钻井工程课程设计
第一章设计资料收集1.1 设计井基本资料
1．2 邻井基本参数
1.井身结构
2.地层压力
3.钻具组合
4.钻井液性能
5.水力参数
6.钻井参数
7.套管柱设计参数
8.注水泥设计参数
第二章井身结构设计
2.1 钻井液的压力体系 2.1.1 最大钻井液密度
b pma max S x +=ρρ (2-1)
式中 max ρ—— 某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度, 3g/cm ;
pm ax ρ—— 该井段中所用地层孔隙压力梯度等效密度, 3g/cm ;
b S —— 抽吸压力允许值的当量密度, 取
0.036 3g/cm 。
发生井涌情况
fnk ρ=pm ax ρ+b S +S f +
ni
H S H k
pmax ? (2-2)
fnk ρ—— 第n 层套管以下井段发生井涌时, 在井内最大压力
梯度作用下, 上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度,
3g/cm ;
ni H —— 第
n 层套管下入深度初选点, m;
k S —— 压井时井内压力增高值的等效密度, 取0.06 3g/cm ;
s f
—— 地层压裂安全增值, 取0.03 3g/cm 。
2.1.2 校核各层套管下到初选点时是否会发生压差卡套
3pmin b pmax mm 210)(81.9-?-+?=?ρρS H P r (2-3)
rn p ?—— 第
n 层套管钻进井段内实际的井内最大静止压差,
MPa;
min p ρ—— 该井段内最小地层孔隙压力梯度等效密度, 3g/cm ; ?P —— 避免发生压差卡套的许用压差, 取12 MPa;
mm H —— 该井段内最小地层孔隙压力梯度的最大深度, m 。
2.2井身结构的设计 2.2.1套管层次的确定 1.确定油层套管下入深度H 1
因为井深H= m,因此油层套管下入深度H 1= m 。
2.确定第技术套管下入深度H 2 (1) 初选点H i 2
试取 H i 2=310 m 参考临井基本参数, 310f ρ=1.60g/cm 3,pm ax ρ=1.12 g/cm 3
由公式2-2
f2k ρ=1.12+0.036+0.03+
310
060
.02000?
f2k ρ=1.573(g/cm 3)
因为f2k ρ< 950f ρ且相近, 则初选点下入深度H 2i =310 m 。
(2) 校核H 2i =310 m
在此井段 , pm ax ρ=1.12 g/cm 3,ρpmin
=0.85g/cm 3 , H m m =163 m 。
由公式 2-3
?P 2r =9.81?163×(1.12+0.036-0.85)?103- ?P 2r =0.17126(MPa)
因为?P 2r < ?P,因此不会产生压差卡套, 则确定此级套管的下入深度
310m 。
3.确定第表层套管下入深度H 3 (1) 试取H i 3=80 m
参考临井基本参数, pm ax ρ=0.85 g/cm 3,80f ρ=1.50g/cm 3。 参考邻井资料的钻井液性能指标的数据: 在0-163m 的井段上钻井液的密度范围为 1.1-1.2g/cm 3,在这里我们试取钻井液密度为1.15g/cm 3
由公式 2-2和2-1
f3k ρ=1.15+0.03+
80
160
310? f3k ρ=1.4125(g/cm 3)
因为ρ
f3k
<200f ρ且相近, 则初选点下入深度H i 3=40m 。
(2) 校核H 3i =80m
在此井段 ,pm ax ρ =0.85 g/cm 3,pm in ρ=0.85 g/cm 3,H m m =80 m 。 由公式 2-3
r3P ?=9.81?80?(1.2-0.85)?103- r3P ?=0.27468(MPa)
因为r3P ?
2.2.2 套管尺寸与井眼尺寸的选择与配合
钻井完井工程设计 姓名： 班级：1303 学号： 中国石油大学（北京）远程教育学院 2012年 12 月
目录 1.地质概况---------------------------------------------------------------- 3 2.技术指标及质量要求----------------------------------------------------- 18 3.工程设计----------------------------------------------- 错误！未定义书签。 4.健康、安全与环境管理 ----------------------------------- 错误！未定义书签。
第一章地质概况 一、地质概况 表A-1 井别探井井号A5 设计井深3511 目的层石炭系-泥盆系 井位 坐标 地面海拔m 50 纵（ ）m 4275165 横（y）m 20416485 测线位置504和45地震测线交点 地理位置新疆自治区吐鲁番市东90Km 构造位置丘陵石炭系 钻探目的 了解石炭系构造，石炭系-泥盆系含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气 源 完钻原则进入石炭系-泥盆系150m完钻 完井方法先期裸眼 层位代号底界深度，m 分层厚度，m 主要岩性描述故障提示 A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏 B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏 C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩； 下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥 岩不等厚互层 防塌 D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等 厚互层，泥质粉砂岩 防漏 防斜 E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺 砂岩 防斜 防漏 F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜 F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥 岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩 防斜、塌、卡 F2K 3150 250 泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互 F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡 Q J 3650 (未穿) 150 深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥 岩 防漏、喷、卡 二、井身结构设计 确定完钻探目的层为石炭系-泥盆系灰岩地层，井方法为先期裸眼完井。油气套管下入石炭系-泥盆系层3－5m。根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。
东北石油大学课程设计
东北石油大学课程设计任务书 课程：石油工程课程设计 题目：钻井工程设计 专业：石油工程姓名：赵二猛学号：100302240115 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要内容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校内自编教材 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程出版社，1990 完成期限2013年7月19日 指导教师毕雪亮 专业负责人李士斌 2013 年7 月 1 日
目录 前言 0 第1章设计资料的收集.............................................................. 错误!未定义书签。 1.1预设计井基本参数.......................................................... 错误!未定义书签。 1.2 邻井基本参数................................................................. 错误!未定义书签。第2章井身结构设计.. (6) 2.1钻井液压力体系 (6) 2.2井身结构的设计 (7) 2.3井身结构设计结果 (9) 第3章套管柱强度设计 (10) 3.1套管柱设计计算的相关公式 (10) 3.2表层套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.3技术套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.4油层套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.5套管柱设计结果 (20) 第4章钻柱设计 (21) 4.1钻柱设计原理 (21) 4.2钻柱的设计 (21) 4.3钻柱设计结果................................................................... 错误!未定义书签。第5章钻井水力参数的设计...................................................... 错误!未定义书签。 5.1钻井水力参数的计算公式............................................... 错误!未定义书签。 5.2水力参数计算................................................................... 错误!未定义书签。 5.3泵的设计结果 (43) 第6章注水泥设计 (45) 6.1水泥浆排量的确定 (45) 6.2注水泥浆井口压力 (48) 6.3水泥浆体积的确定 (59) 6.4设计结果 (60) 第7章钻井液设计 (61) 7.1钻井液用量计算公式 (61) 7.2钻井液用量计算 (61) 7.3钻井液用量设计结果 (64) 7.4钻井液体系设计 (64) 第8章设计结果 (65) 参考文献 (67) 附录 (68)
表A-1 钻井工程课程设计任务书 一、地质概况29： 井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层： 当量密度为：g/cm3 表A-2设计系数 石工专业石工（卓越班）1201班学生：木合来提.木哈西
图A-1 地层压力和破裂压力
一．井身结构设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。 由图A-1得，钻遇最层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, ρf1400=1.36 g/cm3> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，该井段最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。 校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段的最小地层压力梯度为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。 中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm3，给定溢流数值
《钻井工程》学习指南 一、课程性质与任务 课程名称 钻井工程 课程性质 《钻井工程》是石油工程专业三大主干专业课之一，是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程。 课程简介 《钻井工程》从钻井工程地质环境、钻进工具、钻井液、现代钻井技术、钻井控制技术、固井完井、钻井工程设计、特殊钻井作业及技术等多方面，系统讲述钻井工程涉及到的基本理论、基本计算、基本设计和现代主要钻井技术的基本工艺过程。 课程教学目的 培养创新型高素质石油工程专门人才，紧密结合专业特点，以传授现代钻井工程的基本理论与方法为主线，理论联系实际，与多种教学和训练方式相结合，通过整个《钻井工程》课程中的生产实习、课堂教学和实验、课程综合设计三个教学环节，再与最后的毕业设计相结合，使学生准确理解钻井工程中的基本概念，掌握钻井的基础知识、基本理论和主要工艺技术，并能够运用所学知识进行基本的计算、设计和综合性分析。达到能够运用所学知识从事工程施工、工程规划和设计、解决工程实际问题、从事科学研究的能力。使学生在工程实践能力方面达到“认识专业--有能力从事生产--有能力进行工程设计和规划生产--有能力进行科研攻关、解决工程或生产中存在的问题”四个层次的提高。 课程学习特点 课程学习主要通过课堂教学、室内实验、专题讲座、网络课件、生产实习、教具战士、网络录像片观看、现场专家讲座及自学多种途径完成。让学生认识钻井对象（地层和岩石）的特征及掌握特征描述的理论及方法、掌握钻井工程及工艺设计的理论基础及基本方法、掌握现代钻井技术的基本原理。利用网络等现代
教育技术的教学方法和教学手段，理论与实际工程相结合，注重突出钻井工程的基础理论以及实用技术讲授，形成实践课堂教学和创新型人才培养体系，从多视角传授知识，使课堂教学与现场参观相结合，便于学生理解和掌握。 课程学时 本课程的整体知识模块分为三个部分，按教学实施顺序分别为：生产实习-课堂教学及实验-综合课程设计。其中：认识实习3天；生产实习2周，主要在油田现场的实践教学基地进行；“课堂教学及实验”56学时（课堂教学50学时，实验4学时，上机2学时）；“综合课程设计”2周，主要在学校进行。 其中，课堂教学内容的知识讲授顺序及学时分配如下： 第一章钻井的工程地质条件（6学时，其中岩石力学实验2学时） 第二章钻进工具（6学时） 第三章钻井液（4学时） 第四章钻进参数优选（10学时，其中上机1学时） 第五章井眼轨道设计及轨迹控制（11学时，其中上机1学时） 第六章油气井压力控制（6学时） 第七章固井与完井（10学时，其中水泥实验2学时） 第八章其它钻井技术及作业（3学时） 二、各章学习指南 本课程是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程，用于培养学生走向工作岗位必需的基本能力。 第一章钻井的工程地质条件 内容简介 本章内容包括地下压力特性及岩石的工程力学性质两部分。 地下压力特性：地下各种压力的概念、异常高压地层成因、地层压力评价方法、地层破裂压力及预测方法； 岩石的工程力学性质：岩石的类型及结构特点、力学性质及影响因素分析、可钻性和研磨性等。 学习目标与要求 掌握地下各种压力的概念，包括静液压力、上覆岩层压力、基岩应力、地层
东北石油大学华瑞学院课程设计 年月日
东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限
指导教师 专业负责人 年月日
前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，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，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。
东北石油大学课程设计 年月日
东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限
指导教师 专业负责人 年月日
前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，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，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。
油藏工程课程设计--一口井的设计
哈尔滨石油学院本科生课程设计 报告 课程钻井课程设计 题目一口井的设计 院系石油工程系 专业班级石油工程10- 班 学生姓名 学生学号 指导教师
哈尔滨石油学院课程设计任务书 主要内容： (1) 油藏地质概况； (2) 油藏流体物性分析； (3) 油藏温度、压力系统； (4) 油藏储量计算； (5) 油藏驱动能量及开发方式的确定； (6) 开发井网、开发层系及开采速度的设计； （7）开发方案的经济评价与对比。 基本要求： 要求学生根据实例分析，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成本专题设计，设计报告具体包括以下部分： (1) 封面；（2）任务书；(3) 基本数据；(4) 目录；(5)正文；(6)结论；(7)参考文献。 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据 充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 主要参考资料： [1] 刘德华.油藏工程基础.石油工业出版社，2004 [2] 李传亮.油藏工程原理.石油工业出版社，2005 [3] 何更生.油层物理.石油工业出版社，2006 [4] 刘吉余.油气田开发地质.石油工业出版社，2006 [5] 陈涛平等.石油工程.石油工业出版社，2000 [6] 李颖川.采油工程. 石油工业出版社，2009
目录 第1章油藏地质概况 (2) 1.1油藏构造特征 (2) 1.2 油藏储层特性分析 (3) 第2章油藏流体物性分析 (6) 2.1油水关系（边底水，气顶，溶解气） (6) 2.2油气水的高压物性 (7) 2.3渗流物理特性 (8) 第3章油藏温度、压力系统........................... 错误!未定义书签。 3.1 油藏压力系统 (11) 3.2 油藏温度系统 (13) 第4章油藏储量计算 (15) 4.1油藏储量计算方法.......................... 错误!未定义书签。 4.2 各种储量参数的获得 (18) 4.3最终计算N、 Gs (18) 4.4可采储量及采收率的预测.................... 错误!未定义书签。 4.5储量评价 (19) 第5章油藏驱动能量及开发方式的确定 ................. 错误!未定义书签。 5.1天然能量分析.............................. 错误!未定义书签。 5.2开发方式的确定............................ 错误!未定义书签。第6章开发井网、开发层系及开采速度的设计 .. (22) 6.1开发层系的划分 (22) 6.2开发井网的设计 (22) 6.3开发速度的设计 (22) 第7章开发方案的对比与经济评价 (25)
1 表A-1 钻井工程课程设计任务书 2 一、地质概况29： 3 井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层：
4 当量密度为：g/cm3 表 A-2设计系数 5
6 7 石工专业石工（卓越班）1201班学生姓名：木合来提.木哈西8 9 10 图 A-1 地层压力和破裂压力
11 12 13 14 一．井身结构设计
1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。 15 16 由图A-1得，钻遇最大地层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当17 量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 18 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, 19 ρf1400=1.36 g/cm3 > ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。 20 验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。 21 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，22 该井段内最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 23 ΔPN=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 24 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 25 水泥返至井深500m。 26 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。 27 校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。 28 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段内的最小地层压力梯度29 为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 30 Δpa=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 31 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 32 水泥返至井深2265m。
石油工程综合课程设计指导书毕业设计1. 石油工程综合课程设计的基本要求和容 1.1. 基本要求 要求学生以一个各项动静态数据资料比较齐全的油藏、气藏或井组为例，按油气藏开发的过程，在教师的指导下，顺序完成一系列训练项目的容，并编写出分析报告。训练项目设计容尽量贴近毕业设计中所涉及的一系列研究方法、计算手段、绘图技术和计算机常用专业软件操作技术等，注重基本训练，不与已开设的课程设计容重复，不深入毕业设计容。 1.2. 基本容 基本容包括：“油田开发地质特征分析训练”、“油田开发动态特征分析训练”、“钻井工程专项设计”、“Surfer、Grapher 软件应用技能穿插训练”等。除“钻井工程专项设计”外，容前后衔接，互相关连，时间安排如下： 1.3. 重点和难点 1.3.1. 重点 ?采油综合曲线、递减曲线、水驱曲线的绘制，生产特征、产量 递减类型、水驱特征、产能的综合分析，以及调整措施和开发 预测； ?单井油层主要物性和生产特征的关系分析，寻求提高产量和采 收率的工艺措施，对提出的压裂、酸化或其它措施进行可行性 论证； ?针对钻井设计层位进行钻具、套管柱和泥浆的设计；
?在上述容中，利用Surfer软件或Grapher软件等常用应用性软 件，快速、规地绘制分析图件和成果图件。 1.3. 2. 难点 ?如何发现单井或层组的生产和开发问题？如何区分特征规律和 人为因素以及数值干扰？如何根据工区具体的地质和储层特 征，提出具体的调整措施和工艺措施？ ?压裂、酸化等工艺措施的可行性论证； ?钻具、套管柱和泥浆的规性设计； ?Surfer软件或Grapher软件等常用应用性软件的应用技巧和技 术。
远程教育学院石油工程专业 《钻井工程》课程设计 任务书 中国石油大学（北京） 远程教育学院 2012年5月
目录 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、固井工程设计 四、钻柱设计 五、钻井设备选择 六、钻井液设计 七、钻进参数设计 八、下部钻具组合设计 九、油气井控制 十、各次开钻或分井段施工重点要求 十一、地层压力监测要求 十二、地层漏失试验 十三、油气层保护 十四、完井井口装置 十五、环保要求 十六、钻井进度计划 十七、成本预算
XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。 设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做） 一、地质设计摘要（√）； 根据《xx井钻井地质设计》，本井设计井深米，预测压力系数为0.95~0.98，属于正常压力体系。主要目的层为。因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。 二、井身结构设计（√）； 井身结构设计 设计系数 抽吸压力系数：0.04g/cm3 激动压力系数：0.04 g/cm3 地层破裂安全增值：0.03 g/cm3 井涌条件允许值：0.05 g/cm3 正常压力压差卡钻临界值：12~15MPa 异常压力压差卡钻临界值：15~20MPa
一、地质概况 表A-1 井别探井井号A5 设计井深目的层 J Q 井位 坐标 地面海拔m 50 纵（ ）m 4275165 横（y）m 20416485 测线位置504和45地震测线交点 地理位置XX省XX市东500m 构造位置XX凹陷 钻探目的了解XX构造 J Q含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源 完钻原则进入 J Q150m完钻 完井方法先期裸眼 层位代号底界深度，m 分层厚度，m 主要岩性描述故障提示 A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏 B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏 C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩； 下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥 岩不等厚互层 防塌 D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等 厚互层，泥质粉砂岩 防漏 防斜 E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺 砂岩 防斜 防漏 F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜 F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥 岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩 防斜、塌、卡 F2K 3150 250 泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互 F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡 Q J 3650 (未穿) 150 深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥 岩 防漏、喷、卡
钻井工程课程设计 钻井工程设计 姓名：张蕾 中国石油大学（北京）远程教育学院
钻井工程课程设计 前言 《钻井与完井工程设计》主要是指在得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井工程设计。钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，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。 主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要内容包括：一、井身结构设计及井身质量要求，原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏，应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；二、套管强度设计；三、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；四、机械破岩参数设计；五、水力参数设计等几个方面的基本设计内。
目录 1.地质概况 (3) 1.1地理概况 (3) 1.2地质基本数据 (3) 1.2.1井号 (3) 1.2.2井别 (3) 1.2.3井位 (3) 1.2.4设计井深 (4) 1.2.5目的层 (4) 1.2.6完钻层位 (4) 1.2.7完钻原则 (4) 1.2.8钻探目的 (4) 1.3地层层位预测及岩性 (4) 2.技术指标及质量要求 (6) 2.1井身质量要求 (6) 2.2固井质量要求 (6) 3.工程设计 (8) 3.1井下复杂情况提示 (8) 3.2地层可钻性分级及地层压力预测 (8) 3.2.1地层可钻性分级 (8) 3.2.2压力剖面预测 (9) 3.3井身结构 (9) 3.3.1钻井液压力体系 (10) 3.3.2校核各层套管下到初选点深度H ni 时是否会发生压差卡套 (10) 3.3.3套管层次与深度的确定 (11) 3.3.4套管柱强度设计 (13) 3.3.5套管柱设计结果 (18) 3.4钻井主要设备 (18) 3.4.1钻机编号 (18) 3.4.2钻机型号 (18) 3.4.3提升系统 (18) 3.4.4井架 (19) 3.4.5转盘 (19) 3.4.6泥浆泵 (19) 3.4.7柴油机 (19) 3.5钻具组合 (20) 3.5.1各次开钻钻具组合 (25) 3.6钻头及钻井参数设计 (32) 3.6.1钻头设计 (32) 3.6.2钻井参数设计 (34) 参考文献： (49)
中国石油大学（北京）远程教育学院 期末考试 《钻井工程》 学习中心：_______ 姓名：________ 学号：_______ 关于课程考试违规作弊的说明 1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 一、名词解释（每小题5分，共20分） 1.井斜方位角 2.硬关井 3.欠平衡钻井 4.岩石的可钻性 二、简答题（每小题10分，共40分） 1.钟摆钻具组合的防斜原理 2.钻井液的功用 3. 射流清洁井底的机理 4. 钻柱的功用 三、课程设计（共40分） 设计任务：XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。 设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）。 1.地质设计摘要（√）； 2.井身结构设计（√）； 3.固井工程设计：套管柱强度设计（√）； 4.钻柱组合和强度设计（√）； 5.钻机选择（√）； 6.钻进参数设计： （1）机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（√）； （2）钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求） （3）水力参数设计（√）； （4）钻柱与下部防斜钻具结构（√）。 考核方式及成绩评定 （1）格式、规范：4分，评分依据：工程设计规范；评分标准：4＊符合程度％。
《钻探工程概论》课程报告作业题 题目：江西某地探明有一个铀矿，埋深约2000m，地下200m处有广泛发育的裂隙型和缝洞型碳酸岩，500m处有一个厚度约为5m 的煤层，800m处有一个厚度约为50m的盐膏层，1000m左右有一个巨厚的石英砂岩层，目的层为花岗岩型铀矿，要求全孔取心。请根据以上提供的信息做以下设计，对于方案的设计、设备的选型以及工艺的选择等给出相应的依据（注：不能简单写个答案，要给出选择的理由）： （1）孔身结构设计方案；（2）钻机、钻头和泥浆设备选型；（3）钻进工艺设计；（4）泥浆体系设计；（5）取心工艺设计
1.孔身结构设计方案： 资料中显示，地下200m处有广泛发育的裂隙型和缝洞型碳酸岩，那么第一阶段钻进200m，孔的直径是444.5mm，然后在这套管，直径339.7mm；1000m左右有一个巨厚的石英砂岩层，第二阶段孔的直径是311.2mm，钻进至1000m处，然后套管，直径为244.5mm；铀矿深2000m，第三阶段孔的直径是215.9mm，钻进至2000m处，套管139.7mm。终孔口径选择φ97mm。 盐膏层分布广且多为结晶物，硬度和密度都很低，钻探过程极易造成塌方，钻井壁容易脱落影响后续钻探，在1000m处下套管的目的是封隔上部裂隙发育的漏失等复杂地层。 2.钻机、钻头和泥浆设备选型： 钻机的选择： 图表1 钻进深度2000m，根据钻进深度，考虑到钻机的钻进能力，（如图表1）钻机可选用XY-6立轴式岩心钻机（钻进深度可达到2000m）。立轴式岩心钻机回转器有一根长的立轴，在钻进中可起到良好的导正和固定钻具方向的作用，适用于打各种倾角的钻孔，原立轴式岩心钻机还具有结构简单、操作容易、维修方便等优点，同时它也是目前国内外广泛使用的一种主要机型。 钻头的选择： 根据图表2，列出地层概况：煤层属于软的岩层（3级），碳酸盐属于中硬的岩层，石英砂属于坚硬的岩层（11级），花岗岩也属于较硬的岩层（10级）。盐膏层：盐膏层主要是一些碎屑晶粒构成，多为盐湖沉积物，硬度低。目的层为花岗岩型铀矿，要求全孔取心。所以选用牙轮钻头和金刚石取芯钻头。牙轮钻头具有适应地层广，在软地层中机械钻速高的特点，非常适合在前期较软的岩层加快破碎速度，提高效率。金刚石钻头结构简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力，且在软-中硬地层中钻进，速度快，寿命长。 选择金刚石钻头的原则为： （1）软至中硬和完整均质岩层，一般宜用天然表镶钻头、复合片钻头、聚晶钻头。 （2）硬至坚硬致密的岩层（7~12级），一般宜用孕镶钻头，或细粒表镶金刚石钻头。 （3）在破碎、软硬互层、裂隙发育或强研磨性岩层，宜用尖齿型广谱钻头或耐磨性好
《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计。 钻井与完井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井与完井工程设计是以现代钻井工艺理论为准则，采用新的研究成果，以现代计算技术用最优化科学理论去设计和规划钻完井工程中的工艺技术及实施措施。 钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要程序，是钻井与完井工程施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动，如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公司主管单位重新讨论研究。 钻井与完井工程设计的科学性，先进性关系到一口井钻井工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水平的提高依靠钻井与完井工程设计水平的提高。 钻井与完井工程设计的任务和内容 钻井与完井工程设计的任务是根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进度预测和成本预算。 钻井与完井工程设计内容包括： 一、井身结构设计； 二、固井工程设计： 1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计； 三、钻柱组合和强度设计； 四、钻机选择； 五、钻进参数设计： 1．机械破岩参数； 2．钻井液体系及性能； 3．水力参数； 4．下部防斜钻具结构； 六、油气井压力控制设计； 七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）； 八、钻前工程设计； 九、环境保护要求； 十、各次开钻或分段施工的特殊点要求； 十一、材料及成本预算；
钻井工程课程设计 第一章设计资料收集设计井基本资料井号SJ0089 井别设计井深2000 井口海拔完井层位古生界地理位置预探井725 海拉尔坐标目的层位20639585,5347043 Y1,D,N,T 海拉尔盆地呼和湖坳陷呼和湖构造位置凹陷将北构造带 1. 设计依据大庆石油管理局勘探部1992年第73期《勘探方案审定纪要》设计依据本区标准层构造图。邻井资料 2. 钻探目的评价本区油层情况1．2 邻井基本参数 1.井身结构井号项目钻头尺寸(mm> 和3 表层和3 油层下深(m) 160 1945 套管尺寸(mm) 339 139 泥浆密度(g/cm) －－3井深165 1950 444 215 2.地层压力井号和3 和3 和3 和3 和3 和3 和 3 和 3 和 3 井段0－163
163－300 300－600 600－900 900－1100 1100－1500 1500－1700 1700－1900 1900－1950 地层压力(g/cm) .85 .9 .95 1 .98 12破裂压力(g/cm)23.钻具组合井号和 3 井段0-163 钻头外径(mm) 444 密度(g/cm) 3钻具组合Φ178×75＋Φ159×26 Φ214螺扶＋Φ178×2＋Φ214螺扶＋Φ178×9＋和 3 163-1950 215Φ214螺扶＋Φ178减震器＋Φ178×18＋Φ214螺扶＋Φ159×26＋Φ214螺扶+Φ159×135 和 3 和 3 680-690 950-990 215 215Φ178取芯筒＋Φ159×100 Φ178取芯筒＋Φ159×100 Φ178取芯筒＋Φ159×100 1 和 3 1075-1090 215 4.钻井液性能地质年钻井液密度失水井号井段(m) 粘度PH值力度值N 值K值3代类型(g/cm) (API) (s) (Pa) () (Pa) 伊二段-和 3 0-163 搬土混浆22-45 - - 第四系- - - - - 漏斗静切塑性粘屈
东北石油大学课程设计 2017 年7 月28 日
东北石油大学课程设计任务书 课程：石油工程课程设计 题目：钻井工程设计 专业：石油工程姓名：学号： 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要内容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校内自编教材 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程出版社，1990 完成期限2017年7月3日-2017年7月28日 指导教师李玮教授、孙士慧讲师 专业负责人李士斌 2017 年7 月28 日
前言 钻井工程设计是石油工程设计的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，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，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行。并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 钻井设计包括地质设计和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计。钻井与完井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井与完井工程设计是以现代钻井工艺理论为准则，采用新的研究成果，以现代计算技术用最优化科学理论去设计和规划钻完井工程中的工艺技术及实施措施。钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要程序，是钻井与完井工程施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。 本设计的主要内容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，是钻井周期最短；钻下部高雅地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井内钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故；以及强度的校核。2、套管柱设计：选择不同型号的套管，满足钻井中固井、完井要求；3、钻具组合设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6、注水泥设计，等几个方面的基本内容。
第一阶段在线作业 第1题目前对地层压力等级的划分尚未有统一的明确的标准。应用我国石油工业的习惯用语，一般将地层压力分为四个级别。超高压地层压力PP 为 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层压力的定义及分类。 第2题压力梯度是指( )压力的增加值 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：压力梯度的定义。 第3题计算钻井液的静液压力时，井深数值必须依据( )。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：液柱压力的定义及计算方法。 第4题地层压力当量钻井液密度是指把( )折算成钻井液密度。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层压力的定义及计算方法。 第5题井深2800m，钻井液密度1.24g/cm3，下钻时存在一个1.76MPa的激动压力作用于井底，计算井底压力当量钻井液密度( )g/cm3。 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：液柱压力的定义及计算方法。 第6题地层压力是确定钻井液（）的依据。 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层压力的定义及计算方法。
第7题正常压力地层中随着井深的增加，地层压力梯度（）。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：异常压力的成因及影响因素。 第8题上覆岩层压力是指某深度以上的( )所形成的压力。 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：上覆岩层压力的定义及计算方法。 第9题当孔隙压力等于上覆岩层压力时，骨架应力( )。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：骨架应力的定义及计算方法。 第10题地层破裂压力一般随着井深的增加而( )。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层破裂压力的定义及计算方法。 第11题地层破裂压力是确定( )的重要依据之一。 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层破裂压力的定义、影响因素和计算方法。 第12题地层坍塌压力指的是液柱压力由大向小到一定程度时井壁岩石发生剪切破坏造成井眼坍塌时的（）。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：主要知识点：地层坍塌压力的定义及计算方法。 第13题地层漏失压力是指某一深度的地层产生（）时的压力。 您的答案：B