井工程课程设计.doc

井工程课程设计 设计者________________ 日期__________________ 西南石油学院成教院 1井身结构设计 根据给出的地层压力和破裂压力梯度曲线，用作图法设计的井身结构如下图。图中表层套管下深500米，技术套管下深1800米，油层套管下深3000米。 校核各层套管是否会发生压差卡钻： （1）表层套管校核 Mpa 安全； （2）技术套管胶合校核 Mpa21.6安全; (3)油层套管校核 21.6Mpa 安全. 2套管柱设计 1、设计原始数据 （1）表层套管 设计原始数据如下表： 井型 油井 下次最大钻井密度 1.45g/cm3 岩石波桑系数 0.35 井号 T001 下次最小钻井密度 1.00g/cm3 套管下人总长 500m 类型 表层 地层水密度 1.05g/cm3 掏空系数 0.6 尺寸 244.5mm 天然气相对密度 0.55 抗挤系数 1.00 下深 500m 地层压力梯度 0.0115Mpa/m 抗内压系数 1.10 水泥返高 500m 上覆岩层压力梯度 0.023Mpa/m 抗拉系数 1.85 固井时钻井液密度 1.25g/cm3 破裂压力梯度 0.0135Mpa/m 是否塑变地层 否 抗挤设计表层套管 MPa 选J－55壁厚8.94mm的套管，其套管参数如下表： 直径 244.5mm 单位长度重量 53.57Kg/m 钢级 J-55 抗挤强度 13.9MPa 扣型 短圆扣 抗内压强度 24.2MPa 壁厚 8.94mm 抗拉强度 2015KN 管体屈服强度 2508KN Sc＝Pco/Pce＝13.9/4.165=3.331，满足要求。 抗内压强度: 井底最大内压力为 Pbs=0.00981×(1.45-1.05)×500=1.96Mpa， Si=Pbo/Pbe=24.2/1.96=12.3，满足要求。 抗拉强度校核: 井口有效拉力Te＝53.57×500×9.8/1000×(1-1.25/7.88)=226KN，抗拉强度T0＝2015KN， 所以，Sto＝2015/226=8.91.85，满足要求。 (2) 技术套管 设计原始数据如下表 井型 油井 下次最大钻井液密度 1.55g/cm3 岩石的波桑系数 0.30 井号 T001 下次最小钻井液密度 1.20g/cm3 下人总长 1800m 类型 技术套管 地层水密度 1.05g/cm3 掏空系数 0.5 尺寸 177.8 天然气相对 0.55 抗挤系数 1.00 下深 1800m 地层压力梯度 0.0135Mpa/m 抗内压系数 1.10 水泥返高 1800m 上覆岩层压力梯度 0.023Mpa/m 抗拉系数 1.65 固井时钻井液密度 1.35g/cm3 破裂压力梯度 0.021Mpa/m 是否塑变地层 否 抗挤设计技术套管 Pce=0.00981(1.35-(1-0.5)1.20)1800=13.24Mpa。 选择技术套管性能参数如下表： 直径 177.8mm 单位长度重量 34.23Kg/m 钢级 J-55 抗挤强度 22.54MPa 扣型 长圆扣 抗内压强度 30MPa 壁厚 8.05mm 抗拉强度 1516.8KN 管体屈服强度 1846KN SC＝22.54/13.24=1.7,满足要求。 校核套管抗拉强度 套管顶部有效拉力 Te=.00981×(1-1.35/7.8)×34.23×1800=503KN， St=1516/503=3，满足要求。 校核套管抗内压强度 底部有效内压Pbe＝0.00981(1.55-1.05)1800=8.83Mpa， Si=30/8.83=3.4,满足要求。 (3) 生产套管 设计原始数据如下下表： 井型 油井 下次最大钻井液密度 1.55g/cm3 岩石的波桑系数 0.35 井号 T001 完井泥浆密度 1.25g/cm3 套管下人总长 3000m 类型 油层套管 地层水密度 1.05g/cm3 掏空系数 1.00 尺寸 127mm 天然气相对密度 0.55 抗挤系数 1.00 下深 3000m 地层压力梯度 0.015Mpa/m 抗内压系数 1.00 水泥返高 3000m 上覆岩层压力梯度 0.023Mpa/m 抗拉系数 1.80 固井时钻井密度 1.60g/cm3 破裂压力梯度 0.021Mpa/m 是否塑变地层 否 抗挤设计第一段套管 根据有效外挤压力选择N－80壁厚9.19mm套管，其强度参数如下表 ： 127mm 直径 单位长度