钻井工程设计

第一章 钻井工程设计

第一节 钻井设计的内容与方法

钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低、油气田勘探开发的综合经济效益和石油工业的发展速度。

钻井设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，很大程度上依靠钻井设计水平的提高。

搞好钻井设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学管理的前提。下面依据SY/T 533—1996《钻井工程设计格式》及石油工程专业学生进行钻井设计的具体情况，对钻井设计的内容、原则、方法及需收集的原始数据作一介绍。

一、钻井设计的内容

现场钻井设计的内容包括地质设计和钻井工程设计两大部分,其中地质设计的基本内容包括： （1）区域地质概况； （2）地理及环境资料； （3）设计依据与钻井目的；

（4）设计地层、油气水及岩性矿物、物性； （5）取资料要求；

（6）地层孔隙压力、破裂压力预测； （7）技术说明及要求； （8）地质附图。

钻井工程设计的基本内容包括： （1）确定合理的井身结构； （2）选择钻机

目 录

1.设计依据 .................................................................. 1

1.1 构造名称：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 ...................................... 1 1.2 地理及环境资料 ...................................................... 1 1.3 地质要求 ............................................................ 1 1.4地质分层及油气水层 .................................................. 2 2.技术指标及质量要求 ........................................................ 5

2.1井身质量要求 ........................................................ 5 2.2 钻头、套管程序及固井质量要求 .....................

第一章 钻井工程设计

钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低、油田勘探开发的综合经济效益及石油发展速度。

钻井设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，

搞好钻井设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学化管理的前提。

本章介绍了钻井设计的原则，内容及设计方法和步骤。

第一节 钻井设计的内容与原则

钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低、油气田勘探开发的综合经济效益和石油工业的发展速度。

钻井设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，很大程度上依靠钻井设计水平的提高。

搞好钻井设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学管理的前提。下面依据SY/T 533—1996《钻井工程设计格式》及石油工程专业学生进

川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造

井号：XX井 井别：开发井 井型：水平井

钻井设计

1、钻井地质设计

1.1 基本数据

井号：XX井

井别：开发井 井型：水平井

地面海拔 592.47m，补心高 9.0m，补心海拔 601m 计算 地理位置：重庆市涪陵区江东街道办凉水村 5 组

构造位置：川东南地区川东高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造

目的层: 上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部优质页岩气层段（对应焦页 87-3

井 3610.6-3649.2m/38.6m）

设计井深：A靶点垂深：2799m， C靶点垂深：2777m， B靶点垂深：2821m； AB 段长：2074.10m； 完钻井深：5160m； 完钻层位：下志留统龙马溪组下部页岩段 完钻原则：钻至 B 靶点留口袋完钻 完井方式：套管完井 1.2 钻探依据

设计井区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为深水陆棚相沉积，邻井焦页

87-3HF(导眼井)发育厚达 89.6m 灰黑色富有机质泥页岩，TOC平均为 2.44%，优质页

岩段（①-⑤小层）平均 TOC 为 2.85%；有机质类型为Ⅰ型，热演化程度（Ro）为

恩洪煤田煤层气勘探EH-01井

钻井工程设计

1 设计依据

主要依据：

1）中联煤层气有限责任公司《云南省恩洪煤田煤层气勘探总体部署方案》；

2）《恩洪煤田清水沟井田地勘报告》； 3）本勘探区与相邻勘探区以往钻探施工经验； 4）现有煤层气钻探施工设备、人员、技术状况实际。

2 基本数据

●钻井名称：EH-01

●钻井性质：煤层气参数井兼生产试验井

●设计井位：曲靖市东山镇咱得村北，清水沟井田北部15勘探线上1501号钻孔以东125m处。

●设计坐标：X 2802050 Y 18412825 Z 2005 ●设计井深：660m

●目的煤层：P2l组C9、C16、C21b号煤层。

●完钻层位：C21b号煤层以下50米，下二叠系、峨眉山玄武岩组。●完井方式：套管完井。

3 钻井目的

1）获取系统可靠的目标煤层的储层参数，主要包括煤层厚度、埋深、煤岩及煤质特征、割理和裂隙发育程度、含气量、含气饱和度、

1

等温吸附曲线、渗透率、储层压力、原地应力、煤层顶底板岩石的力学性质等参数；

2）评价该区煤层气地质条件、储层特征、资源分布与开发条件。 3）根据分析、测试资料决定是否对参数

钻井工程专业术语

1、井： 以勘探开发石油和天然气为目的的，在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼。 2、井口：井的开口端。 3、井底：井的底端。

4、裸眼：未下套管部分的井段。 5、井深：从转盘补心面至井底的深度。 6、井壁：井眼的圆柱形表面。

7、环空：井中下有管柱时，井壁与管柱或管柱与管柱之间的圆环形截面的柱状空间。

8、井眼轴线： 井眼的中心线。

9、井身结构： 指的是钻头钻深、相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径及深度、各层套管外的水泥返高以及人工井底等。 10、人工井底：设计的最下部油层下的阻流环或水泥塞面。(注：该定义不全面，人工井底是可变的)

11、井的类别：按一定依据划分的井的总类。按钻井的目的可分为探井和开发井等；按完钻后的井深可分为浅井(<1200m)、中深井(1200～3000m)、深井(3000～5000m)和超深井(>5000m)；按井眼轴线形状可分为直井和定向井。

12、探井：指以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖的组合和区域地质构造，地质剖面局部构造为目的，或在确定的有利圈闭上和已发

现油气的圈闭上，以发现油气藏、进一步探明含油气边界和储量以及了解油气层结构为目的所钻的各种井，包括地层探井、预探井、详探井和地质浅井。

13、开发井：指为开发油气田所钻的各种采油采气井、注水注气井，或在已开发油气田

第一章 钻井的工程地质条件

1. 简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层孔隙压力和基岩应力三者之间的关

系。 答：1）（1）静液压力：由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。

（2）地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和孔隙中流体的总重力所产生的压力。

（3）地层压力是指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力。 （4）基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，亦称有效上覆岩层压力或颗粒间压力。

（5）异常压力是指实际的地层压力大于或小于正常地层压力统称异常压力。

2）上覆岩层压力等于地层孔隙压力与基岩应力之和，由于上覆岩层由岩石骨架和岩石孔隙中的流体共同承担的。

2.简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。

答：异常高压的形成是多种因素综合作用的结果，对于沉积岩地层的异常高压，目前世界上公认的成因是由于沉积物快速沉降，压实不均匀造成的。

在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就破坏。如沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒与颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续

QSH 0081-2007探井(直井)钻井工程设计

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

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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

《钻井工程》课程设计

一、课程安排:

学期结束时请按照课程设计要求完成课程设计作业。可以手写，也可以打印。 二、课程内容与要求

1 掌握钻井与完井工程设计流程和设计规范、格式； 2 掌握井身结构的设计方法；

3 掌握钻井工具的选用及钻井参数的设计计算；

4掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等； 三、考核方式及成绩评定

课程设计的成绩为百分制，课程考核标准组成： 1． 格式、规范 10分

评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％

2． 设计的依据与原则准确性 30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％

3 . 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性 30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％ 4. 结果准确性 30分

5. 上交时间：4月1号，过期不收。

《钻井工程》课程设计

绪 论

钻井设计包括地质设计和钻井与完井工程设计。《钻井与完井工程设计》主要是指钻井工程师得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井与完井工程设