HH55P21井钻井工程设计.docx
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HH55P21井钻井工程设计
鄂尔多斯盆地红河油田
HH55P21井钻井工程设计
中国石油化工股份有限公司华北分公司
二零一二年三月
鄂尔多斯盆地红河油田
HH55P21井钻井工程设计
设计单位
:
华北分公司工程技术研究院
设计人
:
初审人
:
审批单位
:
华北分公司
审核人
:
审批人
:
中国石油化工股份有限公司华北分公司
二零一二年三月
设计审批意见
原则上同意该单井设计。
同时提出以下意见和要求,请一并执行。
1.要求各单位认真组织、密切配合、精心施工;钻井队提前做好邻井资料对比,及时掌握地层情况,对井斜、井漏层位做到心中有数以便于及时预防、处理。
2.本工区上部井段普遍存在井漏情况,施工单位提前参考邻井资料,做好防漏、堵漏措施,堵漏结束做承压试验。
堵漏要做到早发现早处理,不留后患;
3.钻井定向作业和井眼轨迹控制由定向技术服务方负责,钻井队要搞好配合。
实钻过程中,钻具组合、钻井参数及钻头类型可根据实际情况进行调整,确保井身质量和井眼轨迹符合设计要求。
4.钻井队要保证钻井液净化设备工况良好,以确保钻井液固相含量得到有效控制。
正常钻进期间,要密切注视振动筛岩屑返出情况,同时加强短起下钻清除岩屑床。
5.固井要求:
固井前出现漏失要求堵漏成功并承压合格后再进行固井作业,保证固井质量。
设计要求全封固,替浆时控制好排量,防止因激动压力过大造成井漏;在固井施工前调整好井内泥浆性能,同时必须对水泥浆性能进行现场校核试验,确保水泥浆性能达到设计要求;
6.现场监督加强对施工质量的控制和日报、井史等资料的日常检查,发现问题及时提出整改,确保资料完整、准确、详尽。
钻井队完井后一周内上交电子文档;
7.要求技术套管下深至A点2米左右;
8.钻井队做好送井材料计划及井口安装、试压工作;三开前套管、井口、节流压井管汇整体试压15MPa,15分钟压降小于0.7MPa。
9.钻井队准备技术套管刮管器。
下入预置管柱后按要求全井段注入KCL溶液。
华北分公司工程技术处
2012年4月4日
1.设计依据1
2.地质概况2
3.钻井主要设备5
4.井身结构设计5
5.井眼轨道设计6
6.专用工具及仪器设备13
7.钻具组合、钻进参数及主要措施13
8.推荐钻头及水力参数设计17
9.套管强度设计18
10.钻柱强度校核19
11.钻进目的层技术措施20
12.测量方案及轨迹计算方法20
13.井身质量22
14.井控要求22
15.环境保护27
16.钻井液设计29
17.固井设计37
18.重点施工措施41
19.设备管理要点44
20.安全技术管理的几项规定44
21.施工进度预测45
22.钻井主要材料计划46
23.钻井资料提交46
1.设计依据
1.1《HH55P21井钻井地质设计》
1.2HH55P21井主要的引用标准、规范和规定
(1)SY/T5431-2008《井身结构设计方法》
(2)SY/T5088-2008《钻井井身质量控制规范》
(3)SY/T5234-2004《优选参数钻井基本方法及应用》
(4)SY/T5964-2006《钻井井控装置组合配套安装调试与维护》
(5)SY/T6426-2005《钻井井控技术规程》
(6)SY/T5480-2007《固井设计规范》
(7)SY/T5955-2004《定向井井身轨迹质量》
(8)SY/T6276-2010《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》
(9)SY/T5435-2003《定向井轨道设计与轨道计算》
(10)SY/T5172-2007《直井井眼轨迹控制技术规范》
(11)Q/SH0082-2007《水平井钻井工程设计要求》
(12)《井控管理规定与实施细则》(华北分公司2011年修订)
(13)《钻井井控实施细则》(华北分公司2011年修订)
(14)《中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定(试行)》
1.3邻井钻井资料及红河油田水平井实钻资料
邻井HH56-1井,一开漏失井段为:
30-130m,漏失泥浆50m3。
二开在井段1415-1675m,发生渗漏,漏失60m3。
HH55-3井,一开漏失泥浆470m3,并从井口注水泥堵漏过,二开651m-692m夹石膏。
本井钻井过程中防漏、防膏浸。
2.地质概况
2.1钻井性质:
开发井(水平井)
2.2井口位置
2.2.1地理位置:
甘肃省泾川县丰台乡西头王村三组,井口位于HH55-4井井口方位159°15′11″、位移1570.12m处
2.2.2构造位置:
鄂尔多斯盆地天环坳陷南端。
2.3坐标:
井口及A靶点、B靶点坐标,见表1。
表1HH55P21井口、A和B靶点坐标
X
Y
井口
3920757.82
36445232.83
A靶点
3920468.04
36445310.48
B靶点
3919502.12
36445569.29
*A、B靶点海拔采用井口海拔高度1319.19m(为实测数据)。
*A、B靶点目的层均为长912油层,由于地下地质情况不确定性强,预测的深度和厚度与实际可能存在误差,在实钻过程中要加强对比,及时进行校正。
2.4设计井深
设计井深3262.88m;垂深:
2096.99m
2.5设计方位
设计方位为165°
2.6目的层位
三叠系延长组长912。
2.7完钻层位
三叠系延长组长912
2.8完钻原则
水平段钻达设计B靶点,目的层水平段长1000m。
2.9完井方式
裸眼完井(预置管柱)
2.10地层压力预测
根据红河油田邻井红河55井DST资料,压力系数取1.05,预测本井钻遇长912目的层地层压力为21.2MPa,预测本井为常压井。
2.11井控及硫化氢风险提示
(1)本井为水平井,井控风险分级为中风险井;
(2)本井压力系数取1.05,介于0.9至1.07之间,地层压力系数分级为常压井,但在钻井过程中要注意防范井底压力突然大幅增加所带来的风险。
(3)HH37P3井延长组长8油层钻进过程中有H2S产出,含量为24PPm,在30mg/m3(20PPm)~150mg/m3(100PPm)之间,井控风险分类为危害井。
本井为开发井,通过分析邻井、邻区数据,及本区内有钻井的情况,预测本井、本层属于流体常压、中-高风险、危害井;
2.12地理及环境资料
(1)气象资料
该地区气温年较差和日较差较大,最高温度可达37.2℃,最低温度可降到-20.8℃,年平均气温7~12℃,年平均降水量为400~1000mm,且大都集中于7~9月份。
春夏多吹东南风,秋冬多吹西北风,风力一般为二至三级,最大七至八级。
(2)地形地物
区内人口众多,为农业大县。
属黄土塬复杂地形,海拔1054~1486m,塬、梁、茆、沟纵横交错,地形高差数米至数百米。
主要河流有茹河、洪河、泾河,并发育有支流。
区内县城之间、县乡之间有公路贯穿,交通较为便利。
2.13钻遇地层预测
HH55P21井钻遇地层预测见表2。
表2HH55P21井钻遇地层预测简表
地层
垂
深
(m)
垂
厚
(m)
海
拔
(m)
岩性描述
系
统
组
段
油层组
第四系
全
新
统
340
340
979.19
灰黄色粘土层与棕色砾石层呈不等厚互层。
白
垩
系
下
统
∧
志
丹
群
∨
罗汉洞组
555.19
215
764.00
棕黄、棕色细、中、粗砂岩与褐色泥岩呈不等厚互层。
环河组
875.19
320
444.00
灰色泥岩、粉砂质泥岩夹灰色泥质粉砂岩、细砂岩,局部具石膏薄层。
华池组
1075.19
200
244.00
灰褐、灰色泥岩与棕褐色泥质粉砂岩、灰褐色中砂岩呈不等厚互层。
洛河—宜君组
1305.19
230
14.00
棕、棕灰色中砂岩与褐色泥岩呈略等厚互层。
侏
罗
系
中
统
安定组
1573.19
268
-254.00
中、上部紫褐色泥岩、褐色泥灰岩与棕灰色中砂岩呈略等厚互层;下部为棕灰色中砂岩与褐、紫褐色泥岩呈等厚互层。
直罗组
1752.19
179
-433.00
上部为绿灰、灰色泥岩、粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩呈略等厚互层;下部为大套浅灰色细、粗砂岩与绿灰、紫褐色泥岩呈略等厚互层。
下
统
延安组
1873.19
121
-554.00
深灰、灰黑色泥岩与灰色粉、细砂岩呈略等厚互层,夹5层煤。
三
叠
系
上
统
延
长
组
第
三
段
长6
1943.19
70
-624.00
上部深灰色泥岩、粉砂质泥岩与灰色粉、细砂岩略等厚互层;中部浅灰、灰褐色中、细砂岩与深灰色泥质岩略等厚互层;下部深灰色泥岩、粉砂质泥岩与灰色粉、细砂岩略不等厚互层。
长7
2049.19
106
-730.00
上部深灰色、灰黑泥岩夹灰色细砂岩;下部深灰、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩及浅灰、灰褐色细砂岩互层;底部为黑色泥岩
第
长8
2081.19
32
-762
深灰、灰黑色泥岩、泥质粉砂岩互层。
二
段
长9
长911
2091.59
10.4
-772.4
浅灰色粉、细砂岩与深黑、灰黑色泥岩互层。
长912
2098.19
(A靶点)
▽
6.6
-779
灰黑色泥岩、粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩互层。
2096.99
(B靶点)
-777.8
注:
表中垂深、A靶点、B靶点均从地面起算,且均采用井口海拔1319.19m(为实测数据)
3.钻井主要设备
ZJ-40以上钻机及相应的配套设备。
4.井身结构设计
根据本井钻井地质设计及《井身结构设计方法》(SY/T5431-2008)进行本井井身结构和套管程序设计。
一开采用Φ374.7mm钻头钻至381m,下Φ273mm套管封固第四系黄土层,进入基岩20-50m,且表层下深不少于300m,满足测井一次对接要求。
表层套管推荐采用井常规固井工艺,要求水泥浆返至地面,保证固井质量。
二开采用Φ241.3mm钻头钻至A点,下Φ177.8mm技术套管固井,为三开水平段安全施工提供有利条件,降低水平段施工风险。
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,尾浆返至油层顶界以上200.0m,低密度水泥浆返至井口。
三开水平段采用Φ152.4mm钻头钻至设计B靶点,裸眼完井。
井身结构与套管程序设计见表3和图1。
表3井身结构和套管程序设计表
开数
井眼尺寸×井深
套管尺寸×下深
水泥返高
一开
Φ374.7mm×381m
Φ273mm×380m
地面
二开
Φ241.3mm×2262.88m
Φ177.8mm×2262.88m
地面
三开
Φ152.4mm×3262.88m
裸眼完井(预置管柱)
备注:
钻至A靶点后继续向前水平钻进30m作为测井口袋。
图1HH55P21井井身结构设计图
5.井眼轨道设计
5.1井身剖面设计(见表4,表5,表6)
表4HH55P21井轨道参数
井号:
HH55P21井
轨道类型:
直-增-稳-增-平
井深:
3262.88m
井底垂深m
井底闭合距m
井底闭合方位°
造斜点m
最大井斜角°
2096.99
1300.00
165.00
1789.68
90.07
磁倾角°
磁场强度μT
磁偏角°
收敛角°
方位修正角°
53.93
52.96
-3.15
-0.35
-2.80
井口:
X=3920757.82Y=36445232.83
靶AX=3920468.04Y=36445310.48垂深:
2098.19m闭合距:
300m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A1X=3920371.45Y=36445336.36垂深:
2098.07m闭合距:
400m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A2X=3920274.86Y=36445362.24垂深:
2097.95m闭合距:
500m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A3X=3920178.26Y=36445388.12垂深:
2097.83m闭合距:
600m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A4X=3920081.67Y=36445414垂深:
2097.71m闭合距:
700m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A5X=3919985.08Y=36445439.89垂深:
2097.59m闭合距:
800m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A6X=3919888.49Y=36445465.77垂深:
2097.47m闭合距:
900m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A7X=3919791.89Y=36445491.65垂深:
2097.35m闭合距:
1000m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A8X=3919695.3Y=36445517.53垂深:
2097.23m闭合距:
1100m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶A9X=3919598.71Y=36445543.41垂深:
2097.11m闭合距:
1200m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
靶BX=3919502.12Y=36445569.29垂深:
2096.99m闭合距:
1300m闭合方位:
165°靶半高:
1.5m靶半宽:
10m
备注:
本井地磁参数计算时间2012年03月28日,计算软件为IDDS3.0
表5HH55P21井剖面设计
井深
m
井斜角
°
方位角
°
垂深
m
水平位移
m
南北
m
东西
m
狗腿度
°/30m
备注
0.00
0.00
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1789.68
0.00
165.00
1789.68
0.00
0.00
0.00
0.00
KOP
1951.21
35.00
165.00
1941.35
47.82
-46.19
12.38
6.50
2000.65
35.00
165.00
1981.85
76.18
-73.58
19.72
0.00
2262.88
90.07
165.00
2098.19
300.00
-289.78
77.65
6.30
A
2362.88
90.07
165.00
2098.07
400.00
-386.37
103.53
0.00
A1
2462.88
90.07
165.00
2097.95
500.00
-482.96
129.41
0.00
A2
2562.88
90.07
165.00
2097.83
600.00
-579.56
155.29
0.00
A3
2662.88
90.07
165.00
2097.71
700.00
-676.15
181.17
0.00
A4
2762.88
90.07
165.00
2097.59
800.00
-772.74
207.06
0.00
A5
2862.88
90.07
165.00
2097.47
900.00
-869.33
232.94
0.00
A6
2962.88
90.07
165.00
2097.35
1000.00
-965.93
258.82
0.00
A7
3062.88
90.07
165.00
2097.23
1100.00
-1062.52
284.70
0.00
A8
3162.88
90.07
165.00
2097.11
1200.00
-1159.11
310.58
0.00
A9
3262.88
90.07
165.00
2096.99
1300.00
-1255.70
336.46
0.00
B
表6井眼轨道各点数据
井深
m
井斜角
°
方位角
°
垂深
m
水平位移
m
南北
m
东西
m
造斜率
°/30m
备注
0.00
0.00
165.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1789.68
0.00
165.00
1789.68
0.00
0.00
0.00
0.00
KOP
1819.68
6.50
165.00
1819.61
1.70
-1.64
0.44
6.50
1849.68
13.00
165.00
1849.16
6.78
-6.55
1.75
6.50
1879.68
19.50
165.00
1877.95
15.17
-14.65
3.93
6.50
1897.30
23.32
165.00
1894.19
21.60
-20.86
5.59
6.50
1909.68
26.00
165.00
1905.60
26.76
-25.85
6.93
6.50
1939.68
32.50
165.00
1931.76
41.41
-40.00
10.72
6.50
1951.21
35.00
165.00
1941.35
47.82
-46.19
12.38
6.50
1981.21
35.00
165.00
1965.93
65.03
-62.82
16.83
0.00
2000.65
35.00
165.00
1981.85
76.18
-73.58
19.72
0.00
2030.65
41.30
165.00
2005.43
94.70
-91.47
24.51
6.30
2048.27
45.00
165.00
2018.28
106.75
-103.11
27.63
6.30
2060.65
47.60
165.00
2026.83
115.70
-111.76
29.94
6.30
2090.65
53.90
165.00
2045.80
138.92
-134.18
35.95
6.30
2120.65
60.20
165.00
2062.11
164.08
-158.49
42.47
6.30
2150.65
66.50
165.00
2075.56
190.88
-184.37
49.40
6.30
2180.65
72.80
165.00
2085.99
218.99
-211.53
56.68
6.30
2210.65
79.10
165.00
2093.27
248.08
-239.63
64.21
6.30
2217.49
80.54
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