管生产套管

钻头尺寸(mm)X下深(m)尺寸(mm)X套管下深(m)钻头尺寸(mm)X下深(m)套管尺寸(mm)X套管下深(m)

311.1X600.00244.5X600.00215.9X3844.16139.7X3839.16

完井方法全套管射孔完井

,,

井场分布及定向方

位示意图

X\/

X泉2-2井卜./

大门方向泉井口///

337.70°2-1

泉2-2井钻井工程设计

2.设计依据

钻井工程设计依据:泉2-2井地质设计；邻区、邻井实钻资料；有关技术规范及技术

法规。

2.1构造位置：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡

2.2地理位置及环境资料

2.2.1井口坐标纵(X):4038640.40(m),横(Y):19332963.51(m)

2.2.2磁偏角：-3.15°

2.2.3地面海拔：1338.63m

2.2.4地理位置：陕西省延安市甘泉县石门子乡后山窑子村东南约1.6km处

2.2.5气象资料:

井区属大陆性季风半干旱气候，春季干旱多大风，夏季高温多雷雨，秋季凉爽而短

促，冬季漫干旱。日照充足，雨热同季。年平均气温8℃,年平均降雨量445mm，无霜期

146do本区第四系长且含水性较强，潜水位较浅。春秋季多西北风、多沙尘暴天气；夏秋

季节易发山洪、山体滑坡等灾害性地质现象。

2.2.6地形地貌及交通情况：侵蚀切割强烈，沟壑梁即发育，地形起伏较大。地表为第四

系未固结成岩的松散黄色粘土。该井距主干公路较远，交通不太方便，通讯条件基本上能

满足要求。

2.3地质要求

2.3.1井别：开发井

2.3.2井型：定向井

2.3.3设计井深：垂深：3564.00(m)斜深：3844.16(m)

2.3.4磁偏角(°)：-3.15

2.3.5中靶垂深：

靶点垂深：3406.00m中靶坐标：纵4039815.30(m)横19332655.70(m)

2.3.6完钻垂深:3564.00m

2.3.7地面海拔：1338.63m

2.3.8目的层位：石千峰组，石盒子组，山西组，太原组，本溪组，马家沟组。

2.3.9完钻原则：进入奥陶系马家沟组马五520m完钻。

2

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2.3.10完井方法：全套管射孔完井。

2.4地质分层及油气水层

2.4.1设计地层、预测气层位置

3

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表2-1泉2-2井地层分层数据表

地层设计地层（m）

显示显示层段故障

底界岩性

类别（垂深m）提示

深

界系统组度厚度

一

第

新

四

生280280松散黄土防漏

系

界

，

侏细砂岩夹泥岩、砂质泥防喷

下延安组483203

罗岩，底部为粗砂岩防漏

统

系灰色泥岩夹灰白色中细

富县组633150防塌

粒、含砾粗砂岩

上深灰色泥岩夹浅灰色细防卡

延长组17671134

统砂岩、泥防喷

三紫红色泥岩夹浅红色砂

纸坊组2231464uLi防卡

叠石

系紫红色泥岩夹紫灰色砂

下和尚沟组2406175Llq防漏

石

统

浅紫色砂岩夹棕红色泥防塌

刘家沟组2736330LU

石防漏

2961-2964

棕红泥岩与棕色细砂岩防喷

石千峰组3026290气2976-2979

互层防漏

3008-3011

3257-3260

中上部巨厚状泥、下部浅3282-3289防塌

石盒子组3301275气

统灰色中粗粒石英砂岩3293-3298防喷

3299-3300

i

系

3325-3331

上部泥岩夹砂岩、下部防塌

山西组3406105气3336-3339

古灰黑色泥岩夹砂岩及煤防喷

3387-3389

生下

界统

防喷

太原组341610灰岩夹泥岩及煤

防塌

防塌

石上部厚煤层、中下部为

喷

防

炭上

本溪组345135灰黑色泥岩夹薄层浅灰

卡

防

系统

色细砂岩

「

塌

防

奥

3459-3462喷

防

下

陶马家沟组灰岩、白云岩夹凝灰质3466-3469

统

3564113气防H

系（未穿）灰岩、膏盐岩3481-3485

防2s

3512-3515卡

4

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2.4.2浅气层及其它矿物岩层提示

目前局部地区发现浅层天然气藏。本溪组底部可能出现的铁铝土质泥岩（赤铁矿、铝

土矿）。马家沟组有可能出现膏盐岩。

2.4.3邻井试气层中部实测压力

表2-2本区试油气层中部实测压力

井号层位气层井段（m）地层压力（MPa）地层压力系数

延843本23447-345027.73880.8044

3476-3478

马五22+马五

泉23461-346327.6570.7981

13+马五12

3453-3455

2.4.4本井目的层地层压力预测

本井周边可能存在注水区域，要注意出水，特别是在本井周围500m范围以内若有注

水井或油井，要引起注意；刘家沟组漏失严重，注意防漏、堵漏。古生界地层压力系数一

般为0.7981-0.8044左右，钻井施工过程中应注意控制钻井液密度，保护好气层。邻井在

三迭系以上地层一般使用钻井液密度小于1.03g/cn?,石千峰组〜奥陶系的钻井液密度一

般在1.10〜L14g/cn?。钻井过程中注意防喷，做好中生界油气层的防喷工作，特别是在

甘泉、富县、黄龙等南部区域要注意浅层气，做好井控工作；进入气层后，尤其是本溪组

属局部高压地层，应特别注意做好防喷工作。

2.4.5邻井实钻情况调研

该区域上部为大段棕红色砂岩地层可钻性好，钻速快，使用无固相聚合物钻井液携带

岩屑不及时，易发生沉砂卡钻，在钻进过程中，加入足量的大分子聚合物，絮凝包被岩屑，

适当提高钻井液粘度，提高钻井液排量，提高钻井液携屑能力，钻具在井下静止时间不超

过3分钟，每钻进150-200米推稠浆清扫井底岩屑，防止沉砂卡钻；直罗组泥岩含量较高

且胶结疏松，易吸水膨胀，发生垮塌掉块，易发生掉块卡钻及电测遇阻，要求钻进过程中

要控制钻井液失水，适当提高钻井液粘度，形成薄而致密的泥饼，防止卡钻和电测遇阻,

在起下钻时严格执行操作规程，控制起下钻速度，遇到阻卡等复杂情况，及时接方钻杆开

泵划眼缓慢通过。该区域区域延长组浅层气活跃，钻井施工中合理控制钻井液密度，加强

井控坐岗，一旦发生溢流、井喷、严格按照井控要求进行处理。对井位在采油区的井，做

设计前收集邻井1000m范围内油井资料，钻进过程中做好测斜工作，观察钻屑及钻井参数

情况，防止发生碰套管事故。

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部分地区马家沟组含膏岩夹层，钻进过程中密切观察，发现膏岩及时加入纯碱沉淀钙

离子，加入烧碱提高钻井液PH值，加入LV-CMC降低钻井液失水，坚持划眼修正井眼，防

止膏岩蠕变缩径卡钻。

邻井泉50-3井在延长组出现浅层气，泉61井、泉58井钻井过程中出现表层漏失、

马家沟组漏失情况，延313井、延1255井表层多次发生返性漏失，请井队在钻井过程中

务必做好该井的井控、防漏、堵漏工作。

邻井泉2井是一口详探井，钻井过程中没有井下复杂情况和事故。

邻井泉2-2井是一口定向井，钻井过程中没有井下复杂情况和事故。

2.4.6本井H2S含量预测

根据该区域在钻井、试气过程中有ILS显示，要求本井在施工过程中加强对"S气体

的录井检测及防范，同时储备碱式碳酸锌2吨，一旦发现有H2s气体，及时加入钻井液中

处理防止H2s中毒，现场应严格按照SY/T5087-2005,SY/T5742-2007和SY/T5974-2007

果断处理，确保人身及钻井设备的安全。

2.4.7邻井完井钻井液性能

表2-3邻井钻井液使用情况

井号层位井段(m)密度(g/cm)粘度(s)

第四系-富县组0.00-580.001.0230

泉2

富县组-石千峰组580.00-2803.411.02-1.0630-35

石千峰组-马家沟组2803.41-3571.001.06-1.0735-42

2.4.8本井钻井液类型:水基钻井液

2.4.9全井钻井液体系要求

开钻进入石千峰50〜100m,必须下光钻杆进行工艺堵漏，要求堵漏压力当量钻井液

密度必须不小于1.28g/cm：稳压lOmim以上，压降WO.5MPa,钻井液体系采用清水聚合

物钻井液。工艺堵漏后至完钻采用优质聚磺防塌钻井液体系，尽量控制钻井液密度。要做

好保证井壁稳定、井控安全和固井质量的防塌、防喷、防漏工作。

2.4.10设计井全井钻井液性能使用要求

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泉2-2井钻井工程设计

表2-4泉2-2井钻井液基本性能要求表

井段密度漏斗粘度失水

备注

（垂深m）(g/crrP)（S）(ml)

0-6001.0330〜35清水聚合物

600〜27861.03-1.1030〜355-8清水聚合物

2786~完钻井深1.10-1.1430〜50<5聚磺体系

2.4.11目的层钻井液性能及特殊情况处理要求

根据《钻井井控技术规程》（SY/T6426-2005）相关规定，如钻遇地层压力当量钻井液

密度大于L0g/cn?地层或溢流井涌井喷地层，钻井液当量密度在地层孔隙压力当量钻井

33

液密度基础上附加0.07g/cm-0.15g/cm0

压井作业应采用石灰石粉或其他易酸溶的压井材料进行压井。要求现场储备足够的

石灰石粉（60t）和加重钻井液（加重钻井液液量60m3,密度1.30g/cm3以上）。为钻井

安全需要配备重晶石粉20吨，同时为了预防井漏,要求配备10吨堵漏剂。

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3.技术指标及质量要求

3.1井身质量要求

表3T泉2-2井井身质量要求表

井径扩定向井靶心井斜测

井段井斜全角变化率水平位移

大率距(空间距)量间距

(m)(°)(°/30m)(m)

(%)(m)(m)

0.00〜

<2.89<22.87〈1530

680.00

680.00〜定向井连续三点

W25.24W97.3510

1026.71(驷井段)全角W15

1026.71〜变化率：造斜、97.35〜

25.24W150〜9030

3669.48扭方位井段W5°1224.28

3669.48〜/30m,其它斜井1224.28〜

25.24〈1530

3844.16段W2°/30mt,1298.77

注：①本井直井段注意防碰绕障，段长680m,要求井斜不大于2.89度。

②造斜点要求至少在表层套管鞋50m以下，相邻两口井造斜点需至少错开30-50m,

实际造斜点要求控制在设计造斜点上下30m范围内，且应选在比较稳定的地层。

③靶点确定原则如下：山西组靶点垂深为山西组底界垂直深度。

④定向井造斜率W15°/100m,设计井型采用“直-增-稳”剖面，要求井身轨迹设计

进尺少，易施工，无潜在安全隐患和实施风险，实钻井眼轴线应控制在以设计井眼轴线为

中心、靶半径为半径的柱体以内，斜井段井斜控制在设计最大井斜加5度以内。

⑤最大井径扩大率不大于15(盼，全井无键槽，井底无落物。

⑥定向井测斜间距：直井段不超过30m,造斜段和降斜每10m测一点，斜井段采用无

线随钻跟踪测斜，控制井斜、方位，注意防碰，中靶后MWD监测必须跟踪至完钻。

备注：具体参数要求参考钻井合同。

3.2防碰要求

3.2.1、施工单位以两井不碰为原则优选钻具组合、钻井参数。直井段严格防斜打直，控

制直井段与邻井的距离不小于5m。

3.2.2、推荐采用随钻测斜工具测量井斜方位。根据邻井测斜数据做好防碰预算，做好防

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泉2-2井钻井工程设计

碰设计、防碰图，杜绝两井相碰事故。

3.2.3、每测一点都要扫描、搜索出正钻井与邻井的最近空间距离，预测出井眼轨迹的发

展趋势以及与邻井是否有“相碰”的危险。防碰扫描间距应不大于20m,危险段不大于5m。

3.2.4、根据测斜数据及时计算并绘出防碰井与邻井在同一坐标系下井眼轨迹水平投影叠

加图。确保两井轨迹水平投影叠加图交叉点的垂直井深差大于30m。

3.2.5、根据邻井测斜数据做好防碰预算，做好防碰设计、防碰图，杜绝两井相碰

3.3防碰应急措施

3.3.1施工中密切注意测量的地磁参数出现异常、蹩跳、钻时突然加快、放空、钻时突然

变慢、振动筛有水泥或铁屑返出等异常现象。发现异常现象时，应立即停钻，将钻具提离

井底5m以上活动、循环泥浆。

3.3.2进一步分析磁场强度是否正常、重新测量井眼轨迹数据，如磁场强度异常，应使用

陀螺仪测井眼轨迹，确认是否与邻井套管相撞。

3.3.3复核轨迹数据，在确认无碰撞可能的情况下，可起钻换牙轮钻头再钻进1〜3个单

根，直至确认井眼已进入安全区域。

3.3.4当确认碰上邻井套管时，应起钻，注水泥塞封固井底以上30〜50m井段。

3.4钻头、套管程序及固井质量要求

表3-2泉2-2井钻头、套管程序及固井质量表

钻头程序套管程序固井水泥段

固井质量要求

（钻头尺寸X井深）（套管尺寸X井深）（m一-m）

固井质量采用声波测井

311.lmmX600.00m244.50mmX600.00m0-600.00和变密度测井综合评

价，要求高密度声幅W

30%,低密度声幅W40%

215.9mmX3844.16m139.70mmX3839.16m0〜3844.16变密度测井反应弱套管

波，强地层波

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泉2-2井钻井工程设计

4.工程设计

4.1井身结构

4.1.1井身结构示意图

图4T井身结构图

4.1.2井身结构设计说明

本井井身结构设计是依据《泉2-2井钻井地质设计》做出的。

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泉2-2井钻井工程设计

4.2定向井待钻井眼剖面数据

4.2.1轨道设计表

井号：泉2-2井轨道类型：直-增-稳

井底设计垂深m：3564.00井底闭合距m：1289.17井底闭合方位(°)：345.32

造斜点井深tn：680.00最大井斜角(°)：25.28

第1靶垂深(m):3406.00闭合距(m):1214.55靶半径(m):90.00

轨道参数

井深井斜方位垂深水平位移南北东西狗腿度XW

靶点

m(°)(0)mmmm°/30m(°)

0.000.000.000.000.000.000.000.000.00

680.000.00345.32680.000.000.000.000.000.00

983.3525.28345.32973.6065.8463.69-16.692.500.00

3673.3525.28345.323406.001214.551174.90-307.810.000.00A

3848.0825.28345.323564.001289.171247.08-326.710.000.00

轨道设计各点数据

井深井斜方位闭合阴立垂深水啊潘南北东西虢阵方©变tt率狗腿度XHffi

m(0)(°)(°)mmmm°/30m°/30m°/30m(°)

0.000.00345.320.000.000.000.000.000.000.000.000.00

680.000.00345.32345.32680.000.000.000.000.000.000.000.00

710.002.50345.32345.32709.990.650.63-0.172.500.002.500.00

740.005.00345.32345.32739.922.622.53-0.662.500.002.500.00

770.007.50345.32345.32769.745.885.69-1.492.500.002.500.00

800.0010.00345.32345.32799.3910.4510.10-2.652.500.0()2.500.00

830.0012.50345.32345.32828.8116.3015.77-4.132.500.002.500.00

860.0015.00345.32345.32857.9523.4322.66-5.942.500.002.500.00

890.0017.50345.32345.32886.7531.8230.78-8.062.500.002.500.00

920.0020.00345.32345.32915.1641.4640.11-10.512.500.002.500.00

950.0022.50345.32345.32943.1152.3450.63-13.262.500.002.500.00

983.3525.28345.32345.32973.6065.8463.69-16.692.500.002.500.00

1013.3525.28345.32345.321000.7378.6576.08-19.930.000.000.000.00

1043.3525.28345.32345.321027.8691.4688.48-23.180.000.000.000.00

1073.3525.28345.32345.321054.99104.27100.87-26.430.000.000.000.00

1103.3525.28345.32345.321082.11117.09113.26-29.670.000.000.000.00

1133.3525.28345.32345.321109.24129.90125.66-32.920.000.000.000.00

1163.3525.28345.32345.321136.37142.71138.05-36.170.000.000.000.00

1193.3525.28345.32345.321163.49155.52150.44-39.410.000.000.000.00

1223.3525.28345.32345.321190.62168.33162.83-42.660.000.000.000.00

1253.3525.28345.32345.321217.75181.14175.23-45.910.000.000.000.00

1283.3525.28345.32345.321244.88193.95187.62-49.150.000.000.000.00

1313.3525.28345.32345.321272.00206.76200.01-52.400.000.000.000.00

II

泉2-2井钻井工程设计

井深井斜方位*位垂深水啊立移南北东西瀚蟀用姻碎狗腿度ires

m(°)(°)(°)mmmm°/30m°/30m°/30m(°)

1343.3525.28345.32345.321299.13219.57212.40-55.650.000.000.000.00

1373.3525.28345.32345.321326.26232.38224.80-58.890.000.000.000.00

1403.3525.28345.32345.321353.38245.19237.19-62.140.000.000.000.00

1433.3525.28345.32345.321380.51258.01249.58-65.380.000.000.000.00

1463.3525.28345.32345.321407.64270.82261.98-68.630.000.000.000.00

1493.3525.28345.32345.321434.77283.63274.37-71.880.000.000.000.00

1523.3525.28345.32345.321461.89296.44286.76-75.120.000.000.000.00

1553.3525.28345.32345.321489.02309.25299.15-78.370.000.000.000.00

1583.3525.28345.32345.321516.15322.06311.55-81.620.000.000.000.00

1613.3525.28345.32345.321543.27334.87323.94-84.860.000.000.000.00

1643.3525.28345.32345.321570.40347.68336.33-88.110.000.0()0.000.00

1673.3525.28345.32345.321597.53360.49348.72-91.360.000.000.000.00

1703.3525.28345.32345.321624.66373.30361.12-94.600.000.000.000.00

1733.3525.28345.32345.321651.78386.11373.51-97.850.000.000.000.00

1763.3525.28345.32345.321678.91398.93385.90-101.100.000.000.000.00

1793.3525.28345.32345.321706.04411.74398.30-104.340.000.000.000.00

1823.3525.28345.32345.321733.16424.55410.69-107.590.000.000.000.00

1853.3525.28345.32345.321760.29437.36423.08-110.840.000.000.000.00

1883.3525.28345.32345.321787.42450.1