第五届中国石油工程设计大赛综合组一等奖钻井工程设计详解
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团队编号:中国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别方案设计类钻完井工程单项组完成日期 2015年 4月 13日中国石油工程设计大赛组织委员会制作品简介本作品钻完井工程设计以已钻5口井的地质资料为依据,以解决探井所显示的复杂情况为导向,以安全、高效、经济钻进为原则,形成了以直井+水平井为主要开发井型的钻井设计。
其中钻进方式按照经济、高效、安全的要求进行设计,选择了“浅层直井段快速钻井技术+二开造斜段泡沫钻井技术+水平段油基钻井液技术”的钻进方式,提高了机械钻速。
同时,对钻井液体系进行了优化,选出了具有强抑制性的防塌防漏油基钻井液体系,为安全、优质钻井提供了保障。
在固井设计中根据页岩气水平段大型多段压裂对水泥石的要求,采用了适合页岩气水平井固井的ElastiSlurry水泥浆体系。
针对水平段使用油基钻井液的特点,优选VersaClean高效冲洗隔离液,可以清洗环空中不同黏度和密度的油基钻井液。
目录第1章钻完井工程设计概述 (1)1.1 方案设计要点 (1)1.2 方案设计思路 (1)1.3 引用标准及规范 (2)第2章地质概况 (4)2.1 区块自然地理概况 (4)2.2 区域地质概况 (5)2.2.1 区块构造特征 (5)2.2.2 地层特征 (5)2.1.3 岩性特征 (6)2.1.4 地化特征 (8)2.1.5 储集特征 (8)2.1.6 含气性特征 (9)2.1.7 地应力分布 (9)2.2 气藏储层特征 (9)2.2.1 储层岩性及矿物组成 (9)2.2.2 储层物性分析 (10)2.2.3 储层敏感性分析 (12)2.2.4 储层岩石力学特性分析 (12)2.2.5 储层流体特性分析 (13)2.3 气藏温度及压力系统 (14)2.3.1 气藏压力系统 (14)2.3.2 气藏温度 (14)2.4 钻井揭示地层特点及钻井难点 (15)2.5 钻完井方案总体规划 (16)2.5.1 钻完井方案总体设计原则 (16)2.5.2 钻完井工程质量要求 (16)第3章井身结构设计 (18)3.1 井身结构设计依据 (18)3.2 井身结构确定方法 (18)3.3 井身结构设计 (18)3.3.1井身结构设计 (18)3.3.2井身结构设计说明 (20)第4章钻井方式设计 (21)4.1 浅层直井段快速钻井技术 (21)4.1.1 “清水+PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井理论依据 (21)4.1.2 复合钻井效果比较 (21)4.2 二开定向井段泡沫钻井技术 (22)4.2.1 泡沫定向可行性分析 (22)4.2.2 泡沫钻井效果 (23)4.3 三开井段油基钻井液技术 (23)第5章井眼轨道设计与控制 (25)5.1 井眼轨道剖面设计 (25)5.1.1 剖面设计原则 (25)5.1.2 井眼轨道参数优选 (25)5.1.3 井眼轨道设计数据 (25)5.2 井眼轨迹控制技术 (28)5.2.1 二开大井眼长稳斜段控制 (28)5.2.3 三开长水平段控制 (28)第6章钻柱组合及强度设计 (30)6.1 钻具组合设计 (30)6.1.1 直井段钻具组合设计 (30)6.1.2 定向钻具组合设计 (30)6.2 钻柱组合强度校核 (31)第7章钻井参数与钻井液设计 (32)7.1 钻头选型 (32)7.1.1 钻头选型依据 (32)7.1.2 钻头选型结果 (32)7.2 机械参数和水力参数设计 (32)7.2.1机械参数设计 (33)7.2.2 水力参数设计 (33)7.3 钻井液设计 (33)7.3.1 钻井液设计依据与原则 (33)7.3.2 钻井液设计重点提示 (34)7.3.3 钻井液体系的选择 (34)7.3.4 钻井液密度的确定 (34)7.3.5 钻井液性能设计 (35)7.3.6 分段钻井液配制、维护及处理程序 (36)第8章钻机选择及钻前安装工程 (39)8.1钻机选择 (39)8.1.1 设备选择要求 (39)8.1.2 钻井主要设备 (39)8.2 钻前及安装工程 (40)8.2.1 井场选址 (40)8.2.2 安装工程 (41)第9章固井工程设计 (42)9.1 基础数据 (42)9.2 套管串设计 (42)9.3 套管柱强度设计 (43)9.3.1 套管柱设计及强度校核 (43)9.3.2 套管柱设计说明 (44)9.3.3 各层套管固井质量要求 (45)9.4 注水泥 (45)9.4.1 注水泥设计 (45)9.4.2 水泥浆配方及性能 (46)9.4.3 前置液配方及性能 (47)9.5 套管试压要求 (48)9.5 固井施工及重点技术要求 (49)9.5.1 主要技术难点及对策 (49)9.5.2 固井前准备工作 (49)9.5.3 下套管技术要求 (50)9.5.4 注水泥准备及作业要求 (51)9.5.5 固井质量检测 (52)第10章油气井压力控制 (53)10.1 井控装置的选择 (53)10.1.1 井控装置选择的依据 (53)10.1.2 井控装置与试压要求 (53)10.1.3 钻井井口装置及节流压井管汇示意图 (54)10.2井控要求 (57)10.2.1 一级井控重点要求 (57)10.2.2 二级井控重点要求 (59)10.2.3 井控设备安装要求 (59)10.2.4 钻杆内防喷工具要求 (60)10.2.5 井控其他要求 (60)10.3 气井控制的主要措施 (60)第11章完井设计与储层保护 (62)11.1 完井方式的优选 (62)11.2 完井井口装置要求 (62)11.2.1 套管头规范 (62)11.2.2 井口保护措施 (63)11.2.3 完井井口装置规格 (63)11.3 储层保护 (64)第12章各次开钻施工重点要求及注意事项 (65)12.1 一开钻进与Φ339.7mm套管固井重点要求及注意事项 (65)12.2 二开钻进与Φ244.5mm套管固井重点要求及注意事项 (65)12.2.1 直井段钻井 (65)12.2.2 定向造斜井段钻井 (66)12.2.3 下Φ244.5mm套管、固井作业 (66)12.3 三开钻进重点要求及注意事项 (67)12.3.1 大斜度井段 (67)12.3.2 水平段 (67)第13章钻井复杂情况及事故预防与处理措施 (69)13.1 卡钻的预防与处理 (69)13.2 井塌的预防与处理 (70)13.2.1 防塌技术措施 (70)13.2.2 井塌处理措施 (70)13.3 井漏的预防与处理 (70)13.3.1 防漏技术措施 (70)13.3.2 堵漏技术措施 (71)13.4 井涌、井喷的预防与处理 (71)13.5 井场防火技术措施 (72)第14章HSE管理 (74)14.1 基本要求 (74)14.2 健康、安全与环境管理体系要求 (74)14.2.1 健康管理要求 (74)14.2.2 安全管理要求 (75)14.2.3 环境管理要求 (81)第15章钻井周期与成本计划 (85)15.1 机械钻速预测 (85)15.2 钻井进度计划 (85)15.3 主要消耗材料计划 (86)15.4 钻井成本计划 (87)附录 (88)参考文献 (91)第1章钻完井工程设计概述钻井与完井工程是一个多学科交叉、多工种配合的大系统工程。
第五届中国⽯油⼯程设计⼤赛_地⾯⼯程_获奖作品团队编号:_15125005中国⽯油⼯程设计⼤赛⽅案设计类作品⽐赛类别地⾯⼯程单项组完成⽇期 2015年 4⽉ 14⽇中国⽯油⼯程设计⼤赛组织委员会制作品简介根据第五届中国⽯油⼯程设计⼤赛⽅案设计类赛题基础数据及此次⼤赛的要求,秉承着“经济、⾼效、节能、环保”的设计理念,对页岩I区块的5⼝在产页岩⽓井及38⼝新井的地⾯集输⼯程进⾏了设计。
总体⽅案主要由页岩⽓地⾯集输管⽹系统、页岩⽓集输增压及处理系统两部分构成。
鉴于我国⽬前在页岩⽓开发仍处于起步阶段,本组在编写过程中查阅了⼤量页岩⽓、煤层⽓、常规⽓地⾯集输⼯程的⽂献,结合页岩⽓⾃⾝特点进⾏对⽐,并借鉴美国在页岩⽓开发中的成功经验,为了提⾼经济效益,⾛低成本之路,本设计积极采⽤新技术,新⼯艺和新设备。
根据实际情况采⽤了如下新技术:(1)针对设计区块页岩⽓开采初期压⼒、产量⼤,之后衰减较快的特点,采⽤井⼝两级节流⾄7MPa,⾼压⽓体经阀组进中央处理⼚,⼚内⽆需再增压的集输⼯艺。
(2)井间串接⽅式简化了采⽓管⽹,增加了处理⼚辖井数量,既降低了采⽓管⽹的投资,也有利于⽣产运⾏管理。
(3)采⽤“枝上枝”集输管⽹系统,简化集输管⽹,节省投资。
(4)为适宜⽓⽥滚动开发⽅案,单井、集⽓阀组、中央处理⼚关键设备采⽤撬装化,⼀体化,减少施⼯⼯程量。
(5)为适应⽓井压⼒衰减,采⽤⾼压天然⽓进处理⼚的⼯艺,提⾼进⼚压⼒,提⾼装置运⾏压⼒,降低设备尺⼨,同时在不增压的情况下满⾜外输压⼒需要。
(6)采⽤压裂返排液就地简易处理,⽤于下次压裂酸化,⽓井采出⽔在中央处理⼚集中处理,补充⽣活⽤⽔的污⽔处理⼯艺,达到节约⽔资源,保护环境,节省投资的⽬的。
(7)中央处理⼚⾄外输点管线⼤型河流段采⽤定向钻穿越⽅案,在安全可靠的基础上节省投资,保护环境。
本设计⽅案通过计算,确定了采⽓井⼝流体的温度;通过HYSYS 软件模拟计算,确定了输⽓管线管径,根据实际情况选择管材,确定了管道壁厚;利⽤HYSYS软件预测采⽓管线沿途⽔合物⽣成条件,确定是否采取⽔合物防⽌措施;⽤HYSYS软件模拟醇氨法脱除硫化氢流程,确定最佳MDEA浓度,模拟三⽢醇脱⽔流程,确定最佳TEG循环量,并根据管输⽔露点要求,确定吸收塔塔板数,通过运⾏结果得到⼯艺中其他设备的⼯艺参数,根据上述计算模拟结果作出适合本地⾯⼯程设计的⼯艺流程图。
石油工程设计大赛有效作品说到“石油工程设计大赛有效作品”,你可能会想,这是什么神仙比赛?怎么听起来那么高大上?这可不是一般人能随便参加的比赛,得有点“真功夫”才行。
咱们平常能看到的那些石油钻井平台、油田开发,都是工程师们经过一番深思熟虑、精心设计的结果。
能在这个比赛中拿到好成绩的,那肯定不简单,基本上都是行业里的顶尖高手。
要说咱们中国的石油工程设计能力,那可真是杠杠的,人才济济。
大家是不是也好奇,石油工程设计到底是怎么个“设计法”?怎么才算“有效作品”呢?首先啊,石油工程设计不单单是“钻井”的事儿,咱们看似简单的一口油井,背后可是藏着无数个复杂的技术细节。
你得考虑到油田的地下结构,油气的流动方式,甚至连钻头的材质、油井的深度,都会直接影响到后期的生产效果。
所以,能做出“有效作品”的设计,往往是能兼顾经济性、可操作性、环境友好性的全方位方案。
设计出来的东西,不仅要能赚钱,还得安全、环保、稳妥,像是个“完美”油田计划,拿得出手的那种。
但说到“有效作品”,那可不光是数字化、图纸上的东西。
你得真的把设计的方案落到实处,能在实际操作中发挥作用,能解决现场遇到的种种问题。
比如,咱们油田的开发过程中,地层水文情况、压力情况可能千差万别,不同油气藏的特性也完全不一样。
这时候,设计方案的“有效性”就显得尤为重要了。
你不能光在纸面上看着光鲜,实际操作起来出问题,那就前功尽弃了。
所以,石油工程设计不只是“理论上”牛逼,实际执行起来也得靠谱,做到真正的“见实效”。
还得说说这个“石油工程设计大赛”的评审标准。
你以为仅仅是看图纸、评数字?那你就错了。
评委们不仅要看设计的创新性、实用性,还得看方案实施后的效果。
能解决实际问题、降低生产成本、提高资源利用率,这些都是加分项。
设计师们在比赛中拿出的方案,看似普通,但其实是在解决一些非常细小却至关重要的问题。
比如,某些油田深井的压力过大,导致采油效率低下,这时候,设计师们可能就通过改进钻井工具、调节钻井液等手段,使得油气的开采效率大大提升,想想看,这就是“有效作品”的真正体现。
钻井工程设计报告范文一、引言钻井工程设计是石油和天然气开发过程中至关重要的一环。
其目的是开展钻探作业以获得地下油气资源。
本文将详细介绍钻井工程设计的内容,包括设计原则、工程方案、工作流程以及设计参数等。
二、设计原则1. 安全第一:钻井工程设计的首要原则是确保操作人员和设备的安全。
所有设计决策都应以安全为前提,遵循相关规范和标准,采取适当的安全措施,预防事故和灾难的发生。
2. 经济性:钻井工程设计应在安全的前提下追求经济效益。
设计师应通过选择适当的装备和工艺流程,优化钻探时间和成本,并确保提高钻井速度和效率。
3. 环境友好:钻井工程设计应注重保护环境,减少对自然资源的消耗和污染。
设计师应遵循环保法规和政策,采取相应措施减少废弃物的产生,妥善处理和回收利用可回收资源。
三、工程方案1. 钻井井型选择:根据地质勘探和地下构造的情况,选择合适的钻井井型,如水平井、垂直井或斜井等。
同时考虑目标层位、井壁稳定性等因素,确定最佳井型。
2. 钻井液选择:根据地质状况和钻探目标,选择合适的钻井液类型,如泥浆、泡沫液或气体钻井液等。
确保钻井液的性能符合要求,同时降低钻井液对地下水和环境的影响。
3. 钻具设计:根据井深、井径和钻井液性质等因素,选择合适的钻具,包括钻头、钻柱、钻杆等。
进行钻具强度校核,确保钻具能够承受地层压力和摩擦力的作用。
四、工作流程1. 钻探前期准备:包括设计井勘探方案、编制施工程序、准备设备和材料等。
2. 钻具组装:将各类钻具进行组装,包括钻头、钻柱、钻杆等。
3. 井下作业:进行井下操作,包括井探、起下钻井具、置换钻井液等。
4. 钻层评价:对钻探过程中碰到的地层进行评价,包括地层性质、含油气性能等。
5. 钻层完井:根据地质勘探结果,决定是否完成钻层作业,布套并进行封井作业。
五、设计参数1. 井深和井径:决定井筒的长度和直径,根据地质状况和勘探需求确定。
2. 钻井液参数:包括密度、粘度、流变性等,根据地质勘探需求和目标层位选择合适的参数。
(建筑施工;为;米;千米;设计)全国石油工程设计大赛推荐材料之三采气工程设计采气工程1气井的完井和试气1.1气井的完井和井身结构1.1.1气井的完井方法 1)裸眼完井:钻到气层顶部后停钻,下油层套管固井,再用小钻头钻开油气层,这样气层完全建筑施工;为;米;千米;裸露的。
2)衬管完井:这建筑施工;为;米;千米;改进了的裸眼完井,有裸眼完井的优点,又防止了岩石垮塌的缺点。
衬管用悬挂器挂在上层套管的底部,或直接座在井底。
3)射孔完井:钻完气层后下气层套管固井,然后用射孔枪在气层射孔,射孔弹穿过套管和水泥环射入气层,形成若干条人工通道,让气进入井筒。
长庆气田目前采用的建筑施工;为;米;千米;射孔完井方法。
4)尾管完井:钻完气层后下尾管固井。
尾管用悬挂器挂在上层套管的底部,射孔枪射开气层。
尾管完井具有射孔完井的优点,又节省了大量套管。
尾管顶部还装有回接接头,必要时,还可回接套管一直到井口。
尾管完井特别适用于探井,因为探井对气层有无工业价值情况不明,下套管有时会造成浪费。
1.1.2井身结构井身结构包括下入套管的层次,各层套管的尺寸及下入深度,各层套管外水泥浆返深、水泥环厚度以及每次固井对应的井眼尺寸。
井身结构通常用井身结构图表示,它建筑施工;为;米;千米;气井地下部分结构的示意图。
1)长庆气井井身结构演变过程:(三个阶段)第一阶段:1986 年以前,以找油为主,兼顾石盒子组底砂岩气层。
图 2-1 第一阶段井身结构图 2-2 第二阶段井身结构(1)第二阶段:1986 年至 1988 年,油气并举阶段。
(1)区域探井及超探井:表层套管+技术套管+生产套管+尾管。
井身结构见图 2-2。
优点:不熟悉地层的情况下,裸眼段长,能解决盐岩层等复杂问题。
缺点:井眼大,套管层次多,钻速慢,建井周期长,成本高。
(2)盆地东部中深井:表层套管+技术套管+尾管井身结构见图 2-3。
优点:相对前一种井身结构,简化了套管程序,钻速快,建井周期短。
第1章钻井工程方案1.1钻井工程地质概况1.1.1 区块地质概况1.1.1.1区块构造及地理环境特征本设计方案研究目标区块为页岩I区块,该区块总体为我国南方丘陵山地,受到来自北西方向挤压应力作用,以正向构造为主,各背斜带之间以宽缓向斜带为界。
海拔最高675m,最低250m,多在400〜600m之间。
该地区交通较为便利,区内各场镇间均有公路相通。
该地区属亚热带季风性湿润气候,常年平均气温15~17C。
其总的特点是:四季分明,热量充足,降水丰沛,年降水量超过1000mm,水系发育,季风影响突出。
四季特点为:春早,常有倒春寒”和局部的风雹灾害;夏长,炎热,旱涝交错;秋短,凉爽而多绵雨;冬迟,无严寒,雨雪少,常有冬干。
在降水多的季节,需预防山洪暴发所引起的泥石流、塌方、滑坡,河道涨水所引发的洪水等自然地质灾害。
1.1.1.2区块地层分布页岩I区块古生界奥陶系一中生界三叠系自下而上主要发育:十字铺组、宝塔组、涧草沟组、五峰组、龙马溪组、小河坝组、韩家店组、黄龙组、梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组。
根据目前勘探开发情况,将下志留统龙马溪组下部一上奥陶统五峰组约86m层段含气泥页岩段作为本区主要的目的层。
按照从老到新的顺序,由五峰组至嘉陵江组具体地层岩性及地层厚度见表3.1。
1.1.1.3储层分布该地区五峰组一龙马溪组总体上分布稳定,尤其是目的含气层段在地震剖面和连井对比剖面上都有很好的响应。
气层总厚度在83〜90m,纵向上连续,中间无隔层。
据现有钻井测井、录井以及岩芯特征,该地区目的含气页岩段从下到上可划分出三段、五个亚段,其中第1段(分11亚段和12亚段)为碳质硅质泥页岩,厚度分别约为33m和18m;第2段为含炭质粉砂质泥岩,厚度约17m;31亚段为含炭质灰云质泥页岩,厚度约13m;32亚段为含炭质粉砂质泥页岩,厚度约6m,通过现有资料发现,各亚段在全区分布基本稳定。
第3章钻井工程方案1.1.1.4区块地应力及储层岩石力学特征通过对目的层岩石力学参数测试,得出杨氏模量23〜37GPa,泊松比0.11〜0.29,体积模量为14〜18GPa,剪切模量10〜14GPa,实测最大主应力为61.50MPa, 最小主应力为52.39MPa,根据应力剖面图可以得到上下隔层应力差约8MPa。
根据相关资料调研,得出垂向应力为56.35MPa,地应力状态为走滑地应力状态。
由于区块收到来自北西方向的挤压应力作用,分析最小水平主应力方向大致为225°1.1.2 气藏储层特征1.1.2.1储层岩性特性储层储集层脆性矿物介于33.9%〜80.3%,平均为56.5%。
在纵向上,五峰组—龙马溪组一段一亚段脆性矿物含量高,多大于50%; 一段二亚段一三亚段下部脆性矿物含量降低,主要介于40%〜65%;三亚段上部脆性矿物含量普遍较低。
储层段发育孔隙类型包括无机孔隙、有机质孔隙、微裂缝、构造缝4种储集空间类型,其中无机孔隙主要包括粘土矿物晶间孔、粒间孔以及粒内孔;有机孔隙属于有机质在后期热演化过程形成的孔隙,页理缝则主要发育于纹层发育段,在刚性矿物与塑性矿物间易于形成页理缝,根据岩芯观察结果表明,构造缝多为直劈缝和高角度构造剪切缝,整体欠发育。
1.1.2.2储层物性分析通过岩心测定数据可得:本区块页岩气层孔隙度分布在 1.17%〜8.61%之间,平均4.87%。
稳态法测定水平渗透率主要介于0.001〜355mD。
其中基质渗透率普遍低于1mD,最小值为0.0015mD,最大值为5.71mD,平均值为0.25mD,而层间缝发育的样品稳态法测定渗透率显著增高,普遍高于1mD,最高可达355.2mD。
1.1.2.3储层敏感性分析根据区块含气页岩段粘土X衍射分析,本区块岩石粘土矿物组成为:伊蒙混成(55%)、伊利石(38.5%)、绿泥石(5.7%)0岩芯敏感性和应力敏感性分析结果表明:流速不敏感;水敏指数0.66〜0.75,中偏强一强水敏;临界盐度2X104ppm;酸敏指数0.67〜0.75,中一强酸敏;中等偏强应力敏。
1.1.2.4储层流体性质储层天然气组分以甲烷为主,组成比例为:C1为97%, C2〜C6为0.4%, H2S 为1.17%, N2 为0.85%, CO2 为0.46%, H2 为0.026%, He 为0.023%,属于含硫化氢型干气气藏。
1.125储层压力与温度目的层龙马溪组底部页岩气层,油气显示活跃、地层压力异常,气层压力系数为1.41〜1.55。
根据已钻井资料地温梯度为2.84C /100m,预测储层温度在85C 左右。
1.1.3 钻井难点分析根据区块地层特征及相关资料调研分析,本区块钻完井难点主要有:(1)地质条件复杂,钻井井下故障时有发生,影响钻井安全与速度。
该区地层出露老、岩石硬度大、可钻性较差;浅表有溶洞、暗河发育,呈不规则分布;三叠系地层存在水层,二叠系长兴组、茅口组、栖霞组在局部地区存在浅层气,水层和浅气层均属于低压地层;志留系地层的坍塌压力与漏失压力之间的区间较小,目的层龙马溪组底部页岩气层,油气显示活跃、地层压力异常,气层压力系数为1.41〜1.55。
(2)泥页岩地层井壁稳定性差。
钻井过程中,在井底压差、钻井液与地层流体活度差等作用下,页岩地层井壁围岩的强度和应力发生变化,诱发页岩微裂缝扩展延伸,从而影响井壁的稳定性。
全井段易垮易漏,储层含有硫化氢。
(3)丛式井钻井井眼轨道复杂,具有大偏移距、大靶前位移、长水平段等特点,在工具面摆放与控制上面较为困难。
丛式井井距小,防碰困难大。
(4)三维长水平段钻完井过程中,钻杆、套管、及完井管柱下入摩阻大,并且页岩气储层的多级分段压裂改造对套管强度要求高。
(5)长水平段的固井施工难度大,质量难以保证。
一方面水平段长度大,套管偏心严重,影响套管柱的居中度;另一方面,水平段使用油基钻井液,在井壁上形成了油膜层,对油膜的清洗效果直接影响到水泥胶结质量;同时,页岩气储层的多级分段压裂改造对水泥环的抗冲击能力和柔韧性要求也较高。
1.2钻完井方案总体规划通过对页岩I区块已钻井情况分析,结合地质静态资料、生产动态数据及对国内外页岩气藏开发所应用的先进钻井工艺及配套的调研,制定页岩I区块开发方案的钻完井工程方案。
1.2.1 钻完井方案总体设计原则(1) 总体开发方案以丛式井组布井,井型采用长水平段水平井(水平段长1500m 左右);(2)每个井常钻6 口水平井,采用双排钻井,每排3 口井。
同排井距5m, 排距40m;(3)钻井总进尺尽可能少,减少钻井投资;(4)钻井液体系满足封堵、防漏、防垮及保护油气层的要求;(5)钻具组合满足直井段安全快速,斜井段及水平段定向准确、钻压传递效率高、摩阻扭矩低;(6)固井考虑防气窜、防漏失、油基泥浆固井、压裂工况下水泥环及套管强度问题,保证固井质量,保障后期压裂增产;(7)满足安全及环保要求。
1.2.2 设计依照标准及规范本钻完井方案设计引用的标准规范如下:(1)《钻井井场、设备、作业安全》SY/T 5974-2007;(2)《丛式井井场布置原则及要求》SY/T 6241-1996;(3)《丛式井平台布置》SY/T 5505-2006;(4)《丛式井井眼防碰技术要求》SY/T 6396-1999;(5)《钻井井身质量控制规范》SY/T 5088-2008;(6)《定向井轨道设计与轨迹计算》SY/T 5435-2003;(7)《定向井轨迹控制技术要求》SY/T 6467-2000;(8)《定向井下部钻具组合设计方法》SY/T 5619-2009;(9)《水平井钻井工艺及井身质量要求》SY/T 6333-1997;(10)《井身结构设计方法》SY/T 5431-2008;(11)《石油钻井液固相控制设备规范》SY/T 5612-2007;(12)《套管柱试压规范》SY/T 5467-2007;(13)《固井设计规范》SY/T 5480-2007;(14)《固井质量评价方法》SY/T6592-2004;(15)《套管柱结构与强度设计》SY/T 5724-2008;(16)《套管柱井口悬挂载荷计算方法》SY/T 5731-1995;(17)《石油天然气工业油气井套管或油管用钢管》SYT 6194-2003;(18)《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》SY/T 5964-2003;(19)《钻井井控技术规程》SY/T 6426-2005;(20)《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》SY5087-2005;(21)《含硫油气井钻井井控配套、安装和使用规范》SY/T6616-2005;(22)《钻井完井交接验收规则》SY/T 5678-2003;(23)《油气储层评价方法》SY/T 6285-2011;(24)《石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南》SY/T 6283-1997。
1.2.3 钻完井工程质量要求1.2.3.1井身质量要求本钻井方案采用丛式井工厂化”模式钻井,每个井场布井6 口水平井,井口采用双排排列,同排井井口间距5m,为防碰要求,必须保证井身质量。
(1)A靶点靶框高度5m,宽度20m;B靶点靶框高度5m,宽度50m。
(2)全角变化率要求:直井段全角变化率小于3o/30m,造斜和扭方位井段按轨迹设计要求进行控制。
(3)斜井段和水平段要求:斜井段实钻井眼轨迹要求平滑,水平段井眼轨迹位于地质设计要求靶框内。
(4)直井段和斜井段平均井径扩大率小于12%,水平段井径扩大率不大于10%。
(5)同井场井应做防碰扫描图,找出井与井之间的最近距离及位置。
(6)井底无落物。
1.2.3.2钻井液与储层保护要求(1)使用抑制性强、防垮、防漏、保护气层的钻井液体系。
(2)根据地质资料,分段设计适合地层特性的钻井液类型和近平衡压力钻井所需合理的钻井液密度。
密度确定在考虑地应力和地层破裂压力的情况下,以裸眼井段的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准,加一个附加值对于气井为0.07~0.15 g/cm3,因为储层中含有硫化氢(含量为 1.17%),在储层段应附加0.15g/cm3的压力值。
(3)针对页岩层位井壁易失稳的问题,需采用油基钻井液体系,需要优化选取油基钻井液体系,在性能达标情况下,尽可能降低钻井液成本。
(4)优选高性能封堵材料,提高油基钻井液的封堵性能和防漏堵漏效果,完善地面回收处理设施建设,提高油基钻井液的回收利用率及降低对储层的破坏。
1.2.3.3固井质量要求在满足《固井质量评价方法》(SY/T6592-2004)标准的基础上,考虑后期大型压裂改造对固井质量的要求,进行套管强度、水泥浆体系及施工工艺的优化。
(1)采用完井压裂施工过程中的最高施工压力作为套管强度设计实际有效载荷,使得页岩气水平井套管抗内压强度大于或等于完井压裂施工过程中最高压力 的1.25倍。