苏南25105井1397mm套管分级固井 2.docx
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苏南25105井1397mm套管分级固井 2.docx
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苏南25105井1397mm套管分级固井2
构造:
鄂尔多斯盆地陕北斜坡
井别:
开发井套管类型:
气层套管
苏南25-105井139.7mm套管固井设计
渤海钻探
第一固井公司长庆项目部
2013年8月8日
井号苏南25-105井套管类型:
气层套管
设计单位:
渤海钻探第一固井公司长庆项目部
设计人:
马巍
日期:
2013.8.8
设计单位审核人:
张福娃
日期:
2013.8.8
批准人意见:
长南项目组批准人:
日期:
3.前后置液设计5
6.4特殊工具…………………………………………………………………………………11
1设计依据
固井工程设计依据:
苏南25-105井地质设计;苏南25-105井钻井工程设计;苏南25-105井实钻资料;中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司《固井技术规定》(试行)和相关石油行业标准,以及完井讨论方案。
1地质资料
1.1.1完井解释数据
气层顶界
3903-3906
m
气层底界
4040-4044
m
地质阻位
4065
m
工程阻位
4065
m
套管下深
4090
m
水泥返深
地面
m
钻井液密度
1.09
g/cm3
水泥浆密度
1.45-1.85
g/cm3
短套管
①、3870-3880
m
②、
m
③、
m
④、
m
分级箍位置
2500±5
m
1.1.2地质分层
地质年代
底界深度(垂深m)
事故及复杂情况提示
第四系
220
黄色亚粘土夹黄褐色、浅棕色砂质粘土
志丹
955
浅灰色灰岩为主,夹盐岩、细晶云岩
安定组
1005
灰白色厚层盐岩与深灰色厚层泥晶灰岩
直罗组
1260
深灰色块状石灰岩、泥质石灰岩
延安组
1570
灰白色盐岩层与浅灰色泥质白云岩互层
延长组
2665
顶部为深灰色泥岩夹浅灰色细砂岩及煤线;层;底部为灰绿色、肉红色块长石砂岩,夹杂色泥岩。
纸坊组
2920
上部棕紫色泥质岩夹细砂岩,下部为灰绿色砂岩、砂砾岩
和尚沟组
3025
棕红、紫红色泥岩为主夹同色砂岩及含砾砂岩
刘家沟组
3340
灰绿色细—粗砂岩夹紫红色泥岩,底部含细砾岩
石千峰组
3605
上部棕红色泥岩夹肉红色砂岩,下部肉红色砂岩夹棕红色泥岩
石盒子组
3870
上部以杂色、灰绿色泥岩夹黄绿色砂岩为主,下部为灰白色含砾砂岩夹深灰色泥岩
山西组
3920
深灰色泥岩、灰白色砂岩,夹煤线及煤层
太原
4090
本溪
马家沟
1.1.3井底静止温度和循环温度
井底静止温度℃
循环温度℃
备注
理论计算
实际测量
未提供
1.2钻井资料
1.2.1井深:
4090m;套管下深4090m;分级箍位置:
2500±5m。
1.2.2井身结构
套管程序
井眼尺寸mm
井深m
套管尺寸mm
套管下深m
阻流环位置m
水泥返深m
表层套管
311.2
650
244.5
649.51
--
地面
生产套管
215.9
4090
139.7
4090
4065
地面
1.2.3完钻时钻井液性能
密度g/cm3
漏斗粘度
s
滤失量
mL
泥饼mm
摩擦系数
切力
Pa
含砂
%
固相含量
g/l
总矿化度
mg/L
氯根含量
mg/L
PH
出口温度
℃
0.7
MPa
3.5
MPa
10
s
10
mim
1.09
50
7
0.5
0.3
10
1.2.4井身质量
最大全角变化率
°/25m
井底水平位移m
井斜角度
最大°
井深m
方位°
24.52
1420
1.2.5钻井复杂情况描述
1.2.5.1起下钻遇阻、遇卡与落物
无
1.2.5.2井塌与漏失
无明显漏失
1.2.5.3溢流、井涌、井喷等
无
2套管柱设计
2.1套管柱强度设计条件
套管尺寸mm
螺纹类型
套管下深m
钻井液密度g/cm3
下一层套管
漏失面深度m
深度m
钻井液密度g/cm3
139.7
HQSC1
4090
1.09
2.2套管柱强度设计结果
序
号
井段m
段长m
壁厚mm
钢级
螺纹类型
单位重量kg/m
重量T
安全系数
自
至
段重
累重
抗挤
抗拉
1
0
390
390
9.17
P110
HQSC1
29.76
11.61
121.72
1.69
2.41
2
390
4090
3700
9.17
N80
HQSC1
29.76
110.11
110.11
1.36
1.92
2.3套管串结构
序号
名称
长度m
下深m
累计长度m
1
139.7mm浮鞋
0.5
4090
0.5
2
139.7mm套管
24.5
4089.5
25
3
139.7mm浮箍
0.5
4065
25.5
4
139.7mm套管
1564.5
4064.5
1590
5
139.7mm分级箍
1
2500
1591
6
139.7mm套管
2491
2499
4082
7
139.7mm联顶节
8
8
4090
2.4分级箍、套管外封隔器和尾管悬挂器等井下工具强度性能参数
井下工具名称
型号
螺纹类型
性能参数
下入位置
分级箍
威德福
TPCQ
139.7
2500±5m
尾管悬挂器
2.5扶正器安放位置和数量
序
号
井段(m)
扶正器
规格
加放办法
扶正器
数量
自
至
1
4056
3903
140×216
气层段每1根套管加一扶正器
15
2
3903
2510
140×216
非气层段扶正器均布
22
3
2510
2490
140×216
分级箍上下各加1只扶正器
2
4
2490
660
140×216
非气层段扶正器均布
28
5
660
640
140×216
表套鞋上下各加1只
2
6
井口加一扶正器
1
共计下入扶正器数量
70
个
3前后置液设计
一级前置液
名称比例
H-10512.5%
使用量
8
m3
使用段长
355
m
一级后置液
名称比例
DTPMPS25%
使用量
2
m3
使用段长
173
m
二级前置液
名称比例
H-10512.5%
使用量
8
m3
使用段长
321
m
二级后置液
名称比例
DTPMPS25%
使用量
2
m3
使用段长
173
m
4水泥浆设计
4.1水泥浆配方及性能
配方
配方1
嘉华G级高抗+降失水剂+分散剂+缓凝剂
配方2
青铜峡G级高抗+降失水剂+减轻剂+分散剂+缓凝剂
配方3
青铜峡G级高抗+降失水剂+分散剂
配方4
青铜峡G级高抗+降失水剂+减轻剂
试验结果
项目
密度g/cm3
水灰比
流动度cm
稠化时间min
滤失量mL
析水mL
强度MPa/24h
配方1
1.85
0.5
23.5
171
32
0.1
20.7
配方2
1.45
0.95
27.5
305
78
1.5
9.8
配方3
1.85
0.48
23.5
123
48
0.2
20.5
配方4
1.45
0.95
26.5
252
72
1.2
10.7
5注水泥设计
5.1水泥用量设计(一级)
序号
水泥返深
至井深
井径
段长
单位容积
段容积
累计容积
1
2500
2767
21.79
267
21.95
5860.65
5860.65
2
2767
2967
22.04
200
22.81
4562.00
10422.65
3
2967
3167
21.62
200
21.37
4274.00
14696.65
4
3167
3367
21.71
200
21.70
4340.00
19036.65
5
3367
3567
21.91
200
22.37
4474.00
23510.65
6
3567
3603
22.21
36
23.41
842.76
24353.41
7
3603
3903
22.61
300
24.82
7446.00
31799.41
8
3903
4090
21.71
187
21.70
4057.90
35857.31
平均井径
21.96
cm
平均环容
22.55
L/m
水泥封固段长
1590
m
水泥塞体积
289.25
L
环容附加系数
20
%
水泥浆附加量
7171.462
L
水泥浆总量
43318
L
水泥用量
高密30低密20
T
实际水泥送井
50
T
用水量
35
M3
5.2水泥用量设计(二级)
序号
水泥返深
至井深
井径
段长
单位容积
段容积
累计容积
1
0
650
22.67
650
25.04
16276.00
16276.00
2
650
767
24.28
117
30.97
3623.49
19899.49
3
767
967
23.42
200
27.75
5550.00
25449.49
4
967
1167
24.99
200
33.70
6740.00
32189.49
5
1167
1367
21.50
200
20.97
4194.00
36383.49
6
1367
1567
21.94
200
22.47
4494.00
40877.49
7
1567
1767
23.71
200
28.84
5768.00
46645.49
8
1767
1967
21.72
200
21.71
4342.00
50987.49
9
1967
2167
21.60
200
21.32
4264.00
55251.49
10
2167
2367
21.59
200
21.28
4256.00
59507.49
11
2367
2500
21.57
133
21.21
2820.93
62328.42
平均井径
22.64
cm
平均环容
24.93
L/m
水泥封固段长
2500
m
水泥塞体积
0
L
环容附加系数
20
%
水泥浆附加量
12465.684
L
水泥浆总量
74794
L
水泥用量
高密15吨低密65吨
T
实际水泥送井
80
T
用水量
72.5
M3
5.3水泥浆压稳设计(一级)
序号
段长m
介质
液柱压力MPa
高密度失重后液柱压力MPa
当量密度g/cm3
压稳提示
1
0-2145
r1.09泥浆
23.38
23.38
1.09
2
2145-2500
r1.01前置浆
3.59
3.59
1.01
3
2500-3603
r1.45水泥浆
11.03
11.03
1.45
4
3603-3903
r1.80水泥浆
5.4
5.4
1.8
5
3903-4090
r1.85水泥浆
3.46
1.87
1
6
46.86
45.27
1.11
大于地层压力0.69MPa
水泥浆压稳设计(二级)
序号
段长m
介质
液柱压力MPa
高密度失重后液柱压力MPa
压稳提示
1
0-2000
r1.45水泥浆
29
29
2
2000-2500
r1.85水泥浆
9.25
5
38.25
34
大于地层压6.75MPa
5.4替浆量计算(一级)
序号
壁厚mm
段长m
单位管内容积L/m
段内容积L
累计管内容积L
1
9.17
4065
11.57
47032.05
47032.05
钻井液附加系数
0%
附加量
0
L
替浆总量
47
m3
替浆量计算(二级)
序号
壁厚mm
段长m
单位管内容积L/m
段内容积L
累计管内容积L
1
9.17
2500
11.57
28925
28925
钻井液附加系数
0%
附加量
0
L
替浆总量
28.9
m3
5.5顶替排量计算
临界排量
方/分
临界返速m/s
采用排量方/分
平均返速m/s
气层段返速m/s
一级
1.35
1.0
2.0
1.48
1.48
二级
1.5
1.0
2.0
1.34
——
5.6施工泵压计算(一级)
管内外压差
2.28
MPa
流动阻力
5.69
MPa
最高泵压
7.97
MPa
设计碰压
18
MPa
施工泵压计算(二级)
管内外压差
11
MPa
流动阻力
4.1
MPa
最高泵压
15.1
MPa
设计碰压
21
MPa
5.7注入流体数量、排量、施工内容及时间(一级)
序号
流体类型
密度g/cm3
数量m3
注入排量m3/min
时间min
1
注前置液
1.01
8
1
8
2
注领浆
1.45
19
1.
19
3
注高密度水泥浆
1.85
24
1.
24
4
注后置液
1.01
2
1
2
5
替泥浆
1.09
43
2
22
6
碰压
1.01
2
0.8
3
7
放压、卸水泥头盖
5
8
投重塞
45
9
循环泥浆一周
1.09
103.9
2.0
52
10
总计时间
180Min
注入流体数量、排量、施工内容及时间(二级)
序号
流体类型
密度g/cm3
数量m3
注入排量m3/min
时间min
1
注前置液
1.01
8
1.0
8
2
注低密度水泥浆
1.45
63
1.2
53
3
注高密度水泥浆
1.85
12
1.0
12
4
注后置液
1.01
2
1
2
5
替泥浆
1.09
25
2
13
6
碰压
1.01
1.9
0.7
3
7
总计时间
91min
6技术措施
6.1井眼准备
1.完井电测结束后,必须下钻通井,通井到底后,充分循环钻井液,并启所有的净化设备如振动筛、除砂器等,以清除井底沉砂,同时调整钻井液性能达到固井要求。
2.通井起钻过程中如有挂卡,要进行短起下作业,并根据井下情况,应加足润滑剂或塑料小球,降低钻井液摩阻系数。
3.如井下情况复杂,应进行处理,以保证井眼畅通无阻,下套管作业顺利进行。
4.井队万能封井器必须灵活好用。
6.2下套管
1.下套管作业必须按照《SY/T5412—2005下套管作业规程》进行操作。
2.下套管过程中,一定要控制好下放速度,严禁猛刹猛放,以防压漏地层,同时要注意井口钻井液返出情况。
3.要求每下30根套管灌满一次钻井液,灌钻井液时注意活动套管,以防套管粘卡。
4.按设计要求加好套管扶正器。
5.使用标准套管螺纹密封脂,按规定扭矩上扣。
6.套管下到底后,采用小排量顶通循环一周后,再采用完钻时排量至少循环钻井液两周以上,性能良好达到注水泥浆要求。
6.3注水泥
1.开好固井协调会,交代固井施工数据、方案及措施。
2.对参加固井的所有人员,各单位应分别进行技术交底,明确分工,统一指挥。
3.套管下到底后,最少循环钻井液两周以上,性能良好达到注水泥浆要求。
4.注水泥施工要保证连续性,水泥浆密度达到设计要求。
井队要勤测量水泥浆密度,并及时提供给操作人员,随时控制调整密度均匀。
5.泥浆泵在替量过程中,离合器处不得离人,密切注意泵压变化,随时听从指挥,作好停泵准备。
6.4固井施工
1.固井施工相关人员按《井控培训取证管理办法》取得井控证书。
2.固井施工按渤钻下发的《程序文件》中《井控管理程序》执行相关条令。
3.开好固井协调会,交代固井施工数据、方案及措施。
4.对参加固井的所有人员,各单位应分别进行技术交底,明确分工,统一指挥。
5.注水泥施工要保证连续性,水泥浆密度达到设计要求。
井队要勤测量水泥浆密度,并及时提供给操作人员,随时控制调整密度均匀。
6.压胶塞时一级、二级可压入少量水泥浆,钻塞时防止胶塞转动。
7.压一级塞过分级箍时要降低排量,达到200-500升/分.
8.泥浆泵在替量过程中,离合器处不得离人,密切注意泵压变化,随时听从指挥,作好停泵准备。
9、泥浆泵替量时,井队必须计量准确,防止一级施工替空,必要时一级可留水泥塞。
10、由于上部存在漏失,二级正注到表层套管鞋处,然后进行反挤,灰量30方左右。
6.5候凝及胶结测井
1.如采用关井候凝,井队应安排专人观察泵压变化,超过关井压力2MPa应放回至关井压力。
2.候凝48个小时后检测分级箍以上固井质量。
3.钻分级箍及水泥塞,并下通至阻流环位置,起钻测一级固井质量。
按有关要求试压。
4.按“关于切实加强夏季安全生产工作的紧急通知”执行。
6.6固井施工作业预案
1.套管下完循环不通预防措施:
严格执行通井及下套管技术措施;防落物;
处理方式:
小排量控制压力开泵尽可能建立循环;管柱内堵,考虑起出套管。
2.下完套管完循环过程中井漏
预防措施:
下套管前要对地层进行承压试验,弄清弄准井下情况,确定科学合理的泥浆密度;确定合适的施工排量,下套管前的通井洗井时做到充分循环,彻底清洁井底沉砂;缓慢开泵循环,循环正常后再上调循环排量至固井施工排量。
处理方式:
减小循环排量;如果出口失返,坚持井口环空灌泥浆;进行堵漏作业。
6.7固井设备应急预案
1.固井施工前对固井设备进行保养检查。
2.上两套固井车组设备,施工时,备用车组处于启动状态。
3.两套水泥车管线闸门由专人负责倒换,其中一套坏,直接转为备用车组进行施工。
6.8施工作业安全应急预案
1.上井人员必须穿戴劳保用品,做好自我保护,远离危险区。
如若钻台有险情,及时从逃生通道逃离。
2.若出现不可预测险情,统一听从井队HSE人员指挥。
固井水泥车应立即熄火,人员撤离到安全地带,清点人数。
3.若发生人员伤害,应就近到钻井队医务室治疗。
急诊送就近医院进行救治。
6.9井控预案
1.井队的万能封井器必须灵活好用
2.水泥浆做了压稳设计,满足相关要求。
3.固井施工相关人员按《井控培训取证管理办法》取得井控证书。
4.固井施工按渤钻下发的《程序文件》中《井控管理程序》执行相关条令。
7固井主要设备
固井主要设备
名称
型号、规格
数量
钻井泵
3NB1300
1
3NB1300
1
水泥车
注灰车
4017
2
注灰车
供水车
灰罐(车)
北方奔驰
7
30T立罐
1
压风机车
东风
1
流量计(仪器)车
1
水罐
40方
5
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