HAHA-02-05固井設(shè)計(jì)書(shū)

1、富邦德石油 HAHA-02-05井固井設(shè)計(jì)書(shū)井 別： 定向井 井 型： 生產(chǎn)井 富邦德摩洛哥能源有限責(zé)任公司二0一四年九月二十五日井號(hào)： HAHA-2-05井 鉆井隊(duì)號(hào)： forpetro5001 井 型： 定向井 井 別： 生產(chǎn)井 設(shè)計(jì)單位： 富邦德能源集團(tuán)有限公司 設(shè) 計(jì) 人： 日 期： 2014年9月25日 設(shè)計(jì)審核：審核人： 簽 字： 日 期： 設(shè)計(jì)批準(zhǔn)：批準(zhǔn)人： 簽 字： 日 期： 一、 設(shè)計(jì)依據(jù)：1.1基本數(shù)據(jù)地理位置區(qū)域構(gòu)造井 別生產(chǎn)井鉆探目的井位坐標(biāo)（X）85894.58m地面海拔:403.397m設(shè)計(jì)井深3410m井位坐標(biāo)（Y）47125.42m套 管出地高 m完鉆井深341

2、0m開(kāi)鉆日期完鉆日期電測(cè)日期完鉆層位目的層位人工井底 m井 身 結(jié) 構(gòu)程序鉆頭（mm）井深（m）套管外徑（mm）套管壁厚（mm）套管鋼級(jí)套管下深（m）水泥返高（m）一開(kāi) 444.5312339.710.9213 3/8J55311地面二開(kāi)241.31639177.89.197N801638地面三開(kāi)152.43410114.37.374 1/2N8034051488注：1）20”導(dǎo)管也可在井場(chǎng)建設(shè)時(shí)預(yù)埋，用混凝土固牢。2）6”井眼完鉆深度3410m。1.2 井深結(jié)構(gòu)套管設(shè)計(jì)套管程序井段m套管規(guī)范長(zhǎng)度m鉆井液密度g/cm3尺寸mm鋼級(jí)壁厚mm扣型最佳上扣扭矩Nm導(dǎo)管0-20508偏梯標(biāo)準(zhǔn)20表層套

3、管11312339.7J5510.92偏梯標(biāo)準(zhǔn)80703111.10二開(kāi)套管111639177.8N809.19偏梯標(biāo)準(zhǔn)704016281.20-1.35三開(kāi)套3N807.37偏梯標(biāo)準(zhǔn)-19170.951.3套管柱強(qiáng)度校核套管程序井段m重 量抗 擠抗內(nèi)壓抗 拉每米重kg/m段重t累計(jì)重t最大載荷MPa安全系數(shù)最大載荷MPa安全系數(shù)最大載荷kN安全系數(shù)一開(kāi)套管1131281.1825.2425.243.841.463.485.40247.416.34二開(kāi)套管11163938.7363.4463.4416.071.6516.072.21621.24.78三開(kāi)套管14883

4、40520.0960.8960.8918.122.3718.122.91377.814.52二、 插入法固井一開(kāi)表層固井設(shè)計(jì)表層套管外徑 339.7 mm; 表層套管內(nèi)徑 320 mm; 表層套管下深： 311 m1.1固表層設(shè)計(jì)與技術(shù)要求基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一開(kāi)鉆頭171/2（444.5mm）井深312米，泥漿密度1.10g/cm3，下133/8（壁厚9.65mm）表層套管，考慮到采用插入法固井，安裝插入坐裝置其位置應(yīng)當(dāng)是300m?？梢詫⒉迦敕ü叹桩?dāng)考慮的幾點(diǎn)作一計(jì)算比較： 2.3.1浮力計(jì)算：Ft（KN）根據(jù)公式：Ft9.8SwHs10-6 9.8（339.72/2）23.143011.8510-6

5、 494.41KN2.3.2套管串的重與管內(nèi)井液的重量之和 Gt(KN)Gt9.8H 10-3 SnHs10-6 9.881.130110-3（320/2）23.143011.1010-6 500.05KN通過(guò)計(jì)算比較得知，套管串重量小于套管浮力，為了克服因浮力造成表套上舉現(xiàn)象，應(yīng)采取鉆井液泥漿加重方法來(lái)解決此問(wèn)題。所以必須計(jì)算加重泥漿的臨界密度值并進(jìn)行泥漿加重。2.3.3根據(jù)條件要求GtFt，否則加重原泥漿密度mmin臨界密度min（Sws 103）/Sn （339.72/2）23.141.8581.1103 /（320/2）23.14 （167603.781100）/80384 1.076

6、 g/cm3通過(guò)計(jì)算，臨界鉆井液密度等于1.08 g/cm3，實(shí)際鉆井液密度1.10 g/cm3，但實(shí)際操作中為了安全多附加0.10.2個(gè)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)將泥漿密度提高到1.28 g/cm3。2.3.4鉆柱坐封壓力的計(jì)算：插入法固井內(nèi)管（鉆柱）和浮箍的連接是通過(guò)插入接頭和浮箍插坐，用插入的方法連接的。若不在密封球面上與承壓錐面之間，施加一定的壓力，在施工中就會(huì)在泵壓的作用下生產(chǎn)鉆具“回縮”，使密封球面與承壓錐面脫離，而失去密封作用，達(dá)不到固井要求，水泥漿倒流影響到固井預(yù)返高度，達(dá)不到固井要求。因此，在設(shè)計(jì)中要進(jìn)行坐封壓力計(jì)算。根據(jù)生產(chǎn)廠商已給的額定承壓能力133/8的浮箍錐面承壓額為56KN，那么我們

7、所使用5鉆桿的重量在泥漿中其重量為多少？5鉆桿內(nèi)徑為108.6mm其平均重為29.1kg/m9.830129.1kg/m85.84KN在水泥漿中（11.85/7.8）85.8465.49KN按鉆具自重是達(dá)到了所用重量，但是整體鉆具是在套管中全部不在提拉的狀態(tài)下有些重量，并且鉆具是產(chǎn)生了彎曲的，鉆具的彎曲，不利于插頭與插錐面的密封，所以，有條件時(shí)用加重鉆桿，無(wú)條件時(shí)用打鉆所立的鉆鋌來(lái)給以插入坐施壓。若考慮到7（177.8mm）鉆鋌，其內(nèi)徑若為71.44mm時(shí)，163.2kg/m。要求鉆具垂直中和點(diǎn)下移時(shí)，大約要下入3個(gè)立柱的鉆鋌，但必須組合好配合接頭。2.3.5插入法固井的施工要點(diǎn)還要做到：井眼

8、要直；把井眼打直500米井段最大井斜不超過(guò)0.5，為保證套管順利下入要求泥漿開(kāi)鉆。計(jì)算最大充許掏空深度；按雙軸應(yīng)力計(jì)算套管最大允許掏空深度，認(rèn)真執(zhí)行滿(mǎn)泥漿措施。控制套管下放速度；套管下放速度應(yīng)通過(guò)計(jì)算，原則上是管外泥漿返速和擴(kuò)眼時(shí)返速保持一致，以防壓漏地層，導(dǎo)致井壁坍塌。洗井時(shí)泥漿排量要適當(dāng)；套管下到設(shè)計(jì)井深，洗井泥漿排量應(yīng)使返速和鉆進(jìn)、擴(kuò)眼時(shí)返速保持一致。坐封要平穩(wěn)；坐封密封插入接頭時(shí)要平穩(wěn)，一次壓到設(shè)計(jì)壓力，不可上下多次反復(fù)，以免“O”型盤(pán)根受損壞，密封插頭下井前要涂抹黃油。檢查密封效果；在注水泥與替漿過(guò)程中，要專(zhuān)人觀察井口有無(wú)泥漿，從鉆桿與套管環(huán)空中外溢。若大量外漏，說(shuō)明密封失效，應(yīng)立即

9、采取緊急措施，防止水泥漿在套管內(nèi)凝固造成事故。泵壓要平穩(wěn)；施工過(guò)程中承壓由低至高，要平穩(wěn)防止鉆桿上下跳動(dòng)，并保證連續(xù)施工，替泥漿時(shí)要注意泵壓變化情況。密封要可靠；帶回壓凡爾的密封短節(jié)是按嚴(yán)格的比例用水泥砂漿預(yù)制的，有效長(zhǎng)度不小于1米，密封套要求垂直、居中、偏差不大于2毫米，剛性扶正器在套管內(nèi)徑向活動(dòng)范圍為1620mm為宜，回壓凡爾一定要可靠。三、完井基本數(shù)據(jù)及下套管要求b.完鉆井深 3410 m； 油層頂界位置： 1550 m ；油層底界位置： 1700 m c.設(shè)計(jì)套管下深 3405 m；設(shè)計(jì)阻位 3395 m 設(shè)計(jì)短套管位置： 1530-1535 套管串結(jié)構(gòu)：浮鞋+套管1根（10m左右）+

10、浮箍+套管串+聯(lián)頂節(jié)。（短套管位置按地質(zhì)要求加放）。d.短套管隨套供應(yīng)浮箍、浮鞋一套；彈性弧式扶正器 40 只；環(huán)形鋼板1付；大小蓋帽各 1 個(gè)；套管膠塞 1 只；短套管3只；聯(lián)頂節(jié)1只；套管循環(huán)接頭 1 只e.鉆井情況：（根據(jù)實(shí)際鉆井情況）.完鉆時(shí)間：2014年 月 日 完鉆泥漿性能：比重 1.03-1.35 粘度 切力 .通井時(shí)間： 下套管時(shí)間：2014年 月 日 .漏失情況說(shuō)明： .其它情況說(shuō)明： 3.1固井施工設(shè)計(jì)：a.薄弱層位的承壓能力（漏失當(dāng)量密度）及固井設(shè)計(jì)該層位底界壓力當(dāng)量密度列表：層 位第四系侏羅系底界井深:m承壓能力當(dāng)量密度g/cm31.80-1.90b水泥漿體系及性能設(shè)計(jì)

11、封固井段(m)水泥漿體系密度g/cm3稠化時(shí)間強(qiáng)度MPa析水%失水ml溫度壓力Mpa時(shí)間min24h48h一開(kāi) 11-311高密度1.8545251202427.30.8小于50二開(kāi) 311-1639高密度1.8545251502427.30.8小于50三開(kāi) 1488-3410高密度1.85603515024280.4小于50c、水泥用量設(shè)計(jì)及外加劑配方井 段 （m）段 長(zhǎng)（m）井 徑（cm）環(huán) 容（L/m）分段容積（L）附加量%總?cè)莘e（L）分 段自至純水泥11312301511.2114.6734515.6153969331116391328277.540.5253811.515618831

12、48834101922175.313.8726658.14527991膨脹劑隆失水劑G401加1-2%G33S 加量2%高密度水泥累計(jì)容積水泥量（噸）附加量15%附加15%34515.650.858.553811.568.979.3噸附加5%26658.1434.1835.88噸d外加劑井段（m)段長(zhǎng)（m)水泥量t使用量kg一開(kāi)封固段 11-31230158.81降失水劑G33S加量2%11762膨脹劑G4019加量2%11762早強(qiáng)劑G204加量2.5%1470（根據(jù)情況而定）3減阻劑USZ加量0.6%352.84沖洗液WH-1（先釋后比）2-50% 按70m井段配制128.25井段（m)段

13、長(zhǎng)（m)水泥量t使用量kg二開(kāi)封固段 311-1639132879.31降失水劑G33S加量2%15862膨脹劑G4019加量2%15862早強(qiáng)劑G204加量2.5%1982.5（根據(jù)情況而定）3減阻劑USZ加量0.6%475.84沖洗液WH-1（先釋后比）2-50% 按180m井段配制128.25（升或公斤）用5.5桶)井段（m)段長(zhǎng)（m)水泥量t使用量kg三開(kāi)封固段 1488-3410192235.881降失水劑G33S加量2%731.952膨脹劑G4019加量2%731.953減阻劑USZ加量0.6%484沖洗液WH-1（先釋后比）2-50% 按300m井段配制84（公斤）3.2早強(qiáng)劑使

14、用要根據(jù)水泥化驗(yàn)后確定加量a替量計(jì)算：序號(hào)一開(kāi)封固段(m m)單位管內(nèi)容積(L/m)累計(jì)管內(nèi)容積(m3)10-3129.262.89附加系數(shù)1.02%1.02%替漿量： (m3)2.95序號(hào)二開(kāi)封固段(m m)單位管內(nèi)容積(L/m)累計(jì)管內(nèi)容積(m3)20-163819.9632.69附加系數(shù)1.02%1.02%替漿量： (m3)33.35序號(hào)三開(kāi)封固段(m m)單位管內(nèi)容積(L/m)累計(jì)管內(nèi)容積(m3)30-33957.7826.41附加系數(shù)1.02%1.02%替漿量： (m3)26.94b施工壓力設(shè)計(jì)：用泥漿替時(shí)一開(kāi)井段（m）靜壓差Mpa循環(huán)壓力Mpa最高施工壓力Mpa0-312m3.97

15、1.182.6二開(kāi)井段（m）靜壓差Mpa循環(huán)壓力Mpa最高施工壓力Mpa碰壓Mpa312-1639m7.233.1410.3715三開(kāi)井段（m）靜壓差Mpa循環(huán)壓力Mpa最高施工壓力Mpa碰壓Mpa1639-3410 m14.13.817.920c施工時(shí)間預(yù)計(jì)： 一開(kāi)固井流體序號(hào)流體類(lèi)型密度g/cm3數(shù)量m3環(huán)空液面長(zhǎng)度m時(shí)間min注入排量m3/min1前置液1822461.23水泥漿1.8539.69346361.15替清水12.9587931.0二開(kāi)固井流體序號(hào)流體類(lèi)型密度g/cm3數(shù)量m3環(huán)空液面長(zhǎng)度m時(shí)間min注入排量m3/min1前置液1822461.22水泥漿3水泥漿1.8561.

16、81733621.04壓膠塞125621.25替清水131.35879241.3三開(kāi)固井流體序號(hào)流體類(lèi)型密度g/cm3數(shù)量m3環(huán)空液面長(zhǎng)度m時(shí)間min注入排量m3/min1前置液185777.31.12水泥漿3水泥漿1.8535.8842561.04壓膠塞1214421.05替清水126.94105711.31.33.3井眼及固井前的準(zhǔn)備(1)完井電測(cè)后必須通井，震動(dòng)篩上無(wú)巖屑排出時(shí)方可起鉆下套管。(2)固井前鉆井液性能滿(mǎn)足固井要求，粘度小于50秒，動(dòng)切力小于2帕,鉆井液性能達(dá)不到要求不固井。(3)入井套管必須用規(guī)定尺寸的內(nèi)徑規(guī)通內(nèi)徑，并清洗套管絲扣，通內(nèi)徑要有記錄備查。(4)工程、地質(zhì)兩家對(duì)

17、套管進(jìn)行認(rèn)真檢查、丈量、編號(hào)，數(shù)據(jù)要求對(duì)口，套管下深符合要求。(5)鉆進(jìn)過(guò)程中井漏，下套管前必須進(jìn)行堵漏后下套管，以確保固井質(zhì)量；(6)在下套管前換成與油套尺寸一致的套管封井器芯子。(7)套管必須按設(shè)計(jì)程序下井，下套管時(shí)使用專(zhuān)來(lái)下套管認(rèn)準(zhǔn)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)套管扶正器的安放位置，同時(shí)進(jìn)行下套管摩阻計(jì)算，保證套管居中度67。并提供多根套管的扭矩(8)下套管勤灌泥漿，每下40根左右灌滿(mǎn)，注意活動(dòng)套管，防止粘卡，下完套管先座好吊卡，灌滿(mǎn)泥漿后，再接方鉆桿循環(huán)。(9)固井前大排量低粘度循環(huán)鉆井液三周，泵壓正常，性能達(dá)到要求，方可進(jìn)行固井施工。(10)井隊(duì)在下完套管后應(yīng)清理井場(chǎng)，以便擺放固井施工車(chē)輛；（11）

18、井隊(duì)要保證固井用水的質(zhì)量和數(shù)量，固井前備水90方以上。（12）核實(shí)以下數(shù)據(jù)：準(zhǔn)確井深： 3410 ;套管的實(shí)際下深: 3405 ;阻流環(huán)的位置： 3395 m 短套管位置： （13）固井施工前簽認(rèn)下套管固井作業(yè)交接清單，做到井下不正常不固井；設(shè)備不正常不固井，準(zhǔn)備工作不到位不固井。3.4固井施工工序：擺放固井車(chē)輛接水泥頭循環(huán)沖固井管線管線試壓注沖洗液及前置液注低密度水泥漿注常規(guī)密度水泥漿用壓塞液壓膠塞頂替碰壓（穩(wěn)壓），斷流后開(kāi)井候凝，否則，關(guān)井候凝（關(guān)井壓力高于靜壓差2MPa）.3.5技術(shù)要點(diǎn)：地層有鹽巖，所以采用了高溫抗鹽降失劑G33S。井隊(duì)必須配合壓風(fēng)機(jī)供氣，并保證萬(wàn)無(wú)一失。固井操作人員和

19、下灰人員必須達(dá)到固井工藝要求。水泥漿密度必須符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，密度上下點(diǎn)浮動(dòng)不能超過(guò)0.03g/cm3 。施工工序必須一氣哈成不間斷，特別注重大立罐倒換配接下灰管線，必須迅速不亂。注意地面設(shè)備及人員人身安全，固井前高壓管線地面試壓10MPa，合格后方可施工。聽(tīng)從指揮施工人員的手勢(shì)和指令。施工前技術(shù)會(huì)交底、施工后技術(shù)會(huì)總結(jié)。并且跟隨鉆井及時(shí)掌握鉆井時(shí)況，了解地層巖性，認(rèn)真組織開(kāi)好完井協(xié)作會(huì)，這都是固井不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.6固井施工要求：（1）高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求，嚴(yán)格按固井設(shè)計(jì)認(rèn)真施工，施工必須連續(xù)完成，不得發(fā)生刺漏現(xiàn)象。（2）水泥漿密度要求均勻穩(wěn)定，密度的調(diào)節(jié)要先低后高，逐步提高，要求井隊(duì)每1分鐘測(cè)

20、量并記錄一個(gè)點(diǎn)。（3）控制好頂替排量，達(dá)到紊流或塞流流態(tài)，防止漏失，計(jì)量頂替，小排量緩慢碰壓。四、尾管固井注意事項(xiàng)： 尾管注水泥程序1. 下尾管前泵注設(shè)備及固井管線必須試運(yùn)轉(zhuǎn)并嚴(yán)格試壓, 試壓壓力必須超過(guò)蹩斷球座剪釘所需的泵壓。 2. 施工前同樣要準(zhǔn)確地掌握鉆井參數(shù)、地層壓力、泥漿泵效率等, 以便重新計(jì)算頂替排量,調(diào)整隔離液密度,為保證固井全過(guò)程維持對(duì)地層的超平衡壓力,確定是否提高部分鉆井液密度等。尾管下井前井眼及送入管柱的檢查很重要, 送入管柱應(yīng)用通徑規(guī)通過(guò), 坐掛井段或大斜度井段套管內(nèi)徑, 應(yīng)使用刮管器清刮干凈。 3. 配制混合水必須檢查水質(zhì)確保水質(zhì)“純凈”。嚴(yán)格控制混合時(shí)間, 高溫材料混

21、合水延遲不得超過(guò)10小時(shí)。 4. 注水泥前充分循環(huán)鉆井液, 以便獲得井底循環(huán)溫度。 5. 泵送隔離液和沖洗液, 設(shè)計(jì)的隔離液性能應(yīng)滿(mǎn)足井況需要, 尾管注水泥特別要考慮隔離液的容量, 保證以紊流流型與地層接觸時(shí)間大于10分鐘。尾管固井, 隔離液應(yīng)由泥漿泵泵入。 6. 配水泥漿。要求水泥漿密度均勻, 實(shí)際的密度誤差不得超過(guò)0.024克/厘米3(0.2磅/加侖)。有加重材料的水泥漿, 一定要有良好的懸浮性能, 并確保施工連續(xù)性。 7. 注完水泥后, 立即停泵。 8. 當(dāng)確認(rèn)水泥頭閥門(mén)和擋銷(xiāo)正確無(wú)誤時(shí)直接由泥漿泵壓鉆桿膠塞和頂替水泥漿。要密切注視鉆桿膠塞釋放套管膠塞時(shí)的壓力變化。 9. 碰壓。尾管固井

22、一定要求碰壓, 并且根據(jù)尾管膠塞的性能, 增加所要求的泵壓, 確保尾管膠塞坐入承托環(huán)并進(jìn)入鎖緊槽, 提高密封性能, 穩(wěn)壓5分鐘。 10. 通過(guò)立管閥門(mén)快速放掉送入管柱壓力。 11. 緩慢上提管柱, 進(jìn)一步驗(yàn)證尾管是否被釋放。 12. 起出12柱左右, 反循環(huán)出多余水泥漿。 13. 候凝。注水泥程序結(jié)束。五、尾管固井技術(shù)要求1、對(duì)水泥漿性能要求高 一般水泥漿失水維持在250ml以?xún)?nèi)就可以固井，而尾管固井失水必須小于50ml。尾管固井除正常施工所需的稠化時(shí)間外，還要考慮循環(huán)洗井及相關(guān)工作所需的稠化時(shí)間，安全時(shí)間也較一般井長(zhǎng)，而且還要考慮喇叭口處的抗壓強(qiáng)度，析水及體系穩(wěn)定性，水泥漿抗污染程度等。2、壓力高，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)施工要求嚴(yán)格 這主要指尾管固井要求設(shè)備能力強(qiáng)，工具可靠，計(jì)量器、流量器記量準(zhǔn)確，防止替空，寧可少替漿也不能多替。3、水泥漿量及密度控制一般常規(guī)的水泥附加量為20-40%，而尾管井的水泥附加量一般為5%10%左右，最多也不超過(guò)15%，這主要是防止過(guò)多的水泥漿返出，在洗井時(shí)容易發(fā)生事故。另外領(lǐng)漿的密度要求可以低于設(shè)計(jì)平均密度0.3g/cm3，也是基于安全方面的考慮。4、居中度：裸眼段尾管居中和一般井的要求沒(méi)有大的差別。但是懸掛器上下必須居中，所以建議此處使用剛性或雙弓扶正器。5、由于尾管固井工藝復(fù)雜，施工要求高，風(fēng)險(xiǎn)大，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)可