《井身结构设计》PPT课件.ppt
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1、五、实例计算分析五、实例计算分析五、实例计算分析五、实例计算分析 例例1 1 某某井井设设计计井井深深48734873m m,其其地地层层压压力力梯梯度度和和地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度剖剖面面图图如如图图2-112-11示示。该该井井无无复复杂杂层层。设设计系数取以下值:计系数取以下值:S Sw w3 3S Sg g3 3S Sf f3 3S Sk k3 3 P Pn n P Pa a3826m4146m第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 (1 1)求中间套管下入深度假定点
2、)求中间套管下入深度假定点 根根据据钻钻遇遇最最大大地地层层压压力力求求设设计计破破裂裂压压力梯度。力梯度。钻遇最大地层压力梯度钻遇最大地层压力梯度=2=2.113g/cm.113g/cm3 3考虑抽汲压力考虑抽汲压力S Sw w3 3采用最小钻井液密度采用最小钻井液密度 mmimmi3 3考虑钻柱下放时压力激动考虑钻柱下放时压力激动S Sg g 3 3考虑安全因素考虑安全因素S Sf f3 3设计地层破裂压力梯度设计地层破裂压力梯度 fDfD3 3 从从压压力力剖剖面面图图横横坐坐标标上上2.2092.209处处下下引引垂垂直直线线,垂垂直直线线与与地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度曲曲线相交
3、,交点线相交,交点H H2 2的相应井深的相应井深41464146mg/cmmg/cm3 3。破裂压力梯度1450m3826m4146m地层压力梯度第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 4873(2 2)验证中间套管下入()验证中间套管下入(41464146m m深度)是否有卡套管的危险深度)是否有卡套管的危险 其中其中 m m即即41464146m m井深地层压力梯度(井深地层压力梯度(3 3)与与S Sw w之和之和 m m3 3 H HN N=3384m=3384m(查压力剖
4、面图正常地层压力最大井深),查压力剖面图正常地层压力最大井深),p p 3 3 MPaMPa 因为:因为:23.0823.0816.56 16.56(P Pn n)?)?所以中间套管下入井深所以中间套管下入井深41464146m m有卡套管的危险,中间套管下入井深应当有卡套管的危险,中间套管下入井深应当 减小。减小。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 求在允许压力差求在允许压力差MPaMPa的条件下,的条件下,中间套管下入深度中间套管下入深度H H2 2 :m m-S-Sw w=
5、g/cm=g/cm3 3g/cmg/cm3 3时时,相相应应井井深深38263826m m,地地层破裂压力梯度层破裂压力梯度=2.=2.172g/cm.172g/cm3 3破裂压力梯度1450m3826m地层压力梯度第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 下降到下降到(3 3)计算中间尾管最大下入深度)计算中间尾管最大下入深度H H3 3校核尾管下入校核尾管下入41464146m m井深压差卡钻可能性井深压差卡钻可能性(条件改变)。条件改变)。=0.00981(1.776-1.543
6、)=0.00981(1.776-1.543)38263826其中:其中:m m即即41464146m m井深地层压力梯度与井深地层压力梯度与S Sw w之和之和 m m3 3 H HN N=3826m=3826m(38263826 41464146m m井段最小地层压力对应井深)井段最小地层压力对应井深)p p3 3 因为:因为:8.745 8.745(P Pa a)?)?,下入中间尾管时不会卡尾管,下入中间尾管时不会卡尾管。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 1450m3826
7、m地层压力梯度校校核核钻钻井井至至41464146m m时时,如如果果产产生生溢溢流流,给给定定s sk k3 3溢溢流流条条件件,压压井井时时中间套管鞋中间套管鞋38263826m m处是否会被压裂,产生地下井喷(井漏)危险。处是否会被压裂,产生地下井喷(井漏)危险。中间尾管井深中间尾管井深41464146mg/cmmg/cm3 3 3 3井深井深38263826mg/cmmg/cm3 3。因为:因为:1.8652.1721.8652.172,所以当钻至井深,所以当钻至井深41464146m m,若发生溢流,关井不会压裂中间套管鞋处地层,若发生溢流,关井不会压裂中间套管鞋处地层,产生地下井喷
8、危险。产生地下井喷危险。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 (4 4)表层套管可下深度)表层套管可下深度H H1 1根根据据中中间间套套管管下下入入深深度度38263826mg/cmmg/cm3 3的的溢溢流流条条件件,试试算算表表层层套套管管可可下下深深度。度。设表层套管下入深度设表层套管下入深度=1067=1067m m 3 3井深井深10671067mg/cmmg/cm3 3。因因为为 f1067f1067 fD1450fD1450,且相近,且相近,所以表层套管下入深度所以
9、表层套管下入深度H H1 1=1450m=1450m,满足设计要求。满足设计要求。破裂压力梯度1450m3826m4146m地层压力梯度第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 fH1-fH1-fDfD (0.0240.048)(0.0240.048)(5)油层套管下入)油层套管下入4878m深度是否有卡套管的危险深度是否有卡套管的危险 =0.00981(2.149-1.74)4146其中:其中:m m即即48784878m m井深之前最大地层压力梯度与井深之前最大地层压力梯度与S S
10、w w之和之和 m m3 3 H HN N=4146m=4146m(41464146 4878m 4878m井段最小地层压力对应井深)井段最小地层压力对应井深)p p3 3 因为因为:16.635(P Pa a)?)?,油层套管下入,油层套管下入4878m不会卡套管。不会卡套管。该井设计的套管程序如表该井设计的套管程序如表 第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 该井设计的井身结构如下表该井设计的井身结构如下表 破裂压力梯度1450m3826m4146m地层压力梯度套管层次下入深度m
11、表层套管中间套管中间尾管油层套管1450382641464878套管尺寸为套管尺寸为mmmm(13 3/8(13 3/8 9 5/8 9 5/8 7 7 5 in)5 in)第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 实例计算分析实例计算分析实例计算分析实例计算分析例例例例2 2 2 2例例2 某井设计井深某井设计井深3500m,表表2-4为该井地层岩性剖面、地层压力梯度和地层破裂压力梯度为该井地层岩性剖面、地层压力梯度和地层破裂压力梯度及各层段地质复杂提示数据。设计系数为:及各层段地质
12、复杂提示数据。设计系数为:Sw3,Sg3,Sf3,PN=15MPa,Pa=20MPa。该区为非高压气区,不考虑溢流条件,确定该井井身结构。该区为非高压气区,不考虑溢流条件,确定该井井身结构。层位层位井深井深m m地层压力梯度当地层压力梯度当量密度量密度g/cmg/cm3 3地层破裂压力梯度地层破裂压力梯度当量密度当量密度g/cmg/cm3 3复杂情况提示复杂情况提示A A2802801.01.01.021.051.021.05砾石层漏失砾石层漏失B B6206201.01.01.021.501.021.50B B中上部砾石漏失中上部砾石漏失C C102010201.01.01.501.50D
13、D157015701.01.01.50(1.151.20)1.50(1.151.20)D D底部砾石及底部砾石及DEDE层界面漏失层界面漏失E E190219021.01.01.50(1.181.20)1.50(1.181.20)EFEF层界面漏失层界面漏失F F262526251.101.101.501.50G G3 3286228621.151.151.962.031.962.03G G2 2314531451.231.231.802.061.802.06G G1 1350035001.231.231.671.67第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计
14、第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 (1 1 1 1)由地层压力、地层破裂压力数据及相应的井段,根)由地层压力、地层破裂压力数据及相应的井段,根)由地层压力、地层破裂压力数据及相应的井段,根)由地层压力、地层破裂压力数据及相应的井段,根据线性插值作出压力梯度剖面图据线性插值作出压力梯度剖面图据线性插值作出压力梯度剖面图据线性插值作出压力梯度剖面图 第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 当量密度当量密度 g/cm3设计破裂压力梯度地层破裂压力梯
15、度地层压力梯度137.9mm444.5mm215.9mm(2 2)由由图图及及给给定定的的设设计计系系数数确确定定中中间间套套的的下入深度下入深度 若若按按可可堵堵漏漏成成功功考考虑虑:设设计计地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度时时,不不考考虑虑两两个个奇奇异异点点的的影影响响,且且该该区区为为非非高高压压油油气气区区,由由下下式式计计算算设设计计地地层层破破裂压力梯度当量密度,即裂压力梯度当量密度,即 fDfD3 3 在在上上图图中中可可求求得得 fDfD与与地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度线线的的交交点点。从从图图中中可可知知设设计计地地层层破破裂裂压压力力梯梯度度线线都都落落入入地地层层破
16、破裂裂压压力力梯梯度度线线内内(除除B B点点以以上上井井段段及及两两个个奇奇异异点点外外),因因此此中中间间套套管管下下深深只只在在井井深深500500m m左左右右。该该种种情情况况,只只要要表表层套管下深至层套管下深至500m500m即可代替中间套管。即可代替中间套管。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 表层套管油层套管当量密度当量密度 g/cm3设计破裂压力梯度地层破裂压力梯度地层压力梯度137.9mm444.5mm215.9mm当量密度当量密度 g/cm3设计破裂压力梯
17、度地层破裂压力梯度地层压力梯度137.9mm444.5mm215.9mml两个奇异点两个奇异点 封堵漏失层封堵漏失层 下下入入中中间间套套管管至至F F层一定深度。层一定深度。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 因此本井井身结构设计可按以下因此本井井身结构设计可按以下两种方案设计两种方案设计:(1 1)按按地地质质复复杂杂必必封封点点确确定定中中间间套套管管封封隔隔深深度度,即即中中间间套套管管下入下入F F层一定深度。层一定深度。(2 2)详详细细分分析析邻邻井井钻钻井井资资料
18、料,是是否否在在目目前前堵堵漏漏工工艺艺技技术术条条件件,能能有有效效地地封封堵堵住住D D E E、E E Fg/cmFg/cm3 3以以上上钻钻井井液液的的液液柱柱压压力力,若若可可行行,则则可可不不必必下下中中间间套套管管。即即如如图图所所示示,井井身身结结构构为为mmmm油油层套管。层套管。第四节第四节第四节第四节 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第一章第一章第一章第一章 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计 第五节第五节第五节第五节 生产套管尺寸设计生产套管尺寸设计生产套管尺寸设计生产套管尺寸设计 一、生产套管尺寸设计的影响因素一、生产套管尺寸设计的影响
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