1、钻井工程设计大定向第一部分钻井工程设计1 设计依据钻井工程设计依据：构造名称： 井口初测坐标：纵坐标(X) 3618901.80 m ； 横坐标(Y) 19655800.00 m方位修正角：-5.06（） 磁倾角：49.90（） 磁场强度：50.965（T）地面海拔：113.24 m构造位置：地理位置：具体位置： 钻探目的：为完善该区域注采井网，提高储量控制程度，改善开发效果。设计井深：2678.00m（已考虑补心高5m）设计垂深：2384.08m（已考虑补心高5m）井 别：采油井井 型：定向井靶点数据表：（已考虑补心高5m）序号名称垂深m靶点坐标 m闭合位移（m）闭合方位（）靶区半径（m）纵
2、坐标（X）横坐标（Y）1A2280.003619199.0019655830.00298.715.76152B2335.003619332.0019655844.00432.445.84目的层位：H3152.331.341小层完钻原则：钻穿设计最低油层底界后留足50m（斜深）口袋完钻。若口袋内发现2.0m荧光及其以上显示层，则要求钻穿显示层后留足口袋完钻。完井方式：套管射孔完井主要标准：中国石油化工股份有限公司钻井设计管理办法（石化股份工2011 126号）、井身结构设计方法（SY/T5431-2008）、钻井井身质量控制规范（SY/T5088-2008）、钻井井控技术规程（SY/T6426-
3、2005）、钻井井控装置组合配套安装调试与维护（SY/T5964-2006）、下套管作业规程（SY/T5412-2005）、套管柱结构与强度设计（SY/T5724-2008）、固井作业规程（SY/T5374-2006）、石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南（SY/T6283 -1997）、河南油田钻井井控技术实施细则（Q/SH3135 250-2011）及其它有关石油行业标准。2 技术指标及质量要求2.1 井身质量要求2.1.1 直井段井身质量要求井 段m水平位移m全角变化率/30m0500153.0050010003010001500401500185050（1）井口头倾斜角0.5；（
4、2）数据采集间距100m，完井测量间距30m；（3）连续三个测点的全角变化率超标，为井身质量不合格。2.1.2 斜井段井身质量要求井段（m）测斜间距（m）全角变化率（30m）靶点靶心垂深(m)靶区半径（m）1850.002678.00305A2280.0015B2335.001.井身质量以考核靶心半径和全角变化率为准。根据SY/T5088-2008钻井井身质量控制规范的要求，连续三个测点的全角变化率超过以上所列数值为不合格。2.要求井眼轨迹平滑。钻井施工中严把井身质量关，确保井下安全。3.其它要求：若施工中井身质量未达到地质要求，应提前停止钻进及时向甲方和局有关技术主管部门汇报。严禁隐瞒事实真
5、相，待问题复杂后再汇报，否则一切后果由钻井承包方负责。2.2 固井质量要求开钻次数钻头尺寸（mm）井段（m）套管尺寸（mm）套管下深（m）水泥封固井段（m）人工井底深度（m）测井项目固井质量要求一开3940301273.13000300290二开215.93012678139.72663210026632653声变合格2.3 取心质量要求根据地质设计提示，该井无取心设计。2.4 完井井口质量要求2.4.1 套管头规范TG10 3/45 1/2-352.4.2 完井要求钻井完井交接应执行SY/T5678-2003钻井完井交接验收规则和油田有关规定。套管头按标准试压，井口及环隙不得有油气水漏失现象
6、。完井后，在最后一层套管上端加装井口帽等井口保护装置，并在外层套管接箍上焊上明显的井号标志。2.5 其它录取资料要求执行地质设计，地球物理测井执行测井设计。3 轨道设计3.1 轨道设计井号：张1411轨道类型：直-增-稳-增-稳井底垂深 m井底闭合距 m井底闭合方位 造斜点 m最大井斜角 2384.08551.785.881850.0067.64磁倾角 磁场强度T磁偏角 收敛角 方位修正角 49.9050.965-4.160.90-5.06井口：X=3618901.80 Y=19655800.00靶张1411-A X=3619199 Y=19655830垂深:2280m闭合距:298.71m闭
7、合方位:5.76靶半径:15m靶张1411-B X=3619332 Y=19655844垂深:2335m闭合距:432.44m闭合方位:5.84靶半径:15m轨 道 参 数井深m井斜方位垂深m南北m东西m狗腿度/100m闭合位移m闭合方位靶点0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00井口1850.00 0.00 0.00 1850.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00造斜点2225.65 48.84 5.69 2181.79 149.89 14.94 13.00 150.635.69增斜2259.66 48.84 5.69 220
8、4.18 175.36 17.48 0.00 176.235.69稳斜2404.36 67.64 6.01 2280.00 297.20 30.00 13.00 298.715.76增斜至A靶、油顶2548.96 67.64 6.01 2335.00 430.20 44.00 0.00 432.445.84B靶2627.84 67.64 6.01 2365.00 502.75 51.64 0.00 505.395.86油底2678.00 67.64 6.01 2384.08 548.88 56.49 0.00 551.785.88井底注: 剖面数据根据井口初测坐标设计,实际施工要用井口复测坐标
9、进行校正。工程设计井深已考虑补心高5m，实际施工时要用现场实际钻机补心高校核井深。井身剖面设计各点数据（见附录）。3.2 井眼轨道垂直投影图3.3 井眼轨道水平投影图3.4 防碰计算表3.4.1 防碰井基本数据井号复测坐标X复测坐标Y复测高程(m)补心高(m)备注南79-173618986.2019655821.35113.227.50已钻井3.4.2 防碰计算表设计井邻井最近距离 m井号井深m垂深m井号井深m垂深m张141153.9953.99南79-1756.4753.9987.05注：要求实际钻井过程中，严格控制井眼轨迹，防止钻穿邻井套管。防碰扫描数据表见附录。3.5 其它3.5.1 测
10、量仪器要求：采用MWD随钻监控井眼轨迹，并配合电子单、多点测斜仪测量井斜、方位。所有测量仪器必须校核，并保证工作正常。3.5.2 井眼测量和计算方法要求：（1）全井井身剖面测斜数据，直井段以电子多点测斜仪测量的数据为计算依据，其余井段用MWD测斜仪测量的数据为计算依据。（2）全井段必须要有井斜数据，对达不到规定要求的井段，需要完钻后进行补测。（3）按最小曲率法计算井眼轨道数据，并用插入法计算出靶点的数据。4 井身结构4.1 地层分层数据类别井号高程（m）F底EL顶(m)H1顶(m)H2上顶(m)H2下顶(m)H2顶(m)H2顶(m)H3顶(m)H3顶(m)最低油层层号底界深度(m)设计井张14
11、11113.24剥蚀449636114313661676197421172293H3412358参照井张1410112.76剥蚀453.8650.71187.31404.61733.22035.821232326.8H3412392.5参照井张1409112.66剥蚀460.0650.01182.41399.81720.82014.8断失2298.02H3412361.5设计井地层产状变化情况：产状H2顶H2顶H3顶H3顶倾向183186181189倾角943112410459424.2 地层压力预测设计井周围500m范围内无测压井，该区属正常压力系统。4.3 井身结构设计系数抽吸压力系数(S
12、b)：0.036g/cm3激动压力系数(Sg)：0.036g/cm3井涌条件系数(Sk)：0.05g/cm3安全附加系数(Sf)：0.07g/cm3正常压差允值：1215MPa异常压差允值：1520MPa4.4 井身结构设计数据表开钻顺序钻头尺寸mm井深m套管外径mm套管下深m水泥返深m类型名称一开394301273.1300地面表层二开215.92678139.726632100油层4.5 井身结构总体说明表层套管下深既要封隔上部成岩性差、胶结疏松地层、保护地表水，又要满足井控的需要。完井方式采用套管射孔完井。4.6 井身结构示意图5 钻机选型及钻井主要设备5.1 设备选择要求本井设计钻深2
13、678m，工程施工的最大负荷为934kN。依据钻机负荷的选择原则，确定选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足2678m及以上钻井的需要，因此推荐ZJ40L型及以上型号钻机。要求设备工况良好，设备防护与安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量、钻井液性能维护与钻井液储备的要求。5.2 主要设备简介 钻机类型： ZJ40L施工井队： 钻井工程公司钻井队序号名称型号数量载荷（kN）功率（kW）1井架JJ225/43K2250kN2天车TC2252250kN3游动滑车YC2252250kN4大钩DG2252250kN5水龙头SL225-32250kN6转盘
14、ZP-2752750kN7绞车JC40735KW8钻井泵3NB-13000C2台956KW9柴油机G12V190PZL13台882KW10自动压风机2V6.5/1255KW11电动压风机2V6.5/1255KW12发电机PZ8V190/300GF42台300KW13液压防喷器2FZ35-3514振动筛GX-2台2.2KW215除砂器ZCSQ-300255KW16除泥器ZQJ10010/1.50.655KW17离心机LW4501000-N325KW+37KW18 控制系统FKQ64066 钻具组合6.1 钻具组合开钻次序井眼尺寸mm井段钻具组合一开394直井段塔式钻具394mm钻头+203.2m
15、m无磁钻铤1根+203.2mm钻铤2根+177.8mm钻铤6根+127mm钻杆钟摆钻具394mm钻头+托盘接头+203.2mm无磁钻铤1根+393mm稳定器+ 203.2mm钻铤5根+177.8mm钻铤6根+127mm钻杆二开215.9直井段钻水泥塞215.9mm钻头+165.1mm钻铤6根+127mm钻杆钟摆钻具215.9mm钻头+回压凡尔+165.1mm无磁钻铤1根+215mm螺旋稳定器+165.1mm钻铤1根+215mm螺旋稳定器+165.1mm钻铤16根+127mm钻杆定向造斜钻具井斜55螺杆钻具215.9mm钻头+172mm单弯螺杆+回压凡尔MWD接头+165.1mm无磁钻铤1根+1
16、65.1mm钻铤8根+127mm加重钻杆45根+127mm钻杆井斜55螺杆钻具215.9mm钻头+172mm单弯螺杆+回压凡尔+MWD接头+127mm无磁承压钻杆1根+127mm加重钻杆6根+127mm斜坡钻杆+127mm加重钻杆39根+127mm钻杆稳斜钻具215.9mm钻头+215mm螺旋稳定器+回压凡尔+165.1mm短钻铤1根+215mm螺旋稳定器+165.1mm无磁钻铤1根+215mm螺旋稳定器+165.1mm钻铤12根+127mm加重钻杆+127mm钻杆通井钻具215.9mm钻头+回压凡尔+127mm加重钻杆6根+127mm斜坡钻杆+127mm加重钻杆39根+127mm钻杆注：(1
17、)根据施工要求选用钻具组合并选配合适接头,斜井段钻杆及加重钻杆均采用18斜坡钻杆。(2)采用光钻铤钻具组合钻水泥塞及套管附件，出套管鞋3050m后起钻，起钻前将井底循环干净。(3)现场要考虑出现遇阻、卡钻时倒划眼的情况,准备好倒划眼工具。(4)施工中要及时倒换钻具，防止钻具疲劳。(5)复杂井段加随钻震击器。6.2 钻具使用要求及说明（1）以确保井下安全和井身质量、提高钻井速度为原则，施工单位可根据实际情况，依据地层特性选用或调整钻具组合。（2）在含砂砾岩或跳钻严重地层中钻进，应在钻具上加减震器。（3）根据所用钻头类型和尺寸，配备相应的井口工具。（4）运到井场的钻具必须经探伤检查，且有探伤分级报
18、告，使用过程中必须按周期进行检查，防止出现钻具事故。（5）定期倒换钻具，防止钻具疲劳损坏。（6）使用前对钻具的台肩、丝扣、外观必须严格检查，钻具上下钻台时必须带护丝。（7）必须使用符合API标准的钻具丝扣油，所用的丝扣油不允许稀释后使用。（8）定期更换方钻杆保护接头，经常检查钻具的磨损情况，入井前应认真清洗钻具。7 钻井液设计7.1 设计依据张1411井钻井地质设计。GB/T5005-2010 钻井液材料规范GB/T16783.1-2006石油天然气工业 钻井液现场测试 第1部分：水基钻井液。SY/T6613-2005钻井液流变学与力学计算程序推荐作法。7.2 设计重点提示（1） 该区块地层倾
19、角较大，钻进时井眼易斜，严格控制井眼轨迹；（2） 上部地层疏松，造浆比较严重，要求钻井液要具有较强的抑制性。（3） 保持防塌剂乳化沥青的设计浓度，防止井壁坍塌。（4） 井斜增大后，悬浮和携带岩屑困难，要及时调整钻井液流型，以提高钻井液体系的悬浮和携带能力。（5） 按配方要求加入白油和润滑剂，提高钻井液润滑性能，把摩阻系数控制在0.1以下。（6） 井斜增大后，及时进行短起下钻作业，防止和破坏岩屑床的生成。（7） 提高固控设备使用效率，降低钻井液中的劣质固相含量，以保护油气层和防止卡钻等事故或井下复杂情况的发生。（8） 目的层必须搞好油层保护工作。（9）停注停采要求严格执行豫油1999总调第9号文
20、件固井停注保障工作会议纪要和2002开字13号文件关于稀油油田钻井停采停注及生产组织的会议纪要。具体的停注停采井井号由地质设计提供，钻井队应检查落实施工井周围停注停采井的生产动态。在钻开第一个注采层位前30m，设计井周围300m以内及300m500m范围内的相关注水井开始停注，待注水井余压低于3MPa时方可进行固井施工作业，固井施工结束后48h复注。设计井周围注水井注水情况设计井井眼轨迹周围0-300m范围内无注水井；300-500m范围内有注水井1口，具体注水状况见下表。设计井注水井井号距设计井距离(m)注水层位注水井段(m)选值时间(y.m)日注水量(m3)压力油压(MPa)套压(MPa)
21、张1411张1408311H314.152163.431.32420.8-2651.82013.10024.724.2设计井与周围注水井连通情况设计井预计钻遇0300m300500m层位井段（m）井号注水连通层位井号注水连通层位H31522275-2280张1408H3152H31532282-2288H3312330-2335张1408H331.3H3332338-2348H3412354-2360设计井周围采油井情况设计井井眼轨迹周围100m范围内无采油井。设计井开钻前及钻井过程中，要求钻井公司与采油一厂结合，分析设计井周围最新注水、生产动态变化情况，及时对设计井周围停注、停产井井号重新进
22、行确认，并严格执行。（10）钻井过程中如井下发生油、水、气侵或漏失情况应及时调整钻井液性能，平衡地层压力，做到近平衡钻井，防止井喷失控事故发生，确保安全生产。事后应立即向甲方和有关技术管理部门汇报。7.3 基本数据井身结构地面循环量 m3井眼容积 m3补充量 m3总需要量 m3钻头直径mm井深m套管外径mm套管壁厚mm套管下深m394.00 301.00 273.10 8.89 300.00 60.00 43.87 14.62 118.49 215.90 2678.00 139.70 7.72/9.172663.00 120.00 122.89 61.45 304.34 钻井液总量362.83
23、7.4 钻井液体系井段 钻井液体系一开聚合物钻井液二开两性离子聚合物混油防塌钻井液7.5 钻井液性能7.5.1 密度设计原则（1） 根据中国石化河南油田分公司企业标准Q/SH3135 250-2011河南油田钻井井控技术实施细则中对钻井液密度附加值的规定：油水井的钻井液密度附加值为0.05g/cm30.10g/cm3，气井的钻井液密度附加值为0.07g/cm30.15g/cm3。钻井液管理工作按照豫油字（1998）330号钻井液技术管理工作实施细则的规定执行。（2） 上部非目的层段钻井液密度可根据地质和实钻情况进行调整。钻井过程原则上执行设计下限，如需提高密度，在设计范围内逐渐提高，每次提高幅
24、度0.02g/cm30.03g/cm3。如遇到高压地层执行设计上限，密度如超过设计范围，应报请有关部门批准。（3） 钻井过程中要加强地层压力监测，根据监测情况及时调整钻井液密度。既要保护好油气层，也要稳定井壁，平衡地层压力，达到安全快速钻井的目的。7.5.2 钻井液性能指标项目性能指标一开二开密度 g/cm31.101.20漏斗粘度 s40604080API失水 ml105API泥 饼 mm10.5静 切 力 Pa01/1312/310pH值 7.59含 砂 量 0.5总固含 612摩 阻 系 数0.1动 切 力 Pa412塑性粘度 mPas1020动 塑 比0.450.60膨润土含量 3.5
25、5.57.6 钻井液密度图7.7 钻井液基本配方（1）一开井段采用聚合物钻井液体系。5%8%膨润土+0.3%Na2CO3+0.3%0.5%FA367（2）二开井段采用两性离子聚合物混油防塌钻井液体系。3-5%膨润土+0.3-0.5%纯碱+0.3-0.5%FA367+0.2-0.3%KPAM+0.5-1%SHN-1+0.3%XY-27 +2%SFT+1%OSAM-K+4-7%白油+0.1-0.2%SP-80+1-2%ZRH-2+加重剂序号材料名称及代号加量 kg/m3备注一开二开1膨润土508030502纯碱Na2CO33353两性离子聚合物包被剂FA36735354聚丙烯酰胺钾盐KPAM235双聚铵盐SHN-15106两性离子聚合物降粘剂XY-2737乳化沥青SFT208有机硅腐殖酸钾OSAM-K109白油407010乳化剂SP-801211润滑剂ZRH-2102012塑料小球下套管前加入13石灰石粉提高密度加重7.8 钻井液维护处理要点7.8.1 一开直井段：（1） 开钻前配膨润土浆120m3，循环罐中加入清水和0.3%的纯碱，然后在搅拌下通过配浆漏斗加入5%8%的膨润土，搅拌预水化24h以上备用。
