塔里木非常规井身结构及套管程序设计可行性分析.docx

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1、塔里木油油田非常常规井身身结构及及套管程程序二 六六 年 十 月月1. 塔里木现现行井身身结构及及其缺陷陷1.1. 塔里木现现行井身身结构塔里木油油田目前前主要采采用的井井眼套管管程序为为：2013 3/889 55/875这套井身身结构在在塔里木木油田应应用177年，能能够满足足台盆区区的钻井井生产需需要。这这套结构构具有套套管规格格标准、供货渠渠道通畅畅、工具具及井口口配备成成熟、使使用方便便等优点点。1.2. 塔里木现现行井身身结构存存在的缺缺陷总体来说说，塔里里木现行行井身结结构存在在以下一一些缺陷陷：(1) 不利于应应对复杂杂地层深深井、超超深井地地质变化化引发的的复杂钻钻井工程程问

2、题；(1) 8 1/2（井眼）7（套套管）、6（5 77/8）（井井眼）5（套套管）环环空间隙隙窄，固固井质量量差；(1) 套管强度度偏低。1.2.1. 两层、三三层井身身结构存存在的缺缺陷目前哈得得地区普普遍采用用两层井井身结构构，这里里以任选选的哈得得19井井为例，图1.1给出出了该井井的井身身结构设设计图。三层井身身结构主主要在塔塔中地区区采用，这里以以任选的的塔中882井为为例，图图1.22给出了了该井的的井身结结构设计计图。图1.1 哈得19井设计井身结构图1.2 塔中82井井身结构设计图上面给出出的这种种两层和和三层的的井身结结构存在在的一个个突出问问题是：8 11/2裸眼井井段长

3、，一般440000米左右右，最长长达52200米米，经常常发生电电测、阻阻卡、下下套管井井漏、开开泵不通通、开泵泵不返、固井质质量差等等问题， 20004年年到现在在此类事事故复杂杂25起，损失失时间1166天天，具体体统计情情况见表表1.11。表1.11 20004年年到现在在塔里木木探井8 11/2井眼钻钻井复杂杂问题统统计序号井号完钻井深深(m)裸眼段长度(mm)复杂（事事故）类类型损失时间（h）备注1轮南63355488.60047499.600卡钻次次462轮古39956822.00044600.000卡钻、钻钻具落井井1665553轮古800252088.50040077.500钻

4、具落井井打捞45.334轮南622156433.50041477.500卡钻355塔中71150155.39938111.399下7套套管遇阻阻，开泵泵不通6塔中122246344.00034299.000电测卡电电缆417塔中622148544.00036522.800下7套套管井漏漏失返8轮古388155166.43340155.433电测卡电电缆749哈德111752000.00039977.655电测卡工工具-顿顿钻-侧侧钻95410塔中700C47544.000原井开窗窗钻具断打打捞14811轮古37763100.00043111.788两次钻具具落井打打捞10912轮南622156

5、433.50041477.755传输电测测仪器信信号中断断卡钻701113轮古3776310043111.788测井仪器器帽落井井电缆磨损损312914轮南63315778845755.8电测仪器器卡，穿穿心打捞捞4215轮古39915891146866.133连续两次次穿心打打捞固井施工工井口不不返浆7天133小时16轮南30015496642944.788卡钻致使使侧钻下套管中中途井口口不返浆浆固井井口口不返浆浆24天钻到井深深52550.334米卡卡钻，在在28335.110米处处侧钻17轮古7井井51433.60039466.1套管下到到底开泵泵，井口口返浆量量由大变变小，逐逐渐不返返

6、，一级级固井不不返浆，二级固固井返浆浆18塔中7774680038800下套管中中途井口口返浆，固井施施工井口口不返浆浆19塔中74446355.50038377.311下套管与与固井过过程间断断漏失20塔中7224918841199.722套管下到到位，不不能建立立循环，一、二二级固井井井口不不返浆21塔中622347199.20039166.7套管下到到位，不不能建立立循环，一、二二级固井井井口不不返浆22塔中26614350031500.966两次卡电电测仪器器，穿心心打捞43，66223哈得11185200040044.877两次卡电电测仪器器，穿心心打捞卡钻回填填侧钻64，442钻至

7、45559米米，短起起钻至444044.366米卡钻钻，在118455.522米处侧侧钻24哈得18855455.27743422.788套管下到到底，无无法建立立循环，一、二二级固井井井口不不反浆25哈得188C5538843355.511电测仪器器部件落落井套管下到到位，无无法建立立循环，一级固固井井口口不返浆浆，二级级固井井井口返未打捞1.2.2. 四层井身身结构存存在的缺缺陷目前采用用的4层层套管程程序为：13 3/8899 5/875英买力地地区的井井普遍采采用这种种井身结结构。这这里以任任选的英英买366井为例例，图11.3给给出了该该井的井井身结构构设计图图。图1.3 英买36井

8、井身结构设计图这种井身身结构存存在的问问题是：9 7/8套管封封盐层，强度不不够，若若采用1103/4套管环环空间隙隙小，下下套管风风险大。1.2.3. 五层井身身结构存存在的缺缺陷目前采用用的5层层套管程程序为：2013 3/889 55/875这种井身身结构普普遍用于于山前预预探井和和评价井井，如却却勒6井井、博孜孜1井，这里给给出却勒勒6井的的井身结结构设计计图，见见图1.4。图1.4 却勒6井井身结构设计图这种井身身结构存存在的问问题是：（1）、由于地地层岩性性、层位位、深度度及压力力预测不不准，难难以封隔隔多套复复杂地层层，造成成在同一一裸眼段段应对多多种复杂杂情况，钻井事事故复杂杂

9、时效高高，甚至至不能钻钻达地质质目的层层；（2）、5 77/8井眼钻钻井窄压压力窗口口，油气气水层环环空压耗耗大，井井底压力力平衡极极难控制制，溢漏漏严重；（3）、环空间间隙小，固井质质量差。1.2.4. 六层井身身结构存存在的缺缺陷目前采用用的6层层套管程程序为：2013 3/889 55/88 11/86 11/44 1/2这里给出出六层套套管设计计的羊塔塔克5002井的的套管程程序设计计图，见见图1.5。这种井身身结构存存在的问问题是（1）、9 55/8套管内内下8 1/88套管管环空间间隙太小小，致使使下套管管速度慢慢，同时时井底作作用的回回压大，极易压压漏地层层；（2）、8 11/2

10、井眼需需长段扩扩眼至99 1/2，才能下下8 11/8套管，扩眼难难度大，时间长长；（3）、环空间间隙小，无法加加工悬挂挂器，并并且回接接筒壁薄薄易变形形。图1.55 羊塔塔克 5502井井井身结结构设计计图2. 塔里木新新型井身身结构及及套管程程序设计计主要针对对解决塔塔里木现现有井身身结构存存在的缺缺陷，结结合塔里里木油田田地质情情况特点点，提出出了新的的井身结结构系列列。2.1. 两层套管管新的两层层套管结结构为： 井井眼：112 11/48 1/22套管：99 5/85 11/2详细设计计数据见见表2.1。2.2. 三层套管管新的三层层套管结结构为： 井眼眼：133 1/89 11/2

11、6 1/22套管：110 33/47 5/885详细设计计数据见见表2.2。2.3. 四层套管管新的四层层套管结结构为： 井眼眼：177 1/213 1/8899 1/26 11/2套管：114 33/8100 3/47 55/8 5详细设计计数据见见表2.3。2.4. 五层套管管新的五层层套管结结构为： 井眼眼：266117 11/213 1/889 11/26 1/22套管：22014 3/88110 33/4（11 1/88） 77 3/4 55详细设计计数据见见表2.4。2.5. 山前深井井、超深深井探井井井身结结构新的山前前深井、超深井井探井套套管结构构为：井眼：22617 1/22

12、13 1/88 9 1/226 55/8-7 1/225-5 11/2套管：22014 3/8810 3/44(111 11/8)8 6 1/44 4 1/22详细设计计数据见见表2.5。表2.11 两层层井身结结构及套套管程序序方案套管层次井眼（mm）本层预计计最大深度度（m）套管规格格（mm）钢级ksi接箍外径（mm）内径（mm）通径（mm）套管井眼眼间隙（mm）套管强度度接头套管线重 (kg/m）备注抗挤(MPaa)内压(MPaa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层311.15（12 1/44）12000244.4811.99（9 55/8）110269.88220.50216.54

13、33.33436.5563.2266433API偏梯6674469.994第二层215.9（8 11/2）59000139.79.117（5 11/2）110153.67121.36118.1938.1176.5585.2228522*API偏梯2968829.776* 对于于表中所所给5 1/22套管，不考虑虑钻井液液浮力时时，按照照下深559000米计算算，套管管的抗拉拉安全系系数为11.666。表2.22 三层层井身结结构及套套管程序序方案套管层次井眼（mm）本层预计计最大深度度（m）套管规格格（mm）钢级ksi接箍外径（mm）内径（mm）通径（mm）套管井眼眼间隙（mm）套管强度度接头

14、套管线重 (kg/m）备注抗挤(MPaa)内压(MPaa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层333.38（13 1/88）12000273.0513.84（10 3/44）110298.45245.36241.4030.11740.5551.4485511API偏梯8507790.333第二层241.3（9 11/2）59000193.6810.92（7 55/8）110215.90171.83168.6623.88154.22674.88847566API偏梯4863349.222第三层165.1（6 ）65000127.09.119（5）110141.3108.61105.4419.0

15、0593.0096.0025811API长圆2202226.779尾管* 对于于表中所所给7 5/88套管，不考虑虑钻井液液浮力时时，按照照下深559000米计算算，套管管的抗拉拉安全系系数为11.677。表2.33 四层层井身结结构及套套管程序序方案套管层次井眼（mm）本层预计计最大深度度（m）套管规格格（mm）钢级ksi接箍外径（mm）内径（mm）通径（mm）套管井眼眼间隙（mm）套管强度度接头套管线重 (kg/m）备注抗挤(MPaa)内压(MPaa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层444.5（17 1/22）800365.1313.88（14 3/88）110390.50337.3

16、8333.4339.66919.11850.443116110API偏梯116110119.47第二层333.38（13 1/88）49000273.0513.84（10 3/44）110298.45245.36241.4030.11740.5551.4485511API偏梯8507790.333第三层241.3（9 11/2）66000193.6810.92（7 55/8）110215.90171.83168.6623.88154.22674.88847566API偏梯4863349.222尾管第四层165.1（6 ）69000127.09.119（5）110141.3108.61105.4

17、419.00593.0096.0025811API长圆2202226.779尾管* 对对于表中中所给110 33/4套管，不考虑虑钻井液液浮力时时，按照照下深550000米计算算，套管管的抗拉拉安全系系数为11.888。* 表表中浅绿绿色底纹纹对应的的套管为为非标套套管，其其强度均均按照AAPI公公式计算算。表2.44 五层层井身结结构及套套管程序序方案套管层次井眼（mm）本层预计计最大深度度（m）套管规格格（mm）钢级ksi接箍外径（mm）内径（mm）通径（mm）套管井眼眼间隙（mm）套管强度度接头套管线重(kg/m）备注抗挤(MPaa)内压(MPaa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层

18、660.4（26）30050812.7（20）55533.4482.60477.8276.225.315.99770955API偏梯74888158.49第二层444.5（17 1/22）35000365.1313.88（14 3/88）110390.50337.38333.4339.66919.11850.443116110API偏梯116110119.47第三层不封盐333.38（13 1/88）55000273.0513.84*（10 3/44）140298.45245.36241.4030.11744.00690.332114443API偏梯11388490.333封盐282.5818

19、.64（11 1/88）（下段段8000m）+273.0513.84*140301.70特殊间隙隙245.30241.3325.4490.335111.41149117API偏梯73000.5120.56第四层（盐）241.3（9 11/2）63000196.8513.89（7 33/4）140219.85169.07165.122.223105*119.2077066.5API偏梯7500062.227尾管第五层165.1（6 11/2）70000127.09.119（5）110141.3108.61105.4419.00593.0096.0025811API长圆2202226.779尾管*

20、 对于表表中所给给10 3/44套管，不考虑虑钻井液液浮力时时，按照照下深555000米计算算，套管管的抗拉拉安全系系数为22.355。如何何按照110 33/4套管与与11 1/88（下段段8000米）复复合管柱柱计算，则100 3/4套管的的抗拉安安全系数数为2.23。* 这里之之所以采采用复合合套管柱柱，是因因为111 1/8套套管的重重量太大大，单纯纯采用此此套管时时套管柱柱重量太太大。* 此值为为APII公式计计算值，若按照照高抗挤挤套管考考虑，其其挤毁强强度可高高于此值值。表2.55 山前前深井、超深井井探井井井身结构构及套管管程序方方案套管层次井眼（mm）本层预计计最大深度度（m

21、）套管规格格（mm）钢级ksi接箍外径（mm）内径（mm）通径（mm）套管井眼眼间隙（mm）套管强度度接头套管线重(kg/m）备注抗挤(MPaa)内压(MPaa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层660.4（26）30050812.7（20）55533.4482.60477.8276.225.315.99770955API偏梯74888158.49第二层444.5（17 1/22）35000365.1313.88（14 3/88）110390.50337.38333.4339.66919.11850.443116110API偏梯116110119.47第三层不封盐333.38（13 1/8

22、8）50000273.0513.84（10 3/44）140298.45245.36241.4030.11744.00690.332114443API偏梯11388490.333封盐282.5818.64（11 1/88）（下段段8000m）+273.0513.84140301.70特殊间隙隙245.30241.3325.4490.335111.41149117API偏梯73000.5120.56第四层（盐）241.3（9 11/2）63000203.215.45（8）140208（镦粗）172.3168.3319.005122.42128.4487966.3特殊61577.471.008尾管

23、第五层168.3+1190.5（6 55/8+7 1/22）65000158.7513（6 11/4）140无接箍132.7129.5315.88513814157466.7直连28733.36646.441尾管第六层127+1399.7（5+5 11/2）70000114.310.92（4 11/2 ）110无接箍92.44689.22912.7713112726966.8直连13433.51127.666尾管3. 新型井身身结构及及套管程程序方案案与现行行结构的的对比图3.1 3层新型井身结构与现行结构的对比图3.11到图33.3给出了了新型井井身结构构与现行行结构的的对比。图3.2 4层

24、新型井身结构与现行结构的对比17 1/214 3/813 1/810 3/49 1/27 5/86 1/25新型结构现行结构图3.3 5层新型井身结构与现行结构的对比现行结构新型结构202614 3/817 1/210 3/4(11 1/8)13 1/89 1/286 1/254. 设计总结结本次次设计的的非常用用新型井井身结构构及套管管程序与与原方案案相比，具有以以下特点点：（1） 套管尺寸寸与钻头头尺寸做做到了经经济配合合；（2） 增加了井井眼与套套管的环环空间隙隙，提高高了下套套管可靠靠性和固固井作业业效率；（3） 对原先六六层井身身结构中中使用88 1/8套管管的井段段避免了了扩眼作作业，提提高了钻钻井效率率；（4） 将原先的的无接箍箍8 11/8套套管改造造成了88镦粗接接头套管管，提高高了下套套管作业业效率。（5） 总体来说说，使钻钻井成本本有所下下降。