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《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：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、
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井进行扩孔改造，变成生产试验井，对目标煤层进行压裂排采试验，以获取煤层气井生产数据；
4）根据排采试验成果，评价该区煤层气勘探开发潜力和开发试验的可行性。
4 技术要求
4.1 钻井液性能使用要求
储层压力一般随埋藏深度的增加而增大。根据区域地质、煤田地质资料，预测该区煤储层压力梯度在10—12kPa/m之间。据此可对钻井液及各项工程参数进行调整，维持衡钻进。
根据该区构造复杂、断层多，煤层层数多、厚度大、倾角大的特点，如何有效的保持井壁的稳定性又能尽量减少钻井液对煤储层的伤害，从而确保EH—01井能真正达到钻井目的。对该井钻井液性能使用要求如下：
1）开孔至第一目标层以上10米，采用泥浆钻井，以便起到良好的护壁作用；
2）从第一目标层开始，要求采用清水钻进，以达到：
●最大限度地减少钻井液对煤层的污染；
●保证试井工作的顺利进行，以获取准确的储层参数。
4.2 钻井质量要求
根据该井钻井目的和任务，要求井身质量：
最大全角变化率不得大于10/30m，全井井斜不得超过30，井底最大位移不得超过10 m，井径扩大率小于20%。
4.3 钻井取芯要求
根据该井钻探施工目的和任务，全孔采用绳索取芯，以确定地层层位和倾角；煤芯是获取含气量等参数的主要来源，所以，取芯工艺是关键环节。为保证取芯成功，并保证各项分析测试成果的正确性，特对该井取芯做如下要求：
●煤芯的采取必须采用绳索取芯技术；
●煤芯的采取必须采用半盒式取煤管；
●煤、岩芯采取率均不得低于80%；
●煤芯采取结构完整，不污染、不磨烧变质；
●为避免钻井液对煤层的污染，钻取煤层时应采用清水、低排量钻进；
●为确保煤层含气量测定数据的准确性，煤芯钻取提钻应尽量迅速，要求从开始钻取煤芯到煤芯提至井口时间不超过20分钟；
●钻探施工井队必须做好见煤预告，见煤前应及时通知甲方现场地质监督和工程监督以及分析测试等人员，提前做好各项准备工作；
●为减少煤芯在空气中的暴露时间，要求煤芯到达地面后进行照相，并在10分钟装入事先检验好的煤层气解吸罐中，并立刻开始进行现场解吸；
●在煤系层段取芯应作好煤、岩芯的地质编录工作，编录容除煤田地质所要求的容外，还应特别注意观察、记录煤芯和煤层顶、底板岩芯的裂隙发育特征。岩芯要洗净、编号、妥善保存。
5 施工设计
5.1 施工程序
为保证参数井试井安全和获得真实的煤层渗透率、储层压力等实测储层参数，并为改扩成煤层气生产试验井的压裂、排采作好必要的准备，整个钻井的施工分以下两个步骤进行：
1）参数井采用全井绳钻满眼取芯钻进，钻到第一目标层以下2—3米，进行电测井径和试井；钻到第二目标层、第三目标层以下2—3米，
分别进行电测井径和试井。
2）根据试井、测井分析结果，如果获得的储层参数显示具有开发潜力，则采用Ф215.9mm口径扩井，至C21b煤层底板以下50米，下入Ф139.7mm生产套管并固井。
5.2 井场布置
本着少占地又方便施工的原则，井场布置紧凑、有序、明快。造成一个好的施工环境。面积约为1500m2，见图1。
5.3 钻井工艺
根据《省恩洪煤田煤层气勘探总体部署方案》和EH—01井地质设计要求，鉴于该区地质构造复杂，断层发育，煤层多、厚度大、倾角150o—300、稳定性差，因此，在这种复杂的地质条件下，吸取以往勘探区钻井施工经验教训，参数井阶段，为取准取全第一性资料，确保钻井打直，保证地质和试井成果质量，主要采用金刚石绳索取芯满眼钻进。进入生产试验井阶段，采取Ф215.9mm锒齿无芯牙轮钻头和金刚石无芯钻头强力钻进，扩孔成井。
5.4 井身结构
参数井:Ф130mm孔径开孔,穿过基岩20m,孔深0－30m下Ф108mm外接箍套管护孔导向，换Ф89mm孔径金刚石绳索取芯钻进至孔深660m。
生产试验井：起出Ф108mm套管。Ф311mm扩孔至孔深30m，下入Ф244.5mm套管，固井，水泥返高至地表。井口水泥封闭。换Ф215.9mm 牙轮钻头扩井至井深660m，下入Ф139.7mm生产套管、固井，完井。 (井身结构见图2)
5.5 钻井设备
1）参数井阶段：
钻井工艺主要绳索取芯钻进，钻井设备为煤田钻探TK—3钻机及其配套水泵、柴油发电机组系列等，详见表1。
2）生产试验井阶段：
图1 井场布置图
钻井设备为GZ钻机系列，见表2。
绳索取芯钻进主要设备表 1
钻井施工的主要设备及配套设备表2
5.6 钻具配置
1）参数井阶段：采用SQ系列绳索取芯钻具。钻具结构Ф89mm 钻头+Ф89mm扩孔器+Ф84mm岩芯管+Ф81mm钻杆+Ф90mm主杆。绳钻具体规格见表3。钻具结构见图3。
SQ绳钻技术规格表表3
2)试验井阶段:
Ф311.1mm钻头+Ф121mm钻铤+133.4方钻杆,见图4。
扩孔成井:
Ф215.9mm钻头+Ф121mm钻铤12根+Ф89mm钻杆+133.4方钻杆。从下至上第一根下部及第二根钻铤上部各加Ф214mm螺旋稳定器1个，以防井斜。见图5。
5.7 钻头选择
1）参数井阶段；按岩石可钻性级别，选用以下孕锒金刚石钻头。
①可钻性在5级以的岩层选用Ф89mm同心平底三环尖齿钻头。
②可钻性在3级以的岩层选用Ф89mm同心两阶梯尖环齿钻头。
③可钻性在7—11级的岩层选用Ф89mm同心平底半圆弧唇面自磨锐钻头。④煤层选用同心尖环齿底喷钻头。
钻头性能参数见表4。
金刚石钻头性能参数表表4
2)试验井阶段：
开孔钻头Φ311.1mm，型号XHP2
扩孔钻头Φ215.9mm，型号XHP3
5.8 钻井液
根据中联公司对钻井液使用的要求，结合近年来煤层气钻井施工冲洗液使用的成功经验，本井采用PHP—HPAN不分散低固相泥浆；煤系上覆层段采用低固相钻井液，煤系地层采用无固相钻井液，采煤清水。各井段钻井液性能见表5。
各井段钻井液性能指标表表5
泥浆配方与性能表表6
●泥浆配制：
选用优质膨润土作为造浆材料，造浆率大于10m3/T。制成的基浆失水量应低于20ml/30min。配浆水选用软水或矿化度低的清洁水。
配制过程中，首先把钙质膨润土加入一定量的纯碱并加水搅拌均匀，预水化使用其转化为钠质膨润土。然后，用水解度30—70%，分子量大于100万的聚丙烯酰胺和其他处理剂，以提高造浆能力和粘度，降低失水量，直到失水量不再下降时，停止加高聚物。最后将泥浆稀释到所需的固相含量即可。水解聚丙烯酰胺应稀释成水溶液使用。
钻进过程中，要不断地补充水解聚丙烯酰胺溶液以补充沉除钻屑时的消耗。
钻井液循环系统，长度大于15m，泥浆池2个，规格2×3×1.6m，沉淀池2个，规格1.5×1.5×1.5m。循环槽断面规格0.4×0.3m。
钻井液循环系统布置如图示
●钻井液的管理
选配优秀的泥桨管理人员，负责现场钻井液的配制、测定、调整和仪器、材料的保管。配齐钻井液性能测仪器。井场配泥桨工程师统一管理。
每次开钻前，钻井液性能必须调整到设计要求的围。
每2小时测量一次钻井液密度和粘度，8小时测量一次API全套性能。井下情况复杂时要加密测量，并填入班报表。
进行钻井液大型处理前心须做小型试验。井场配小型试验室。
钻井液处理剂选用具有产品合格证的优质产品。送到井场后，必须认真检验，并备有检验报告可查。井场存放时注意防潮防变质。
钻井过程中，尽量保持钻井液压力与地层压力平衡，维持衡钻井。
无芯钻进时，实施二级除砂净化，绳索取芯钻进应用除泥器，达到三级净化。
井场及时、准确，取全钻井液录井资料。按〈煤田钻探规程〉做好简易水文观测，并记入班报。
5.9 钻进参数
根据钻井钻遇地层可钻性、井深、井径和不同工艺方法，合理选择钻进参数。
1）参数井绳索取芯钻进参数见表7。
绳索取芯钻进参数表7
2）试验井大径扩孔钻进参数见表8。
扩孔钻进参数表8
5.10 岩、煤芯采取
取芯是煤层气勘探评价孔的重要任务之一，是研究煤岩层的基本方法，也是测定分析煤层气含量、煤的等温吸附试验等储层参数的必要条件。为了保证岩、煤芯采取质量，按下述要求执行：
1）根据岩、煤层情况选择适用的绳索取芯器。取芯器应具有单动、定位、悬挂、管保护、调节、扶正、岩芯堵塞报警、打捞安全脱卡和管到位报信装置。此外，取芯工具应是半合式筒。
2）下钻前必须对取芯器进行全面检查。取芯器应单动灵活、水路
畅通，管与钻头间隙适宜。取芯工具入井时，应认真丈量记录好钻具长度，量准确方能下井。
3）钻达目的层前，按采煤要求进行2—3次试取芯，以确定地层和调整取芯参数。
4）正式取煤前，应做好动员及人员分工，如煤芯丈量、煤芯观察描述、煤芯照相、解吸测试及设备等。
5）根据岩层性质选用钻头，钻头与卡簧配合尺寸要合理。钻头径与卡簧的自由径必须合理配合。一般卡簧的自由径比钻头径小0.3mm 左右为宜。现场应配备大、中、小三种尺寸的卡簧以供选配。
6）严禁将弯曲钻杆和弯曲超限的外管总成下入孔。回次进尺不得超过管容纳长度，以减少震动破碎堵塞和磨损岩芯。
7）依据岩石物理力学性质及孔深等因素选用适宜的钻头品种和结构型式。钻进煤层时，用底喷式钻头。
8）合理选用钻进技术参数。推荐使用的钻进技术参数：钻压：8—12KN；转速：180—300r/min，泵量：80—120L/min。
9）钻进松散、破碎岩层时，应采用较低转速，小泵量，并限制回次进尺时间和进尺长度。
10）下达见煤预告书后，严格执行守煤制度和机班长负责操作制，做到准确判层。
11）在煤层顶板中钻进，要严格控制管总成到位后才能扫孔钻进，防止形成打“单管”现象。
12）必须严格执行“见软就提钻”制度。煤层顶板坚硬时，必须捞净岩芯后方可钻进煤层。第一个回次进尺应控制在0.4—0.5mm，以观察取煤钻具装配是否得当，钻进技术参数是否合理，以便采取措施。
13）严格执行“进尺缓慢就提钻”打捞岩芯，防止钻进煤层顶板岩芯堵塞在卡簧处不能顺利进入管，而打丢打薄煤层。
14）为了便于卡芯，在回次终了前开一段慢速，使岩芯变粗。
15）适当控制打捞速度，以防产生抽吸作用，影响井壁稳定。提升速度 60—90米／分为宜。
16）做好判层工作，准确记录见软、见硬深度。
17）选取适用的底喷钻头，根据煤层性质调节外钻头间隙。
18）除每100m丈量钻具外，见煤、止煤丈量钻具，及时排除井深误差。
5.11 钻井防斜
1）钻塔、钻机安装底盘牢固、水平、周正。为防止地基下沉，钻塔四脚打水泥墩，长×宽×高 1.2×1.2×0.7m。钻机在滑轨上不得松晃。钻塔、立轴，井口必须三点一线。
2）严格按设计钻具组合配备钻具，并选用钢性好、不弯曲、不偏磨的钻具。
3）开孔时应采用相对小的钻压。
4）选择适宜的钻头和合理的钻进技术参数，钻进压力不可过大，破碎带，软硬互层尤应注意。
5）生产试验井扩孔时，每个单根钻完后要进行1—2次划眼，以保证井壁规正、光滑。
6）井深每100m测斜一次，发现井斜及时采取措施纠斜。
7）换径时应带导向，以防偏斜。
8）提下钻具应轻提轻放，不得碰撞。下钻遇阻时，不能猛墩强扭钻具，以防钻具弯曲，造成孔斜。
9）岩芯堵塞时立即打捞筒，不得强行加压钻进，以防孔斜。
5.12 复杂地层钻进
根据相邻勘探区施工情况和地质资料分析，本井不能排除发生涌、漏水和翻坍的可能。因此应严格按钻进规程要求操作，防止人为因素
造成涌、漏、翻坍；泥浆工应随时观察井口返浆情况，按时测定钻井液性能，发现异常情况及时采取措施处理。遇涌、漏水时，记录涌、漏水层位、深度及水位变化情况。做好充分的压涌、堵漏的物质准备。
1）涌水处理
处理涌水前首先必须测定涌水压力，计算出所需泥浆的密度。压住涌水后，控制适当的泥浆密度，保持平衡钻进，直至钻穿含水层。
2）漏水处理
根据不同的漏失层位和漏失情况，选用适合的堵漏方法，目前常用和行之有效方法有惰性材料堵漏、粘弹性材料堵漏和水泥堵漏等。可用锯沫堵漏，锒嵌剂堵漏，801堵漏剂、191树脂堵漏及高压注水泥浆堵漏等项措施，确保施工顺利进行。
3）翻坍，缩孔处理
●严格控制钻井液失水量，保持钻井液稳定，按钻井液配方，配制钻井液。
●注意观察岩芯岩性，结构，地层构造和钻井液性能变化，随时调正钻井液性能指数。
●备足钻井防坍剂、降失水剂，迂翻坍，缩径地层，及时调正钻井液性能。
●清水采煤，发现严重翻坍，需加防坍剂，制止坍孔，保证取芯和正常钻进。
●不稳定地层钻进，提升钻具，需回灌钻井液，保持钻井压力平衡，防止翻坍。
●适当控制升降钻具和打捞岩芯速度，减少压力激动对井壁的破坏。
5.13 安全措施
1）认真贯彻安全第一，预防为主的方针，搞好安全防教育，每周
上一次安全技术课。
2）严格执行《安全操作规程》和《安全生产奖惩办法》。
3）坚持文明生产，正规作业，做到现场安装标准化，管理工作制度化，各项操作规化。
4）井队长为安全第一责任者，认真把好安全关，成立井队安全小组，每周进行一次安全大检查，召开安全会议，解决处理有关安全生产事项，及时消除事故隐患。
5）配齐各种安全设施，安全网、罩、拦杆齐全、完好、有效，个人防护用品，上班时必须穿戴整齐。
6）做好防火、防洪、防署、防雷电工作。严禁明火照明，火炉烘烤易燃物品，配齐灭火器，防火工具，井场挖好排水沟，钻塔安装避雷针。
7）井有异常或设备发生故障时，必须将钻具提到安全井段，及时处理异常，排除故障。
8）预防井喷，如迂井喷征兆，用加重泥浆压井，安装防喷器。
5.14 环境保护
1）钻井施工前必须按照甲方施工设计，备好污水排污罐，然后拉到污水处理场所处理。不准利用农用水渠或池塘存放泥浆、污水、不准靠近农田水井、鱼塘挖排污池。
2）井口必须有放喷管、防喷盒，排液管线出口要加弯头或下倾10度，排出的水、泥浆、化学堵剂等全部进入排污罐，尽量不落地，落地要积极回收。提高污水回收率，井场作业必须有容器存放，并回收处理。
3）压井施工中必须做到不刺、不漏，施工后清洗设备管线的污水全部排入存储器，全部回收，集中处理。
4）营区取暖锅炉要按装有效的消烟除尘设备。集体食堂、茶炉要
用高效节能炉灶，严禁冒黑烟，防止烟尘污染。
5）营区的生活污水、垃圾要加强管理，集中处理，生产场地地面无垃圾、无油污，施工现场各种器材物品堆放整齐，规格化，做到工完、料净、场地清。
6）要做好废机油、废柴油、原油的回收工作，搞好节约，减少污染。
7）施工单位的工业“三废”要集中回收处理，不得任意排放。严禁使用渗坑、渗井或稀释等非法手段排放有毒有害物质，以免污染地下水源，如已造成污染，则要采取措施，限期治理。
8）努力减少噪音，凡能产生噪音的震动的机泵、设备，必须因地制宜采取消音、隔音、防震等有效措施，各种车辆不准在厂区、生活区使用喇叭，不准使用高音喇叭进行广播，防止噪音污染。
9）井场的带菌污水及垃圾要经过消毒处理，不得污染环境。
5.15 施工周期
1）参数井阶段
施工周期42天，详见表9
EH—01井参数井施工进度计划表表9
2）生产试验井阶段
施工周期18天，详见表10。
EH-01井生产试验井施工进度计划表表10
5.16 主要材料
1）金刚石钻头与扩孔器消耗，见表11。
金刚石钻头与扩孔器消耗表表11
2）大径扩孔钻头消耗，见表12。
大径扩孔钻头消耗表表12
3）油脂材料消耗，见表13
油脂消耗表表13
4)钻井液主要材料消耗，见表14
钻井液主要材料消耗表表14
5.17 施工管理
1）井队编制
①组建恩洪煤层气项目工程指挥部。
指挥人员组成：
②井队员工配置
2）办公通讯设施
●井场配奔腾586计算机和HP—600激光打印机各一台，随时处理钻井资料。
3）管理制度
●井队岗位责任制，明确分工，各司其责。
●班前班后会议制度，布置工作，总结经验。
●交接班制度，明确责任密切协作。
●机械维护保养制度，定期维修确保设备正常运转。
●建立井队长、副井队长、钻井工程师每日碰头会制度，每晚由井队长召集主持，研究当日生产情况，布置次日工作。
●开展安全检查制度。
●坚持每日生产汇报制度。
●建立以井队工程师为组长的质量管理小组，总结和布置质量工作，提高全体员工质量意识。
6 提交资料
钻井过程中按地质设计要求记录、整理原始资料，完井后随其它成果资料一并提交中联公司。
要求提交的钻井原始资料和完井资料为：
（1）钻井工程原始资料。
①钻井班报表。
②钻井日报表。
③钻井井史。
④钻具丈量记录。
⑤井下复杂情况和钻井事故报告。
⑥泥浆班报表。
⑦钻时记录表。
⑧套管记录表。
⑨完井交接书。
（2）钻井工程成果资料：
①钻井工程总结报告10份，磁盘1份。
②泥浆技术总结报告10份，磁盘1份
③固井施工总结报告10份，磁盘1份
7 施工队伍经历简历
本次承担施工的队伍是中煤技术开发公司第二工程处的第二钻井队，该处是负责煤炭资源及煤层气开发的专业工程处。
该处及所属井队成员均来自煤田地质勘探一线和科研部门，特别是从1999年施工煤层气钻井以来，在钻井工艺的研究、地质录井、机械维修、资料解释等方面均积累了比较丰富的经验，该处职工思想稳定，作风过硬，管理严格，整体施工作业组织有序，能认真执行甲方的生产指令，作到安全生产，文明施工。
该处所属井队各工种的工人，都持有岗位合格证和操作证，曾转战、、等地施工煤层气钻井，近年来一直在、靖边、安塞、子长、志丹等地进行油（气）井的施工，已完成延长油矿管理局生产油井20余口，长南公司油井10余口。今年初，刚完成中联公司沁水盆地煤层气钻井任务，全部满足甲方的质量要求。
该处各井队均配备了各种操作规程，技术标准，管理标准和岗位规，建立有一套严格的规章制度和施工质量保障、监督体系。
钻井绳钻取芯工艺是煤田地质系统的优势之一。为适应煤层气绳钻取芯的需要，本公司立项并完成了煤层气绳钻取芯工艺研究的Ⅱ类科研项目，配备和完善了Φ95毫米、Φ114毫米、Φ215毫米系列绳钻取芯工具。在新施工的10余口参数井及生产井中进行绳钻取芯，采取率达90%以上。
从2000年以来，我公司设备不断更新，技术队伍不断壮大，组织机构不断调整，使我们的服务意识不断增强，在面向市场化的激烈竞争中，公司始终贯彻质量至上，优质服务的宗旨，不断取得新的进展。
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)
. 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
b号煤层。 C、C、l●目的煤层：P组C212916b号煤层以下50米，下二叠系、峨眉山玄武岩组。●完钻层位：C21●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、. . 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井进行扩孔改造，变成生产试验井，对目标煤层进行压裂排采试验，以获取煤层气井生产数据；4）根据排采试验成果，评价该区煤层气勘探开发潜力和开发试验的可行性。 4 技术要求 4.1 钻井液性能使用要求 储层压力一般随埋藏深度的增加而增大。根据区域地质、煤田地质资料，预测该区煤储层压力梯度在10—12kPa/m之间。据此可对钻井液及各项工程参数进行调整，维持近平衡钻进。 根据该区构造复杂、断层多，煤层层数多、厚度大、倾角大的特点，如何有效的保持井壁的稳定性又能尽量减少钻井液对煤储层的伤害，从而确保EH—01井能真正达到钻井目的。对该井钻井液性能使用要
煤层气钻井中的几个关键技术问题 2008-11-17 来源 关于煤层气 1.1煤层气的成因及主要成份 煤层气是一种在含煤岩层中，以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气，俗称瓦斯，主要成分为CH4，占90%以上。煤层气在煤层中生成，并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。 1.2煤层气的危害 煤层气一直被看作是对煤矿开采造成严重安全威胁的有害气体，在煤炭开采史中，由于煤层气导致了多起瓦斯、煤尘爆炸事故和煤与瓦斯的突出事故。煤层气的主要成分甲烷是具有强烈温室效应的气体，其温室效应要比CO2大20倍，散发到大气中的甲烷污染环境，导致气候异常，同时大气中的甲烷消耗平流层中的臭氧，而臭氧减少使照射到地球上的紫外线增加、形成烟雾，还可诱发某些疾病，危害人类健康。 1.3煤层气的利用 另一方面，甲烷作为煤层气的主要成分，其常温下的发热量为3.43～ 3.71MJ/Nm3，其热值与天然气相当，是一种高效、洁净的非常规天然气，可以用作民用燃料，也可以用于发电和汽车燃料，还是化工产品的上等原料，具有很高的经济价值。 1.4山西沁水潘庄矿区煤层气开发 山西沁水潘庄矿区煤层气开发已经初具规模，其中由中联公司开发的煤层气井日产气量平均在2000m3以上，主要用作化工及工业燃料、汽车燃料等，山西晋城煤业集团所属的寺河煤矿正在建设全国最大的120MW燃气轮低热值煤层气发电站。 1.5煤层气钻井工艺 煤层气钻井工艺基本和石油钻井工艺相似，都是在井眼钻成后，全井下生产套管，固井，然后通过射孔、压裂等工艺，最后达到采气的目的。一九四队从2006年8月起在山西沁水县为中联公司施工煤层气井，已成功完井6口，进尺2800多米，实现产值300余万元。本文结合煤层气井施工的实际，提出煤层气井钻井施工中防止井斜、钻井液固相控制、煤层钻进、下套管和固井这四个关键性技术问题。 2.煤层气钻井施工中的几个关键技术问题 2.1钻井防斜 2.1.1煤层气钻井对井斜的要求 由于在钻井完成后，还要进行射孔、压裂、安装井下装置等后续施工，对于钻井质量中的井斜有严格的要求，井深500m井斜0～1.0°为优质，1.0～2.5°为合格，超过2.5～3.0°为不合格，超过3.0°为报废。 2.1.2造成井斜的主要原因
煤层气水平井钻井工程作业规程 The Operation Regulation of Coalbed Methane Horizontal Drilling 1 范围 本标准作为中联煤层气有限责任公司（以下简称中联公司）企业标准，规范了煤层气水平井钻井工程作业全过程的程序和要求。包括水平井钻井工程设计、钻前准备及验收、水平井井眼轨迹控制作业、水平井测量作业、水平井完井作业、水平井钻井工程质量要求、健康、安全与环境管理（HSE）要求、水平井钻井工程资料汇交要求等六项内容。 本标准适用于煤层气勘探开发过程中水平井钻井工程的设计、施工作业、工程质量要求、资料汇交和验收。 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。 Q/CUCBM 0301 煤层气钻井作业规程 GB/T 8979 污水排放要求 GB/T 11651 劳动保护用品 SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法 SY/T 5272 常规钻井安全技术规程 SY/T 5313 钻井工程术语 SY/T 5322 套管柱强度设计推荐方法 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5358 砂岩储层敏感性评价实验方法 SY/T 5396 石油套管现场验收方法 SY/T 5411 固井设计格式 SY/T 5412 下套管作业规程 SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹控制 SY/T 5526 钻井设备安装技术、正确操作和维护 SY/T 5547 动力钻具使用、维修和管理 SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋 SY/T 5619 定向井下部钻具组合设计作法 SY/T 5672 钻井井下事故处理基本规则 SY/T 5724 套管串结构设计 SY 5876—93 石油钻井队安全生产检查规定 SY/T 5957—94 井场电器安装技术要求 SY/T 5958 井场布置原则和技术要求 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套规范 SY/T 6075 评价入井流体与多层配伍性的基础数据 SY/T 6228—1996 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐方法中第八章和第10.5、10.6款 SY/T 6283—1997 石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南 SY/T 6426 钻井井控技术规程 3水平井钻井工程设计
1、钻井地质基础数据有哪些？ 勘探项目 井号井别井型 地理位置 构造位置 测线位置 大地坐标(设计)大地坐标(实测) 地面海拔(设计)地面海拔(实测) 设计井深完钻层位目的层 2、碳酸盐岩分析用纯样还是用混合样，如何作？ 挑纯样研粉后称1g，加入5％的盐酸5ml，放入反应器皿中封紧，工作曲线最后呈平直状5-6分钟，得出结果。 3、井漏、井喷、井涌收集哪些资料？ 井漏时收集： 1、漏失井段、层位、岩性、起止时间、漏失量、漏失钻井液的性 能及漏失前后的泵压、排量和钻井液性能、体积的变化及井筒 内的静止液面。 2、井口返出情况，返出量，有无油气水显示和放空。 3、井漏处理情况，堵漏时间，钻头位置，堵漏类型，泵入量，压 井过程中钻井液性能及泵压变化。有无返出物。 4、井漏的原因分析(地质因素、工程因素和人为因素)。 井喷时收集：
A.井涌或井喷的井深、层位、岩性、起止时间、喷势并及时取样。 B、井涌或井喷过程中，记录涌、喷高度或射程，喷出物中含流、 气体情况。气体组分、泵压、钻井液性能的变化情况。 C压井过程、时间、钻具位置、压井液数量和性能。 D井涌或井喷的原因分析，如异常压力的出现，放空井涌，起钻抽吸等。 4、录井过程中检查哪些综合录井资料？如果组分中没有C2对不 对，试举例说明？ 色谱记录原图、注样检查等。人为原因：1.气测进机的色谱：采集数据线没有与C2峰对齐。标定时C2出峰时间与实际出峰时间不一致。2.气测不进机的色谱，衰减不及时或不正确。 5、三角图板的应用 答：烃三角图版在一定区域是不同的，本区所用的三角图版是跟据此区油气特征而设定的图版，图版中给出了生产区（S 区），和非生产区两部分。将气测录井烃参数，输入计算 机就会给出解释三角（倒、正）图形及M点在图版上的 位置，与生产区、非生产区的关系，来评价地层流、气体 性质及储层性质的做法叫三角形解法。 6、塔里木盆地有几坳、几隆？ 三隆：塔北隆起、中央隆起、塔南隆起等。 四坳：东南坳陷、西南坳陷、北部坳陷、库车坳陷
钻探设计说明书 第二章钻探设计说明书 第一节钻探的地质概况 本区地表大部被第四系风积砂与黄土覆盖，基岩仅在沟谷中零星出露，根 据前期的地质踏勘可知，钻探区的的地层由新至老特征如下：第四系全新统的风成层和冲积层、中间的本区没有见到，在就是三叠中统二马营（T2er ）（准格尔旗中部如沙和屹堵、德胜西、暖水等地）为中粒砂岩、三叠下统的和尚沟组（T lh）泥岩假中粒砂岩、刘家沟组（T lL ）砖红色粗粒砂岩、二叠上统的石千峰组（P2sh ）以砂岩为主和上石盒子组（P2s ）以泥岩与砂岩互层为主，二叠下统下石盒子组（P lx ）为长石石英砂岩、下二叠统山西组（P lS）砂岩为主、上石炭统太原组（C2t ）砂岩煤层为主和本溪组以砂岩灰岩和山西式铁矿层、页岩、，中下奥陶统（0）灰岩为主。 第二节钻孔位置 根据前期大的踏勘及周边钻孔对本区的地质情况的揭露，在加上对前人得 研究成果。本钻探区属于华北地台的鄂尔多斯古陆上，由于在喜马拉雅山隆起的使得底层抬升分化剥蚀，使得三叠纪的地层长期出露地表，导致了现在的地貌特征。
本区施工地属于准格尔旗管辖范围，距离原准格尔旗旗政府所在地沙屹堵的纳林镇的黄布拉格的塔上。如图: 根据《岩心钻探规程DD2010-01》编写 第三节单孔钻探技术设计 一钻进方法和钻具组合 为了达到理论的钻探效果，不考虑其经济因素，只考虑地质上及钻进技术等方面因素，达到最优的钻进规程我们采用了金光石钻进，并用绳索取心的方法。 二钻孔结构设计 本区为煤炭地质勘探，勘探煤层厚度及其他特征，根据准格尔旗综合柱状图：设计孔深1400米，采用金刚石钻进，地质剖面包括以下层位：（1）0至10米为可钻性为1级的第四纪的冲击层及卵石层，该段全漏水不循环，需下套管；（3）10至1080米为可钻性1至6级的稳定砂岩为主（4）1080至1400 要求地质取样，主要煤层和灰岩，（5）地质取样要求以59mm终孔。试确定该钻孔结构。［分析］从已知条件，自160米至终孔适于一径到底，不下套管；分析地质剖面，该钻孔下孔口管和一层套管即可；为封闭漏失层，套管下放深度 为20-30米，管鞋伸进稳定层5至10米，套管直径为73mm，因此该孔段须
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。
煤层气钻井井控实施细则（暂行） 中石油煤层气有限责任公司 ○二一一年四月
目录 一一一总则 一一一风险评估和分级管理 一一一一级风险井井控管理 一一一二级风险井井控管理 第五章防火、防爆措施 第六章井控应急救援 第七章井控技术培训 第八章井控管理制度 第九章附则
第一章总则 第一条煤层气是一种以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体，需要通过排水降压方式才得以采出，是一种非常规气藏。 第二条为了进一步推进煤层气钻井井控工作科学化、规范化，提高井控管理水平，有效预防井喷事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏。参照中国石油天然气集团公司《石油与天然气钻井井控规定》，结合煤层气自身开发特点制定本实施细则。 第三条本实施细则适用于煤层气勘探开发钻井工程施工作业，进入所辖地区的所有钻井队伍及相关技术服务队伍应执行本细则。 第二章风险评估和分级管理 第四条井控风险评估 根据煤层气特点，将煤层气钻井作业风险划分为两级，按二 级井控风险进行管理。 一级风险井：预探井、含浅层气和CO2、H2S等有毒有害气体的开发井、评价井。 二级风险井：不含浅层气和CO2、H2S等有毒有害气体的详探（评价）井、开发井。 第五条井控分级管理 （一）井控装备配套 一级风险井必须安装防喷器，二级风险井在满足一次井控的条件下，可不安装防喷器。
（二）管理要求 一级风险井：相关建设单位在公司专业管理部门的指导下全 面进行管理。 二级风险井：相关建设单位独立进行全面管理。 第三章一级风险井井控管理 第六条井控设计是钻井地质和钻井工程设计的重要组成 部分，公司地质、工程设计部门要严格按照井控设计的相关要求进行井控设计，需由公司主管部门负责审核审批。 第七条钻井井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m，距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院、油库、河流、水库、人口密集及高危场所等不小于500m。若安全距离不能满足上述规定，应组织进行安全、环境评估，并制定有针对性的井控措施和应急预案。 第八条地质设计应根据物探资料及本构造邻近井和邻构造的钻探情况，提供本井全井段预测的地层压力系数、浅气层、有毒有害气体资料和复杂情况。 第九条工程设计应根据地层压力系数、浅气层资料、岩性剖面及安全钻进的需要，设计合理的井身结构和套管程序，绘制 各次开钻井口装置及井控管汇安装示意图，并提出相应的安装、试压要求。 第十条工程设计应根据地质设计提供的资料进行钻井液设计，钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准，另加一个安全附加值0.02g/cm3～0.15g/cm3；具
定向井钻井参数设计 刘嘉 中石油胜利石油工程有限公司钻井技术公司 摘要：科技的发展，人口的剧增，造成了对能源的巨度消耗。这迫使人类去寻找更多的能源来满足这样的消耗，而石油便是其中之一。在脚下的土地中，蕴含着大量的石油能源需要去勘探，这边需要有先进的开采技术，若是因开采方式的不当而造成对能源的大量浪费，便是得不偿失了。 一、定向井钻井技术概述 定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的技术之一，也是如今使用的越来越频繁的技术。采用定向井技术开采石油，不仅可以在地下环境条件的严格限制下经济而有效的开发石油资源，在大幅度提高油气产量的同时，又不会对自然环境造成污染，是一项具有显著的经济效益的技术手段。 1.定向井：定向钻井是使井眼沿盂县设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。 2.定向井的分类：按照井型的不同，可将定向井分为常规定向井（即最大井斜角在60°以内的定向井）、大斜度定向井（最大井斜角在60°到90°之间，也成为大斜度井）、水平井（最大井斜角保持在90°左右的定向井）、分支井、联通井。 二、定向井的设备介绍 1.泥浆马达：以泥浆作为动力的一种螺杆状的井下动力钻具，主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、驱动轴总成和放掉总成等部分组成。 2.扶正器：在钻井过程中起支点作用，通过改变其在下部钻具中的位置可以改变钻具的受力状态，从而达到控制井眼轨迹的目的。 3.非磁钻铤：在钻具组合中使用非磁钻铤可以有效的放置由于钻具本身所带来的磁干扰，减少测量过程中的误差，使测量结果真实、有效。 4.浮阀：一个用来防止泥浆倒流损害井下工具及防止钻头水眼被堵的工具。 5.定向接头：为定向仪器提供稳定性的工具，便于准确了解马达等井眼下工具的方向，从而能够为下不作业的顺利进行提供保障。 三、定向井参数设计：
煤层气井钻井完井技术浅议 蒋作焰 【摘要】：煤层在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征；这些特征决定了煤层气井钻井、取心、完井及储层保护诸技术的特殊性。据此，我们从钻井完井工程的角度分析了现有技术存在的问题和制约煤层气开发效果的主要因素。研究并形成了一整套煤层气井的取心技术、储层保护技术和完井技术。这套技术应用于中国多个煤层气试验开发区，不仅满足了地质评价的需要，也为实现煤层气工业性开采起到了积极推动作用。 【关键词】：煤层气钻井技术完井技术 【作者】：蒋作焰2006年毕业于长江大学石油工程专业，中原石油勘探局钻井一公司工程师。
前言 煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。中原钻井通过多年的攻关研究和试验，形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术，其内容包括：煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。 一、煤层气井钻井完井的特殊性 煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要求基础之上的。煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面： 1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。 煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。 2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。 煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。因此，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。 3、煤层破碎含游离气多，取心困难。
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
页岩气钻井地质及工程设计要点 一、封面 页首写构造：大地构造单元名称。井别：参数井（或调查井）、压裂井等。井型：直井等。页首下写项目名称：××省××页岩气××井地质及工程设计页倒二行：编制单位。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 二、扉页 页首：项目设计名称。页中：项目名称、承担单位、编制单位、项目负责、设计人、参加人员、单位负责、审核等。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 三、责任表及目录 责任页表：井号、井别、井型、主管单位、项目名称、承担单位、项目负责、设计人、参加人、项目组意见、专家论证意见（右下角签字、日期）、主管单位（右下角签字、日期）。目录：可按二级大纲级别设置目录及章节所在页码。以上一至三项无须页码。 四、正文 1 目的和任务 扼要说明本项目的主要目的和任务。 2 井区位置概况 2.1 井区位置和交通 叙述井位所在区主要的行政隶属（省、县、乡或镇、村）地理位置、地理坐标、铁路、公路干线及要道、井场进出公路相通等情况。附交通位置示意插图（图内外框、坐标数据、比例尺、井位位置等）。 2.2 井区自然地理 1. 地形地貌：主要阐述井位及其附近的地形（平缓或宽阔、土地、植被、井位标高、高差、平坝面积等。 2. 水源、电力、通讯：重点叙述井位处钻探工程用水距离、水量及其保障等情况，扼要叙述电力和通讯情况。
3 基本数据 列表说明页岩气钻井地理位置、构造位置、井口坐标（经纬、直角）、井口标高、设计井深、目的层位、钻探目的、设计目的、完井方式、录井情况、随钻实验情况等。 4 钻探设计依据及目的 4.1 设计依据 根据有关资料或报告简要阐述页岩气厚度、地层、构造、测试结果、页岩气稳定情况、相关结论等。 4.2 钻探目的 简要叙述钻探所达到的目的：目的层系、获取岩芯地层、了解的地层、获取地层厚度、有机质含量、岩石力学特征、页岩储集能力、页岩含气量系列参数等，为××提供地质依据。5 井区地质概况 5.1 区域地层 简述区域由老到新有关主要的地层（系、统、组）。5.2井区地层 由老到新详细阐述井区钻井遇地层及其上下地层系、统、组、段的岩性、厚度、接触关系，附相关地层插图 。5.3区域构造 简述区域大地构造位置及构造轮廓，与本井区有关的褶曲、断裂并加以综述。附区域构造插图。 5.4井区构造 先综述井区构造基本形态：地层志向、倾向、倾角极值及一般值、发育断裂和褶曲条数、长度、断距。 分述有关褶曲、断裂具体情况。5.4构造演化特征 综述沉积环境、沉积相、构造运动及其演化情况等。
地质钻探施工方案 1、地盘平整 根据地质设计钻孔的方位、顶角，使用木桩确定孔位和方位角，并用水泥砂浆固定，修建10×10m2的平整地盘，钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的四分之一，孔深大于600米时塔基不许安装在填方部位上，地基靠山坡一边的坡度要适当。岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地基松散不稳定时，坡度不得大于45度，并要除掉活石，必须保证边坡稳定。 2、钻探设备的安装 （1）在安装钻塔时必须在技术人员的指导下，找正方位使塔底的轴线与之重合，根据顶角计算出前后车的距离，确定钻机立轴的准确位置，使天车中心、立轴中心线与孔位在同一直线上。 （2）安装钻塔时，必须在机长的统一指挥下进行，所有参与安装人员都必须戴安全帽。在塔上工作时必须系牢安全带，穿平底的橡胶鞋，工具、螺栓放在工具袋内，塔下人员不得与塔上人员同时工作。 （3）机枕下面要挖平夯实，塔柱下面要垫上硬木板，保证塔座稳固周正，塔身的构件要齐全，螺栓紧固，拉好绷绳，披上塔衣，并要安装好避雷针，且测得电阻符合要求，钻机要安装牢固，顶角测定准确。 （4）夜间或刮六级以上的强风以及雷雨、雪、雾天气时，禁止安拆钻塔。同时要做好防洪、防风、防火工作。 3、钻进方法及钻孔结构的选择 根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，我们决定使用金刚石绳索取芯，孕镶金刚石钻头和扩孔器的钻进方法。 18个钻孔中有2个钻孔穿过断层，预计断层深度为100米到400米之间，约900米，一定程度上给钻探施工造成漏水、坍塌等施工困难。为确保钻孔能顺利钻进，我们确定钻孔结构采用三级结构二级套
管，开孔口径110毫米；钻进一定深度后，根据现场施工实际情况，先下φ108毫米井壁管，然后改用φ91毫米的口径，钻进到完整基岩后，然后下φ89毫米的井壁管。最后改用φ75毫米口径钻进至终孔。钻孔结构大样图如下： 钻孔结构大样图 ×××××××× ×××××φ110 mm×××××× ××××××××××× ×××××××× + + + + + + + + + + + + + + + φ91 mm + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + φ75 mm 4、开孔钻进 开孔前先将孔口的松散层挖一个1立方米的坑，再用水泥打平，待水泥凝固后方可开钻。 （1）使用膨润土配制优质泥浆，在配制时加入2%的纯碱，搅拌30分钟，然后测试泥浆性能，使其达到如下要求： 比重：1.10-1.20 泥皮厚度：小于1毫米 失水量：小于5毫升/分钟
钻井工程课程设计任务书 一、课程概述 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工业发展速度。 钻井工程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，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，所有的井都要进行钻井设计。钻井设计是在地质部门提供一口井地质设计书的基础上进行的，内容包括资料收集、工程设计、进度设计和费用预算四个部分，其中资料收集、整理和工程设计是本次必须完成的任务。 二、课程的任务、目的与要求 “石油工程设计——钻井工程设计”是石油工程专业学生的专业课程设计的重要组成部分，本课程设计的任务是：教授及指导学生进行并完成一口直井的钻井工程施工设计。 本课程设计的主要目的是：使学生明了一口井钻井工程设计所包含的基本内容、设计的整体过程及各部分设计之间的相互关系；使学生加深对“钻井工程”课程内容的理解和掌握、进一步了解石油工程相关课程的内在联系；培养学生的设计、计算和绘图的能力；培养学生编制设计文本的能力；进一步培养学生的工程意识及利用己获取知识去分析、解决实际工程问题的能力；进一步培养学生通过自学获取知识的能力；培养学生综合利用已学知识的能力。 本课程设计的基本要求是：学生在教师的指导下完成一口直井的钻井工程施工设计：掌握“教学内容”中所规定的各部分设计的基本原理、方法，会进行相关的设计计算；掌握有关工程手册的查阅方法。所完成的设计应包含“教学内容”中所规定的全部内容。学生最终应提交所设计井的“一口井钻井工程设计书”，以及“一口井钻井工程设计说明书”各一份。 三、教学内容及要求 1、教学内容 1）、指导教师给每个学生下达一份钻井工程设计任务书，具体由提供的软件自动生成。
目录 地质部分 (1) 一、基本数据 (1) 二、枣圆煤层气开发试验区布井方案 及该井在井网中的位置钻探目的 (1) 三、设计依据 (2) 四、设计地层剖面及目的煤层深度、厚度预测 (3) 五、地质录井项目及要求 (3) 六、地球物理测井 (3) 七、地层测试 (4) 八、样品采集与分析测试 (4) 工程部分 (6) 一、井身结构及套管程序 (6) 二、井身质量、固井质量......等项要求.. (6) 三、各阶段施工要求 (6) 四、施工进度预测 (8) 资料要求 (9) 一、需要提交的资料 (9) 二、资料提交时间 (10)
地质部分 一、基本数据 井名： 井别：参数井+试验井 地理位置： 构造位置： 井位坐标： X：Y：H：米 设计井深：米 目的煤层：二叠系山西组3#煤层和石炭系太原组15#煤层。 完钻层位：奥陶系峰峰组。 完钻原则：钻穿石炭系太原组15#煤层以下60米完钻。 完井方法：套管完井。 二、开发试验区布井方案及该井在井网中的位置和目的任务 该井的主要钻探目的和任务是： （1）获取可靠的目标煤层（3#、15#）煤层气评价参数，主要包括煤层厚度、埋深、煤岩煤质、割理和裂隙发育程度、等温吸附特征、含气量、含气饱和度、地层压力、原地应力、煤及顶底板岩石力学性质等。 （2）根据获得的较可靠的煤储层实测参数，与TL-003井进行初步对比研究，指导井网其它各井下步施工方案。
（3）井网其它各井钻井工程全部结束后，统一对主力煤层—3#煤层进行射孔压裂和排水采气试验。 三、设计依据 (1)“沁水盆地南部枣圆煤层气开发试验部署方案”（1999） (2) “枣圆煤层气开发试验井网各井总体设计原则”（讨论纪要） (3)“沁水盆地XXX井完井地质总结报告”（1998.2） (4) 沁水盆地XXX、XXX等井总体设计 四、设计地层剖面及预测目的煤层厚度和深度 根据井网上已完井的XXX井（相距该井约800m）完井地质总结报告，结合其他煤田勘探钻孔资料，并参考樊庄区块3#煤层、15#煤层厚度等值线和底板标高等值线图，预测出该井钻遇地层深度和厚度见表1。 预计该井3#煤层顶界深度为470m，厚度约6.0m; 15#煤层顶界深度为580m，厚度约1.4m。 该井设计地层分层数据表表1
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）选择钻机类型； （3）钻柱组合和强度设计； （4）钻井参数设计； ①机械破岩参数：包括钻头类型、尺寸、数量、钻压、转数、洗井液排量等。 ②钻井液性能； ③水力参数设计； （5）固井工程： ①固井要求； ②套管柱强度设计； ③水泥浆性能参数设计； ④流变学注水泥浆设计； （6）油气井压力检测； （7）环境保护要求 （8）成本及材料预算； （9）技术经济指标及时效分析。 二、钻井设计的基本原则
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、
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井进行扩孔改造，变成生产试验井，对目标煤层进行压裂排采试验，以获取煤层气井生产数据； 4）根据排采试验成果，评价该区煤层气勘探开发潜力和开发试验的可行性。 4 技术要求 4.1 钻井液性能使用要求 储层压力一般随埋藏深度的增加而增大。根据区域地质、煤田地质资料，预测该区煤储层压力梯度在10—12kPa/m之间。据此可对钻井液及各项工程参数进行调整，维持近平衡钻进。 根据该区构造复杂、断层多，煤层层数多、厚度大、倾角大的特点，如何有效的保持井壁的稳定性又能尽量减少钻井液对煤储层的伤害，从而确保EH—01井能真正达到钻井目的。对该井钻井液性能使用要求如下： 1）开孔至第一目标层以上10米，采用泥浆钻井，以便起到良好的护壁作用； 2）从第一目标层开始，要求采用清水钻进，以达到： ●最大限度地减少钻井液对煤层的污染； ●保证试井工作的顺利进行，以获取准确的储层参数。 4.2 钻井质量要求 根据该井钻井目的和任务，要求井身质量： 最大全角变化率不得大于10/30m，全井井斜不得超过30，井底最大位移不得超过10 m，井径扩大率小于20%。 4.3 钻井取芯要求
煤层气钻井中的几个关键技术问题 218-12-10 1. 关于煤层气 1.1煤层气的成因及主要成份 煤层气是一种在含煤岩层中，以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气，俗称瓦斯，主要成分为CH4，占90%以上。煤层气在煤层中生成，并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。 1.2煤层气的危害 煤层气一直被看作是对煤矿开采造成严重安全威胁的有害气体，在煤炭开采史中，由于煤层气导致了多起瓦斯、煤尘爆炸事故和煤与瓦斯的突出事故。煤层气的主要成分甲烷是具有强烈温室效应的气体，其温室效应要比CO2大20倍，散发到大气中的甲烷污染环境，导致气候异常，同时大气中的甲烷消耗平流层中的臭氧，而臭氧减少使照射到地球上的紫外线增加、形成烟雾，还可诱发某些疾病，危害人类健康。 1.3煤层气的利用
另一方面，甲烷作为煤层气的主要成分，其常温下的发热量为3.43～3.71MJ/Nm3，其热值与天然气相当，是一种高效、洁净的非常规天然气，可以用作民用燃料，也可以用于发电和汽车燃料，还是化工产品的上等原料，具有很高的经济价值。 1.4山西沁水潘庄矿区煤层气开发 山西沁水潘庄矿区煤层气开发已经初具规模，其中由中联公司开发的煤层气井日产气量平均在2000m3以上，主要用作化工及工业燃料、汽车燃料等，山西晋城煤业集团所属的寺河煤矿正在建设全国最大的120MW燃气轮低热值煤层气发电站。 1.5煤层气钻井工艺 煤层气钻井工艺基本和石油钻井工艺相似，都是在井眼钻成后，全井下生产套管，固井，然后通过射孔、压裂等工艺，最后达到采气的目的。一九四队从2006年8月起在山西沁水县为中联公司施工煤层气井，已成功完井6口，进尺2800多米，实现产值300余万元。本文结合煤层气井施工的实际，提出煤层气井钻井施工中防止井斜、钻井液固相控制、煤层钻
《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；