井身结构设计.pptx

会计学1井身结构设计井身结构设计第一页，共48页。井身结构设计的内容：井身结构设计的内容：井身结构设计的内容：井身结构设计的内容：确定确定确定确定(qudng)(qudng)套管的下套管的下套管的下套管的下入层次入层次入层次入层次下入深度下入深度下入深度下入深度水泥浆返深水泥浆返深水泥浆返深水泥浆返深水泥环厚度水泥环厚度水泥环厚度水泥环厚度钻头尺寸钻头尺寸钻头尺寸钻头尺寸第1页/共48页第二页，共48页。井身结构设计原理井身结构设计原理(yunl)(yunl)1 1 1 1三个压力的相互关系：三个压力的相互关系：三个压力的相互关系：三个压力的相互关系：地层地层地层地层井内压力体系在裸眼井段中存在着地层压力、地层破裂压力和井内钻井液有效液井内压力体系在裸眼井段中存在着地层压力、地层破裂压力和井内钻井液有效液井内压力体系在裸眼井段中存在着地层压力、地层破裂压力和井内钻井液有效液井内压力体系在裸眼井段中存在着地层压力、地层破裂压力和井内钻井液有效液柱压力这三个相关的压力、地层柱压力这三个相关的压力、地层柱压力这三个相关的压力、地层柱压力这三个相关的压力、地层井内压力系统必须满足以下条件：井内压力系统必须满足以下条件：井内压力系统必须满足以下条件：井内压力系统必须满足以下条件：裸眼井内钻井液有效液柱压力必须大于或等于地层压力，防止井喷，但又必须小于等裸眼井内钻井液有效液柱压力必须大于或等于地层压力，防止井喷，但又必须小于等裸眼井内钻井液有效液柱压力必须大于或等于地层压力，防止井喷，但又必须小于等裸眼井内钻井液有效液柱压力必须大于或等于地层压力，防止井喷，但又必须小于等于地层破裂压力，防止压裂地层发生井漏。于地层破裂压力，防止压裂地层发生井漏。于地层破裂压力，防止压裂地层发生井漏。于地层破裂压力，防止压裂地层发生井漏。考虑到井壁的稳定考虑到井壁的稳定考虑到井壁的稳定考虑到井壁的稳定(wndng)(wndng)(wndng)(wndng)，还应补充一个与时间有关的不等式：，还应补充一个与时间有关的不等式：，还应补充一个与时间有关的不等式：，还应补充一个与时间有关的不等式：能满足以上二不等式的同一井段，则该井段截面间不需要套管封隔。反之，则需要用套管能满足以上二不等式的同一井段，则该井段截面间不需要套管封隔。反之，则需要用套管能满足以上二不等式的同一井段，则该井段截面间不需要套管封隔。反之，则需要用套管能满足以上二不等式的同一井段，则该井段截面间不需要套管封隔。反之，则需要用套管封隔。封隔。封隔。封隔。式中：式中：式中：式中：PfPfPfPf地层破裂压力；地层破裂压力；地层破裂压力；地层破裂压力；PmE PmE PmE PmE钻井液有效液柱压力；钻井液有效液柱压力；钻井液有效液柱压力；钻井液有效液柱压力；PPPPPPPP地层压力。地层压力。地层压力。地层压力。GtGtGtGt（t t t t）该截面岩层的坍塌压力梯度；该截面岩层的坍塌压力梯度；该截面岩层的坍塌压力梯度；该截面岩层的坍塌压力梯度；Gm Gm Gm Gm（t t t t）该截面钻井液有效压力梯度。该截面钻井液有效压力梯度。该截面钻井液有效压力梯度。该截面钻井液有效压力梯度。第2页/共48页第三页，共48页。井身结构设计原理井身结构设计原理液体压力液体压力(yl)(yl)体系的当量梯度分布体系的当量梯度分布 非密封液柱体系的压力分布和当量非密封液柱体系的压力分布和当量(dngling)(dngling)梯度分布梯度分布 密封液柱体系密封液柱体系(tx)(tx)的压力分布和当量梯度分布的压力分布和当量梯度分布第3页/共48页第四页，共48页。井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理地层压力和地层破裂地层压力和地层破裂地层压力和地层破裂地层压力和地层破裂(pli)(pli)(pli)(pli)压力压力压力压力剖面的线性插值剖面的线性插值剖面的线性插值剖面的线性插值 地地层层压压力力和和地地层层破破裂裂压压力力的的数数据据一一般般是是离离散散的的，是是由由若若干干个个压压力力梯梯度度和和深深度度数数据据的的离离散散点点构构成成。为为了了求求得得连连续续的的地地层层压压力力和和地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度剖剖面面，拟拟合合曲曲线线是是不不适适用用的的，但但可可依依靠靠线线性性插插值值的的方方法法。在在线线性性插插值值中中，认认为为离离散的两邻点间压力梯度变化规律为一直线。散的两邻点间压力梯度变化规律为一直线。对任意深度对任意深度H H求线性插值的步骤：求线性插值的步骤：设设自自上上而而下下顺顺序序为为i i的的点点具具有有深深度度为为HiHi，地地层层压压力力梯梯度度为为GPiGPi，地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度为为GfiGfi，而而其其上上部部相相邻邻(xin(xin ln)ln)点点的的序序号号为为i-1i-1，相相邻邻(xin(xin ln)ln)的的地地层层压压力力梯梯度度为为GPi-1GPi-1，地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度为为Gfi-1Gfi-1，则则在在深深度度区区间间HiHi-1HiHi-1内任意深度内任意深度H H有：有：第4页/共48页第五页，共48页。井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理必封点深度必封点深度必封点深度必封点深度(shnd)(shnd)(shnd)(shnd)的确定的确定的确定的确定 必封点深度把裸露井眼中满足压力不等式：必封点深度把裸露井眼中满足压力不等式：必封点深度把裸露井眼中满足压力不等式：必封点深度把裸露井眼中满足压力不等式：条条条条件件件件(tiojin)(tiojin)的的的的极极极极限限限限长长长长度度度度井井井井段段段段定定定定义义义义为为为为可可可可行行行行裸裸裸裸露露露露段段段段。可可可可行行行行裸裸裸裸露露露露段段段段的的的的长长长长度度度度是是是是由由由由工工工工程程程程和和和和地地地地质质质质条条条条件件件件(tiojin)(tiojin)决决决决定定定定的的的的井井井井深深深深区区区区间间间间，其其其其顶顶顶顶界界界界是是是是上上上上一一一一层层层层套套套套管管管管的的的的必必必必封封封封点点点点，底底底底界界界界为为为为该该该该层层层层套套套套管管管管的的的的必必必必封封封封点点点点深度。深度。深度。深度。第5页/共48页第六页，共48页。井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理井身结构设计原理必封点深度必封点深度必封点深度必封点深度(shnd)(shnd)(shnd)(shnd)的确定的确定的确定的确定1 1 1 1 工程约束条件下必封点深度的确定工程约束条件下必封点深度的确定工程约束条件下必封点深度的确定工程约束条件下必封点深度的确定 （1 1 1 1）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）（2 2 2 2）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定（3 3 3 3）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定2 2 2 2 目的层是裸露段的底界，油层套管的下深根据完井方法不同而定。目的层是裸露段的底界，油层套管的下深根据完井方法不同而定。目的层是裸露段的底界，油层套管的下深根据完井方法不同而定。目的层是裸露段的底界，油层套管的下深根据完井方法不同而定。3 3 3 3 对于地质复杂对于地质复杂对于地质复杂对于地质复杂(fz)(fz)(fz)(fz)层（如坍塌层，盐膏层，漏失层等），水层，非层（如坍塌层，盐膏层，漏失层等），水层，非层（如坍塌层，盐膏层，漏失层等），水层，非层（如坍塌层，盐膏层，漏失层等），水层，非目的油气层，以及目前钻井工艺技术难于解决的其它层段，只要裸露目的油气层，以及目前钻井工艺技术难于解决的其它层段，只要裸露目的油气层，以及目前钻井工艺技术难于解决的其它层段，只要裸露目的油气层，以及目前钻井工艺技术难于解决的其它层段，只要裸露段中出现了这一类必封点，则这些井段是应考虑的必封井段的顶界。段中出现了这一类必封点，则这些井段是应考虑的必封井段的顶界。段中出现了这一类必封点，则这些井段是应考虑的必封井段的顶界。段中出现了这一类必封点，则这些井段是应考虑的必封井段的顶界。第6页/共48页第七页，共48页。工程约束条件下必封点深度工程约束条件下必封点深度工程约束条件下必封点深度工程约束条件下必封点深度(shnd)(shnd)(shnd)(shnd)的确定的确定的确定的确定 （1 1）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）正常作业工况（起下钻、钻进）在在在在满满满满足足足足近近近近平平平平衡衡衡衡压压压压力力力力钻钻钻钻井井井井条条条条件件件件下下下下，某某某某一一一一层层层层套套套套管管管管井井井井段段段段钻钻钻钻进进进进中中中中所所所所用用用用最最最最大大大大钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度 mm应应应应大大大大或或或或等等等等于于于于该该该该井井井井段段段段最最最最大大大大地地地地层层层层压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度当当当当量量量量密密密密度度度度 PmaxPmax与与与与该该该该井井井井深深深深区区区区间间间间钻钻钻钻进进进进中中中中可可可可能能能能产产产产生生生生的的的的最最最最大大大大抽抽抽抽汲汲汲汲压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度当当当当量量量量密密密密度度度度SwSw之之之之和和和和，以以以以防防防防止止止止起起起起钻钻钻钻中中中中抽抽抽抽汲汲汲汲造成造成造成造成(zo chn(zo chn)溢流。即：溢流。即：溢流。即：溢流。即：下钻中使用这一钻井液密度，在井内将产生(chnshng)一定的激动压力Sg 考虑地层破裂压力检测误差，给予一个安全系数Sf。则该层套管可行裸露段底界（或该层套管必封点深度）第7页/共48页第八页，共48页。工程工程工程工程(gngchng)(gngchng)(gngchng)(gngchng)约束条件下必封点深度的约束条件下必封点深度的约束条件下必封点深度的约束条件下必封点深度的确定确定确定确定（2 2 2 2）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定）出现溢流约束条件下必封点深度的确定正正正正常常常常钻钻钻钻井井井井(zun(zun(zun(zun jn)jn)jn)jn)时时时时，按按按按近近近近平平平平衡衡衡衡压压压压力力力力钻钻钻钻井井井井(zun(zun(zun(zun jn)jn)jn)jn)设设设设计计计计钻钻钻钻井井井井(zun jn)(zun jn)(zun jn)(zun jn)液密度为液密度为液密度为液密度为 钻钻钻钻至至至至某某某某一一一一井井井井深深深深HxHxHxHx时时时时，发发发发生生生生一一一一个个个个大大大大小小小小为为为为SkSkSkSk的的的的溢溢溢溢流流流流，停停停停泵泵泵泵关关关关闭闭闭闭防防防防喷喷喷喷器，立管压力读数为器，立管压力读数为器，立管压力读数为器，立管压力读数为Psd Psd Psd Psd 关井后井内有效液柱压力平衡方程为关井后井内有效液柱压力平衡方程为关井后井内有效液柱压力平衡方程为关井后井内有效液柱压力平衡方程为PmE=Pm+PsdPmE=Pm+PsdPmE=Pm+PsdPmE=Pm+PsdPsdPsd立管压力立管压力(yl)(yl)，MpaMpa；HxHx出现溢流的井深，出现溢流的井深，m m 第8页/共48页第九页，共48页。裸裸裸裸露露露露井井井井深深深深区区区区间间间间内内内内地地地地层层层层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)破破破破裂裂裂裂强强强强度度度度（地地地地层层层层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力）均均均均应应应应承承承承受受受受这这这这时时时时井井井井内内内内液液液液柱柱柱柱的的的的有有有有效效效效液液液液柱柱柱柱压压压压力力力力，考考考考虑虑虑虑地地地地层层层层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)破破破破裂裂裂裂安安安安全全全全系系系系数数数数SfSfSfSf，第9页/共48页第十页，共48页。工程工程工程工程(gngchng)(gngchng)(gngchng)(gngchng)约束条件下必封点深约束条件下必封点深约束条件下必封点深约束条件下必封点深度的确定度的确定度的确定度的确定（3 3 3 3）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定）压差卡钻约束条件下必封点深度的确定 下下下下套套套套管管管管中中中中，钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度为为为为（P+SwP+SwP+SwP+Sw），当当当当套套套套管管管管柱柱柱柱进进进进入入入入低低低低压压压压力力力力井井井井段段段段会会会会有有有有压压压压差差差差粘粘粘粘附附附附卡卡卡卡套套套套管管管管的的的的可可可可能能能能，故故故故应应应应限限限限制制制制压压压压差差差差值值值值。限限限限制制制制压压压压差差差差值值值值在在在在正正正正常常常常压压压压力力力力井井井井段段段段为为为为 PNPNPNPN，异常压力地层为，异常压力地层为，异常压力地层为，异常压力地层为 PaPaPaPa。即。即。即。即 Pm-PPmin Pm-PPmin Pm-PPmin Pm-PPmin PNPNPNPN（或（或（或（或 Pa Pa Pa Pa）在在在在井井井井身身身身结结结结构构构构设设设设计计计计中中中中，由由由由前前前前述述述述设设设设计计计计出出出出该该该该层层层层套套套套管管管管必必必必封封封封点点点点深深深深度度度度后后后后，一一一一般般般般(ybn)(ybn)(ybn)(ybn)用上式来校核是否能安全下到必封点位置。用上式来校核是否能安全下到必封点位置。用上式来校核是否能安全下到必封点位置。用上式来校核是否能安全下到必封点位置。第10页/共48页第十一页，共48页。井身结构设计的基础井身结构设计的基础(jch)(jch)参数参数 井身结构设计的基础参数包括地质方面的数据和工程等数据井身结构设计的基础参数包括地质方面的数据和工程等数据井身结构设计的基础参数包括地质方面的数据和工程等数据井身结构设计的基础参数包括地质方面的数据和工程等数据1 1 1 1地质方面数据地质方面数据地质方面数据地质方面数据（1 1 1 1）岩性剖面及故障提示；）岩性剖面及故障提示；）岩性剖面及故障提示；）岩性剖面及故障提示；（2 2 2 2）地层）地层）地层）地层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)压力梯度剖面；压力梯度剖面；压力梯度剖面；压力梯度剖面；（3 3 3 3）地层）地层）地层）地层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)破裂压力梯度剖面。破裂压力梯度剖面。破裂压力梯度剖面。破裂压力梯度剖面。2 2 2 2工程数据工程数据工程数据工程数据（1 1 1 1）抽汲压力系数）抽汲压力系数）抽汲压力系数）抽汲压力系数SwSwSwSw，以当量钻井液密度表示；单位，以当量钻井液密度表示；单位，以当量钻井液密度表示；单位，以当量钻井液密度表示；单位g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3：如美国墨西湾地区采用：如美国墨西湾地区采用：如美国墨西湾地区采用：如美国墨西湾地区采用Sw=0.06Sw=0.06Sw=0.06Sw=0.06。我国中原油田。我国中原油田。我国中原油田。我国中原油田Sw=0.0150.049Sw=0.0150.049Sw=0.0150.049Sw=0.0150.049。第11页/共48页第十二页，共48页。（2 2 2 2）激动压力系数）激动压力系数）激动压力系数）激动压力系数SgSgSgSg，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3。SgSgSgSg由由由由计计计计算算算算的的的的激激激激动动动动压压压压力力力力用用用用（2-582-582-582-58）进进进进行行行行计计计计算算算算，美美美美国国国国墨墨墨墨西西西西湾湾湾湾地地地地区区区区取取取取Sg=0.06Sg=0.06Sg=0.06Sg=0.06，我国中原油田，我国中原油田，我国中原油田，我国中原油田(zhn yun yu tin)Sg=0.0150.049(zhn yun yu tin)Sg=0.0150.049(zhn yun yu tin)Sg=0.0150.049(zhn yun yu tin)Sg=0.0150.049。（3 3 3 3）地层压裂安全增值）地层压裂安全增值）地层压裂安全增值）地层压裂安全增值SfSfSfSf，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位，以当量钻井液密度表示，单位g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3。SfSfSfSf是是是是考考考考虑虑虑虑地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力检检检检测测测测误误误误差差差差而而而而附附附附加加加加的的的的，此此此此值值值值与与与与地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力检检检检测测测测精精精精度度度度有有有有关关关关，可可可可由由由由地地地地区区区区统统统统计计计计资资资资料料料料确确确确定定定定。美美美美国国国国油油油油田田田田SfSfSfSf取取取取值值值值0.0240.0240.0240.024，我我我我国中原油田国中原油田国中原油田国中原油田(zhn yun yu tin)(zhn yun yu tin)(zhn yun yu tin)(zhn yun yu tin)取值为取值为取值为取值为0.020.030.020.030.020.030.020.03。2 2工程工程(gngchng)(gngchng)数据数据第12页/共48页第十三页，共48页。（4 4 4 4）溢流条件）溢流条件）溢流条件）溢流条件SkSkSkSk以当量钻井液密度表示，单位以当量钻井液密度表示，单位以当量钻井液密度表示，单位以当量钻井液密度表示，单位g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3。由由由由于于于于地地地地层层层层压压压压力力力力检检检检测测测测误误误误差差差差，溢溢溢溢流流流流压压压压井井井井时时时时，限限限限定定定定地地地地层层层层压压压压力力力力增增增增加加加加值值值值SkSkSkSk。此此此此值值值值由由由由地地地地区区区区压压压压力力力力检检检检测测测测精精精精度度度度和和和和统统统统计计计计数数数数据据据据确确确确定定定定。美美美美国国国国油油油油田田田田一一一一般般般般取取取取Sk=0.06Sk=0.06Sk=0.06Sk=0.06。我国中原油田取值为。我国中原油田取值为。我国中原油田取值为。我国中原油田取值为0.050.100.050.100.050.100.050.10。（5 5 5 5）压差允值）压差允值）压差允值）压差允值 PNPNPNPN（PaPaPaPa）裸裸裸裸眼眼眼眼中中中中，钻钻钻钻井井井井液液液液柱柱柱柱压压压压力力力力与与与与地地地地层层层层孔孔孔孔隙隙隙隙压压压压力力力力的的的的差差差差值值值值过过过过大大大大，除除除除使使使使机机机机械械械械钻钻钻钻速速速速降降降降低低低低外外外外，而而而而且且且且也也也也是是是是造造造造成成成成压压压压差差差差卡卡卡卡钻钻钻钻的的的的直直直直接接接接原原原原因因因因，这这这这会会会会使使使使下下下下套套套套管管管管过过过过程程程程中中中中，发发发发生生生生卡卡卡卡套套套套管管管管事事事事故故故故，使使使使已已已已钻钻钻钻成成成成的的的的井井井井眼眼眼眼无无无无法法法法进进进进行行行行固固固固井井井井和和和和完完完完井井井井工工工工作。作。作。作。压压压压差差差差允允允允值值值值和和和和工工工工艺艺艺艺技技技技术术术术有有有有很很很很大大大大关关关关系系系系。压压压压差差差差允允允允值值值值的的的的确确确确定定定定，各各各各油油油油田田田田可可可可以以以以从从从从卡卡卡卡钻钻钻钻资资资资料料料料中中中中（卡卡卡卡点点点点深深深深度度度度(shnd)(shnd)(shnd)(shnd)，当当当当时时时时钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度、卡卡卡卡点点点点地地地地层层层层孔孔孔孔隙隙隙隙压压压压力力力力等等等等）反反反反算算算算出出出出当当当当时时时时的的的的压压压压差差差差值值值值。再再再再由由由由大大大大量量量量的的的的压压压压差差差差值值值值进进进进行行行行统统统统计分析得出该地区适合的压差允值。计分析得出该地区适合的压差允值。计分析得出该地区适合的压差允值。计分析得出该地区适合的压差允值。2 2工程工程(gngchng)(gngchng)数数据据第13页/共48页第十四页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步及步骤骤 1 1 1 1套管层次和套管柱类型套管层次和套管柱类型套管层次和套管柱类型套管层次和套管柱类型 国国国国内内内内油油油油田田田田套套套套管管管管下下下下入入入入层层层层次次次次为为为为：导导导导管管管管，表表表表层层层层套套套套管管管管，中中中中间间间间(zhngjin)(zhngjin)(zhngjin)(zhngjin)套套套套管管管管（或或或或技技技技术术术术套套套套管管管管），油油油油层层层层套套套套管管管管。表表表表层层层层套套套套管管管管，中中中中间间间间(zhngjin)(zhngjin)(zhngjin)(zhngjin)套套套套管管管管，油油油油层层层层套套套套管管管管，一一一一般般般般按按按按（339.7339.7339.7339.7244.5244.5244.5244.5177.8177.8177.8177.8139.7mm(139.7mm(139.7mm(139.7mm(13 13 13 13 3/8 3/8 3/8 3/8 9 9 9 9 5/8 5/8 5/8 5/8 7 7 7 7 5 5 5 5 in)in)in)in)系列进行设计。系列进行设计。系列进行设计。系列进行设计。导管导管(dogu(dogun)n)表层套管表层套管技术套管技术套管油层套管油层套管第14页/共48页第十五页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步骤及步骤（1 1 1 1）根根根根据据据据区区区区域域域域地地地地质质质质情情情情况况况况，确确确确定定定定按按按按正正正正常常常常作作作作 业业业业 工工工工 况况况况 或或或或 溢溢溢溢 流流流流 工工工工 况况况况 选选选选 择择择择(xunz)(xunz)(xunz)(xunz)（2 2 2 2）利利利利用用用用压压压压力力力力剖剖剖剖面面面面图图图图中中中中最最最最大大大大地地地地层层层层压压压压力力力力梯度求中间套管下入深度假定点。梯度求中间套管下入深度假定点。梯度求中间套管下入深度假定点。梯度求中间套管下入深度假定点。自自自自横横横横坐坐坐坐标标标标上上上上找找找找到到到到设设设设计计计计的的的的地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度 fDfDfDfD，向向向向下下下下引引引引垂垂垂垂直直直直线线线线与与与与地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度线线线线相相相相交交交交，交交交交点点点点即即即即为为为为中中中中间套管下入深度假定点，记点间套管下入深度假定点，记点间套管下入深度假定点，记点间套管下入深度假定点，记点H3H3H3H3。（正常（正常(zhngchng)作业）作业）（溢流工况）（溢流工况）第15页/共48页第十六页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步骤及步骤（3 3 3 3）验证中间套管下入深度）验证中间套管下入深度）验证中间套管下入深度）验证中间套管下入深度H3H3H3H3是否有卡套管危险。采用是否有卡套管危险。采用是否有卡套管危险。采用是否有卡套管危险。采用 Pm-Pm-Pm-Pm-PPminPPminPPminPPmin PN PN PN PN 式中式中式中式中 mmmm钻井深度钻井深度钻井深度钻井深度H3H3H3H3时采用的钻井液密度，时采用的钻井液密度，时采用的钻井液密度，时采用的钻井液密度，g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3；PH3PH3PH3PH3以下裸眼井段最小或正常地层压力梯度当量以下裸眼井段最小或正常地层压力梯度当量以下裸眼井段最小或正常地层压力梯度当量以下裸眼井段最小或正常地层压力梯度当量(dngling)(dngling)(dngling)(dngling)密度，密度，密度，密度，g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3；HNHNHNHN最深正常地层压力或最小地层压力深度，最深正常地层压力或最小地层压力深度，最深正常地层压力或最小地层压力深度，最深正常地层压力或最小地层压力深度，m m m m。若若若若 P P P PPNPNPNPN（或（或（或（或 PaPaPaPa），则假定深度），则假定深度），则假定深度），则假定深度H3H3H3H3为中间套管下入深度。为中间套管下入深度。为中间套管下入深度。为中间套管下入深度。若若若若 PPPP PNPNPNPN（或（或（或（或 PaPaPaPa），则中间套管下至），则中间套管下至），则中间套管下至），则中间套管下至H3H3H3H3过程中有被卡危险。在过程中有被卡危险。在过程中有被卡危险。在过程中有被卡危险。在这种情况下可采取以下方法解决：这种情况下可采取以下方法解决：这种情况下可采取以下方法解决：这种情况下可采取以下方法解决：第16页/共48页第十七页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步及步骤骤a.a.a.a.应应应应用用用用以以以以下下下下公公公公式式式式(gngsh)(gngsh)(gngsh)(gngsh)重重重重新新新新计计计计算算算算中中中中间间间间套套套套管下入深度管下入深度管下入深度管下入深度 （或（或（或（或 PaPaPaPa）m m m m是是是是在在在在深深深深度度度度HNHNHNHN，允允允允许许许许压压压压差差差差值值值值 PNPNPNPN（或或或或 PaPaPaPa）时时时时采采采采用用用用的的的的钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度。（m-Swm-Swm-Swm-Sw）=最最最最大大大大允允允允许许许许地地地地层层层层压压压压力力力力。在在在在压压压压力力力力剖剖剖剖面面面面图图图图上上上上找找找找到到到到（m-Swm-Swm-Swm-Sw）值值值值，引引引引垂垂垂垂线线线线与与与与地地地地层层层层压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度线线线线相相相相交交交交，交交交交点点点点即即即即为为为为新新新新计计计计算算算算的的的的中中中中间间间间套套套套管管管管下下下下入深度，记为入深度，记为入深度，记为入深度，记为H2H2H2H2。b.b.b.b.应应应应用用用用方方方方法法法法a a a a，往往往往往往往往需需需需多多多多下下下下一一一一层层层层套套套套管管管管或或或或尾尾尾尾管管管管，为为为为了了了了避避避避免免免免这这这这种种种种情情情情况况况况，钻钻钻钻井井井井工工工工程程程程师师师师可可可可根根根根据据据据所所所所在在在在区区区区域域域域钻钻钻钻井井井井工工工工艺艺艺艺技技技技术术术术水水水水平平平平，钻钻钻钻井井井井液液液液体体体体系系系系和和和和性性性性能能能能，从从从从工工工工艺艺艺艺、防防防防卡卡卡卡液液液液上上上上解解解解决决决决中中中中间间间间套管下入到套管下入到套管下入到套管下入到H3H3H3H3的卡钻危险。的卡钻危险。的卡钻危险。的卡钻危险。第17页/共48页第十八页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步骤及步骤（4 4）计算钻井（或中间）尾管的最大下入深度）计算钻井（或中间）尾管的最大下入深度）计算钻井（或中间）尾管的最大下入深度）计算钻井（或中间）尾管的最大下入深度 在在在在上上上上步步步步中中中中，若若若若按按按按方方方方法法法法a a解解解解决决决决压压压压差差差差卡卡卡卡钻钻钻钻危危危危险险险险，则则则则还还还还需需需需下下下下一一一一段段段段中中中中间间间间尾尾尾尾管管管管以以以以满满满满足足足足采采采采用用用用（Pmax+SwPmax+Sw）钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度钻钻钻钻井井井井时时时时，H3H3与与与与H2H2的的的的安安安安全全全全钻钻钻钻井井井井问问问问题题题题。一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，中中中中间间间间尾尾尾尾 管管管管 下下下下 至至至至 H3H3即即即即 可可可可。当当当当 然然然然 也也也也 可可可可 根根根根 据据据据 中中中中 间间间间 套套套套 管管管管 鞋鞋鞋鞋 处处处处（H2H2）的的的的地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂(pli)(pli)压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度，下下下下推推推推尾尾尾尾管管管管的的的的最最最最大可下深度大可下深度大可下深度大可下深度 ：fH2fH2中中中中 间间间间 套套套套 管管管管 鞋鞋鞋鞋 处处处处 的的的的 地地地地 层层层层 破破破破 裂裂裂裂(pli)(pli)压压压压 力力力力 梯梯梯梯 度度度度，g/cm3g/cm3；PP中间尾管最大可下深度处地层压力梯中间尾管最大可下深度处地层压力梯中间尾管最大可下深度处地层压力梯中间尾管最大可下深度处地层压力梯,g/cm3,g/cm3。在在在在压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度剖剖剖剖面面面面图图图图横横横横坐坐坐坐标标标标上上上上找找找找到到到到 P P，从从从从 P P引引引引垂垂垂垂线线线线与与与与地地地地层层层层压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度线线线线相相相相交交交交，交交交交点点点点即即即即为为为为中中中中间间间间尾尾尾尾管管管管的的的的最最最最大大大大下下下下入入入入深深深深度度度度H3H3。第18页/共48页第十九页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步骤及步骤（5 5 5 5）计算表层套管下入深度）计算表层套管下入深度）计算表层套管下入深度）计算表层套管下入深度H1H1H1H1根根根根据据据据中中中中间间间间套套套套管管管管鞋鞋鞋鞋处处处处地地地地层层层层压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度 PH2PH2PH2PH2，在在在在给给给给事事事事实实实实上上上上SkSkSkSk的的的的溢溢溢溢流流流流条条条条件件件件，用用用用试试试试算算算算法计算表层套管的下入深度。即法计算表层套管的下入深度。即法计算表层套管的下入深度。即法计算表层套管的下入深度。即式式式式中中中中 fDfDfDfD设设设设计计计计地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度，其其其其工工工工程程程程意意意意义义义义(yy)(yy)(yy)(yy)为为为为溢溢溢溢流流流流压压压压井井井井时时时时，表表表表层层层层套套套套管管管管鞋鞋鞋鞋处处处处承承承承受受受受的的的的有有有有效效效效液液液液柱柱柱柱压压压压力力力力梯梯梯梯度的当量密度。度的当量密度。度的当量密度。度的当量密度。试试试试算算算算中中中中，当当当当 fH1-fH1-fH1-fH1-fDfDfDfD(00.024)(00.024)(00.024)(00.024)，即即即即符合设计要求。符合设计要求。符合设计要求。符合设计要求。第19页/共48页第二十页，共48页。井身结构设计的方法井身结构设计的方法(fngf)(fngf)及步及步骤骤（6 6 6 6）进一步校核中间尾管）进一步校核中间尾管）进一步校核中间尾管）进一步校核中间尾管a.a.a.a.校校校校核核核核中中中中间间间间尾尾尾尾管管管管下下下下入入入入最最最最大大大大深深深深度度度度时时时时，是是是是否否否否有有有有卡卡卡卡套套套套管管管管危危危危险险险险。校校校校核核核核方方方方法法法法与与与与步步步步骤骤骤骤3 3 3 3相同。相同。相同。相同。b.b.b.b.校校校校核核核核在在在在给给给给定定定定SkSkSkSk溢溢溢溢流流流流条条条条件件件件下下下下压压压压井井井井时时时时，中中中中间间间间套套套套管管管管鞋鞋鞋鞋处处处处是是是是否否否否有有有有被被被被压压压压裂裂裂裂的的的的危危危危险。校核方法同步骤险。校核方法同步骤险。校核方法同步骤险。校核方法同步骤5 5 5 5。（7 7 7 7）油油油油层层层层套套套套管管管管下下下下入入入入目目目目的的的的(md)(md)(md)(md)层层层层中中中中，应应应应进进进进行行行行压压压压差差差差卡卡卡卡钻钻钻钻和和和和溢溢溢溢流流流流条条条条件件件件校校校校核。核。核。核。第20页/共48页第二十一页，共48页。套管尺寸套管尺寸(ch cun)(ch cun)与井眼尺寸与井眼尺寸(ch cun)(ch cun)选择及配合选择及配合1 1 1 1设计中考虑的因素设计中考虑的因素设计中考虑的因素设计中考虑的因素（1 1 1 1）生生生生产产产产套套套套管管管管尺尺尺尺寸寸寸寸应应应应满满满满足足足足采采采采油油油油方方方方面面面面要要要要求求求求。根根根根据据据据生生生生产产产产层层层层的的的的产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。（2 2 2 2）对对对对于于于于探探探探井井井井，要要要要考考考考虑虑虑虑原原原原设设设设计计计计井井井井深深深深是是是是否否否否要要要要加加加加深深深深，地地地地质质质质上上上上的的的的变变变变化化化化会会会会使使使使原原原原来来来来的的的的预预预预告告告告难难难难于于于于准准准准确确确确，是是是是否否否否要要要要求求求求井井井井眼眼眼眼尺尺尺尺寸寸寸寸上上上上留留留留有有有有余余余余量量量量以以以以便便便便(ybin)(ybin)(ybin)(ybin)增增增增下下下下中中中中间间间间套套套套管管管管，以以以以及及及及对对对对岩岩岩岩心心心心尺寸要求等。尺寸要求等。尺寸要求等。尺寸要求等。(3)(3)(3)(3)要要要要考考考考虑虑虑虑到到到到工工工工艺艺艺艺水水水水平平平平，如如如如井井井井眼眼眼眼情情情情况况况况、曲曲曲曲率率率率大大大大小小小小、井井井井斜斜斜斜角角角角以以以以及及及及地地地地质质质质复复复复杂杂杂杂情情情情况况况况带带带带来来来来的的的的问问问问题题题题。并并并并应应应应考考考考虑虑虑虑管管管管材材材材、钻钻钻钻头头头头等库存规格的限制。等库存规格的限制。等库存规格的限制。等库存规格的限制。第21页/共48页第二十二页，共48页。套管尺寸与井眼尺寸选择套管尺寸与井眼尺寸选择(xunz)(xunz)及配合及配合2 2 2 2套管和井眼尺寸的选择和确定方法套管和井眼尺寸的选择和确定方法套管和井眼尺寸的选择和确定方法套管和井眼尺寸的选择和确定方法（1 1 1 1）确确确确定定定定井井井井身身身身结结结结构构构构尺尺尺尺寸寸寸寸一一一一般般般般由由由由内内内内向向向向外外外外依依依依次次次次进进进进行行行行，首首首首先先先先确确确确定定定定生生生生产产产产套套套套管管管管尺尺尺尺寸寸寸寸，再再再再确确确确定定定定下下下下入入入入生生生生产产产产套套套套管管管管的的的的井井井井眼眼眼眼尺尺尺尺寸寸寸寸，然然然然后后后后确确确确定定定定中中中中间间间间套套套套管管管管尺尺尺尺寸寸寸寸等等等等，依依依依此此此此类类类类推推推推，直直直直到到到到表表表表层层