QSH 0081-2007探井(直井)钻井工程设计

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ICS 75.020

E 13

备案号：

Q/SH

中国石油化工集团公司 发布

QSH 0081-2007探井(直井)钻井工程设计

QSH 0081-2007探井(直井)钻井工程设计

目 次

前 言................................................................................II

1 范围................................................................................1

2 规范性引用文件......................................................................1

3 设计原则............................................................................1

4 设计内容与要求......................................................................2

5 设计的审批与更改....................................................................4

6 设计格式............................................................................4

附录A （规范性附录） 探井（直井）钻井设计格式........................................5

QSH 0081-2007探井(直井)钻井工程设计

前 言

本标准的附录A为规范性附录。

本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部提出。

本标准由中国石油化工集团公司油田企业经营管理部归口。

本标准起草单位：胜利石油管理局钻井工艺研究院。

本标准主要起草人：陈 明 边培明 窦玉玲 王介坤 张春涛

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探井（直井）钻井工程设计

1 范围

本标准规定了探井（直井）钻井工程设计的内容与要求。

本标准适用于中国石油化工集团公司暨股份公司所属的陆上探井（直井）钻井工程设计。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

SY/T 5087 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法

SY/T 5127 井口装置和采油树规范

SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法

SY/T 5234－2004 优选参数钻井基本方法及应用

SY/T 5251－2003 油气探井地质录取项目及质量基本要求

SY/T 5322 套管柱强度设计方法

SY/T 5347 钻井取心作业规程

SY/T 5430 地层破裂压力测定 套管鞋试漏法

SY/T 5431－1996 井身结构设计方法

SY/T 5467 套管柱试压规范

SY/T 5480 注水泥流变性设计

SY/T 5593 钻井取心质量指标

SY/T 5623 地层孔隙压力预测检测方法

SY/T 5724 套管串结构设计

SY/T 5729 稠油热采井固井作业规程

SY/T 5730 常规注水泥作业规程

SY/T 5954 开钻前验收项目及要求

SY/T 5964 钻井井控装置组合配套、安装调试与维护

SY/T 6026 双级注水泥作业规程

SY/T 6199 钻井设施基础规范

SY/T 6277 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程

SY/T 6426－2005 钻井井控技术规程

SY/T 6543.1 欠平衡钻井技术规范 第1部分：设计方法

SY/T 6616 含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范

Q/SHS 0001.1 中国石油化工集团公司安全、环境与健康(HSE)管理体系

Q/SHS 0003.1 天然气井工程安全技术规范 第1部分：钻井与井下作业

Q/SH 0034 空气钻井安全技术规范

3 设计原则

3.1 符合质量、安全、环境与健康体系要求。

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3.2 有效地保护和发现油气层。

3.3 避免喷、漏、塌、卡等复杂情况产生，为全井顺利钻井、试油（气）、采油（气）创造条件。

3.4 钻井成本经济合理。

4 设计内容与要求

4.1 井位及地质概况

主要内容应包括井号、井别、井口位置、设计井深、目的层层位、完钻层位、完钻原则、完井方式、钻遇地层岩性剖面、压力剖面预测等。

钻遇地层岩性剖面预测包括：预计所钻地层的分层、深度、主要岩性描述、主要复杂情况。 钻遇地层压力剖面预测包括：地层孔隙压力、地层坍塌压力、破裂压力。

4.2 钻井工程设计依据

主要依据包括钻井地质设计、有关石油行业标准、企业标准及邻井资料等。

4.3 钻井工程质量要求

主要内容为井身质量要求、固井质量要求及取心质量要求。

井身质量按SY/T 5251－2003中5.3的规定执行；

固井质量按SY/T 5251－2003中5.8的规定执行；

取心质量按SY/T 5593的规定执行。

4.4 井身结构设计

主要内容包括套管层次及下深、套管和钻头尺寸配合、水泥返深等。

4.4.1 井身结构设计原则

按SY/T 5431－1996中第2章的规定执行。

4.4.2 套管层次及下深

应符合SY/T 5431-1996中第6章的规定，同时考虑不同区块的地质情况，符合当地地方法规，满足钻井施工及勘探开发的要求。

4.4.3 水泥返深

按SY/T 5431－1996中第7章的规定执行。

4.5 钻井主要设备

4.5.1 根据设计井深、所配备钻柱在空气中的重量加提升系统的重量，要求不超过钻机额定负荷的80%,在下套管、处理事故等情况时，短时间的钩载不超过钻机的最大负荷。

4.5.2 应考虑井深、井身结构、钻具组合、地层特点、摩擦阻力、井控需要、特殊要求等因素，同时按钻机的使用年限进行全面考虑。

4.6 钻具组合设计

应符合SY/T 5172的规定，同时考虑地层特点，根据井深、井眼尺寸等综合因素进行摩阻、扭矩分析，设计合理的钻具组合，并对设计的钻柱进行强度校核，满足强度要求。

4.7 钻头选型与钻井参数设计

4.7.1 钻头选型

根据邻区、邻井的实钻钻头使用资料、地层岩石可钻性资料以及钻头厂家的钻头生产供应情况，优选钻头类型。

4.7.2 钻井参数

根据钻头类型，参照SY/T 5234的规定执行，结合地层特性，以保证井身质量，安全、优质、快速钻井为原则进行钻井参数设计。

4.7.3 钻井水力参数

根据钻井设备条件，参照SY/T 5234－2004中4.5的规定执行。

4.8 欠平衡设计

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包括液相、气相欠平衡钻井设计。欠平衡钻井设计按SY/T 6543.1的规定执行，气体钻井参照Q/SH 0034的规定和当地法规执行。

4.9 钻井重点技术要求

4.9.1 主要内容包括钻井重点提示、钻前及安装工程要求、各开次钻井重点技术措施、故障及复杂情况预防与处理措施等。

钻前及安装工程要求按SY/T 6199、SY/T 5954的规定执行。

根据钻井地质设计提供的地质资料，提出相应的重点工艺和技术要求。冬季施工，应有冬防保温措施内容。

4.9.2 含硫油气田钻井应符合SY/T 5087、SY/T 6277、SY/T 6426、SY/T 6616的规定及相应的地方法规。

4.10 钻井液设计

4.10.1 钻井液密度设计按SY/T 6426－2005中3.4条的规定执行。

4.10.2 根据地层压力、岩性特征、储层特点、井下安全和油气层保护的要求，确定钻井液类型和钻井液性能参数。

4.10.3 高密度钻井液和加重材料储备应高于钻进时最高密度0.2 g/cm3以上，高密度钻井液储备容量应是井筒容积的1倍~2倍。对易漏失井应储备同性能的钻井液及堵漏材料，钻井液储备量应是井筒容积1倍，堵漏材料应储备一次用量以上。储备钻井液应经常循环、维护。

4.11 油气层保护重点措施

根据不同地区不同储层的物性和敏感性参数，提出对油气层保护的重点技术措施和要求。

4.12 油气井压力控制要求

按SY/T 6426、SY/T 5964的规定执行；天然气井应符合Q/SHS 0003.1中的规定；含H2S井应符合SY/T 5087、SY/T 6616的规定。

4.13 固井设计

4.13.1 套管串结构设计按SY/T 5724的规定执行。

4.13.2 套管柱强度设计按SY/T 5322的规定执行，对热采井、天然气井、含H2S、CO2等特殊类型井套管柱设计还应满足相关的特殊要求。

4.13.3 水泥浆流变参数设计按SY/T 5480的规定执行。

4.13.4 注水泥设计

常规注水泥设计按SY/T 5730的规定执行，双级注水泥设计按SY/T 6026的规定执行，稠油热采井注水泥设计按SY/T 5729的规定执行。

4.13.5 套管柱试压要求按SY/T 5467的规定执行。

4.14 取心设计

常规取心按SY/T 5356的规定执行，特殊取心按SY/T 5347的规定执行。

4.15 地层孔隙压力监测

在砂泥岩地层，推荐利用dc指数法进行地层孔隙压力监测，参照SY/T 5623的规定执行。除dc指数法外，应根据不同地层、不同岩性，采用sigma法、泥页岩密度法或其它等方法综合进行压力监测。

4.16 地层漏失试验

砂泥岩地层按SY/T 5430的规定执行；碳酸盐岩地层根据需要进行地层承压能力试验。

4.17 完井井口装置及要求

按SY/T 5127的规定执行，含硫油气井按SY/T 6616的规定执行。

4.18 健康、安全、环保要求

按Q/SHS 0001.1的规定执行。

4.19 钻井资料要求

提出钻井完井后钻井施工队伍送交资料的要求。

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4.20 钻井工程预算

依据中国石化集团《石油专业工程定额》的规定并根据不同地区具体情况进行预算。

5 设计的审批与更改

探井（直井）工程设计由甲方（或其委托方）或有设计资质的单位、部门负责审核，逐级审批，批准之后方可生效。在执行过程中，若要变更设计，应按审批程序申报批准后方生效。

6 设计格式

见附录A 探井（直井）钻井设计格式。

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附 录 A

（规范性附录）

探井（直井）钻井设计格式 构造名称：

井号： 井 井别： 井

钻井工程设计

中国石油化工股份有限公司 公司

年 月 日

图1 探井(直井)钻井工程设计封面格式

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构造名称：

井号： 井 井别： 井

设计单位：（盖章）

设 计 人：

年 月 日

审核意见：

审核人(签字)：

年 月 日

图2 设计单位审核意见格式

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构造名称：

井号： 井 井别： 井

审批单位：

会签部门：

年 月 日

审核人：

年 月 日

批准人：

年 月 日

图3 甲方审核意见格式

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井钻井工程设计评审意见

评审组组长(签字):

年 月 日

图4 设计评审意见格式

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井钻井工程设计评审组

姓 名 单 位 职务/职称 签 名

图5 设计评审组名单格式

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目 录

1 井位及地质概况......................................................................X2 钻井工程设计依据....................................................................X3 井身结构设计........................................................................X4 钻井主要设备、工具及钻井施工队伍要求................................................X5 钻井工程质量要求....................................................................X6 钻具组合设计及强度校核..............................................................X7 钻头选型及钻井参数设计..............................................................X8 欠平衡钻井设计......................................................................X9 钻井重点技术要求....................................................................X10 钻井液设计.........................................................................X11 油气层保护要求.....................................................................X12 油气井压力控制要求.................................................................X13 固井设计...........................................................................X14 取心设计...........................................................................X15 地层孔隙压力监测要求...............................................................X16 地层漏失试验要求...................................................................X17 中途测试要求.......................................................................X18 完井井口装置要求...................................................................X19 职业健康、安全、环保要求...........................................................X20 钻井资料要求.......................................................................X21 钻井工程设计参考资料及附件.........................................................X附件1 主要材料消耗计划...............................................................X附件2 钻井液材料消耗计划.............................................................X附件3 水泥及固井外加剂材料消耗计划...................................................X附件4 钻井周期预测...................................................................X附件5 钻井工程预算...................................................................X

图6 设计目录格式

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1 井位及地质概况

1.1井号： 井

1.2井别： 井

1.3地理位置：

构造位置：

1.4设计井深： m

1.5目的层：

1.6完钻层位：

1.7完钻原则：

1.8完井方式：

1.9钻遇地层预测(见表1-1) 表1-1 设计地层剖面

地 层

界 系 统

组 设计地层 m段 厚度 岩 性 描 述 故障提示 2 钻井工程设计依据

3 井身结构设计

3.1设计思路

3.2地层压力预测

3.3 井身结构设计

3.3.1设计系数

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3.3.2井身结构设计表(见表3-1) 表3-1 井身结构设计表

地 层 分 层

组

段 设计地层 底深 m 开钻 钻头直径mm次数 ×钻深m 套管直径mm×下深m 钻井液 密度 3g/cm 井身结构示意简图

3.3.3 井身结构示意图

3.4 井身结构设计说明

4 钻井主要设备、工具及钻井施工队伍要求

4.1设备选择要求

4.2钻机与主要设备配置(见表4-1)

表4-1 钻机与主要设备配置表

序号

4.3 钻井施工队伍要求

名称 功率或负荷 （单位） 数量 备注

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5 钻井工程质量要求

5.1井身质量要求

5.2 固井质量要求

5.3 取心质量要求

6 钻具组合设计及强度校核

6.1 各开次钻具组合

表6-1 各开次钻具组合表 序号

井段 m 钻 具 组 合

6.2 钻柱强度分析

6.3 钻柱摩阻、扭矩分析

7 钻头选型及钻井参数设计

7.1钻头选型及钻井机械参数设计

表7-1 钻头选型及钻井机械参数设计表 地 序号 层

钻头 尺寸 mm 钻头 型号 数量 井 段 m 进尺m 纯钻时间h 钻压 kN 转速 r/min

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7.2 钻井水力参数设计 表7-2 钻井水力参数设计表

序

井深 m 钻 头 钻井液主要性能排量L/s 泵压MPa 水 力 参 数 压耗MPa 压降MPa 返速 m/s 比水功率2W/mm 冲击力kN 钻头 喷嘴 塑性 尺寸 面积 密度 粘度 23mm mm g/cm mPa·s

注：表中数据为理论计算数据，钻井过程中可根据现场实际情况进行调整。

8 欠平衡钻井设计

8.1 设计依据及钻井方式选择

8.2 主要设备要求

8.3 工艺流程

8.4 主要技术措施

9 钻井重点技术要求

9.1 钻井重点提示

9.2钻前及安装工程

9.3圆(方)井要求

9.4各开次重点技术措施及要求

9.5套管防磨技术要求

9.6含硫油气田安全钻井措施

9.7特殊工艺技术要求及其它

9.8故障及复杂情况预防

10 钻井液设计

10.1 钻井液设计原则及依据

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10.2 钻井液设计重点提示

10.3 钻井液类型设计

10.3.1分段钻井液类型

表10-1 分段钻井液类型 开钻序号

10.3.2 钻井液密度设计

表10-2 分段钻井液密度 层 位

10.4 钻井液主要配方

10.5 分段钻井液性能要求

井 段 m 地层孔隙压力系数 设计密度 3 g/cm 井眼尺寸 mm 井段 m 钻井液类型

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/covq.html