1、中國石油大學（北京）遠程教育學院期 末 考 試 鉆井工程學習中心：甘肅電大農墾河西分校_ 姓名：_李瑞杰_ 學號：_933496 關于課程考試違規作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內容（包括抄襲網上、書籍、報刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標記，不符合學院要求或學生本人情況，或存在查明出處的內容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績為“0”。 2、兩人或兩人以上答題內容或用語有50%以上相同者判為雷同，成績為“0”。3、所提交試卷或材料沒有對老師題目進行作答或提交內容與該課程要求完全不相干者，認定為“白卷”或“錯卷”，成績為“0”。一、名詞解釋（每小題5分，共20分）1.井斜方位角 某測點處的井眼

2、方向線投影到水平面上稱為井眼方位線，以正北方向線為始邊，順時針旋轉至井眼方位線所轉過的角度稱為井斜方位角。2.硬關井 是指在沒打開放噴閘門防噴的情況下，直接關閉防噴器的關井。3.欠平衡鉆井 欠平衡鉆井又叫負壓鉆井，是指在鉆井時井底壓力小于地層壓力，地底的流體有控制地進入井筒并且循環到地面上的鉆井技術。4.巖石的可鉆性 是鉆進時巖石抵抗機械破碎能力的量化指標。巖石可鉆性是工程鉆探中選擇鉆進方法、鉆頭結構類型、鉆進工藝參數，衡量鉆進速度和實行定額管理的主要依據。二、簡答題（每小題10分，共40分）1.鐘擺鉆具組合的防斜原理答：當鐘擺擺過一定角度時，在鐘擺上會產生一個向回擺的力，稱作鐘擺力。顯然，鐘

3、擺擺過的角度越大，鐘擺力就越大。如果在鉆柱的下部適當位置加一個扶正器，該扶正器支撐在井壁上，使下部鉆柱懸空，則該扶正器以下的鉆柱就好像一個鐘擺，也要產生一個鐘擺力，此鐘擺力的作用是使鉆頭切削井壁的下側，從而使新鉆的井眼不斷降斜。2.鉆井液的功用答：（1）清除井底巖屑，并攜帶至地面。（2）冷卻，潤滑鉆頭和鉆具，給地層以沖擊力，加快破碎巖石速度。（3）懸浮巖屑。（4）平衡地層壓力，防止井噴、井漏、井塌和卡鉆等事故。（5）形成低滲透性泥餅鞏固井壁。（6）渦輪鉆具的井底動力液。（7）控制腐蝕。（8）承受部分鉆柱和套管的重量。（9）幫助錄井。（10）減少油氣層傷害。3. 射流清潔井底的機理答：射流撞擊井

4、底后形成的井底沖擊壓力波和井底漫流是射流對井底清洗的兩個主    要作用形式。 （1）射流的沖擊壓力作用。射流撞擊井底后形成的井底沖擊壓力波并不是作用在整個井底，而是作用在某些小圓面積上。就整個井底而言，射流作用的面積內壓力較高，而射流作用的面積以外壓力較低。在射流的沖擊范圍內，沖擊壓力也極不均勻，射流作用的中心壓力最高，離開中心則壓力急劇下降。另外，由于鉆頭的旋轉，射流作用的小面積在迅速移動，本來不均勻的壓力分布又在迅速變化。由于這兩個原因，使作用在井底巖屑上的沖擊壓力極不均勻，極不均勻的沖擊壓力使巖屑產生一個翻轉力矩，從而離開井底，這就是射

5、流對井底巖屑的沖擊翻轉作用。 （2）漫流的橫推作用，射流撞擊井底后形成的漫流是一層很薄的高速液流層，它對井底巖屑產生一個橫向推力，使起離開原來的位置，進入環空。4. 鉆柱的功用答：（1）為鉆井液由井口流向鉆頭提供通道；（2）給鉆頭施加適當的壓力（鉆壓），使鉆頭的工作刃不斷吃入巖石；（3）把地面動力（扭矩等）傳遞給鉆頭，使鉆頭不斷旋轉破碎巖石；（4）起下鉆頭；（5）根據鉆柱的長度計算井深；（6）通過鉆柱可以觀察和了解鉆頭的工作情況、井眼狀況及地層情況等；（7）進行取心、擠水泥、打撈井下落物，處理井下事故等特殊作業；（8）對地層流體及壓力狀況進行測試與評價，及鉆桿測試等。三、課程設計（共

6、40分）設計任務：XX油區XX凹陷一口直井生產井的鉆井與完井設計。設計內容：（其中打“”部分必須設計，其他部分可選做或不做）。1.地質設計摘要（）；2.井身結構設計（）；3.固井工程設計：套管柱強度設計（）；4.鉆柱組合和強度設計（）；5.鉆機選擇（）；6.鉆進參數設計：（1）機械破巖參數設計（包括鉆頭選型，所有鉆頭選用江漢鉆頭廠牙輪鉆頭、選取鉆壓和轉速）（）；（2）鉆井液體系及性能設計（僅設計鉆井液密度，其它參數不作要求）（3）水力參數設計（）；（4）鉆柱與下部防斜鉆具結構（）。考核方式及成績評定（1）格式、規范：4分，評分依據：工程設計規范；評分標準：4符合程度。（2）設計的依據與原則準確

7、性：12分，評分依據：工程設計依據與原則； 評分標準：12符合程度。（3）過程的參數選擇的合理性和計算過程的可靠性：12分，評分依據：參數符合工程實際，計算過程可靠；評分標準：12符合程度。（4）結果準確性：12分。基礎數據：1.地質概況：見后附設計樣例表A1。2.設計井深：H=3000 + 4×100 + 學號的后二位數字 ×3 （m）3.地層壓力和破裂壓力剖面：根據圖A1，地層壓力梯度的當量鉆井液密度由1.00g/cm3變為1.10g/cm3的井深按以下規律取值：H=3000 + 4×100 + 學號的后二位數字 ×3 （m）4.設計系數：見表A-2

8、和表A-3，其他數據查鉆井手冊（甲方）和參考書。5.水力參數設計數據見表A-4。6.鉆柱設計數據見參數書2。7.完井方式：先期裸眼完井，Ø177.8mm(7”)生產套管。附錄1.地質概況表A-1井 別探 井井 號A5設計井深目的層井位坐標地面海拔 m 50縱（）m 4275165橫（）m 20416485測線位置504和45地震測線交點地理位置XX省XX市東500m構造位置XX凹陷鉆探目的了解XX構造含油氣情況，擴大勘探區域，增加后備油氣源完鉆原則進入150m完鉆完井方法先期裸眼層位代號底界深度，m分層厚度，m主要巖性描述故障提示A280礫巖層夾砂土,未膠結滲漏B600320上部礫巖

9、,砂質礫巖,中下部含礫砂巖滲漏C1050450中上部含礪砂巖、夾泥巖和粉砂質泥巖；下部礪狀砂巖，含礪砂巖、泥巖、粉砂質泥巖不等厚互層防塌D1600泥巖、砂質泥巖、礪狀砂巖、含礪砂巖不等厚互層，泥質粉砂巖防漏防斜E1900300砂質泥巖、泥質粉砂巖、夾礪狀砂巖、含礪砂巖防斜防漏F32650750泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖防斜F2J2900250泥巖夾鈣質砂巖，夾碳質條帶煤線，中部泥巖夾煤層、下部泥巖、粉砂巖、泥質粉砂巖防斜、塌、卡F2K3150250泥巖為主，泥質粉砂巖，中粗砂巖，砂礫巖間互F13500350泥巖、泥質砂巖、下部灰褐色泥巖防漏、噴、卡QJ3650(未穿)150深灰，淺灰色灰巖為

10、主，間夾褐，磚紅色泥巖防漏、噴、卡2.井身結構設計鉆探目的層為灰巖地層，確定完井方法為先期裸眼完井。油氣套管下入層35m。根據地質情況，鉆達目的層過程中不受鹽巖，高壓水層等復雜地層影響，故井身結構設計按地層壓力和破裂壓力剖面（圖A1）進行。圖A-1 地層壓力和破裂壓力設計系數見表A-2。表A-2 井深結構設計有關系數名稱g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3 MPa MPa數值0.050.050.030.051520來源理論計算理論計算區域資料統計區域資料統計區域資料統計區域資料統計表 A-3 各層段地層可鉆級值地 層A B C D E F3 F2J F2K F1 QJ可鉆性值0.6 1 1

11、.39 2.16 3 3.5 7.3 5.2 4.9 3.水力參數設計（1）泥漿泵型號與性能表A-4 水力參數設計數據3NB1000鉆井泥漿泵（兩臺，可僅用一臺）缸套直徑（mm）額定泵沖（次 分）額定排差（L S）額定泵壓（Mpa）12015019.933.113015023.428.214015027.124.315015031.121.216015035.418.617015040.016.5（2）鉆井液性能其它參數 地面泵壓不超過20Mpa Kg=1.07*10Mpa SL 環空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s 鉆井液塑性粘度0.0047pa.S1.地質設計摘要1.1 地質概況

12、該井位于504和45地震測線交點，距XX省XX市東500m，所在的地質構造為XX凹陷，該井海拔較低，鉆該井目的是通過打開層來了解該層的油氣情況，擴大該油區的勘探范圍，增加油區的總體油氣后備儲量。1.2 地質基本數據1.2.1 井號：A51.2.2 井別：生產井1.2.3 井位： （1）井位坐標：縱（X）4275165 橫（Y）20416485 （2）地面海拔：50m （3）地理位置：XX省XX市東500m （4）構造位置：XX凹陷 （5）過井測線：504和45地震測線交點1.2.4 設計井深：H=3000 + 4×100 + 34×3=3502m （學號：9330

13、34）1.2.5 目的層：層，底層深度3650m，分層厚度150m1.2.6 完鉆層位：A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、F1、QJ1.2.7 完鉆原則：先期裸眼完井1.2.8 鉆探目的：了解XX構造的油氣情況，擴大勘探區域，增加后備油氣源2.井身結構設計2.1井身結構設計思路：（1）、能夠避免或盡量減少漏、噴、塌、卡等復雜情況，從而實現安全順利鉆進；（2）、能有效的保護油、氣藏；（3）、滿足地址和開采的要求；（4）、應使全井經濟效益最好。2.2井身結構設計的原則：（1）能有效地保護油氣層，使不同壓力梯度的油氣層不受鉆井液的損害。（2）應避免漏，噴，塌，卡等復雜情況發生，為全井順利鉆進

14、創造條件，使鉆井周期最短。（3）鉆下部高壓地層時所用的較高密度鉆井液產生的液柱壓力，不致壓裂上一層套管鞋處薄弱的裸露地層。（4）下套管過程中，井內鉆井液壓力和地層壓力之間的壓差，不致產生壓差卡阻套管事故。2.3 地層可鉆性分級及地層壓力預測2.3.1 地層可鉆性分級地 層A B C D E F3 F2J F2K F1 QJ可鉆性值0.6 1 1.39 2.16 3 3.5 7.3 5.2 4.9 2.3.2 壓力剖面預測 2.4 井身結構設計系數鉆探目的層位灰巖地層，確定完井方法為先期裸眼完井，根據地質情況鉆達目的層過程中不受鹽巖、高壓水層等復雜地層影響，故井身結構設計按地層壓力和破裂壓力剖面

15、進行。井深結構設計系數如下表所示。名稱g/cm3g/cm3g/cm3g/cm3 MPa MPa數值0.050.050.030.051520來源理論計算理論計算區域資料統計區域資料統計區域資料統計區域資料統計2.5各段套管下入目的及確定依據：一開：0330下一層表層套管，171/2鉆頭,133/8套管，依據是因為在這一段地層的巖性描述為：泥巖夾砂巖，頁巖。所以這一段下表層套管，其目的就是封隔地表疏松，易塌，易漏的地層,安裝井口裝置，是井口設備的唯一支撐件。二開：02900下入一層技術套管，121/4鉆頭，95/8套管，依據是因為在這地層下入一層技術套管段的主要目的是解決由地層性質，地層壓力引起的

16、鉆井技術問題。三開：03500m下油層套管至3500米，81/2鉆頭，7套管，依據是因為在這地層下入一層技術套管段的主要目的是解決由地層性質，地層壓力引起的鉆井技術問題。四開：35003650m采用61/2鉆頭鉆穿水泥塞，先期裸眼完井。根據數據資料計算設計井身結構：開鉆順序套管鉆頭尺寸()下深()尺寸()鉆深（）一133/8330171/2330二95/82900121/42900三7350081/23500四61/236502.4井身結構圖 井身結構示意圖（圖1-1）套管133/8×330m 鉆頭171/2×330m 套管95/8 ×2900m 鉆頭121/4&

17、#215;2900m 套管7 ×3500m 鉆頭81/2×3500m 用61/2的鉆頭打開產層井深3650米 2.5完井方法：對目的層采用先期裸眼完井先期裸眼完井-先鉆至油氣層頂部，下套管固井，固井后，再用小鉆頭打開油氣層的完井方法。3. 套管柱強度設計3.1 油層套管柱設計7套管設計下深3500，井內泥漿密度為=1.39+0.07=1.46，水泥返至地面，抗擠安全系數：=1.0，抗拉安全系數：=1.6，抗內壓安全系數：=1.0。 （1）選第一段套管： 計算井底液柱壓力：Pm=H/102=(1.464120)/102=58.97 計算所需抗擠強度：Pc1=Pm=58.97&

18、#215;1.0=58.97 C . 選第一段套管：N80 、 、 Pj1=2.989兆牛 抗擠安全系數： 滿足抗擠要求的強度。 2）選二定一 A .選第二段套管：N80 、 、 Pj2=2.656兆牛 B .第二段可下入深度 C .第一段長度 L1=H1-H2=3500-3382=118M D .計算重力 W1=q1XgXL1=47.62*9.8*118=55067N 選三定二A .選第三段套管: N80 、 、Pj3=1.966兆牛 B .第三段可下入深度 C .第二段長度 D .計算重力 5）.轉入抗拉設計 A .計算第三段第三段可下長： B .計算重力： C . 差多少到井口 6）.選

19、四定四 A .選第四段套管：N80 、 、 、 B .計算第四段長： C .計算重力 抗內壓校核對井口處內壓力強度進行校核： H=3500米 、 、Pp=53.44Mpa套管鞋處內壓力：外平衡壓力（認為時間長泥漿會沉淀，取） 井口處： 套管鞋處：。有效內壓力及其梯度： 井口處： 套管鞋處： 有效內壓力梯度： 由下圖可知，抗內壓安全計算第三段套管剩余拉力 實際抗拉安全系數： 3.2套管設計結果編號井段（m）段長(m)套管段重(N)累計重(N)安全系數剩余拉力（千牛）鋼級壁厚（mm）扣型抗擠抗拉40-745745N8011.51長圓34767415764241.01.602433745184511

20、00N808.05長圓扣36890112287501.030892184533821537N8010.365154428598491.0133823500118N8011.515506755067 1.014.  鉆柱組合和強度設計4.1  鉆鋌的設計 根據五茲和魯賓斯基理論得出，允許最小鉆鋌的最小外徑為：允許最小鉆鋌 外徑=2倍套管接箍外徑-鉆頭直徑。 鉆鋌長度取決于選定的鉆鋌尺寸與所需鉆鋌重量。4.1.1  所需鉆鋌重量的計算公式 m=（Wm*Sf）/Kb m  

21、;所需鉆鋌的重量，kN  Wm 所需鉆壓； Sf 安全系數, 此取Sf=1.2 ；Kb 浮力系數 ； Lc 所需鉆鋌的長度, m ；Ldp 所需鉆桿的長度，m ； qc 每次開鉆所需鉆鋌單位長度重量； N  每次開鉆所需鉆鋌的根數 ； 每根鉆鋌的長度 9.1 m 。4.1.2計算鉆柱所受拉力的公式 1鉆柱所受拉力P=（Ldp*qdp+&#

22、160;Lc* qdp） Kb                P  鉆柱所受拉力，kN ；                  P外擠  =dg L   

23、;                       P外擠 鉆桿所受外擠壓力,MPa 。 4.2鉆鋌長度的計算 4.2.1一次開鉆鉆具組合 1 .鉆鋌長度的確定   選鉆鋌外徑203.2mm，內徑71.4mm，qc=2190N/m。此時Kb=0.858，W=40KNLc=（Sn*W）

24、/（qc*Kb）=（1.2*40）/（2.19*0.858）=25.54m從而實際用3根，實際長度3*9.1=27.3（m）2.鉆桿長度計算及安全校核鉆桿外徑139.7mm，內徑121.4mm，q=319.71N/m，鋼級E級Fy=1945.06KN，St=1.3   （1）安全系數校核： Fa1=0.9Fy/ St =0.9*1945.06/1.3=1346.58KN    (2) 卡瓦擠毀校核 Fa2=0.9 Fy /(y/x)=0.9*1945.06/1.42=1232.78KN 

25、;  （3）動載校核： Fa3=0.9Fy-MOP=0.9*1945.06-400=1350.5KN    較三種安全校核知卡瓦擠毀校核計算的最小 則鉆桿   Lp=（Fa2* qc*Lc* Kb）/（q* Kb）=4307.08m>80m   從而實際用鉆桿：80-27.3=52.7m   校核抗擠度：P外擠=gh=1.1*1000*9.8*（80-27.3）=0.568MPa <D=58.2

26、1MPa故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。4.2.2  二次開鉆鉆具組合 1 .鉆鋌長度的確定   選鉆鋌外徑203.2mm，內徑71.4mm，qc=2190N/m。此時Kb =0.852，W=180KN Lc= （Sn*W）/（qc*Kb）=(1.2*180)/(2.19*0.852)=115.7m   從而實際用13根，實際長度13*9.1=118.3（m） 2.鉆桿長度計算及安全校核 鉆桿外徑139.7mm，內徑118.6mm，q=360.59N/m

27、，鋼級E級Fy=1945.06KN，St =1.3 （1）安全系數校核： Fa1=0.9Fy/ St =0.9*1945.06/1.3=1346.58KN    (2) 卡瓦擠毀校核 Fa2=0.9 Fy /(y/x)=0.9*1945.06/1.42=1232.78KN   （3）動載校核： Fa3=0.9Fy-MOP=0.9*1945.06-400=1350.5KN    較三種安全校核知卡瓦擠毀校核計算的最小 則鉆桿&#

28、160;  Lp=（Fa2* qc*Lc* Kb）/（q* Kb）=3294.2m>310m   從而實際用鉆桿：310-118.3=191.7m   校核抗擠度：P外擠=gh=1.1*1000*9.8*（310-118.3）=2.1605MPa <D=58.21MPa故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。4.2.3 三次開鉆鉆具組合 1 .鉆鋌長度的確定 選鉆鋌外徑152.4mm。qc=1212N/m。此時Kb=0.839，W=180KN

29、0;Lc= （Sn*W）/（qc*Kb）=(1.2*180)/(1.212*0.839)=212.41m   從而實際用24根，實際長度24*9.1=218.4（m） 2.鉆桿長度計算及安全校核 鉆桿外徑127mm，內徑112mm，q=237.73N/m，鋼級E級Fy=1760.31KN，St =1.3 （1）安全系數校核： Fa1=0.9Fy/ St =0.9*1760.31/1.3=1218.676KN    (2) 卡瓦擠毀校核 Fa2=0.9 Fy

30、 /(y/x)=0.9*1760.31/1.42=1115.68KN   （3）動載校核： Fa3=0.9Fy-MOP=0.9*1760.31-400=1184.279KN    較三種安全校核知卡瓦擠毀校核計算的最小 則鉆桿   Lp=（Fa2* qc*Lc* Kb）/（q* Kb）=4480.17m>2000m   從而實際用鉆桿：2000-218.4=1781.6m   校核抗擠度：P外擠=gh

31、=1.1*1000*9.8*（2000-218.4）=21.825MPa <D=68.96MPa故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。鉆具選擇表項目鉆頭尺寸（mm）鉆鋌外徑（mm）鉆鋌長度（m）鉆桿外徑（mm）一開444.5203.225.54139.7二開215.9203.2118.3139.7三開215.9152.4218.41275. 鉆機選擇5.1根據井深和最大鉤載來選擇鉆機及設備因為大鉤最大的負重是提7和95/8的套管，又因為在7套管的單位重量是43.15kg，即：按7套管計算：G=3500×43.15=151.03噸；因為在起下鉆遇阻，處理事故及大鉤本身重量等

32、因素，所以大鉤最大載荷，取安全系數為1.8。W=151.03×1.8=271.85噸。該井的最大鉤載的計算結果271.85噸，選擇ZJ50D鉆機。5.2鉆機基本參數序號設備名稱型號規范數量備注1鉆 機ZJ-50D1臺2井 架1臺3天 車TC-3151臺4游 車YC-3501臺5大 鉤DG-3501臺6水 龍 頭SL-450最大靜負荷：450噸1臺靜載荷中心管內徑：75毫米7絞 車JC-50D1臺8轉 盤1臺9柴 油 機PZ12V-190B最大功率：742千瓦4臺10泥 漿 泵3NB-1300輸入功率：1300馬力2臺11鋼 絲 繩1臺32.512振 動 篩2ZZSG2臺14除 泥 器

33、NCSX81臺15除 砂 器NCS2XZ1臺16除 氣 器NCQ11臺17離 心 機1臺18儲 氣 罐1臺45.3鉆機ZJ50D的其它參數及配件表2-2 鉆機參數及配件序號項 目 名 稱單位參 數1名義鉆深m50002最大鉤載T3503絞車最大功率KW14704最大鉆柱重量T2205提升系統繩數鉆井繩數根5×6最大繩數根6×76鋼絲繩直徑mm34.9257鉆井泵配備功率KW955馬力13008鉆盤開口名義直徑mm698.5in271/29塔式井架有效高度m44.810井架底座高度m7.56. 鉆進參數設計6.1 機械破巖參數設計6.1.1鉆頭的選擇原則（1）、在淺井段，巖石

34、膠結疏松，主要考慮鉆頭的鉆速和防止泥包；在深井段，由于起下鉆行程長，主要考慮鉆頭的進尺。（2）、在易斜井段宜選用位移量小，牙齒多而短或不移軸的鉆頭。（3）、在3000米以下的泥巖、頁巖、軟地層，最好選用中硬地層鉆頭。 （4）、研磨性地層往往會造成鉆頭直徑的磨損，嚴重影響下一個鉆頭的的指標，所以應選擇外排加強的鑲齒保徑鉆頭。（5）、軟硬交錯地層，一般選擇中長楔型齒或錐型齒的鑲齒鉆頭。6.1.2地層軟硬參考表表5- 1地層性質極軟軟中軟中中硬硬 極硬形式形式代號1234567原式代號JRRZRZZYYJY適用巖石舉例泥巖石膏巖鹽軟頁巖白堊軟石灰巖中軟頁巖硬石膏中軟石灰巖中軟砂巖硬頁巖石灰巖中軟石灰

35、巖中軟砂巖石英砂巖硬白云巖硬石灰巖大理巖燧石巖花崗巖石英巖玄武巖黃鐵礦鉆頭提顏色乳白黃淡藍灰墨綠紅褐6.2鉆井液體系及性能設計6.2.1鉆井液的作用和功效：1.冷卻和潤滑鉆頭、鉆柱；2.清洗井底，攜帶巖屑；3.控制地層壓力；4.保持井眼穩定，提高鉆速；5.保護和發現油氣層；6.提供水力作用。6.2.2設計依據：1.地層巖性、深度、壓力。2.套管程序。3.鉆井工藝要求。4.成本因素和可行性。5.綜合考慮、因地自宜。6.2.3鉆井液設計（分段設計）1一開井段選用低固相鉆井液體系因為該段井深較淺，地質情況不復雜，地層壓力小，故選用該類型鉆井液體系。該體系鉆井液是一種低密度、固相總含量在6-10%（體

36、積比）范圍內的水基鉆井液，其中的搬土含量應控制在30%（體積比）或更低的范圍內，鉆屑與搬土比值應小于2：1，它的一個主要優點是可以明顯的提高鉆速按安全附加當量泥漿密度設計m=p+c式中：m-設計鉆井液密度 p-地層壓力當量泥漿密度 c-安全附加當量泥漿密度 0.070.15g/cm3所以，一開井段設計鉆井液密度m1=1.00+（0.070.15）=（1.071.15）g/cm3 定m1=1.11 g/cm3塑粘：PV=10=（8.114.1）mpa·s粘度：FV=2.2 pv=（17.8224.42）s切力：YP=0.02 pv=（0.1620.282）pa失水量：FL=（510）m

37、l泥餅厚度：Kf=（0.52）mm2 二開井段較深，鉆進過程中可能會遇到井下復雜情況，故此段考慮用聚合物鉆井液體系。該體系是一種經過含有絮凝和包被作用的長鏈，高聚物處理以增加粘度，降低濾失量及穩定地層的水基鉆井液。這些高聚物包括膨潤土，增粘劑，生物聚合物和交聯聚合物。它們是較高的分子量和酸溶性。在低濃度下就具有較高的粘度及良好的剪切稀釋性。因而可用來絮凝質量差的土，增加粘度，降低失水量及穩定地層。m2=p+c=1.28+（0.070.15）=（1.351.43）g/cm3 定m2=1.39 g/cm3塑粘：PV=10=（10.916.9）mpa·s粘度：FV=2.2 pv=（23.9

38、837.18）s切力：YP=0.02 pv=（0.2180338）pa失水量：FL=（510）ml 泥餅厚度：Kf=（0.52）mm3三開井段用磺化泥漿因三開井段比較深，對泥漿性能要求比較高，不但要有良好的粘切，還能在高溫下不喪失其基本性能，故此段用磺化泥漿體系。m3=1.50+（0.070.15）=（1.571.65）g/cm3 定m3=1.60 g/cm3塑粘：PV=10=（1319）mpa·s粘度：FV=2.2 pv=（2941.8）s切力：YP=0.02 pv=（0.30.4）pa失水量：FL=（510）ml泥餅厚度：Kf=（0.52）mm4此井設計采用先期裸眼完井，四開鉆井

39、液要接觸油氣層，所以泥漿密度盡量的小。m4=1.05+（0.070.15）=（1.121.20）g/cm3 定m4=1.15 g/cm3塑粘：PV=10=（915）mpa·s粘度：FV=2.2 pv=（2033）s切力：YP=0.02 pv=（0.20.3）pa失水量：FL=（510）ml泥餅厚度：Kf=（0.52）mm鉆井液設計結果開鉆序號井段（m）鉆井液類型體系鉆井液性能參數m（g/cm3）PV（mpa·s）FV（s）YP（pa）FL（ml）Kf（mm）PH一開0330低固相鉆井液1.118.1-14.117.82-24.420.162-0.2825-100.5-28-

40、9二開3302900聚合物鉆井液1.1910.9-16.923.98-37.180.218-0.3385-100.5-29-10三開29003500磺化鉆井液1.6013-1929-41.80.3-0.45-100.5-29.5-11四開35003650 磺化鉆井液1.159-1522-330.2-0.35-100.5-28-106.3水力參數設計6.3.1鉆井水力參數的意義和作用鉆井水力參數的正確設計和維護能提高鉆井效率和降低鉆井成本，水力參數設計不當，則不能很好的清除巖屑，這不僅會降低鉆速，甚至能引起井噴。鉆井水力參數在井內有很多的作用：、控制井下壓力；、對鉆柱和套管產生浮力；、減少鉆井液

41、運動時對井壁的沖蝕作用；、從井內帶出巖屑，沖洗鉆頭，并清除鉆頭下的巖屑；、提高鉆進速度；、確定地面設備和鉆井泵的大小；、控制下鉆時產生的激動壓力；、清除因起鉆時的抽汲作用引起的井底壓降；、計算循環鉆井液時的井內動壓力；、井漏時控制井內壓力。6.3.2鉆井水力參數的設計地面管匯最大允許壓力為20，地面管匯折算成5鉆桿長度為150，12鉆頭鉆進井深為3302900，81/2鉆頭鉆進井深為29003500m, 設計按每400左右一段來計算水力參數：分段H1=330730 H2=7301130 H3=11301530 H4=15301930 H5=19302330 H6=23302730 H7=273

42、02900 H8=29003300 H9=33003500 H10=350036507.3鉆進水力參數具體計算步驟和結果 1、在井段330730：(1)確定最小排量Qa： Qa=Vn=0.6=0.311，=0.127；Qa=(2)選擇缸套的直徑和排量：由石油工程技術手冊得：3NB-1300鉆井泵，選缸套內徑為170，=21. ，=41.52，允許使用泵壓Pb=P地允=20Mpa.(3)計算m、n值dpi-鉆桿內徑108.6mm dpa-鉆桿外徑127.0mm=0.311;=1.09×103k;=6.35×105=1.09×103k;dci 9=71.4mm ;dc

43、a9=228.6mm;Lci9=27.3mmdci 8=71.4mm; dca8 =203.2mm;Lci8=54.6mmdci 7=71.4mm; dca7 =177.8mm;Lci7=114.97mm =3.24×108=2.57×108=1.30×108=0.935×108n1=(1.3+2.57+3.24+0.935) ×108 =8.045×108n= n1-m =0.8045×109-6.35×105(27.3+54.6+114.97)=7.086×108(4)計算臨界井深： = =2334.

44、1mHcH則Q可以確定,即因為HcH，則Q可以確定,即Q=Qr=0.04152m3/s (5)計算鉆頭分到的壓力PtHcHPt=pr-(mH+n)Qr1.8=21×106-(6.35×105×1140+0.7086×109) ×(0.04152)1.8 =15.33(6)計算噴嘴面積A0= = 2.55cm2 d = mm選噴嘴直徑：=7，=12，=13； =19.0>18.8即A0實=284.2 mm2>276.7mm2(7)計算水力參數： Pt實=15.3；Px實=(mH+n)Q1.8=4.9Pb實= Pt實+ Px實=20.2

45、Nt = Pt實Q=697.7KWNx = Px實Q=223.4KWNb = Nt + Nx =921.1 KWh = Nt/ Nb =0.757Vo = =160.6m/s；=；2、在井段7301130：(1)確定最小排量Qa： Qa=Vn=0.6=0.311，=0.127；Qa=(2)選擇缸套的直徑和排量：由中國石油裝備大全得：3NB-1300鉆井泵，選缸套內徑為170，=21. ，=41.52，允許使用泵壓Pb=P地允=20Mpa.(3)計算m、n值dpi-鉆桿內徑108.6mm dpa-鉆桿外徑127.0mm=0.311;=1.20×103k;=6.97×105=1

46、.20×103k;3dci 9=71.4mm ;dca9=228.6mm;Lci9=27.3mmdci 8=71.4mm; dca8 =203.2mm;Lci8=54.6mmdci 7=71.4mm; dca7 =177.8mm;Lci7=114.97mm =3.56×108=2.82×108=1.42×108=1.026×108n1=(1.3+2.57+3.24+0.935) ×108 =8.826×108n= n1-m =8.826×108-6.97×105(27.3+54.6+114.97)=7.7

47、73×108(1)計算臨界井深： = =2030.9mHcH則Q可以確定,即因為HcH，則Q可以確定,即Q=Qr=0.04152 m3/s (2)計算鉆頭分到的壓力PtHcHPt=pr-(mH+n)Qr1.8=21×106-(6.97×105×1540+7.773×108) ×(0.04152)1.8 =13.97 (3)計算噴嘴面積A0= =2.78cm2 d =mm選噴嘴直徑：=10，=11，=12； =19.08>19.01即A0實=285.7 mm2>283.8mm2(4)計算水力參數： Pt實=15.1；Px實=

48、(mH+n)Q1.8=5.7Pb實= Pt實+ Px實=20.8Nt = Pt實Q=688.6KWNx = Px實Q=259.9KWNb = Nt + Nx =948.5 KWh = Nt/ Nb =0.726Vo = =159.44m/s；=；3、在井段11301530：其它參數不變(1)計算臨界井深： = =2031mHcH則Q可以確定,即因為HcH，則Q可以確定,即Q=Qr=0.04152m3/s (2)計算鉆頭分到的壓力PtHcHPt=pr-(mH+n)Qr1.8=21×106-(6.97×105×1940+7.773×108) ×(0

49、.04152)1.8 =13.064 (3)計算噴嘴面積A0= = 2.87cm2 d = mm選噴嘴直徑：=9，=10，=14； =19.40>19.30即A0實=295.4 mm2>292.3mm2(4)計算水力參數： Pt實=14.16；Px實=(mH+n)Q1.8=6.57Pb實= Pt實+ Px實=20.73Nt = Pt實Q=637.2KWNx = Px實Q=299.6KWNb = Nt + Nx =936.8 KWh = Nt/ Nb =0.68 KWVo = =154.6m/s；=；4、在井段15301930：其它參數不變(1)計算臨界井深： = =2031則Q可以

50、確定,即因為HcH，則Q可以確定,即Q=Qr=0.04152m3/s (2)計算鉆頭分到的壓力PtHcHPt=pr-(mH+n)Qr1.8=21×106-(6.97×105×1940+7.773×108) ×(0.04152)1.8 =13.064 (3)計算噴嘴面積A0= = 2.87cm2 d = mm選噴嘴直徑：=9，=10，=14； =19.40>19.30即A0實=295.4 mm2>292.3mm2(4)計算水力參數： Pt實=14.16；Px實=(mH+n)Q1.8=6.57Pb實= Pt實+ Px實=20.73Nt

51、= Pt實Q=637.2KWNx = Px實Q=299.6KWNb = Nt + Nx =936.8 KWh = Nt/ Nb =0.68 KWVo = =154.6m/s；=；5、在井段19302330：其它參數不變(1)計算臨界井深： = =2031則Q可以確定,即因為HcH，則Q可以確定,即Q=Qr=0.04152m3/s (2)計算鉆頭分到的壓力PtHcHPt=pr-(mH+n)Qr1.8=21×106-(6.97×105×1940+7.773×108) ×(0.04152)1.8 =13.064 (3)計算噴嘴面積A0= = 2.87

52、cm2 d = mm選噴嘴直徑：=9，=10，=14； =19.40>19.30即A0實=295.4 mm2>292.3mm2(4)計算水力參數： Pt實=14.16；Px實=(mH+n)Q1.8=6.57Pb實= Pt實+ Px實=20.73Nt = Pt實Q=637.2KWNx = Px實Q=299.6KWNb = Nt + Nx =936.8 KWh = Nt/ Nb =0.68 KWVo = =154.6m/s；=；6、在井段23302730：其它參數不變(4)計算臨界井深：=2031mHa=2573m即因為H>Ha，則Q可以確定,即Q=Qa=0.03801m3/s (5)計算鉆頭分到的壓力PtPt= pr-(mH+n)Qa1.8=21×106-(6.97×105×3140+7.773×108) ×(0.03801)1.8 =11.76 (6)計算噴嘴面積A0= = 2.77cm2 d =mm選噴嘴直徑：=8，=10，=11； =16.88>16.80即A0實=223.7mm2>221.7mm2(7)計算水力參數： Pt實=13.28；Px實=(mH+n)Q1.