石油工程钻井工程设计 油工毕业设计.doc
《石油工程钻井工程设计 油工毕业设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《石油工程钻井工程设计 油工毕业设计.doc(40页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 石油工程课程设计 题 目 钻井工程设计 学 院 石油工程学院 专业班级 油工090班 学生姓名 王小二 学生学号 121212341234 指导教师 大小春 杜三平 2011年 7 月 15 日东北石油大学课程设计任务书课程 石油工程课程设计题目 钻井工程设计专业 石油工程 姓名 王小二 学号 1212121212121 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
2、: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2011年6月27日-2011年7月15日指
3、导教师 是不是 冯毒平 专业负责人 王晓三 2011 年 7 月 15 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
4、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,是钻井周期最短;钻下部高雅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、套管柱设计:选择不同型号的套管,满足钻井中固井、完井要求;3、钻具组合设计: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
5、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章预设井、邻井基本参数11.1设计资料收集11.2井身结构设计图3第2章 井身结构设计42.1最大钻井液密度和压差计算公式42.2井身结构设计5第3章 套管柱设计73.1资料的查取汇总73.2油层套管柱的设计73.3表层套管柱的设计9第4章 钻柱设计114.1钻铤的设计114.2钻具组合114.3结论统计14第5章 钻井液设计155.1所需钻井液体积及相关公式155.2井筒内钻井液体积计算155.3钻井液密度转换165.4结论统计17第6章 钻井水力参数设计186.1水力参数相关公式186.2泵的选择216.3相关参数计算22第7章
6、 注水泥设计267.1水泥浆的用量267.2所需干水泥的用量277.3所需清水的体积的计算287.4顶替排量的计算287.5顶替容积的计算297.6防凝时间的计算29第8章 设计结果31参考文献33第1章 预设井、邻井基本参数1.1设计资料收集1.1.1预设计井基本参数井号 SJ0065 井别 预探井 坐标 21603563,5023464 设计井深 1600 井口海拔 128 目的层位 P 完井层位 青23段 地理位置 升南、宋芳屯 构造位置 松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷永乐向斜 设计依据 1. 设计依据 (1)1997年勘探方案审定纪要 (2)本地区地震T1,T2构造图。 2. 钻井目的 (
7、1)证实该目的层是否为构造类型油气藏,以及岩性因素对油气藏影响程度。 (2)查明该区的油气情况。 (3)查明该区的储层特性。 1.1.2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 永乐区块 导管 444.520 339 1.051.15 25永乐区块 油层 215.9 1620 139 1.21.25 1625(2)地层压力井号 井段 地层压力(g/cm3) 破裂压力(g/cm3) 永乐区块 0170 .95 1.3永乐区块 170400 .96 1.35永乐区块 400600 .95 1.4永乐区块 600800 1.0
8、2 1.45永乐区块 8001000 1.08 1.49永乐区块 10001200 1.13 1.52永乐区块 12001500 1.2 1.57永乐区块 15001620 1.25 1.6(3)钻具组合井号 井段 钻头外径(mm) 密度(g/cm3) 钻具组合 永乐区块 -1620 215 1.2-1.25 214稳定器178短钻铤214稳定器1789214稳定器17827214稳定器1789015926(4)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(mPa.s) 屈服值(Pa) N值 K值 失水(API) 永乐区
9、块 嫩3段-第四系 0-1050 两性复合离子钻井液 1.05-1.15 30-40 8.5-9 .5-2 8-18 4-9 .6-.75 .1-.3 1-5永乐区块 青2-3段-嫩2段 1050-1620 两性复合离子钻井液 1.2-1.25 30-45 8.5-9 1-2.5 13-23 6-12 .6-.7 .2-.4 1-4(5)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(%) 比水功率(%) 上返速度(m/s) 功率利用率(%) 永乐区块 215 0-800 17.98 16.24
10、 1.74 7.07 161 592 16 1.62 90.31永乐区块 215 800-1620 12.64 9.97 2.67 5.78 121 363 10 1.62 78.85(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) 永乐区块 0-800 215 3B 大庆 10+10+10 160-180 195-200 35-38 1.05-1.15永乐区块 800-1620 215 FM282D 大港 10+10+10+10 30-50 195-200 35-38 1.15-1.25(7)套
11、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 永乐区块 常规 油层 0-10 139 J-55 7.72 10 .25 34.95 3.2 266.7永乐区块 常规 油层 10-1360 139 J-55 6.2 1350 28.12 34.7 2.25 1.25永乐区块 常规 油层 1360-1620 139 J-55 7.72 260 6.58 6.58 17.03 1.71(8)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
12、) 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) 永乐区块 油层 1.25 1310 1.85-1.9 0 G级 300 01.2井身结构设计图地层压力与地层破裂压力剖面图第2章 井身结构设计2.1最大钻井液密度和压差计算公式2.1.1考虑是否发生井涌 (2-1)式中:为发生井涌时,在井内最大压力梯度作用下,上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度,;为某井段钻进井段中所用的最大泥浆密度,;为抽吸压力允许值的当量密度,取0.036;为地层压裂安全系数,0.03;为发生井涌时的井涌允量,取0.06。2.1.2 压差计算公式 = (2-2)式中:某井段内实际的井内最大
13、压差,;、分别为井段内最大与最小地层压力当量密度,;、为最大与最小地层压力点所对应的井深,;压差允值=15-18。2.1.3资料的查取汇总=0.036;=0.04;=0.06;=0.03;=15-18。2.2井身结构设计2.2.1套管层次的确定(1)确定表层套管的下入深度将=1.25,=0.036,=0.03,=1600,=0.06代入公式(2-1)中有=现试取=750代入上式中有=而=1.45,因且相近,所以确定表层套管的下入深度初选点为=750。(2)校核表层套管下入到初选点=750过程中是否发生压差卡套:将=1.02,=,=0.95,=600m代入公式(2-2)中有 = =0.00981
14、=0.6239而,因,不会发生压差卡套,所以初选点为表层套管的下入深度。(3)因为井深为H=1600m,在留足5m口袋的前提下,油层套管下入深度为1595m。现校核油层套管:将=1.25,=,=1.02,=750m代入公式(2-2)中有 = =0.00981=1.957而,因,不会发生压差卡套,所以油层套管的下入深度为H=1595m。2.2.2设计结果井身结构设计表井号项目井深(m)钻头尺寸(mm)套管外径(mm)下入深度(m)SJ0065表层套管755444.5339.7750SJ0065油层套管1600215.9139.71595第3章 套管柱设计3.1资料的查取汇总抗内压安全系数为,抗外
15、挤安全系数为,抗拉安全系数为,最小抗外挤安全系数为。3.2油层套管柱的设计3.2.1按抗外挤强度设计由下而上设计选择套管(1)第一段油层套管所受最大外挤力为 =21.981;查钻井手册(甲方)选择第一段套管如下:钢级外径(mm)壁厚(mm)均重(kg/m)抗拉 强 度 (t)抗内压强度(MPa)抗 挤强度 (MPa)内径(mm)(KN)J-55139.76.9923.07100.733.16427.855125.71103.2(2)确定第二段套管下入深度和第一段套管的使用长度查钻井手册(甲方)选择第二段套管如下:钢级外 径(mm)壁 厚(mm)均 重(kg/m)抗 拉 强 度(t)抗内压强 度
16、(MPa)抗 挤 强 度(MPa)内 径(mm) (KN)H-40139.76.220.835921.44318.064127.3716.2第二段套管的下入深度为取=1300m,则第一段套管的使用长度为:=1595-1300=295;取每根套管的长度为:;则第一段套管共N=295/9.1=32.4根,取33根,实际下入深度; 第二段套管共N=(1595-300.3)/9.1=142.3根,取142根,实际下入深度;3.2.2油层套管的强度校核(1)抗拉强度校核浮力系数:=0.841 ; =10.49而,则,所以第一段满足抗拉强度要求。(2)应用双轴应力来校核第一段油层套管浮力系数:=0.841
17、套管浮重为:=57.099(KN);则 结合双轴应力椭圆查得:;则实际抗外挤强度为:;而实际外挤力为:=17.808;,所以第一段满足双轴应力校核。(3)第二段油层套管抗拉强度校核浮力系数:=0.841=51.24而,则,所以第二段满足抗拉强度要求,不需要进行双轴应力校核。3.3表层套管柱的设计3.3.1设计选择表层套管表层套管所受最大外挤压力为 =9.509;查钻井手册(甲方)选择表层套管如下:钢级外 径(mm)壁 厚(mm)均 重(kg/m)抗 拉 强 度(t)抗内压强 度 (MPa)抗 挤 强 度(MPa)内 径(mm) (KN)J-55339.712.19101.2306.223.78
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 石油工程钻井工程设计 油工毕业设计 石油 工程 钻井 工程设计 毕业设计
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3889499.html