行业知识|钻井设计基本原则

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1.钻井的目的:是为勘探和开发油气田服务。
2. 钻井设计必须国家及政府有关机构的规定和要求,保证钻井设计的合法性。
3. 钻井设计的主要依据:
1)地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。地质部门至少应在开始钻井作业前75天,向钻井部门提供地质设计,并应在该设计中尽可能地提供所钻之井的地质情况(包括地层孔隙压力、破裂压力等),以及提出地质上要求的资料。
2)井场调查资料和邻井的钻井资料,也是进行钻井设计的主要依据。地质部门至少应在钻井作业开始前45天做完井场调查,并将获得的各有关资料(包括井位自然环境、土壤情况、浅层气等)尽快交给钻井部门;同时,还应收集全邻井的钻井资料(包括复杂情况的处理、钻井液密度的使用情况等)。
3) 钻井部门应根据地质部门提供的资料和邻井资料,认真分析,作好钻井设计。如存在由于目前技术水平、设备的限制,保证不了钻井作业在安全情况下进行,或钻井作业结果达不到地质设计的要求,应尽早明确提出,以便地质部门修改地质要求或调整井位位置。
4、钻井设计应体现安全第一的原则
大到井身结构,小到每一项作业程序,都要重视安全,既要重视井下安全,也要重视地面安全,把安全第一的原则贯穿到整个设计中。对于重大的作业和风险大的作业,还应制定相应的安全应急程序。
5.设计钻井液密度的原则
钻井液密度必须大于地层孔隙压力当量密度,小于地层破裂压力当量密度。钻井液密度对地层孔隙压力的安全附加值,用压力表示,油井为1.5~3.5MPa,气井为3.0~5.0MPa。
6.井身结构的设计,是钻井设计的关键内容,必须遵循下述几点:
1)保证井眼系统压力平衡,不出现喷漏同在一裸眼中,即钻下部高压地层时用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不会压漏上部裸露的地层。
2)井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大,以免发生压差卡钻。
3)为保证安全钻进,必须用套管封住复杂地层井段,如易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻等井段。
4) 探井,特别是地层压力还没有被掌握的井,应设计一层套管作为备用,以保证井眼能够钻到设计的深度。
5)对钻探多套压力系统的井,应采用多层套管程序,以保护油气层不受钻井液污染和损害。
6)对高压油气井,套管应下至高压油气层顶部;对古潜山油气井,套管应下至风化壳层顶部。
7)如果海底调查资料证实有浅层气,就应设计套管坐于浅层气层的顶部,安装好井口控制系统之后才钻开。
7. 对于预测有浅层气的井,原则上应要求地质部门更改井位,避开浅层气;否则应具备井眼控制能力才钻开。
8. 探井必须进行地层压力预测和监测。
设计前,根据物探资料和邻井资料进行地层压力预测,以确定钻井液密度和井身结构;钻进阶段,利用已获得的上井段电测资料对未钻开的地层进行压力预测,以调整套管程序;钻进中进行压力监测,力求及时发现异常压力地层,防止井喷,保证安全钻进;每层套管鞋处(一般情况下,从20英寸套管鞋处开始)都要进行地层泄漏/破裂压力试验,并在条件允许时压破地层。如果试验结果比预计的低,要分析原因,采取措施,以便安全钻进。
9.  评价井、开发井和调整井的设计,要根据最新的资料,在对地层压力进行重新评价的基础上,确定出更合理的钻井液密度和井身结构,以提高钻井速度,保证作业安全。
10.    钻井平台的选择,应遵循:
1) 钻机的钻井能力:选定的平台的钻机最大额定负荷,必须大于作业中出现的最大负荷的20%。
2)平台的井控能力:选定的平台的井控系统最大额定工作压力,必须大于预测到的最大井口压力的20%。最大井口压力是指井眼内钻井液被全部喷空而充满地层流体时的关井压力,井口头和套管的设计,也按此原则进行。
3)平台的作业水深:选定的平台的设计作业水深,应能满足所钻井井位处的水深。
11. 海洋环境保护,是钻井设计必须遵循的原则之一,主要体现为两点:
1)钻井液的排放,必须符合国家环保局规定。如果使用油基钻井液,就要制定相应的处理办法。
2)弃井设计。为保护地下资源和海洋环境,对油气水层要进行水泥封堵,并试压合格;裸眼要封堵;永久弃井的井口,最少应该从泥线以下4米处切割。
12. 钻井设计要体现低成本的原则
为此,设计前应注意三点:一要充分了解各种资料,在安全的前提下,简化井身结构;二要选用先进的工具、设备和技术;三要在满足要求前提下,优先使用国产材料。其目的在于提高钻井速度,降低钻井成本。
13. 钻井设计的基本内容应包括
基本地质数据、工程设计、施工进度计划、材料计划和费用预算。由承包商根据作业者要求制定的平台就位设计、钻井液设计、固井设计和定向井设计,也属于钻井设计的主要内容。

文章来源:一点石油


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