井身的概念及井身结构
第二章井身结构设计
第二章井身结构设计井身结构设计是钻井工程的基础设计。
它的主要任务是确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。
基础设计的质量是关系到油气井能否安全、优质、高速和经济钻达目的层及保护储层防止损害的重要措施。
由于地区及钻探目的层的不同，钻井工艺技术水平的高低，国内外各油田井身结构设计变化较大。
选择井身结构的客观依据是地层岩性特征、地层压力、地层破裂压力。
主观条件是钻头、钻井工艺技术水平等。
井身结构设计应满足以下主要原则：1．能有效地保护储集层；2．避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。
为安全、优质、高速和经济钻井创造条件；3．当实际地层压力超过预测值发生溢流时，在一定范围内，具有处理溢流的能力。
本章着重阐明地下各种压力概念及评价方法，井身结构设计原理、方法、步骤及应用。
第一节地层压力理论及预测方法地层压力理论和评价技术对天然气及石油勘探开发有着重要意义。
钻井工程设计、施工中，地层压力、破裂压力、井眼坍塌压力是合理钻井密度设计；井身结构设计；平衡压力钻井；欠平衡压力钻井及油气井压力控制的基础。
一、几个基本概念1．静液柱压力静液柱压力是由液柱自身重量产生的压力，其大小等于液体的密度乘以重力加速度与液柱垂直深度的乘积，即P h = 0.00981 rH(2-1) 式中：P h――静液柱压力，MPa;r -- 液柱密度，g/cm 3; H ——液柱垂直高度， m 。
静液柱压力的大小取决于液柱垂直高度H 和液体密度r ,钻井工程中，井愈深，静液柱压力越大。
2.压力梯度指用单位高度（或深度）的液柱压力来表示液柱压力随高度（或深度）的变化。
P h G h — 0.00981H式中：G h ――液柱压力梯度，MPa/m ;P h ――液柱压力，MPa ; H ——液柱垂直高度， m 。
石油工程中压力梯度也常采用当量密度来表示，即P h0.00981H式中：r ——当量密度梯度，g/cm 3;3•有效密度钻井流体在流动或被激励过程中有效地作用在井内的总压力为有效液柱压力，其等效（或 当量）密度定义为有效密度。
描述一口井井身结构数据信息的句子
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【原创实用版】
目录
1.井身结构概述
2.井身数据信息详细描述
正文
【井身结构概述】
一口井的井身结构通常由井口、井颈、井身、井底等部分组成。
井口是井的最上部，通常为圆形或方形，其大小和形状取决于井的设计和用途。
井颈是井口向下延伸的部分，通常呈锥形或圆柱形，用于支撑井壁和稳定井身。
井身是井的主体部分，通常呈圆柱形或圆锥形，用于容纳井水和支撑井壁。
井底是井的最下部，通常为平底或锥形，用于防止井水外溢和支撑井身。
【井身数据信息详细描述】
井身数据信息主要包括井口直径、井颈直径、井身直径、井底直径、井深等。
井口直径是指井口的宽度，通常以厘米或米为单位。
井颈直径是指井颈的宽度，也通常以厘米或米为单位。
井身直径是指井身的宽度，通常以厘米或米为单位。
井底直径是指井底的宽度，通常以厘米或米为单位。
井深是指井口到井底的垂直距离，通常以米或英尺为单位。
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井身结构图绘制
02 井身结构图绘制前准备工 作
收集相关资料和数据
井身结构设计资料
包括井身结构类型、各层 套管尺寸和下入深度等。
地质资料
收集地层岩性、厚度、倾 角等地质信息，以便在图 中准确表示。
工程数据
获取钻井、完井等工程数 据，如井深、井径、井斜 等。
确定绘图比例和尺寸范围
根据实际井深和图纸尺寸，选择合适 的绘图比例，确保图纸清晰易读。
01 确保绘图软件或工具设置正确的比例尺；
02
对比实际井身尺寸与图纸尺寸，调整图形比 例；
03
使用专业的绘图软件或插件，以确保比例准 确；
04
在绘制过程中定期检查比例，避免误差累积 。
关键元素缺失或错误纠正
核对井身结构图所需的关键元素 清单，如井口、井底、套管、油 管等；
对于缺失或错误的元素，及 时进行补充和更正；
优化措施
介绍针对井身结构图绘制过程中存在的问题所采取的优化措施， 如改进数据收集方式、优化图层设置等。
效率提升
分析优化措施实施后绘图效率的提升情况，包括缩短绘图时间、减 少修改次数等。
质量改善
评价优化措施实施后井身结构图的质量改善情况，如提高图面清晰 度、增强图件实用性等。
06 井身结构图绘制总结与展 望
05 井身结构图在实际应用中 案例分析
案例一：某油田勘探项目应用实例
项目背景
介绍该油田的地质特征、勘探目的及井身结构图在其中的应用重要 性。
绘图过程
详细描述井身结构图的绘制流程，包括数据收集、图层设置、符号 标注等关键步骤。
应用效果
分析井身结构图在油田勘探中的实际应用效果，如提高钻井效率、优 化开发方案等。
对照实际井身结构和相关规范， 检查图中元素是否齐全、正确；
《井身结构设计》课件
井身材料
常用井身材料包括钢筋混凝 土、混凝土、钢和玻璃钢等。
井身结构设计的目的
提高井身稳定性
井身结构设计的目的是为了提高 井身的稳定性，确保石油井的平 稳生产。
降低事故风险
合理的井身结构设计可以减少石 油井事故的概率，保障工人的生 命安全。
提高生产效率
通过优化井身结构设计，可以提 高石油井的生产效率，降低维护 成本。
1
基础工程
进行基础开挖、标出基坑轮廓线、安置钢筋骨架等。
2
混凝土浇筑
进行钢筋模板组装、浇筑混凝土等。
3
砼强度与养护
根据测量计算、检验、养护高强度混凝土的质量。
预应力混凝土结构井的施工
预应力钢筋制作
预应力混凝土井筒需要应用预应 力钢筋，进行钢筋的制作和预应 力张拉。
施工工艺
构件之间的连接
进行预制整体与预制分段两种工 艺，将预制件安装到已完成地基 的基础上，进行钢束拉紧与固定。
井身结构设计实例分享
பைடு நூலகம்
1
长江三峡水电站井身设计
针对高水压和高岸坡等复杂工况，设计了多层钢筋混凝土结构的井身，确保水电 站的正常运行。
2
渤海海洋油田厂房井身设计
针对海洋环境的复杂性，设计高强度钢结构井身，提高了设施稳定性和运行效率。
3
南海油田纯海上井身设计
针对纯海上井身不稳定等特点，设计了预制单元式混凝土井身结构，解决了海上 施工难度大的问题。
井身结构的安全性检查
1 验收检查
在施工完成后，进行对井身结构的检查，确认是否符合设计要求。
2 日常检查
对井身结构进行日常管护与维修，确保井身结构的稳定性和安全性。
3 保护检查
完井井身结构、相关术语及定义
井身的基本要素：测深、井斜角、井斜方位角。
测深（Measured depth ）：井身轴线任意一点到钻盘补心面的井身长度。
通常用字母L 表示，单位米或英尺。
井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的井斜角。
通常用希腊字母α表示。
井斜方位角（Hole Direction ）：是以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
通常以Ø表示，单位度。
它还可以用象限值表示，是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角，象限值在0-90°之间变化，并要注明象限。
井斜变化率和方位变化率井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： K α=（△α/△L ）*100井斜方位变化率：单位井段内井井斜方位角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： KØ=（△Ø/△L ）*100其它井身参数：垂深、水平长度、水平位移、闭合方位角或总方位。
垂深：（Vertical Depth Or True Vertical Depth ）即测点到钻盘补心面的垂直深度。
通常用H 表示，如A 、B 点的垂深分别表示为HA 、HB 。
水平长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
用S 表示，如A 点的水平长度表示为SA 。
水平位移：（Displacement or Closure Distance ）即井眼轴线某一点在水平面上的投影至井口的距离也称闭合距。
用A 表示，如A 点的水平位移表示为AA 。
闭合方位角或总方位：（Closure Azimuth ）是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
用θ表示，如A 点的闭合方位角表示为θA 。
N （北）坐标和E （东）坐标：是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
石油工程技术 井下作业 井身结构及完井方法
井身结构及完井方法1井身结构所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。
如图1所示。
图1井身结构示意图1—导管；2—表层套管；3—技术套管；4—油层套管；5—水泥环1.1导管井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。
导管的作用是：钻井开始时保护井口附近的地表层不被冲垮，建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保证井眼钻凿的垂直等，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不同。
钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。
下入导管的深度一般取决于地表层的深度。
通常导管下入的深度为2～40m。
下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心铅垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。
1.2表层套管井身结构中的第二层套管叫做表层套管。
表层套管的下入深度一般为300～400m，其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。
表层套管的作用是加固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。
1.3技术套管在表层套管里面下入的一层套管(即表层套管和油层套管之间)叫做技术套管。
下入技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油(气、水)层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。
下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂程度以及钻井队的技术水平来决定。
一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。
下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。
技术套管的技术规范应根据油层套管的规范来确定。
1.4油层套管油井内最后下入的一层套管称为油层套管，也称为完井套管，简称套管，油层套管的作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。
油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。
井身结构
技术术语
1.完钻井深
2.套管深度 3.人工井底
第一章 绪 论
1.1 井身结构 1.2 完井方法
1.3 完井井口装置
油井完成方法依据钻开油、气层和下入油层套管的先 后次序，分为先期完井法和后期完井法两种类型。 先期裸眼完井法 尾管射孔完井法 衬管完井法
先下入油层 套管再钻开 油、气层
先期完井法
完 井 方 法
最后射孔，射孔弹射穿套管、 水泥环并穿至油层某一深度，
层水、底水和气顶，避开夹层
建立起油流通道。
深度要求严格，固井质量要求
高，水泥浆可能损害油气层。
2）尾管射孔完井是 在钻头钻至油层顶界后，
下套管注水泥固井，然后
用小一级的钻头钻穿油层 至设计井深，用钻具将尾 管送下并悬挂在套管上， 再对尾管注水泥固井，然
2、 射孔完井法
1）套管射孔完井是钻至油
层直至设计井深，然后下套 管到油层底部注水泥固井，
优点：既可以选择性地射开不 同压力、不同物性的油层，以 避免层间干扰，还可以避开夹 的坍塌，具备实施分层注、采 和选择性压裂或酸化等分层作 业的条件。 缺点：出油面积小、完善程度
套管射孔完井方式示意图 1-表层套管；2-油层套管；3水泥环；4-射孔孔眼头
几个重要术语： 1.方补心：旋转钻井时，带动井下工具旋转的转盘中间用 来卡住方钻杆的部件。 2.油补距（补心高差）: 是钻井转盘上平面到套管四通上
法兰面之间的距离。
3.套补距:是指钻井转盘上平面到套管短节法兰上平面之 间的距离。 4.联入:是指钻井转盘上平面（方补心）到第一根套管接 箍的距离。
后射孔。
深井
尾管射孔完井示意图 1-表层套管；2-技术套管； 3-尾管；4-射孔孔眼； 5-油层；6-水泥环；7-悬挂器
培训3井身结构
一、井身结构及井口设备
一、井身结构及井口设备
水井管柱示意图
二、油水井管理知识
第一节
一、清蜡与防蜡： 清蜡与防蜡： 蜡在井筒举升过程中析出来会粘结在管壁上， 蜡在井筒举升过程中析出来会粘结在管壁上，缩小油管的流通截面 增加油流阻力，影响油井生产，在集输过程中，会增加回压， 积，增加油流阻力，影响油井生产，在集输过程中，会增加回压，影 响油井产量。 响油井产量。
油井管理
二、油水井管理知识
（二）油井清蜡措施： 油井清蜡措施： 1、机械清蜡： 、机械清蜡： （1）检泵清蜡。 ）检泵清蜡。 （2）刮蜡片清蜡。 ）刮蜡片清蜡。 2、热力清蜡： 、热力清蜡： （1）蒸汽洗井（汽化水洗井）。 ）蒸汽洗井（汽化水洗井）。 （2）热水（热油）洗井。 ）热水（热油）洗井。 （3）混汽洗井。 ）混汽洗井。 热洗的要求：施工中注意洗井液的温度和排量，避免卡泵的发生，清蜡要彻底， 热洗的要求：施工中注意洗井液的温度和排量，避免卡泵的发生，清蜡要彻底， 确保洗后油井能恢复正常生产。 确保洗后油井能恢复正常生产。
第四采油厂地质研究所
目
录
一、井身结构及井口设备 二、油水井管理知识
一、井身结构及井口设备
第一节 井身结构
井身结构是下入井下不同直径的钢管，主要包括：导管、表层套管、 井身结构是下入井下不同直径的钢管，主要包括：导管、表层套管、技术 套管、油层套管、油管。 它是保证油井生产的一个重要组成部分。 套管、油层套管、油管。 它是保证油井生产的一个重要组成部分。
二、油水井管理知识
（三）试注：目的是为了了解地层吸水能力的大小，常用吸水指数表示。长短 试注：目的是为了了解地层吸水能力的大小，常用吸水指数表示。 以注水量稳定为原则，一般要试注 天 以注水量稳定为原则，一般要试注3-5天。 （四）投注：指转入正常注水。 投注：指转入正常注水。 二、注水井的管理要点：总目标是均衡、合理、有效的注水。概括为：“三定、 注水井的管理要点：总目标是均衡、合理、有效的注水。概括为： 三定、
井身结构设计与固井
执行情况回顾
定期对安全保障措施的执行情况进行回顾和总结，分析存在的问题和不足，提出改进措 施和建议。
持续改进方向和目标设定
持续改进方向
根据风险评估和安全保障措施执行情况 ，明确井身结构设计与固井过程中需要 持续改进的方向和重点。
压力监测
实时监测注浆过程中的压力变 化，确保注浆过程平稳、安全 。
异常情况处理
对注浆过程中出现的异常情况 ，如漏失、气窜等，及时采取
有效措施进行处理。
顶替效率提升措施实施
优化顶替流态
通过调整顶替液的性能、流量等参数，优化 顶替流态，提高顶替效率。
增加顶替排量
在保证安全的前提下，适当增加顶替排量， 提高顶替速度和效率。
VS
目标设定
设定明确、可量化的改进目标，包括降低 风险等级、提高安全保障措施的有效性等 ，为持续改进提供明确的方向和动力。
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材料准备
根据设计要求，准备好所需的 水泥、添加剂等材料，并对其
进行质量检验。
施工方案制定
根据井身结构、地质条件等因 素，制定详细的施工方案和应
急预案。
注水泥浆过程监控
水泥浆性能监控
实时监测水泥浆的密度、流动 性、失水量等性能指标，确保
其符合设计要求。
注浆速度控制
根据井深、井径等因素，合理 控制注浆速度，避免出现注浆 不均、堵管等问题。
井身结构的重要性
井身结构设计的合理与否直接影 响到钻井施工安全、速度和成本 ，以及后续油气开采的效率和效 益。
设计原则与规范要求
设计原则
第二章第四节 井身结构设计1
井底压力随作业不同而变化： (1)静止状态，井底压力＝环形空间静液压力； (2)正常循环时，井底压力＝环形空间静液压力+环形空间压力损失； (3)用旋转防喷器循环钻井液时，井底压力＝环形空间静液压力+环形空间压力损
失+旋转防喷器的回压，
(4)循环出气涌时，井底压力＝环形空间静液压力十环形空间压力损失+节流器压 力； (5)起钻时，井底压力＝环空静液压力+抽吸压力； (6)下钻时，井底压力＝环空静液压力+激动压力； (7)空井时，井底压力＝环空静液压力； (8)关井时，井底压力＝环空静液压力+井口回压+气侵附加压力
mE max
H p max Hn
SK
溢流关井
Pd Pa Pd pd Pa pa
Pd+Php=Pp Pa+Pha=Pp
Pp
php
pha
pp
钻遇井涌时压力分析
正常钻井时
m p Sw
钻至Hx遇到井涌关井，套管压力pa，设井涌系数 Sk
pa 0.00981 Sk H x pa Sk 0.00981 Hx
Δ PN(Δ Pa)
Gf Gp
当量泥浆密度
井身结构设计
1、正常作业时（起下钻、钻进）： 起钻： 最大钻井液密度：某一层套管的钻进井段中所用的最大钻井液密 度应不小于和该井段中的最大地层压力梯度当量密度与最大抽吸 压力梯度当量密度之和。
max P max Sw
ρmax:某层套管的钻进井段中所使用的最大钻井液密度，g/cm3； ρpmax该井段的最大地层压力梯度， g/cm3； Sw:考虑到上提钻柱时抽吸作用使井底压力降低，为了平衡地层压力 所加的附加钻井液密度， g/cm3。Sw=0.024-0.048 g/cm3 .
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井身的概念及井身结构
一、井的概念
石油和天然气埋藏在地下几十米到至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就是井。
为了开采石油和天然气，在油气勘探和开发过程中，凡是为了从地下获得油气而钻的井，统称为石油井。
对于一口钻完进尺的井眼,井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。
裸眼井下入套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油气水层后，就形成了可以开采油气的石油井。
为达到不同的勘探目的及适应油气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别找着不同类型的井。
分以下几种：
探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为探明地下构造及含油气情况，寻找油田而钻的井，称为探井。
资料井：为了取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的井，称为资料井。
这种井要求全部或部分取岩心。
生产井：用来采油、采气的井称为生产井。
注水井：用来向油层内注水保持油层压力的井，称为注水井。
观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井，叫观察井。
如观察各类油层的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。
观察井一般不负担生产任务。
检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开发效果，而钻的井，称为检查井。
调整井：为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。
调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善开发效果。
二、井身结构
井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。
（一）井身结构的组成及作用
井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。
1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。
其作用是保持井口附近的地表层。
2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。
下入后，用水泥浆固井返至地面。
其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。
3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。
是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。
作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。
4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。
油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。
一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。
其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。
5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。
（二）相关名词及术语
1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。
2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。
3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。
其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离。