1钻完井设计
胜科1井钻井设计与施工
陶组地 层底 深 １４ ０１ ， ０ Ｉ下第 三 系渐 新 统 东 营组 地 Ｔ 层 底深 １９ ０１ ， １ Ｉ钻井过 程 中要 防坍塌 卡钻 、 Ｔ 防砂 岩
是 目前 中 国东 部最 深 的 一 口科 学探 索 井 ， 计 井 深 设 ７０ ０ｎ ， ０ ｌ 目的层 为 孔 店组 。该 井 钻 探 目 的 ： 是 了 一 解 孔 ２段烃源 岩 发育情 况 ， 价 生油 气潜 力 ； 评 二是 了 解 盐下 构造含 油气 情 况 ， 为进 一 步 研 究 和评 价 东 营
中 图分 类 号 ： ２ ５ ＴＥ ４
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：０ １０ ９ （ ０ ７ ０ — ０ ５ ０ １ ０ ＿８ ０ ２ ０ ） ６０ ０ —５
深 层 气资 源勘探 开发 ， 由 一直 是各 石 油公 司提 高 油气勘 探开 发效 益和 企业竞 争 力 的关 键 ２， 利 １Ｊ胜
地 层憋 漏 ； 河街 组地 层底 深 ４ １ ０１， 沙 ５ Ｉ钻井 过程 中 Ｔ 要 防止 油气 侵 、 喷 、 膏 侵 、 泥 岩缩 径 与 盐 膏层 井 盐 软 扩径、 卡钻 等 ； 新 统孔 店组 地 层 底 深 ６ ９ ０ｍ， 始 ５ 钻
重 要部 署 。该 井 构造 上位 于 东 营 凹 陷 中 央 隆起 带 ，
胜 科 １井钻 井设 计 与 施 工
赵 金 洲 孙 启 忠 张桂 林
（ 利 石 油 管 理 局 ， 东 东 营 ２ ７ ０ ） 胜 山 ５ ０ １
摘 要 ： 了解 胜 利 油 田 孔 ２ 烃 源 岩 发 育 情 况 和 盐 下 构 造 含 油 气 情 况 ， 价 生 油 气潜 力 ， 利 油 田 设 计 施 工 为 段 评 胜 了胜 科 １井 。该 井 完 钻 井 深 ７０ ６１， 中国 东部 油 区 目前 最 深 的 一 口井 ， 底 温 度 高 达 ２ ５ ２ Ｉ Ｔ是 井 ３ Ｃ， 层 压 力 当量 密 地 度 最 高达 ２ ３ ｇ Ｉ 该 井 钻 井 施 工 中主 要 存 在 盐 膏 层 及 软 泥 岩 层 的 安 全 钻 进 、 身质 量 控 制 困难 、 ．０ｋ ／ 。 井 存在 多套 压 力 层 系、 合 套 管 的 下 入 与 固井 、 高 温超 高压 对 钻 井 液 性 能 和 水 泥 浆 性 能 及 固 井 工 具 的 要 求 高 、 械 钻 速 低 等 问 复 超 机 题 ， 对 钻 井 设 计进 行 充 分 论 证 ， 对施 工难 点进 行 了充 分 分 析 的基 础 上 ， 定 了 相 应 对 策 ， 该 井 顺 利 钻 至 设 计 在 并 制 使
钻井与完井工程完整课件超值
01
随着人工智能和机器学习的发展，自动化钻井技术将进一步提
高钻井效率和安全性，降低人工操作风险。
智能完井技术
02
利用传感器、远程监控等技术实现智能完井，实时监测油藏动
态，提高采收率。
新型钻井液与完井液
03
研发更高效、环保的钻井液与完井液，降低对环境的污染，提
高钻井作业的可持续性。
环保要求对行业的影响
作用
用于保护油气层、防止地层坍塌、携 带岩屑、降低摩擦阻力等，同时对油 气层的渗透性和产能有重要影响。
完井工艺流程
钻孔准备
钻孔设计、钻孔定位、钻孔开钻等。
钻孔施工
钻进、取芯、测井等。
完井作业
下套管、注水泥浆、射孔、排液等。
后期处理
试压、检测、维护等。
完井过程中的问题与处理
问题
包括井壁坍塌、地层出砂、油气层污染等。
03
完井工程概述
完井工程定义与特点
完井工程定义
完井工程是石油工业中钻井工程的最后一个阶段，涉及到完 成井筒的钻探和完成油气井的装备，为油气开采和生产做好 准备。
完井工程特点
完井工程具有系统性和复杂性，涉及多个专业领域，包括钻 井、地质、油藏、采油、机械、电子等。同时，完井工程需 要适应各种复杂的地质和工程条件，确保油气井的长期稳定 生产和安全。
钻井与完井工程 完整课件
目录
• 钻井工程概述 • 钻井工艺与技术 • 完井工程概述 • 完井工艺与技术 • 钻井与完井工程案例分析 • 钻井与完井工程未来发展展望
01
钻井工程概述
钻井工程定义与特点
总结词
钻井工程是石油天然气勘探开发中的重要环节，具有高风险、高投入、高技术 含量的特点。
钻井工程课程设计
表A-1 钻井工程课程设计任务书一、地质概况29：井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层：当量密度为：g/cm3表A-2设计系数石工专业石工（卓越班）1201班学生姓名：木合来提.木哈西图A-1 地层压力和破裂压力一．井身结构设计1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。
由图A-1得，钻遇最大地层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm³，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026.试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm³,ρf1400=1.36 g/cm³> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。
验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。
从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm³以及320m属正常地层压力，该井段内最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm³。
ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。
水泥返至井深500m。
2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。
校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。
从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm³，该井段内的最小地层压力梯度为1.12g/cm³，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。
Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。
水泥返至井深2265m。
3.表层套管下入深度。
钻完井工程设计方案
钻完井工程设计方案钻完井工程设计方案钻井工程是石油勘探开发的核心行业之一，是从地表或水面起缘深入地下岩石、采取物化措施，以获得地下储层的能源、巨量水或者矿产、地热等资源。
钻井工程设计方案是钻井工程项目实施的重要流程，包括钻井设备选型、实施方案、工程预算、具体措施等方面，为有效实现钻井工程的目标提供技术保障和重要的理论指导。
一、方案管理1.制定项目管理计划：解决方案的实施须面对多个沟通渠道，方案管理人员需要逐一考虑其关键节点并进行准确的方案实施策划。
该计划通常包括项目范围管理、时间管理、质量管理、成本管理、人力管理、风险管理、采购管理、通信管理、干系人管理等几个核心方面。
2.制定方案管理程序：根据具体工作内容与工作流程，进一步完善与细化方案实施的各项操作、工作标准，制定相应的关键时点的监督和质量管理。
二、方案优化1.井位平面设计：在完成研究地质勘探资料后，进行井位选定，规定井头信息、井位间距、目标层位和压力、稳定性、环境等等，从而制定出计算井转向、井身设计、压裂和固井、施工分析要求的设计方案。
2.井身设计：部分的井层不平衡的地质情况、沉重情况、井壁养护等，以及各种修孔、固井废渣、沉积物残留、岩芯反应和破壳压等情况需要对井壁直径、井身长短、井深、钻头、废渣的设计和处理进行平衡。
3.固井设计：钻井操作中，需要把破碎岩石、废渣填充进孔眼中，然后把其锁定形成坚固的固定构造。
固井设计需要考虑的因素包括井深、岩石性质、固井几何形状、固井材料性质等。
三、方案实施1.现场施工实施方案：根据钻井工程的实际情况，制定全面可行的现场施工方案和流程安排，确保钻井作业有序展开，并且保证施工人员的安全。
2.质量控制：钻井工程的重要特征是其易受影响的因素很多，例如地质环境杂乱复杂、天气条件不稳定、作业设备过时、人员限制等。
通过质量控制的方式来降低工程失败的概率和减少施工过程中的安全事故。
四、施工完成& 保护管理1.设备检查与维护：施工完成后，需对钻探设备进行全面的检查，以保证其运行状态正常、稳定，并期望在适宜的时间内对其进行维修保养。
钻井设计的基本原则和程序
钻井设计的基本原则和程序一、钻井设计的基本原则钻井设计应遵循以下原则：(1)满足地质设计对工程的要求。
钻井是实现地质目的的手段，钻井也是为地质目的服务，对于探井是取得地层资料，力争获得地质发现，对于开发井来说是快速建成生产能力。
钻井设计必须以保证实现地质任务为前提，充分考虑录井、测井、中途测试、完井、试油等方面的需要，因此钻井设计必须提高服务于地质目的的意识。
通过采取一系列先进适用技术，适当的成本投入，提高为地质目的服务的质量。
如探井应为油气发现与评价创造良好的条件，钻井液密度尽可能接近于地层孔隙压力，避免使用影响气测与录井的添加剂，有利于录井捕捉油气显示，提高井眼质量，并为录井、试油创造良好的环境，减少油气层伤害，为准确评价油气层创造条件。
对于开发井应建立良好的采油(气)与注水、井下作业的井筒环境，保证油气井安全生产与后期作业。
(2)钻井设计法律法规遵循原则。
钻井设计是在充分分析有关地质和工程资料基础上进行编制，必须符合国家及当地政府有关法律、法规和要求，必须依据国家、行业、企业有关标准及规定进行编制，保证钻井的合法性。
钻井设计前必须对钻井地质、工程、井位、周边环境等进行前期研究和现场调研，区域探井和重点预探井必须完成可行性论证报告。
在此基础上设计应按照安全、快速、优质和高效的原则编制，形成的钻井设计必须具有可操作性，所提出的钻井指标要体现该地区或可比地区的钻井先进水平。
(3)客观.公正原则。
钻井设计要体现业主对钻井工程施工的要求，同时也要本着客观、公正的原则，平衡各方利益，在工期、材料消耗设计时要考虑平均水平，使大多数施工队伍按设计施工都不亏损。
设计的工期在考虑技术进步情况下按一般平均水平考虑，如果风险费不能体现钻并向更复杂地区发展的实际，设计工期还应附加一定的风险工期。
(4)安全与环保优先原则。
作为负责任的大公司，应树立百年发展意识,也就是其生产活动必须保证在长达100年以上的时间内不会对环境造成严重的损害，因为这种损害一旦发生，公司将付出沉重的代价，甚至导致公司无法取得社会公众的支持。
钻井技术完井和交井操作规程
钻井技术完井和交井操作规程1.1 完井和交井应具备的条件1.1.1 井眼质量1.1.1.1 井内无影响产层或进一步作业（如测井、试井仪器下出油管鞋）的落物，套管无变形及破裂，油管与环形空间不堵塞。
油管不卡、不断、不漏。
油管下入深度合格，管内畅通，下部带有标准油管鞋，能保证测井、试井仪器顺利通过。
井身质量合格。
1.1.1.2 已获工业性油、气井，必须将井内积液喷尽。
尚未试油的井，套管鞋内应用清水循环二周以上，出口应不见沉淀物。
1.1.2 固井质量1.1.2.1 各层套管外水泥浆返高符合设计要求，双级固井第一级水泥浆返至双级箍，尾管外水泥浆返至喇叭口，各层套管固井质量合格。
1.1.2.2 油气井的油层套管试压应根据采油（气）树工作压力、预计关井最高压力、套管柱最低抗内压强度的80%三者中的最低值进行清水试压，稳压30min，压力降低不大于0.5MPa为合格。
1.1.3 完井井口装置1.1.3.1 完井井口装置试压应使用试压塞，按采油（气）树额定工作压力清水试压，不渗不漏，稳定时间不少于30min，允许压降不大于0.5MPa为合格。
1.1.3.2 套管头和采油（气）树零部件完整、齐全、清洁、平正、闸门开关灵活。
在允许的最高压力下不渗漏。
套管头上法兰顶面距地面不超过0.5m。
1.1.3.3 未装采油（气）树的井口应在油层套管上端加装井口帽（或盲板）或井口保护装置，并在外层套管接箍上焊上明显的井号标志。
1.1.3.4 完井套管内外不得有油、气、水外泄，应在两层套管的环行空间安装泄压阀和压力表，并用合适的管线引出井口以外20m的安全位置。
1.1.3.5 提供采油（气）树使用说明书、生产许可证、产品合格证、气密封试验报告及采油（气）树厂家出厂原配套配件。
1.1.4 完井管柱1.1.4.1 油管柱符合设计要求，油管通径规能顺利通过，油管内畅通。
1.1.4.2 射孔完成的井，油管鞋应位于射孔层位顶部。
裸眼完成的井，油管鞋应位于套管鞋内10m。
钻井与完井工程(西南石油大学课件)
钻井新技术
深井超深井技术（Deep well Drilling)
高温高压的钻井液技术 高温高压的固井技术 深井钻柱、套管柱强度设计 深井提高钻速技术 深井井斜控制技术
钻井新技术
水平井钻井技术（Horizontal well)
定义
长半径（2-6/30m、半径：300m-900m） 中半径（8-20/30m、半径：86m-215m） 短半径 (5-10/m、半径：10m-20m)
国外钻井水平
世界水平段最长纪录
Ｍaersk油气公司1991.11在北海、丹麦海域 Tvra West Bravo油田钻成一口水平井、测深 4768ｍ、垂深2266ｍ、水平段长2501ｍ创当时 世界水平段最长纪录。
水平位移最大的大位移井
Statoil公司在施达福油田钻成一口水平井、测 深7028ｍ，垂深2681ｍ、水平位移6086ｍ创世 界纪录
钻井新技术
大位移井 ERD Drilling Tech. (Extended Reach Displacement)
理论问题
井身轨迹优化 井壁稳定理论 摩阻分析 扭矩测量及分析 环空流体学及环空携岩 钻柱强度分析
钻井新技术
欠平衡钻井技术(Underbalanced Drilling)
钻井设计
地质设计： 构造、井口坐标、目的层、岩性描
述、地质录井要求 工程设计：
钻井设备、井身结构、钻头设计、钻柱设 计、钻井液设计、水力参数设计、套管强度设 计、井口装置、钻井施工措施
井身结构(Casing Program)
一开：第一次开钻 二开：固表层套管后在开钻 三开： 。。。
oil zone
钻井与完井工程
主讲：付 建 红 电话：13980789799 E _mail：fujianhong@
第五届中国石油工程设计大赛综合组一等奖钻井工程设计详解
第1章钻井工程方案1.1钻井工程地质概况1.1.1 区块地质概况1.1.1.1区块构造及地理环境特征本设计方案研究目标区块为页岩I区块，该区块总体为我国南方丘陵山地，受到来自北西方向挤压应力作用，以正向构造为主，各背斜带之间以宽缓向斜带为界。
海拔最高675m,最低250m,多在400〜600m之间。
该地区交通较为便利，区内各场镇间均有公路相通。
该地区属亚热带季风性湿润气候，常年平均气温15~17C。
其总的特点是：四季分明，热量充足，降水丰沛，年降水量超过1000mm，水系发育，季风影响突出。
四季特点为：春早，常有倒春寒”和局部的风雹灾害；夏长，炎热，旱涝交错；秋短，凉爽而多绵雨；冬迟，无严寒，雨雪少，常有冬干。
在降水多的季节，需预防山洪暴发所引起的泥石流、塌方、滑坡，河道涨水所引发的洪水等自然地质灾害。
1.1.1.2区块地层分布页岩I区块古生界奥陶系一中生界三叠系自下而上主要发育：十字铺组、宝塔组、涧草沟组、五峰组、龙马溪组、小河坝组、韩家店组、黄龙组、梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组。
根据目前勘探开发情况，将下志留统龙马溪组下部一上奥陶统五峰组约86m层段含气泥页岩段作为本区主要的目的层。
按照从老到新的顺序，由五峰组至嘉陵江组具体地层岩性及地层厚度见表3.1。
1.1.1.3储层分布该地区五峰组一龙马溪组总体上分布稳定，尤其是目的含气层段在地震剖面和连井对比剖面上都有很好的响应。
气层总厚度在83〜90m，纵向上连续，中间无隔层。
据现有钻井测井、录井以及岩芯特征，该地区目的含气页岩段从下到上可划分出三段、五个亚段，其中第1段（分11亚段和12亚段）为碳质硅质泥页岩，厚度分别约为33m和18m；第2段为含炭质粉砂质泥岩，厚度约17m；31亚段为含炭质灰云质泥页岩，厚度约13m；32亚段为含炭质粉砂质泥页岩，厚度约6m,通过现有资料发现，各亚段在全区分布基本稳定。
第3章钻井工程方案1.1.1.4区块地应力及储层岩石力学特征通过对目的层岩石力学参数测试，得出杨氏模量23〜37GPa,泊松比0.11〜0.29,体积模量为14〜18GPa,剪切模量10〜14GPa,实测最大主应力为61.50MPa, 最小主应力为52.39MPa,根据应力剖面图可以得到上下隔层应力差约8MPa。
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钻完井分册
1 目的
规范钻完井设计的编制和审查。
2 适用范围
适用于分公司负责的探井、开发井、调整井的钻井、完井设计健康安全环保管理。
3职责
3.1分公司主管领导负责设计的批准。
3.2 钻井部
a) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计技术方案的确定和编制；
b) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计的初审，审核和申报；
c) 负责分析钻完井风险，制定相应的控制措施及现场应急预案，钻完井工程
施工设计中应包含重大风险的控制措施；特殊井，如高温高压井、高压气
井、压力控制钻井、修井机钻调整井、大型酸化或压裂等钻井部负责编制
专门的风险分析报告，并组织相关人员讨论；
d) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计的变更；
e) 钻井部项目组负责钻完井液、定向井、固井等专项设计方案的审查和批准。
3.3 勘探开发研究院
a) 负责井位设计和编制井位意见书；
b) 负责井位变更设计。
3.4 勘探部
负责汇总探井项目的地质设计书、井位意见书，并及时提交钻井部。
设计中应包含：井深、水深、地层剖面图、地层温度、压力预测、有毒有害气体、取资料要求、风险提示等。
3.5 开发部
负责汇总开发项目的地质设计书、井位意见书和射孔方案，并及时提交钻井部。
3.6 生产部
a) 负责汇总调整项目的地质设计书、井位意见书和射孔方案，并及时提交钻
井部；
b) 负责提供修井机的技术性能数据，以及相关证书、证件和资料；
c) 负责提供海底管线、电缆等完工路由图。
4 工作内容
4.1 资料收集
钻井资料的收集要求见《海洋钻井手册》第一章“钻井设计”第二节“编制程序”的相关要求，完井资料收集参照《海上油气田完井手册》第一章第一节“海上油气田完井设计准备及资料收集”的内容。
4.2 风险分析
4.2.1 由钻井部组织，结合收集到的资料，分析本项目或本井风险。
可能存在的风险包括但不限于：
a) 是否存在插桩穿刺、桩腿滑移；
b) 是否含有浅层气；
c) 油气层是否含有硫化氢等有毒有害气体；
d) 钻遇地层是否存在溶洞或裂缝、大断层；
e) 卡钻；
f) 井眼碰撞；
g) 平台结构强度和稳定性是否满足要求；
h) 环境污染等；
i) 邻井是否有历史落源。
4.2.2 对潜在的重大风险应在设计方案中做出书面阐述并制定相应的控制措施。
4.3 设计编制与审批
4.3.1 按照《海洋钻井手册》第一章“钻井设计”第一节“设计要求”，以及天津分公司管理体系 DM03 《钻完井工程基本设计和施工设计管理》规定编写钻完井设计，应包括健康安全环保内容：如质量、健康、安全、环保措施，现场应急预案，联合作业安全管理程序，风险分析等。
4.3.2 编制钻完井设计时应考虑为满足法规要求的安全环保项目及相应措施所产生的费用。
4.3.3 设计的审核和批准按照天津分公司管理体系 DM03 《钻完井工程基本设计
和施工设计管理》规定执行。
4.3.4 重点井（如高温高压井、高压气井等）应邀请系统内专家对技术方案进行审查。
4.4 设计变更
4.4.1 钻完井设计发生重大变化时（地质/油藏原因、钻井工程原因），钻井部负责变更设计的编写、审查，并按天津分公司管理体系 DM02 《钻完井工程基本设计和施工设计管理》规定及时上报天津分公司勘探部/开发部/生产部主管业务部门，并同时抄报总公司钻完井技术管理部。
4.4.2 项目（开发项目、调整项目、探井单井）的变更设计由分公司主管领导批准，单井优化设计的变更由钻井部主管领导批准。
5 相关文件
5.1 《海洋钻井手册》，2009，中国海洋石油总公司。
5.2 《海上油气田完井手册》，1998，中国海洋石油总公司。
5.3 《钻完井工程基本设计和施工设计管理》，DM02，天津分公司管理体系。
6 记录
风险分析、会议纪要、专家意见、设计方案发放记录。