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. 第二章 井身结构设计 井身结构设计是钻井工程的基础设计。它的主要任务是确定套管的下入层次、下入深度、 水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。基础设计的质量是关系到油气井能否安 全、优质、高速和经济钻达目的层及保护储层防止损害的重要措施。由于地区及钻探目的层的 不同，钻井工艺技术水平的高低，国内外各油田井身结构设计变化较大。选择井身结构的客观 依据是地层岩性特征、地层压力、地层破裂压力。主观条件是钻头、钻井工艺技术水平等。井 身结构设计应满足以下主要原则： 1．能有效地保护储集层； 2．避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。为安全、优质、高速和经济钻井 创造条件； 3．当实际地层压力超过预测值发生溢流时，在一定范围内，具有处理溢流的能力。 本章着重阐明地下各种压力概念及评价方法，井身结构设计原理、方法、步骤及应用。 第一节 地层压力理论及预测方法 地层压力理论和评价技术对天然气及石油勘探开发有着重要意义。钻井工程设计、施工中， 地层压力、破裂压力、井眼坍塌压力是合理钻井密度设计；井身结构设计；平衡压力钻井；欠 平衡压力钻井及油气井压力控制的基础。 一、几个基本概念 1．静液柱压力 静液柱压力是由液柱自身重量产生的压力，其大小等于液体的密度乘以重力加速度与液柱 垂直深度的乘积，即 P =0.00981rH （2-1） h 式中：P——静液柱压力，MPa； h 3 ——液柱密度，g/cm ； H——液柱垂直高度，m。 静液柱压力的大小取决于液柱垂直高度H和液体密度 ，钻井工程中，井愈深，静液柱压  力越大。 2．压力梯度 指用单位高度（或深度）的液柱压力来表示液柱压力随高度（或深度）的变化。 P h  G  0.00981 （2-2） h H 式中：G——液柱压力梯度，MPa/m； h P——液柱压力，MPa； h H——液柱垂直高度，m。 石油工程中压力梯度也常采用当量密度来表示，即 . . P   h （2-3） 0.00981H 3 式中： ——当量密度梯度，g/cm ；  3．有效密度 钻井流体在流动或被激励过程中有效地作用在井内的总压力为有效液柱压力，其等效（或 当量）密度定义为有效密度。 4．压实理论 指在正常沉积条件下，随着上覆地层压力P 的增加，泥页岩的孔隙度 减小， 的减小量 0   与P 的增量dP 及孔隙尺寸有关，即： 0 0   d C dP p 0   dP 