延长油田M井的钻井设计

【摘 要】 本文主要从井身结构部分、井眼轨迹部分、钻具、钻井液部分、固井部分以及钻井液部分对M5井进行设计，基本上满足油田实际作业过程中的参数设计以及应用。

【关键词】 井身 井眼 套管 钻井

1 地质概况

XX油田沙三3油组为中孔、特低渗储层。本储层平均孔隙度为15.9%，几何平均渗透率为3.4mD。据M4井沙三3油组高压物性分析，饱和压力9.80MPa，地层压力35.52MPa，属正常压力系统未饱和油藏。沙三段储层地层压力系数范围0.96-1.01，平均压力系数0.92。根据XX油田MM断块M1、M2、M3井测试资料统计，XX油田地温梯度3.54℃/100m，预计本井井底温度为101.40℃。根据区域地质资料及实钻资料，预测本井地层倾角小于7°。

X坳陷中区HB断层下降盘，北、西为L凸起，南至QH10井断层。MM断块位于XX油田的南部，是受南侧L1、西侧L2，东侧L3三条断层夹持的向北西倾斜的断块圈闭构造。高点位于M1井以南，高点埋深-2680m，圈闭幅度320m，圈闭面积6.1km2。

2 井身与套管设计

2.1 井身结构设计

依据本井钻井地质概况及《井身结构设计方法》（SY/T5431-2008），采用自下而上套管（有尾管）设计方法进行身结构和套管程序设计。一开采用φ311.1mm钻头钻至581米，下φ244.5mm套管封固第四系黄土层和明化镇组砂岩和泥岩互层易漏、易垮塌层，表层套管推荐采用内插法固井工艺，要求水泥浆返至地面，保证固井质量。二开采用φ215.9mm钻头钻至1872米，下φ177.8mm技术套管固井，为三开斜井段安全施工提供有利条件，降低斜井段施工风险。由于技术套管中存在气层，因此固井按生产套管固井实施，采用一次注水泥双凝水泥浆体系全井封固固井工艺。尾浆返至油气层顶界以上300.0米，低密度水泥浆返至井口。三开斜井段采用φ149.2mm钻头钻至设计B靶点，下φ114.3mm尾管固井。井身结构示意图见图1。

2.2 套管设计原则及系数

套管柱设计的总的原则是既安全又经济，也就是在满足最大载荷要求的前提下使成本最低。通常是根据套管柱在井下的工作条件，在套管柱受力分析的基础上，建立一个平衡关系，即：外载×安全系数≤套管强度，套管设计的安全保障程度越大，设计出的套管柱费用就越高。该井的设计系数取以下值：抽汲压力当量密度Sb=0.025g/cm3；系数Sg=0.020g/cm3；地层破裂压力当量密度安全允许值Sf=0.030g/cm3；溢流允许值Sk=0.070g/cm3；正常压力地层压差卡钻临界值Pn=12MPa；所采用的最小钻井液密度ρdmin=1.05g/cm3。

2.3 定向钻井设计

井眼轨迹设计以有利于提高机械钻速、有利于降低摩阻、有利于着陆点的控制和稳斜段井眼轨迹调整，满足采油工艺的要求，利用好自然地理条件，最大程度的减少钻井成本等为原则。在造斜过程中要尽可能地选择有利于造斜的地层，选择软硬适中、无坍塌、无缩径并且避开高压易喷漏地层，在实际钻井过程中，根据施工情况施工队可对造斜点井深，造斜段造斜率做适当调整，保证井眼轨迹平滑，保证A点符合地质设计或调整地质设计要求。

按照我国钻井行业标准的规定，M5井为三段式常规二维定向井。根据赛题提供的分层地质情况资料，本井目的层为砂一下油层和沙三3油组。造斜段可能钻遇易喷漏、卡钻、钻具落井和气侵地层，斜井段轨迹调整遵循地质或调整要求。轨道参数和井眼轨迹数据见表1。

3 其他参数

钻机选用ZJ50L钻机及其配套设备。钻井液部分：一开层位选用聚合物钻井液，二开层位和三开直井段选用钾铵基聚合物钻井液，三开斜井段采用钾铵基钻井液完井液体系。固井部分：一开采用内管注水泥、二开为双级非连续注水泥、三开为尾管固井。钻井进度：预计54天完成M5井的施工。

参考文献：

[1]陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].东营：中国石油大学出版社，2006.

[2]钻井手册（甲方）编写组.钻井手册（甲方）.北京：石油工业出版社，1990.

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[4]周全兴.钻采工具手册（下）[M].北京：科学出版社，2000.

[5]赵金洲，张桂林.钻井工程技术手册[M].北京：中国石化出版社，2005.

[6]韩志勇.定向钻井设计与计算[M].北京：中国石油大学出版社，2007.