2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油.ppt

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2、l地破试验地破试验l l第三节：地层坍塌压力预测第三节：地层坍塌压力预测l l第四节：井身结构设计第四节：井身结构设计l l第五节：生产套管尺寸设计自学第五节：生产套管尺寸设计自学纂府适茨凤砸骗狼苟逊淀翌旅筋宠漂歪砷丧娱挣票庭性葡绦亡及啄嘶辰皇2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油井身结构井身结构l l定义定义定义定义l l套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸钻头尺套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸钻头尺套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸钻头尺套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸钻头尺寸与套管尺寸的配合。寸与套管尺寸的配合。寸与套管尺寸的配合。寸与

3、套管尺寸的配合。l l主要内容主要内容主要内容主要内容l l确定套管的层数确定套管的层数确定套管的层数确定套管的层数l l确定各层套管的下深确定各层套管的下深确定各层套管的下深确定各层套管的下深l l确定套管尺寸与井眼尺寸的配合确定套管尺寸与井眼尺寸的配合确定套管尺寸与井眼尺寸的配合确定套管尺寸与井眼尺寸的配合 l l影响因素影响因素影响因素影响因素l l地层压力地层压力、破裂压力、地层坍塌压力地层压力地层压力、破裂压力、地层坍塌压力地层压力地层压力、破裂压力、地层坍塌压力地层压力地层压力、破裂压力、地层坍塌压力l l工程参数工程参数工程参数工程参数 l l地层必封点地层必封点地层必封点地层必

4、封点昏象幂纬涧几横城旗鹤饱李客细举塑痊育葫馋脱哆钎曰蓟图便糠近芒蜒宴2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l静液柱压力静液柱压力Hydrostatic Hydrostatic pressurepressure Ph Phl l定义定义l l静液压力是由液柱重力引起静液压力是由液柱重力引起的压力。的压力。l l计算计算l l：液体密度：液体密度,g/cm3g/cm3l lH:H:液柱垂直高度，液柱垂直高度，m mPh惠烟陆侦变宙仰别户偶清慎偶演究胃逐赖滨词馆捡挟当椭幽襟丛镑毡录零2井身结构设计 钻井

5、与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l压力梯度压力梯度(Pressure gradient)l l单位高度或深度增加的压力值单位高度或深度增加的压力值l l在油田，为方便起见，有时压力梯度单位直在油田，为方便起见，有时压力梯度单位直接用密度单位。或直接用压力系数的概念。接用密度单位。或直接用压力系数的概念。l l有效密度当量密度有效密度当量密度l l钻井液在流动过程中有效地作用在井内的压钻井液在流动过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力力为有效液柱压力l l通过有效压力换算得到的液体密度称为等效通过有效压力换算

6、得到的液体密度称为等效密度。密度。帚稀捻吓知产灵磁掂躁僚炸宛脯柱著焚元井树蜗恋邪捣性半窟褐镶哼揉愧2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l上覆岩层压力上覆岩层压力 PO POl l定义：定义：l l某处地层的上覆岩层压力是指某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质覆盖在该地层以上的地层基质岩石和孔隙中流体油气岩石和孔隙中流体油气水的总重力造成的压力。水的总重力造成的压力。l l计算计算P0：上覆岩层压力；MPa；：无量纲的小数rm:岩石基质密度，g/cm3；:地层空隙中流体密度，g/c

7、m3；H：井深，m.Po苦森歇囤土已隅估蒲炸遗囚梯苫沥驳巳击篱玫船裴殷咀童晾氰誉宠腊硫躲2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层压力地层压力(Formation(Formation Pressure)PPPressure)PPl l地层压力是指作用在岩石孔隙地层压力是指作用在岩石孔隙流体油气水上的压力，也流体油气水上的压力，也叫地层孔隙压力。叫地层孔隙压力。l l骨架应力骨架应力(matrix pressure)(matrix pressure)l l由岩石颗粒之间来支撑的那局由岩石颗粒之间来

8、支撑的那局部上覆岩层压力。部上覆岩层压力。PoPp惮晤摇啊剥苞帚褐厅既圆朴娇歼隐吉踩翅澜眷蘑吓示权菱折尽锄频糜寺怠2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层破裂压力地层破裂压力(fracture pressure)(fracture pressure)l l在井中，当地层压力到达某一值时会使地层在井中，当地层压力到达某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。破裂，这个压力称为地层破裂压力。l l地层坍塌压力地层坍塌压力(Caving pressure)(Caving pressure)l

9、l当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍塌，我们称这个压力为地层坍塌压力。塌，我们称这个压力为地层坍塌压力。l l在有异常压力段、使岩石的液体释放造成井在有异常压力段、使岩石的液体释放造成井塌。塌。述矣茸度刃吁堪樱谈贡测艇籍闯酗窗娱替哩吗乓膀床破剿咽代铸缝柑曼情2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油井底环空压力井底环空压力井底环空压力井底环空压力1 1 1 1、不循环时：、不循环时：、不循环时：、不循环时：2 2 2 2、钻进时：、钻进时：、钻进时：、钻进时：3 3 3 3、起下钻时：、起下钻时：、起下钻时

10、：、起下钻时：PgPgPgPg为起下钻波动压力为起下钻波动压力为起下钻波动压力为起下钻波动压力地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法抽鸡踊前衔舔哼郑息德附余沦逼睁煌踊里徘包饶乐另警镜隐赁彪虞燃翰隔2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l异常地层压力异常地层压力 正常地层压力一般为盐正常地层压力一般为盐正常地层压力一般为盐正常地层压力一般为盐水液柱压力水液柱压力水液柱压力水液柱压力P P P PW W W W。不在正。不在正。不在正。不在正常地层压力范围内的压常地层压力范围内

11、的压常地层压力范围内的压常地层压力范围内的压力称为力称为力称为力称为异常地层压力异常地层压力异常地层压力异常地层压力。异常低压异常低压异常低压异常低压l lP P P PP P P PPwPwPwPwPwPwPwHPPwPo垮佰颅擒吓捎蜀汁卿颐搬兵墟栖隐空崭媚辐粘页舒既伎雪隅吹毋栓袖曲坞2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l异常低压产生原因异常低压产生原因异常低压产生原因异常低压产生原因 生产层长期开采衰竭生产层长期开采衰竭生产层长期开采衰竭生产层长期开采衰竭 地下水位很低地下水位很低地下水位很

12、低地下水位很低l l异常高压产生原因异常高压产生原因异常高压产生原因异常高压产生原因 特点特点特点特点l l异常高压地层与正常地层之间有一个封闭层异常高压地层与正常地层之间有一个封闭层异常高压地层与正常地层之间有一个封闭层异常高压地层与正常地层之间有一个封闭层 原因原因原因原因l l沉积物的快速沉积沉积物的快速沉积沉积物的快速沉积沉积物的快速沉积l l渗透作用渗透作用渗透作用渗透作用l l构造作用构造作用构造作用构造作用l l储集层的机构储集层的机构储集层的机构储集层的机构l l油田注水油田注水油田注水油田注水癌热控诌无撵苯汕蓝虚窜零藐霜刀弱莉痛恤址荡咨帖逝疗宦二拭婶召择庞2井身结构设计 钻井

13、与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油压实效应压实效应PDPPO海面/地面地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法贩座弓妹装皖跃馆后卞步钡观蒸绣淌堆砍新缘涛赘盏又利泵迪洋搁乌焚坪2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023l l流体运移流体运移地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法录逝栅恤诸爸奸虎湍灭肆贿诵抓燃爆藻熊菩赡弹靠霉鞘缅禹村谦住倘查会2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l

14、 l地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法l lDcDc指数法指数法指数法指数法l l原理：机械钻速随压差的减原理：机械钻速随压差的减原理：机械钻速随压差的减原理：机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻少而增加。正常情况下，钻少而增加。正常情况下，钻少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，速随井深的增加而减小，速随井深的增加而减小，速随井深的增加而减小，DcDc增加，在异常地层压力地层，增加，在异常地层压力地层，增加，在异常地层压力地层，增加，在异常地层压力地层，钻速增加而钻速增加而钻速增加而钻速增加而dcdc减小。减小。减小。减小。l l适

15、用范围：岩性为泥岩、页适用范围：岩性为泥岩、页适用范围：岩性为泥岩、页适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力岩；钻进过程中的地层压力岩；钻进过程中的地层压力岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力监测和完钻后区块地层压力监测和完钻后区块地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。统计分析。统计分析。统计分析。dH象首洲露酮艘贮啡赵企赖安碘稍卸寄毅刨取骂恨尝宝叮谢眯非蛔彝梁镑佬2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l lDcDc指数法预测的原理指数法预测的原理指数法预测

16、的原理指数法预测的原理 D D指数指数指数指数l l钻速方程：钻速方程：钻速方程：钻速方程：l lD D指数指数指数指数l lV:V:钻速钻速钻速钻速,m/h;N:,m/h;N:转速：转速：转速：转速：r/minr/minl lP:P:钻压钻压钻压钻压,kN;Db:,kN;Db:钻头尺寸钻头尺寸钻头尺寸钻头尺寸,mm,mm玛哎汐援悉柞磐峙逞巍贝魔筹十创降丫但烈砧热顿船纂俊携钮懈葫助麻必2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油料喀非单泅微订缆獭抢镀俩辣上讹徽快争团绑显挽近莲伞弹亿偿苯散诬渔2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计

17、钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l ldc指数法预测的原理指数法预测的原理 dcdc指数指数指数指数l l对钻井液密度变化进行修正对钻井液密度变化进行修正对钻井液密度变化进行修正对钻井液密度变化进行修正l ldcdc指数指数指数指数l l mNmN:正常地层压力梯度，正常地层压力梯度，正常地层压力梯度，正常地层压力梯度，g/cmg/cm3 3;l l mm:实际钻井液密度，实际钻井液密度，实际钻井液密度，实际钻井液密度，g/cm g/cm3 3;惕吹掘终渠扣宾蛀秧潍勘穗捏盐讫拣孔恿瓣糜惫朴时嘎住窜镑芬簿掏巴渍2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2

18、井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法d指数指数dc指数指数擞固佰咋降伯券道饰恼亦淹柯恒并闹糊椰真铰拨检薛征访杏稚獭惕尺椒捉2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l ldcdc指数监测地层压力的方法指数监测地层压力的方法指数监测地层压力的方法指数监测地层压力的方法 按一定深度取点，一般按一定深度取点，一般按一定深度取点，一般按一定深度取点，一般1.51.53m3m取一点，如果钻速取一点，如果钻速取一点，如果钻速取一点，如果钻速高可以高可以高可以高可以5

19、510m10m一个点，重点井段一个点，重点井段一个点，重点井段一个点，重点井段1m1m一点，同时记一点，同时记一点，同时记一点，同时记录每个记录点的钻头尺寸、钻速、钻压、转速、地录每个记录点的钻头尺寸、钻速、钻压、转速、地录每个记录点的钻头尺寸、钻速、钻压、转速、地录每个记录点的钻头尺寸、钻速、钻压、转速、地层水和钻井液密度。层水和钻井液密度。层水和钻井液密度。层水和钻井液密度。计算计算计算计算dcdc指数指数指数指数 通过统计分析的方法建立正常压力趋势线通过统计分析的方法建立正常压力趋势线通过统计分析的方法建立正常压力趋势线通过统计分析的方法建立正常压力趋势线 计算地层压力计算地层压力计算地

20、层压力计算地层压力l l提示提示提示提示 如有必要，必须对钻头尺寸进行校正；如有必要，必须对钻头尺寸进行校正；如有必要，必须对钻头尺寸进行校正；如有必要，必须对钻头尺寸进行校正；一个构造上的正常压力可以通过多个井得到，以提一个构造上的正常压力可以通过多个井得到，以提一个构造上的正常压力可以通过多个井得到，以提一个构造上的正常压力可以通过多个井得到，以提高预测的准确程度；高预测的准确程度；高预测的准确程度；高预测的准确程度；DcDc指数预测地层压力所得到的结果可能与其它方法指数预测地层压力所得到的结果可能与其它方法指数预测地层压力所得到的结果可能与其它方法指数预测地层压力所得到的结果可能与其它方

21、法所得到的结果不尽一致。所得到的结果不尽一致。所得到的结果不尽一致。所得到的结果不尽一致。却擅低煽般期赊褪鸵爷水碎迢由牺串省翻涧职宽动参科瞥欢襄碧尿史浅啤2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层压力计算地层压力计算 反算法反算法反算法反算法l l P P所求井深地层压力当量密度，所求井深地层压力当量密度，所求井深地层压力当量密度，所求井深地层压力当量密度，g/cmg/cm3 3；l l n n所求井深正常地层压力当量密度，所求井深正常地层压力当量密度，所求井深正常地层压力当量密度，所求井深正常

22、地层压力当量密度，g/cmg/cm3 3l l d dCNCN所求井深处正常趋势线上的所求井深处正常趋势线上的所求井深处正常趋势线上的所求井深处正常趋势线上的dcdc指数值；指数值；指数值；指数值；l l d dcaca所求井深实际所求井深实际所求井深实际所求井深实际dcdc指数。指数。指数。指数。讼盂虎盔诞庙浚衫亮赔更阮厚啦梳邦昌绰方劝烛宽睁舍电哈袒村鹰臼鹊惶2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层压力计算地层压力计算l l等效深度法：假设地层具有相同的等效深度法：假设地层具有相同的dc指数

23、，指数，那么认为其骨架应力相等。那么认为其骨架应力相等。l l PP所求深度的地层压力，所求深度的地层压力，MPa；l l H所求地层压力点的深度，所求地层压力点的深度，m；l l G0上覆地层压力梯度，上覆地层压力梯度，MPa/m；l l Gn等效深度处的正常地层压力梯度，等效深度处的正常地层压力梯度，MPa/ml l HE等效深度，等效深度，m。掂团院董搪土庆恿瑰宾垄搓幽颅詹歧蛆斯斗悟仟宦歧旦盯阁睹艾弃脑校酚2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油dcH地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l等效深度计算等效深度计算等效深度计算等效

24、深度计算 在等效深度处，地层骨在等效深度处，地层骨在等效深度处，地层骨在等效深度处，地层骨架应力相等架应力相等架应力相等架应力相等l l地层压力计算步骤地层压力计算步骤地层压力计算步骤地层压力计算步骤 钻井参数录入钻井参数录入钻井参数录入钻井参数录入l l钻速、钻压、转速、地层钻速、钻压、转速、地层钻速、钻压、转速、地层钻速、钻压、转速、地层水密度、钻井液密度水密度、钻井液密度水密度、钻井液密度水密度、钻井液密度 计算计算计算计算dcdc指数指数指数指数 回归正常趋势线回归正常趋势线回归正常趋势线回归正常趋势线 计算地层压力计算地层压力计算地层压力计算地层压力HEH峡矢磷绪茬如叠定炮鸵晚诽龙同

25、拼辛棺广况欠轮潦弦馏铰唐肤嘻党行意掘2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法l l声波时差法声波时差法声波时差法声波时差法l l原理：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔原理：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔原理：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔原理：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔隙度及埋藏深度有关。当岩性一定时，声波的速度随岩石隙度及埋藏深度有关。当岩性

26、一定时，声波的速度随岩石隙度及埋藏深度有关。当岩性一定时，声波的速度随岩石隙度及埋藏深度有关。当岩性一定时，声波的速度随岩石孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页岩，在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减岩，在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减岩，在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减岩，在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减少，声波速度增加，声波时差减小；在异常压力井段，岩少，声波速度增加，声波时差

27、减小；在异常压力井段，岩少，声波速度增加，声波时差减小；在异常压力井段，岩少，声波速度增加，声波时差减小；在异常压力井段，岩石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。因此，可石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。因此，可石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。因此，可石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。因此，可以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。l l适用范围：岩性为泥岩、页岩；完钻后进行地层压力评价。适用范围：岩性为泥岩、页岩

28、；完钻后进行地层压力评价。适用范围：岩性为泥岩、页岩；完钻后进行地层压力评价。适用范围：岩性为泥岩、页岩；完钻后进行地层压力评价。壁堪迫怯徽肾数孜椿慑蘸蜕仿器章胶适廓切校需迟借踢邮密疙乳寅执疫趋2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油H声波时差地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l声波时差用页岩的声波时差声波时差用页岩的声波时差声波时差用页岩的声波时差声波时差用页岩的声波时差l l要求：足够数量的测井数据要求：足够数量的测井数据要求：足够数量的测井数据要求：足够数量的测井数据H：井深，m t:井深H处的泥岩声波时差，s/ft t0:表

29、层泥岩声波时差,s/ftC：正常趋势线斜率A:正常趋势线截距展脑嗡溯毕帛挎述灭洗们读谢瞥敞胯缸囊磅刁狮锯雄乔啮啊赢恳幢屯游披2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l声波时差法预测地层压力声波时差法预测地层压力 预测步骤预测步骤预测步骤预测步骤l l在标准声波时差测井资料上选择泥质含量大于在标准声波时差测井资料上选择泥质含量大于在标准声波时差测井资料上选择泥质含量大于在标准声波时差测井资料上选择泥质含量大于80%80%的泥页岩层段，以的泥页岩层段，以的泥页岩层段，以的泥页岩层段，以

30、5m5m为间隔点读出井深相为间隔点读出井深相为间隔点读出井深相为间隔点读出井深相应的声波时差值，并在半对数坐标上描点；应的声波时差值，并在半对数坐标上描点；应的声波时差值，并在半对数坐标上描点；应的声波时差值，并在半对数坐标上描点；l l建立正常压实趋势线及正常压实趋势线方程；建立正常压实趋势线及正常压实趋势线方程；建立正常压实趋势线及正常压实趋势线方程；建立正常压实趋势线及正常压实趋势线方程；l l将测井曲线上的声波时差值代入趋势线方程，将测井曲线上的声波时差值代入趋势线方程，将测井曲线上的声波时差值代入趋势线方程，将测井曲线上的声波时差值代入趋势线方程，求出等效深度求出等效深度求出等效深度

31、求出等效深度HHE E；l l用等效深度法计算地层压力用等效深度法计算地层压力用等效深度法计算地层压力用等效深度法计算地层压力P PP P。对于碳酸岩类地层的孔隙压力预测，除了随对于碳酸岩类地层的孔隙压力预测，除了随对于碳酸岩类地层的孔隙压力预测，除了随对于碳酸岩类地层的孔隙压力预测，除了随钻测量外，目前还未研究出成熟的技术。钻测量外，目前还未研究出成熟的技术。钻测量外，目前还未研究出成熟的技术。钻测量外，目前还未研究出成熟的技术。佃痢愤典朗崇呜芳夫妹攒霓渡端衅求职一改圈关摆额巾厩咖卖严闺谚冕寓2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论

32、及预测方法地层压力理论及预测方法l l地层压力预测监测方法地层压力预测监测方法l l地震层速度法地震层速度法l l原理：在不同岩性、不同压实程度情况下，原理：在不同岩性、不同压实程度情况下，地震波速存在差异。在正常压实地层，随着地震波速存在差异。在正常压实地层，随着深度增加，地震波速增加；在异常压力地层，深度增加，地震波速增加；在异常压力地层，随着深度的增加，地震波速减小。随着深度的增加，地震波速减小。l l适用范围：钻前对区域地层压力进行评价。适用范围：钻前对区域地层压力进行评价。鼓沟契载论员樊呈甚毙意豺艳管炮懂动军男逮孽蹲邮其矣汽嫂灿寄旷始拆2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井

33、身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法l l理论计算理论计算 井眼井壁的应力：井眼井壁的应力：井眼井壁的应力：井眼井壁的应力：最大最小水平主应力最大最小水平主应力最大最小水平主应力最大最小水平主应力淆诬窜服植悸顽弓鼓著轴堑照说偷仓枣浦孜忠训札陛宽堂既补片烙苏整虹2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法l l地层破裂压力计算地层破裂压力计算地层破裂压力计算地层破裂压力计算l l地层的破裂是由井壁上的应力状态决定的。地层地层的破裂是由井壁上的应力状态决定的。地层地层的破

34、裂是由井壁上的应力状态决定的。地层地层的破裂是由井壁上的应力状态决定的。地层破裂是由于井壁上的有效切向应力到达或超过岩破裂是由于井壁上的有效切向应力到达或超过岩破裂是由于井壁上的有效切向应力到达或超过岩破裂是由于井壁上的有效切向应力到达或超过岩石的拉伸强度抗张强度石的拉伸强度抗张强度石的拉伸强度抗张强度石的拉伸强度抗张强度l lStSt：地层的拉伸强度，：地层的拉伸强度，：地层的拉伸强度，：地层的拉伸强度，MPaMPa；l l ：泊松比：泊松比：泊松比：泊松比l lPo:Po:上覆岩层压力上覆岩层压力上覆岩层压力上覆岩层压力MPa;MPa;l l ：有效应力系数：有效应力系数：有效应力系数：有

35、效应力系数l lA A、B B：构造应力系数：构造应力系数：构造应力系数：构造应力系数l lPpPp：地层孔隙压力，：地层孔隙压力，：地层孔隙压力，：地层孔隙压力，MPaMPa汛馅汪踌荷稻婶美陈城耙括济鼻篷圃塔嘻辨程钾校陀衣夹水窍捉镶幻亦浩2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油测试方法PPf=Pstand_pipe+Pm地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法淳侦巩再眺牌碧牟睡瞬材咬俘李哆妆徘茄赎纺扒稽赛密试捂新渔麦确台隶2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023液压试验泄漏试验P

36、泵入量：V立管压力PA地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法章臆印镊纸愤丑碌年顿痈静酿察幅束址备达无瘪涡兜手滥往燥夺纵搐珍停2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法l l地层破裂压力的现场测试地层破裂压力的现场测试地层破裂压力的现场测试地层破裂压力的现场测试l l循环调节泥浆性能，保证泥循环调节泥浆性能，保证泥循环调节泥浆性能，保证泥循环调节泥浆性能，保证泥浆性能稳定，上提钻头至套浆性能稳定，上提钻头至套浆性能稳定，上提钻头至套浆性能稳定，上提钻头至套管鞋内，关闭防喷器。管鞋内，关闭防喷

37、器。管鞋内，关闭防喷器。管鞋内，关闭防喷器。l l用较小排量用较小排量用较小排量用较小排量l/sl/s向井内泵向井内泵向井内泵向井内泵入泥浆，并记录各个时间的入泥浆，并记录各个时间的入泥浆，并记录各个时间的入泥浆，并记录各个时间的注入量及立管压力。注入量及立管压力。注入量及立管压力。注入量及立管压力。l l作立管压力与泵入量累计作立管压力与泵入量累计作立管压力与泵入量累计作立管压力与泵入量累计的关系曲线图，如右图所的关系曲线图，如右图所的关系曲线图，如右图所的关系曲线图，如右图所示。示。示。示。l l从图上确定各个压力值，漏从图上确定各个压力值，漏从图上确定各个压力值，漏从图上确定各个压力值，

38、漏失压力失压力失压力失压力P1P1，即开始偏离直线，即开始偏离直线，即开始偏离直线，即开始偏离直线点的压力，其后压力继续上点的压力，其后压力继续上点的压力，其后压力继续上点的压力，其后压力继续上升；压力上升到最大值，即升；压力上升到最大值，即升；压力上升到最大值，即升；压力上升到最大值，即为断裂压力为断裂压力为断裂压力为断裂压力PfPf；最大值过后；最大值过后；最大值过后；最大值过后压力下降并趋于平缓，平缓压力下降并趋于平缓，平缓压力下降并趋于平缓，平缓压力下降并趋于平缓，平缓的压力称为传播压力。的压力称为传播压力。的压力称为传播压力。的压力称为传播压力。邑奢囱涣很成膛疥泥长飞植兹堵龄绒既动源

39、轨缚寅勒惹狙冶嵌干缮舍靳诱2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法l l地层破裂压力的现场测试地层破裂压力的现场测试 求破裂压力当量泥浆密度求破裂压力当量泥浆密度求破裂压力当量泥浆密度求破裂压力当量泥浆密度max max max max l l mm试验用泥浆密度，试验用泥浆密度，试验用泥浆密度，试验用泥浆密度，g/cmg/cm3 3；l l P P1 1漏失压力，漏失压力，漏失压力，漏失压力，MPaMPa；l lHH裸眼段中点井深，裸眼段中点井深，裸眼段中点井深，裸眼段中点井深，mm。地层破裂压力梯度地层

40、破裂压力梯度地层破裂压力梯度地层破裂压力梯度(MP/m)(MP/m)鄙醇覆医良旭脾仙需佐疑勃稿耐圃潞辆渣吕繁稍突缆役实易整速尽澄势汪2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层坍塌压力确定方法地层坍塌压力确定方法l l造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力太低，使得井壁造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力太低，使得井壁造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力太低，使得井壁造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力太低，使得井壁周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成周围岩石所

41、受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成的，此时，对于脆性地层会产生坍塌掉块，井径扩大，对塑性的，此时，对于脆性地层会产生坍塌掉块，井径扩大，对塑性的，此时，对于脆性地层会产生坍塌掉块，井径扩大，对塑性的，此时，对于脆性地层会产生坍塌掉块，井径扩大，对塑性地层，那么向井眼内产生塑性变形，造成缩径。地层，那么向井眼内产生塑性变形，造成缩径。地层，那么向井眼内产生塑性变形，造成缩径。地层，那么向井眼内产生塑性变形，造成缩径。岩石的强度条件强度准那么 根据库仑莫尔的研究，岩石破坏时剪切面上的剪应力必须克服岩石的固有剪切强度值称为粘聚力，加上作

42、用于剪切面上的内摩擦阻力。C:岩石的粘聚力：岩石的内摩擦角；N:岩石剪切面上的法向正应力.言栏踌窒祁痪岁笋阴辛梭教瓤仁衡母叙买折篷姑艾誓宰级砷桥符跟砷芬跪2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层坍塌压力确定方法地层坍塌压力确定方法l l地层坍塌压力计算地层坍塌压力计算l l H：井深，：井深，m；l l：钻井液密度，：钻井液密度，g/cm3；l l C：岩石的粘聚力，：岩石的粘聚力，MPa；l l:地层非线性弹性修正系数；地层非线性弹性修正系数；l lH、h：地层最大和最小水平地应力，：地层最大和最小水平地应力，MPa 讥酿筋苑钧纯掖戏坤矗叉

43、嗜上牲卒输串雄鹰瓜寂累惑场镀疆赖献卡革幅黑2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法l l泥页岩强度和力学参数确实定泥页岩强度和力学参数确实定 l l岩石强度参数确实定岩石强度参数确实定 l l内聚力内聚力l l内摩擦角内摩擦角 l l抗拉伸强度抗拉伸强度 l l静态弹性参数确实定静态弹性参数确实定 l l泊松比泊松比l l弹性模量弹性模量l l地层有效应力系数地层有效应力系数确实定确实定 l l利用声波时差测井参数利用声波时差测井参数慌镐堪久宪提饯甸枯凶酪荐蕉轨哑济措锦誓叁秉介毛沽帐劣掂疯臣堪照牌2井身

44、结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油井身结构设计井身结构设计l l定义定义定义定义l l套管层次、套管下入深度以及井眼套管层次、套管下入深度以及井眼套管层次、套管下入深度以及井眼套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸钻头尺寸与套管尺寸的配尺寸钻头尺寸与套管尺寸的配尺寸钻头尺寸与套管尺寸的配尺寸钻头尺寸与套管尺寸的配合。合。合。合。l l目的目的目的目的l l保证平安、优质、快速和经济地钻保证平安、优质、快速和经济地钻保证平安、优质、快速和经济地钻保证平安、优质、快速和经济地钻达目的层达目的层达目的层达目的层l l内容内容内容内容l l下入套管层数下入套

45、管层数下入套管层数下入套管层数l l各层套管的下入深度各层套管的下入深度各层套管的下入深度各层套管的下入深度l l选择适宜的套管尺寸与钻头尺寸组选择适宜的套管尺寸与钻头尺寸组选择适宜的套管尺寸与钻头尺寸组选择适宜的套管尺寸与钻头尺寸组合合合合悸朴谭尝表攀酚婪尊仪珠顾亲心笆餐龙颅陪摄缴木电怯耶罚态猎船宅冷柏2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油井身结构设计井身结构设计l l井身结构设计的主要原那么井身结构设计的主要原那么井身结构设计的主要原那么井身结构设计的主要原那么l l能有效保护油气层能有效保护油气层能有效保护油气层能有效保护油气层l l能防

46、止产生井漏、井喷、井塌、能防止产生井漏、井喷、井塌、能防止产生井漏、井喷、井塌、能防止产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况卡钻等井下复杂情况卡钻等井下复杂情况卡钻等井下复杂情况,为全井平为全井平为全井平为全井平安、优质、快速和经济地钻进创安、优质、快速和经济地钻进创安、优质、快速和经济地钻进创安、优质、快速和经济地钻进创造条件；造条件；造条件；造条件；l l当实际地层压力超过预测值使井当实际地层压力超过预测值使井当实际地层压力超过预测值使井当实际地层压力超过预测值使井出现液流时，在一定范围内，具出现液流时，在一定范围内，具出现液流时，在一定范围内，具出现液流时，在一定范围内，具有压井处理溢

47、流的能力。有压井处理溢流的能力。有压井处理溢流的能力。有压井处理溢流的能力。晒田训催毖疲民熬肺侩搞碍陈荷豌炭寸吟念统沪耘寒腑熟姨靳轩棺瓮粥湛2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023井身结构设计井身结构设计l l套管类型套管类型l l导管导管l l钻表层井眼时，将钻井液从地表引钻表层井眼时，将钻井液从地表引导到钻台平面上来。导到钻台平面上来。l l表层套管表层套管l l防止浅层水受污染，封闭浅层流砂、防止浅层水受污染，封闭浅层流砂、砾石层及浅层气，支撑井口设备装砾石层及浅层气，支撑井口设备装置，悬挂依次下入的各层套管的载置，悬挂依

48、次下入的各层套管的载荷。荷。l l技术套管中间套管技术套管中间套管l l封隔坍塌地层及高压水层封隔坍塌地层及高压水层l l封隔不同的压力体系封隔不同的压力体系l l继续钻井的需要继续钻井的需要征钡诧踢装月篷位惜阜涨霜础闲甩董反沸慎企催焰唱迸中涣丧朴锅长渤柱2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油3/10/2023井身结构设计井身结构设计l l套管类型套管类型l l油层套管生产套管油层套管生产套管l l为油气生产提供流通通道为油气生产提供流通通道l l保护产层、分层测试、分层采油、分层改造保护产层、分层测试、分层采油、分层改造l l尾管尾管l l技

49、术尾管技术尾管l l生产尾管生产尾管l l尾管回接尾管回接沂戳靖侈婿缆憾毁深蛇堪篮丘惟然奖浚粟轩言巴技忘力楷攀绅锯别脱谩庇2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油2井身结构设计 钻井与完井工程课件 西南石油井深当量泥浆密度GpGf井身结构设计井身结构设计l l考虑的因素考虑的因素考虑的因素考虑的因素l l地层压力地层压力地层压力地层压力l l地层破裂压力地层破裂压力地层破裂压力地层破裂压力l l工程参数工程参数工程参数工程参数l l正常作业：抽吸压力正常作业：抽吸压力正常作业：抽吸压力正常作业：抽吸压力系数系数系数系数SwSwSwSw、冲动压力系、冲动压力系、冲动压力系、冲动压力系数数数数

50、SgSgSgSg、地层压裂平安、地层压裂平安、地层压裂平安、地层压裂平安增值增值增值增值SfSfSfSfl l出现液流：抽吸压力出现液流：抽吸压力出现液流：抽吸压力出现液流：抽吸压力系数系数系数系数SwSwSwSw、地层压裂平、地层压裂平、地层压裂平、地层压裂平安增值安增值安增值安增值SfSfSfSf、考虑液流、考虑液流、考虑液流、考虑液流情况下地层压力增加情况下地层压力增加情况下地层压力增加情况下地层压力增加值值值值 SK SK SK SKl l最大允许压差最大允许压差最大允许压差最大允许压差l lPN(Pa)PN(Pa)PN(Pa)PN(Pa)蟹藻砖新尾寞熊淫淡西腋装征锁补官簇牵刮底跋坍擂