第七章固井与完井
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S pN ppe0 r.00D 9 m8 in1 pminb ➢ 在地层压力曲线上找出ρpper 所在的深度即 为中间套管下深D2。
第七章固井与完井
12
3、求钻井尾管下入深度的初选点D31
根据中间套管鞋D2处的地层破裂压力当量密度ρf2 ，求出继 续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度：
pp erf2SbSf D D 3 21 Sk
用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper ，与D31处的实际 地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实 际值，则确定为尾管下深初选点；否则，另取D31进行试算 。
4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险
校核方法与中间套管的校核方法相同。
第七章 固井和完井
➢ 固井：下套管、注水泥
➢ 井身结构设计 ➢ 套管柱设计 ➢ 注水泥技术
固井质量的核心问题就是套管柱的强度和环形空间的 密封及胶结质量问题。
➢ 完井
➢ 钻开生产层 ➢ 完井井底结构 ➢ 完井井口装置
第七章固井与完井
1
第一节 井身结构设计
主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺寸 的配合。
➢ 地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、 地层坍塌压力剖面。
➢ 6个设计系数：
抽系压力系数Sb；0.024 ～0.048 g/cm3 激动压力系数Sg；0.024 ～0.048 g/cm3 压裂安全系数Sf； 0.03 ～0.06 g/cm3 井涌允量Sk；： 0.05 ～0.08 g/cm3 压差允值p； PN: 15～18 MPa ， PA：21～23
MPa
第七章固井与完井
5
四、确定套管层次和下深的基本思路
依据两个压力剖 面，以保证钻进 时井内最大压力 不压裂最薄弱的 裸露地层为原则 ，从全井最大地 层压力梯度处开 始，由下向上确 定套管的层次和 各层套管的下入 深度。
井
深
表套
破裂压力 技套
地层压力
油套
1.0 1.3 1.6 1.8 当量密度，g/cm3
4、尾管（衬管）
第七章固井与完井
2
第七章固井与完井
3
二、井身结构设计的原则
1、有效地保护油气层； 2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，
保证安全、快速钻进； 3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定
压力范围内，具有压井处理溢流的 能力。
第七章固井与完井
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三、井身结构设计的基础数据
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五、裸眼井段应满足的力学平衡条件
d pmaxSb
防井涌
（dm ax pmi） nDpmin0.00981pN(pA) 防压差卡钻
dmaxSg Sf f min
防井漏
dm axSf
Sk
Dpm ax
Dc1
fc1
防关井井漏
Hale Waihona Puke Baidu
第七章固井与完井
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Dpmin
pmin
D21
p
pmax Dpmax
由： ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21 试取D21=3400m并代入上式得： ρf =2.04+0.036+0.03+0.06 × 4250/3400=2.181 g/cm3 由破裂压力曲线上查得ρf3400=2.19 g/cm3， ρf < ρf3400且相近。故确定 D21=3400m。
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（2）校核中间套管是否会被卡
由地层压力曲线上看出，钻进到深度D21=3400m时，遇到的最大地层 压 力 就 在 3400m 处 。 查 得 ： ρp3400=1.57g/cm3 ， ρpmin=1.07g/cm3 ， Dmin=3050m。
由 △P=(ρpmax1+Sb -ρpmin)×Dmin×0.00981 △P=（1.57+0.036 - 1.07）×3050×0.00981=16.037 MPa 因 △P > △PN =12MPa，故中间套管下深应浅于初选点。
一、套管的分类及作用
1、表层套管 ➢ 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； ➢ 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。
2、生产套管（油层套管） 钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层，提供油 气生产通道。
3、中间套管（技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以 是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。
第七章固井与完井
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（2）考虑可能发生井涌 由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
用试算法计算出D21值即为中间套管下深初选点。 说明：一般情况下，在新探区，取以上两种条件下D21较大
的值。
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2、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险
由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
p （ d m ap x m ） iD n p m 0 i.n 00 p 9 N ( p 8 A )1
fc1
f
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六、套管层次和下深的设计方法
1、求中间套管下入深度的初选点
（1）不考虑发生井涌 由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
dmax pma x Sb f dma x SgSf fmin
计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的井深 D21 ，即为中间套管下深初选点。
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5、计算表层套管下入深度D1
根据中间套管鞋处的地层压力当量密度ρp2 ，计算出若 钻进到深度D2发生井涌关井时，表层套管鞋D1处所承受 的井内压力的当量密度：
fEp2SbSf D D 1 2Sk
用试算法确定D1。试取一个D1，计算ρfE ，计算值与D1 处的地层破裂压力当量密度值比较；若计算值接近且小 于地层破裂压力值，则确定D1为表层套管下深。否则， 重新试取D1进行试算。
➢ 若△p < △pN （ or△pA ），则确定D21为中间套管的下入
深度D2。
➢ 若△p > △pN （ or△pA ），则中间套管深度应小于初选
点深度。需根据压差卡钻条件确定中间套管下深。
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➢ 求在允许压差△pN（ 0r△pA ） 下所允许的
裸眼井段最大地层压力ρpper ：
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七、设计举例
某井设计井深为 4400 m，地层孔隙压力梯度和地层破裂压力梯 度剖面如图7-2。给定设计系数：Sb=0.036 ；Sg=0.04 ;Sk=0.06
；Sf=0.03；△PA =12 MPa；△PN=18 MPa，试进行该井的井身结
构设计。 解：由图上查得， ρpmax=2.04 g／cm3， Dpmax=4250 m． （1）确定中间套管下深初选点D21
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3、求钻井尾管下入深度的初选点D31
根据中间套管鞋D2处的地层破裂压力当量密度ρf2 ，求出继 续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度：
pp erf2SbSf D D 3 21 Sk
用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper ，与D31处的实际 地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实 际值，则确定为尾管下深初选点；否则，另取D31进行试算 。
4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险
校核方法与中间套管的校核方法相同。
第七章 固井和完井
➢ 固井：下套管、注水泥
➢ 井身结构设计 ➢ 套管柱设计 ➢ 注水泥技术
固井质量的核心问题就是套管柱的强度和环形空间的 密封及胶结质量问题。
➢ 完井
➢ 钻开生产层 ➢ 完井井底结构 ➢ 完井井口装置
第七章固井与完井
1
第一节 井身结构设计
主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺寸 的配合。
➢ 地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、 地层坍塌压力剖面。
➢ 6个设计系数：
抽系压力系数Sb；0.024 ～0.048 g/cm3 激动压力系数Sg；0.024 ～0.048 g/cm3 压裂安全系数Sf； 0.03 ～0.06 g/cm3 井涌允量Sk；： 0.05 ～0.08 g/cm3 压差允值p； PN: 15～18 MPa ， PA：21～23
MPa
第七章固井与完井
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四、确定套管层次和下深的基本思路
依据两个压力剖 面，以保证钻进 时井内最大压力 不压裂最薄弱的 裸露地层为原则 ，从全井最大地 层压力梯度处开 始，由下向上确 定套管的层次和 各层套管的下入 深度。
井
深
表套
破裂压力 技套
地层压力
油套
1.0 1.3 1.6 1.8 当量密度，g/cm3
4、尾管（衬管）
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二、井身结构设计的原则
1、有效地保护油气层； 2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，
保证安全、快速钻进； 3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定
压力范围内，具有压井处理溢流的 能力。
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三、井身结构设计的基础数据
第七章固井与完井
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五、裸眼井段应满足的力学平衡条件
d pmaxSb
防井涌
（dm ax pmi） nDpmin0.00981pN(pA) 防压差卡钻
dmaxSg Sf f min
防井漏
dm axSf
Sk
Dpm ax
Dc1
fc1
防关井井漏
Hale Waihona Puke Baidu
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Dpmin
pmin
D21
p
pmax Dpmax
由： ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21 试取D21=3400m并代入上式得： ρf =2.04+0.036+0.03+0.06 × 4250/3400=2.181 g/cm3 由破裂压力曲线上查得ρf3400=2.19 g/cm3， ρf < ρf3400且相近。故确定 D21=3400m。
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（2）校核中间套管是否会被卡
由地层压力曲线上看出，钻进到深度D21=3400m时，遇到的最大地层 压 力 就 在 3400m 处 。 查 得 ： ρp3400=1.57g/cm3 ， ρpmin=1.07g/cm3 ， Dmin=3050m。
由 △P=(ρpmax1+Sb -ρpmin)×Dmin×0.00981 △P=（1.57+0.036 - 1.07）×3050×0.00981=16.037 MPa 因 △P > △PN =12MPa，故中间套管下深应浅于初选点。
一、套管的分类及作用
1、表层套管 ➢ 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； ➢ 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。
2、生产套管（油层套管） 钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层，提供油 气生产通道。
3、中间套管（技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以 是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。
第七章固井与完井
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（2）考虑可能发生井涌 由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
用试算法计算出D21值即为中间套管下深初选点。 说明：一般情况下，在新探区，取以上两种条件下D21较大
的值。
第七章固井与完井
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2、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险
由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
p （ d m ap x m ） iD n p m 0 i.n 00 p 9 N ( p 8 A )1
fc1
f
第七章固井与完井
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六、套管层次和下深的设计方法
1、求中间套管下入深度的初选点
（1）不考虑发生井涌 由裸眼井段应满足的力学平衡条件：
dmax pma x Sb f dma x SgSf fmin
计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的井深 D21 ，即为中间套管下深初选点。
第七章固井与完井
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5、计算表层套管下入深度D1
根据中间套管鞋处的地层压力当量密度ρp2 ，计算出若 钻进到深度D2发生井涌关井时，表层套管鞋D1处所承受 的井内压力的当量密度：
fEp2SbSf D D 1 2Sk
用试算法确定D1。试取一个D1，计算ρfE ，计算值与D1 处的地层破裂压力当量密度值比较；若计算值接近且小 于地层破裂压力值，则确定D1为表层套管下深。否则， 重新试取D1进行试算。
➢ 若△p < △pN （ or△pA ），则确定D21为中间套管的下入
深度D2。
➢ 若△p > △pN （ or△pA ），则中间套管深度应小于初选
点深度。需根据压差卡钻条件确定中间套管下深。
第七章固井与完井
11
➢ 求在允许压差△pN（ 0r△pA ） 下所允许的
裸眼井段最大地层压力ρpper ：
第七章固井与完井
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七、设计举例
某井设计井深为 4400 m，地层孔隙压力梯度和地层破裂压力梯 度剖面如图7-2。给定设计系数：Sb=0.036 ；Sg=0.04 ;Sk=0.06
；Sf=0.03；△PA =12 MPa；△PN=18 MPa，试进行该井的井身结
构设计。 解：由图上查得， ρpmax=2.04 g／cm3， Dpmax=4250 m． （1）确定中间套管下深初选点D21