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第二章井身结构设计井身结构设计是钻井工程的基础设计。
它的主要任务是确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。
基础设计的质量是关系到油气井能否安全、优质、高速和经济钻达目的层及保护储层防止损害的重要措施。
由于地区及钻探目的层的不同，钻井工艺技术水平的高低，国内外各油田井身结构设计变化较大。
选择井身结构的客观依据是地层岩性特征、地层压力、地层破裂压力。
主观条件是钻头、钻井工艺技术水平等。
井身结构设计应满足以下主要原则：1．能有效地保护储集层；2．避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。
为安全、优质、高速和经济钻井创造条件；3．当实际地层压力超过预测值发生溢流时，在一定范围内，具有处理溢流的能力。
本章着重阐明地下各种压力概念及评价方法，井身结构设计原理、方法、步骤及应用。
第一节地层压力理论及预测方法地层压力理论和评价技术对天然气及石油勘探开发有着重要意义。
钻井工程设计、施工中，地层压力、破裂压力、井眼坍塌压力是合理钻井密度设计；井身结构设计；平衡压力钻井；欠平衡压力钻井及油气井压力控制的基础。
一、几个基本概念1．静液柱压力静液柱压力是由液柱自身重量产生的压力，其大小等于液体的密度乘以重力加速度与液柱垂直深度的乘积，即P h = 0.00981 rH(2-1) 式中：P h――静液柱压力，MPa;r -- 液柱密度，g/cm 3; H ——液柱垂直高度， m 。
静液柱压力的大小取决于液柱垂直高度H 和液体密度r ,钻井工程中，井愈深，静液柱压力越大。
2.压力梯度指用单位高度（或深度）的液柱压力来表示液柱压力随高度（或深度）的变化。
P h G h — 0.00981H式中：G h ――液柱压力梯度，MPa/m ;P h ――液柱压力，MPa ; H ——液柱垂直高度， m 。
石油工程中压力梯度也常采用当量密度来表示，即P h0.00981H式中：r ——当量密度梯度，g/cm 3;3•有效密度钻井流体在流动或被激励过程中有效地作用在井内的总压力为有效液柱压力，其等效（或 当量）密度定义为有效密度。
描述一口井井身结构数据信息的句子
【原创实用版】
目录
1.井身结构概述
2.井身数据信息详细描述
正文
【井身结构概述】
一口井的井身结构通常由井口、井颈、井身、井底等部分组成。
井口是井的最上部，通常为圆形或方形，其大小和形状取决于井的设计和用途。
井颈是井口向下延伸的部分，通常呈锥形或圆柱形，用于支撑井壁和稳定井身。
井身是井的主体部分，通常呈圆柱形或圆锥形，用于容纳井水和支撑井壁。
井底是井的最下部，通常为平底或锥形，用于防止井水外溢和支撑井身。
【井身数据信息详细描述】
井身数据信息主要包括井口直径、井颈直径、井身直径、井底直径、井深等。
井口直径是指井口的宽度，通常以厘米或米为单位。
井颈直径是指井颈的宽度，也通常以厘米或米为单位。
井身直径是指井身的宽度，通常以厘米或米为单位。
井底直径是指井底的宽度，通常以厘米或米为单位。
井深是指井口到井底的垂直距离，通常以米或英尺为单位。
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井身的基本要素：测深、井斜角、井斜方位角。
测深（Measured depth ）：井身轴线任意一点到钻盘补心面的井身长度。
通常用字母L 表示，单位米或英尺。
井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的井斜角。
通常用希腊字母α表示。
井斜方位角（Hole Direction ）：是以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
通常以Ø表示，单位度。
它还可以用象限值表示，是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角，象限值在0-90°之间变化，并要注明象限。
井斜变化率和方位变化率井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： K α=（△α/△L ）*100井斜方位变化率：单位井段内井井斜方位角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： KØ=（△Ø/△L ）*100其它井身参数：垂深、水平长度、水平位移、闭合方位角或总方位。
垂深：（Vertical Depth Or True Vertical Depth ）即测点到钻盘补心面的垂直深度。
通常用H 表示，如A 、B 点的垂深分别表示为HA 、HB 。
水平长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
用S 表示，如A 点的水平长度表示为SA 。
水平位移：（Displacement or Closure Distance ）即井眼轴线某一点在水平面上的投影至井口的距离也称闭合距。
用A 表示，如A 点的水平位移表示为AA 。
闭合方位角或总方位：（Closure Azimuth ）是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
用θ表示，如A 点的闭合方位角表示为θA 。
N （北）坐标和E （东）坐标：是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
井身结构及完井方法1井身结构所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。
如图1所示。
图1井身结构示意图1—导管；2—表层套管；3—技术套管；4—油层套管；5—水泥环1.1导管井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。
导管的作用是：钻井开始时保护井口附近的地表层不被冲垮，建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保证井眼钻凿的垂直等，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不同。
钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。
下入导管的深度一般取决于地表层的深度。
通常导管下入的深度为2～40m。
下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心铅垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。
1.2表层套管井身结构中的第二层套管叫做表层套管。
表层套管的下入深度一般为300～400m，其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。
表层套管的作用是加固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。
1.3技术套管在表层套管里面下入的一层套管(即表层套管和油层套管之间)叫做技术套管。
下入技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油(气、水)层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。
下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂程度以及钻井队的技术水平来决定。
一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。
下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。
技术套管的技术规范应根据油层套管的规范来确定。
1.4油层套管油井内最后下入的一层套管称为油层套管，也称为完井套管，简称套管，油层套管的作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。
油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。
井身的概念及井身结构
一、井的概念
石油和天然气埋藏在地下几十米到至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就是井。
为了开采石油和天然气，在油气勘探和开发过程中，凡是为了从地下获得油气而钻的井，统称为石油井。
对于一口钻完进尺的井眼,井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。
裸眼井下入套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油气水层后，就形成了可以开采油气的石油井。
为达到不同的勘探目的及适应油气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别找着不同类型的井。
分以下几种：
探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为探明地下构造及含油气情况，寻找油田而钻的井，称为探井。
资料井：为了取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的井，称为资料井。
这种井要求全部或部分取岩心。
生产井：用来采油、采气的井称为生产井。
注水井：用来向油层内注水保持油层压力的井，称为注水井。
观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井，叫观察井。
如观察各类油层的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。
观察井一般不负担生产任务。
检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开发效果，而钻的井，称为检查井。
调整井：为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。
调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善开发效果。
二、井身结构
井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。
（一）井身结构的组成及作用
井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。
1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。
其作用是保持井口附近的地表层。
2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。
下入后，用水泥浆固井返至地面。
其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。
3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。
是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。
作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。
4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。
油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。
一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。
其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。
5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。
（二）相关名词及术语
1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。
2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。
3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。
其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离。
