侧钻水平井工程设计模板.docx

构 造：AAA背斜构造中部井 别：采油井 井 型：短半径水平井BBB井钻井工程设计CCC油田公司 设计名称：BBB井钻井工程设计设计单位：DDD公司钻井工程技术研究院设计中心工程设计人：ABCDE日期：2013.04.16设计单位审核人： 日期： 设计单位技术负责人： 日期： FFF采油厂批准人： 日期： 目 录1 设计依据11.1 设计依据11.2 油田概况11.3 BBBB井基础资料31.4 钻关要求52 技术指标及质量要求72.1 井身质量要求72.2资料录取要求72.3施工过程要求73 工程设计93.1 井身结构设计93.2 井眼轨迹设计113.3 钻机选型及钻井主要设备153.4 钻具组合设计163.5 钻井液设计173.6 钻头及钻井参数设计183.7 油气井压力控制183.8 施工步骤要求及注意事项183.9 钻井进度计划224 健康、安全与环境管理225 设计变更236 完井提交资料231 设计依据1.1 设计依据1.1.1 BBB井钻井地质设计及FFF采油厂的试验要求；1.1.2 钻井设计编制规范、吉林油田钻井井控实施细则、井钻井工程设计格式样本等有关技术规范和标准。1.2 油田概况1.2.1 构造、断层特征1.2.2储层物性特征高台子油层有气顶，有纯气层，存在气顶和气层气。天然气相对密度为0.58850.8215，平均0.7118。天然气主要成份：CH4：70.0393.54%，平均81.38%，CO2：1.2525.90%，平均14.74%，N2：0.555.65%，平均3.75%。红岗油田高台子油层地层水为高矿化度的NaHCO3型水。地层水总矿化度为19073.8865561.88mg/l，平均31270.58mg/l，水的相对密度为1.0097，PH值平均为7.8，呈碱性。主要阳离子为NaK，含量为6285.8910638.9mg/l，平均为8731.99mg/l。HCO3根含量7231.1620885.4mg/l，平均为14534.8mg/l，其次为Cl，平均为4216.4mg/l。水型主要为NaHCO3型，个别井发现有CaCl2型（红148井G34、35层）。1.3 红侧10-04井基础资料1.3.1 井口坐标：纵（X）5044788.11m；横（Y）21571367.59m。1.3.2 设计方位：磁方位：146.23；地理方位：135.65；网格方位：135。1.3.3 地磁参数：磁偏角：-10.58；磁倾角：63.499；磁场强度：55731nT。1.3.4 红侧10-04井地面海拔133.33m，补心高2.75m。1.3.5 红侧10-04井直井眼钻井基本数据红侧10-04井钻井直井眼基本数据见下表（红岗采油厂地质所提供）。开钻日期19810426完钻日期19810501完井日期19810506完钻井深1278.37联入(m)2.36阻流环位置（m）1264.4水泥塞深（m）1264.4水泥返高（m）974.5油层套管数据钢级外径(mm)壁厚(mm)内径(mm)下入深度(m)J55139.76.2127.31273.92特殊套管位置(m)顶底试压情况加压（Mpa)12位置11147.791151.78经时（分）30降压（Mpa)未降位置(m)斜度()方位()固井质量评价不合格12512.8240总方位总水平位移BBB井直井眼井身结构图（FFF采油厂地质所提供）地球物理解释结果，见下表。地球物理解释结果层位砂岩有效测井解释井段m厚度m井段m厚度m3.0 气层3.0 气层4.0 气层2.6 干差层1.0 油层3.0 油水同层1.8 油水同层1.8 油水同层1.2 油层2.0 差油层2.0 油层1.0 差油层5.4 油水同层2.6 油水同层2.2 差油层3.4 油层3.0 油层2.8 油层1.3.6 目的层情况目的层MMM层，井段1256.6-1269.4m，砂岩厚度13.8m，有效厚度2.8m，预测原始地层压力12.60MPa，压力系数为1.02。1.3.7井型和水平段长度采用“直井段造斜段水平段”三段式短半径水平井井身剖面，曲率半径为3.20m，水平段长度20m。1.3.8 方位角与地层倾角该区储层发育稳定，本次部署水平井为东南方向，方位135。垂向上，为了使水平井注水受效均匀，水平段位置在储集层的中上部。1.3.9 设计靶点侧钻靶点坐标，见下表。水平井靶点坐标靶点垂深m靶点坐标mXY造斜点A入靶点B终靶点C注：靶点垂深以地面为基准，因老井眼无测斜数据，各靶点坐标以井口作为参考点。1.3.10完钻层位及完钻原则完钻层位：层；完钻原则：新井钻穿相当于红10-04井的32号解释层，也就是 层，水平钻井，水平段长度20米。1.3.11 完井方法根据实钻情况确定的具体的水平段长度，根据地层出砂情况，确定下入导向管完井或筛管完井。1.4 钻关要求1.4.1 注水井钻关要求钻关距离：注水井钻关距离原则上为原井网一个井距内水井。钻关时间：开钻前符合钻井关井井口恢复压力要求。1.4.2 采油井钻关要求钻关范围：为防止钻井液进入采油井，保护油气层，设计井钻遇目的层时，易漏区一线采油井全部关井。钻关时间：采油井关井时间为钻开油层前48小时至完井施工结束。2 技术指标及质量要求2.1 井身质量要求井身质量要求靶点垂深m井斜角（）方位（）水平位移m靶窗尺寸m高度宽度上偏下偏靶点B1258.0090.00135.003.200.50.52.0靶点C1258.0090.00135.0023.200.50.53.0注：靶点垂深以地面为基准，方位为网格北，水平位移量相对于侧钻点。2.2 资料录取要求自造斜点至井底进行岩屑录井，每钻进1m录取两次岩屑，作好岩性描述及含油性检测工作。加强录井分析，开展岩屑制片镜下分析，准确确定岩性，为跟井地质导向技术人员提供实时的录井数据。2.3 施工过程要求（1）钻井要求施工作业队伍编制钻井施工方案时，应充分考虑水平井入靶点预测深度误差，与采油厂地质部门充分结合，落实清楚目的层实际深度和套管接箍位置，确保侧钻后水平段处于目的层中部偏上位置，同时避开套管接箍，保证侧钻施工顺利，做好钻井预案。在钻井过程中，应根据具体情况调节钻井液密度、粘度等参数，既要做到保护油层，又要保证钻井施工顺利进行。（2）完井方式根据实钻情况确定的具体的水平段长度，根据地层出砂情况，确定下入导向管完井或筛管完井。（3）环保及安全要求严格执行安全环保要求，施工过程要严格按照QHSE标准施工。在实施过程中要保护周围环境，严格防止对大气、水体、土壤、森林、农田、自然保护区等环境造成污染和破坏。油气勘探开发单位需制订环境污染突发性事件应急预案。各项施工作业必须执行黑龙江省石油天然气勘探开发环境保护条例、中国石油天然气总公司环境保护工作管理办法和吉林油田公司环境保护管理暂行办法等国家和地方的有关法律、法规。各项法律、法规及标准等应当执行最新版本。制定无污染作业方案和措施，施工中产生的污油、污水、废液要采取回收措施，不能污染环境。作业施工结束后，井场要恢复原貌。新建井场投产时应当做到原油、化学药剂及其他有害物质不落地，发生落地现象的应当及时采取措施予以清除；完井及各种井下作业过程中产生的落地原油及含油污泥等必须回收原油并脱水后妥善处置。由于突发性事故产生的落地原油及含油污水，各单位要在一周时间内回收处理。油气田开发过程中要严防地下水污染，出现油井套管破损、气井泄漏等直接污染地下水资源的事故，油气田生产单位应当立即采取保护性措施，并向当地环保部门和水行政主管部门报告。加强对有毒有害气体、烟尘、粉尘的防护和治理，使其排放符合国家和地方的环境保护标准。气井测试放喷有毒有害气体时，应当及时采取处理措施，减轻对环境的污染。排气管线应当按照有关规定远离人群聚集区等环境敏感区域。凡产生噪声和振动的设备和装置，应当采取消音、隔音、减震等措施，使噪声排放达到国家的环境保护标准。禁止夜间在居民区、文教区、疗养区等控制区域从事产生噪声污染的作业，因抢修、抢险作业和生产工艺要求或者特殊需要必须连续作业的，应当向环保部门报告，并且公告附近居民。发生井喷、管道破裂、穿孔等突发性事件，或者因盗窃事件致使原油泄漏的，应当采取应急措施，排除故障，防止污染面积扩大；落地污染物应当在排除故障后五日内予以清除，居民区内污染物应当在二日内清除，清除时不得扩大污染面积。遵照国家有关规定处置有毒有害废弃物，认真执行工业固体废弃物申报登记制度，积极进行工业废渣的回收利用和处理，防止扬散、流失和渗漏。使用剧毒物质和放射性物质必须按照国家规定，严格管理，防止在生产、储运、包装、保管、使用过程中泄漏、挥发、扩散、丢失，防止造成对人员的伤害和环境的污染。3 工程设计3.1 井身结构设计3.1.1井身结构设计数据表见下表 井身结构设计数据表 开钻次序井深（测深）m 钻头尺寸mm套管柱类型套管尺寸mm套管下入层位套管下深m水泥浆返高m老井眼1278.37215.9生产套管139.7SI1-G31273.92974.5侧钻1279.83118.0绕丝筛管89G11252.801277.83/3.1.2井身结构设计示意图3.2 井眼轨迹设计3.2.1井眼轨道设计数据3.2.1.1基础数据基础数据表公司：红岗采油厂油田：红岗油田井场：红侧10-04井 井号：红侧10-04井短半径水平井日期：2013.04.16垂深参考：地面N(X)，E(Y)参考：全程H(Z)参考：海平面北参考：网格北地磁模型：IGRF2010地面海拔：133.33m补心高度：2.75m磁偏角：-10.58收敛角：0.65投影方位：135井口及目标纵N(X)横E(Y)海拔H(Z) 目标半径井口5044788.11571367.59/0靶点B5044785.85571369.85-1124.672.0*1.0靶点C5044771.70571384.00-1124.673.0*1.03.2.1.2设计数据设计数据表设计项目测深m井斜角方位角垂深mN/SmE/Wm水平位移m造斜率/30m造斜点1254.802.80135.001254.800.000.000.00靶点B1259.8390.00135.001258.00-2.262.263.20537.00靶点C1279.8390.00135.001258.00-16.4116.4123.20注：1. 靶点垂深以地面为基准，因老井眼无测斜数据，各靶点坐标以井口作为参考点。方位为网格北，水平位移量相对于侧钻点。2. 施工作业队伍与采油厂地质部门充分结合，落实清楚目的层实际深度和套管接箍位置，确保侧钻后水平段处于目的层中部偏上位置，同时避开套管接箍，保证侧钻施工顺利。3.2.2井眼轨迹剖面示意图造斜点垂深1254.80m完钻垂深1258.00m完钻斜深1279.83m靶点B垂深1258.00m靶点B斜深1259.83m靶点B处井斜角90.00靶点B水平位移3.20m井底水平位移23.20m1254.80m项 目段 长m水平增量m垂直增量m造斜段5.033.203.20BC段20.0020.000.0090.003.20mCB20.00m3.20m23.20m井眼轨道剖面示意图3.2.3井眼轨迹水平投影图南（-）/北（+）【m】3.2.4井眼轨迹地层剖面示意图C终靶点垂深1258.00m B X: 5044785.85Y: 21571369.853.20m 3.20m 增斜段 水平段20.00m B入靶点垂深1258.00m 砂岩厚度2.80m 直井段 红侧10-04井 X: 5044788.11 A Y: 21571367.59 C X: 5044771.70 Y: 21571384.00井眼轨道地层剖面示意图3.3 钻机选型及钻井主要设备钻机选型及钻井主要设备性能序号名 称型 号数量载荷（KN）备 注提供单位11油管/钻杆接头/12钻杆/油管接头/13通径规118mm1.8m/7”井152mm/14冲砂弯头700型/2寸半冲砂弯头/15水 池 子12m31个/沉淀与净化/16循环介质清水15m/17筛布40或60目2张/筛选返屑/18小型潜水泵/19水龙带3根/标准2/20液压钳12型/21气动卡瓦/22水 罐 车12m31台/补充水源/23泵车XJC35-12洗井车2台/保障循环/24防膨剂/钻井院25收油设备/原油回收采油厂26测 试 车伽玛磁定位仪器1套/磁定位校井深/27陀螺仪器35mm/陀螺定方位钻井院注：上表给出了所选择钻机和主要设备的型号和规格等，如果没有相应的钻机和设备，可选用其它型号能够满足钻井要求的钻机和设备，要求钻机刹车灵敏，能够匀速送钻。钻机/修井机摆放位置要求： 1）钻机/修井机正对井口。 2）值班房摆放位置距离井口50m以外。 3）防火设备应放位置距井口10m15m的地方。 4）井场设备、配件摆放应遵循三条线的基本原则，井场布置规格整齐。3.4 钻具组合设计3.4.1 下导斜器钻具组合导斜器+定向接头+73mm钻杆+方钻杆3.4.2 开窗钻具组合120mm铣锥+73mm钻杆短节+73mm钻杆+方钻杆3.4.3 修窗钻具组合120mm铣锥+73mm钻杆短节+73mm钻杆+方钻杆3.4.4 造斜段钻具组合118mm钻头+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+73mm钻杆+方钻杆3.4.5 水平段钻具组合118mm钻头+定位接头+柔性钻杆（外接导向管）+扶正器+73mm钻杆+方钻杆3.4.6 钻具上扣扭矩 73mm钻杆与接头上扣扭矩表 钢级新接头一级接头二级接头接头外径mm接头内径mm上扣扭矩kNm最小外径mm磨损后内螺纹接头台肩最小宽度mm上扣扭矩kNm最小外径mm磨损后内螺纹接头台肩最小宽度mm上扣扭矩kNmE104.854.08.096.53.66.295.02.85.2X104.850.88.999.04.87.897.54.06.7G104.850.88.9100.05.28.398.04.47.23.5 钻井液设计3.5.1 钻井液性能、配方及处理方法1254.80 1279.831.001.051254.80 1279.83材料用量0.9 m33.5.3 钻井液储放配置要求循环冲砂池3个、12m3水罐车2台。3.6 钻头及钻井参数设计钻头及钻井参数设计钻头序号钻头直径mm型 号施工项目井 段m进尺m钻 压kN转 速r/min排 量L/min1120XZ120开窗段1253.501254.801.300320604006002118PDC-T造斜段1254.801259.835.03103020601003003118SD527水平段1259.831279.8320.00103020604006003.7 油气井压力控制3.7.1 井控风险级别评估根据VVV钻井地质设计中油气水分布特征的提示，以及NNN钻井井控实施细则和钻井井控管理办法中相关要求，此井井控风险级别为B级。3.7.2 井口控制装置设计井口安装SFZ18-21型防喷器及旋转密封器。3.7.3 井口控制器及防喷器安装要求3.7.3.1 现场安装前要认真保养防喷器，检查闸板芯子是否与所使用管柱尺寸相吻合，检查钢圈尺寸、螺孔尺寸是否与防喷器控制器、套管四通尺寸相吻合。3.7.3.2 井口控制器、防喷器安装必须平正，与井口四通连接时要选择封井器、防喷器丝杆便于开关的位置方向连接。3.7.4 井控措施本井保留上部正常生产层段SI1-SII14，井段为11591220.0m，实测地层孔隙压力系数为0.51，注意预漏及漏后诱发井喷；高台子油层有气顶，有纯气层，存在气顶和气层气，打开目的层时注意防喷。施工中严格执行QQQ油田钻井井控实施细则。3.8 施工步骤要求及注意事项3.8.1 施工步骤 1）下118mm1.5m通井规通井至造斜点以下10m进行通井，根据井筒状况进行热洗清蜡、冲砂洗井等作业，使井筒清洁通畅、循环正常，达到后续施工条件。 2）磁性定位： 根据套管接箍数据校正电缆长度； 测定导斜器管柱定位短接深度。3）下导斜器：下入导斜器+定向接头+73mm钻杆；用陀螺定位仪和电测仪器测试方位和深度，将导斜器上尖部固定在造斜点深度和设计方位上；打压21MPa稳压10分钟，下放管柱，加压40kN50 kN，上提40 kN 50 kN，确保导斜器座封正常后，上提，多出管柱重0.2 kN正转数圈，起出导斜器上部管柱。4）开窗：下120mm铣锥+73mm钻杆短节+73mm钻杆+方钻杆，钻压03 kN，井口安装旋转密封器。先正循环冲洗、后反循环开窗，转盘速度2060r/min，泥浆泵排量400 L/min 600L/min，铣至1.3m后，把所有的铁屑及岩屑洗出井筒外，起出钻具。 5）修窗：下120mm铣锥+73mm钻杆短节+73mm钻杆+方钻杆至窗口处，钻压03 kN，井口安装旋转密封器。先正循环冲洗、后反循环修窗，转盘转速60r/min120r/min，泥浆泵排量400L/min 600L/min，铣至1.3m后，反复在窗口位置修整后，把所有的铁屑及岩屑洗出井筒外，起出钻具。6）造斜段钻进：下入118mm钻头+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+73mm钻杆，加装井口密封器，当下至造斜点深度时，效正指重表，做人工第二次定位工作，确保造斜器与斜向器完全重合，方位与实测方位重合，为了使钻头仰角与设计造斜率18.4/m同步，必须采用反循环钻进方式，泵压4MPa5MPa。排量在100L/min300L/min即可，转数2060r/min，当钻至造斜段结束时，造斜工作结束。 7）测斜：下测斜仪器+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+73mm钻杆至所钻井眼测量造斜曲率，如完成造斜段施工则进行水平段钻进工作，如未达到所需角度下造斜工具钻至设计角度。8）水平段钻进：下入118mm钻头+定位接头+柔性钻杆（外接导向管）+扶正器+73mm钻杆。当下至窗口再做第三次定位，反循环钻进，钻压控制在30kN以内，排量400L/min 600L/min，做好岩屑分析。 9）水平段钻进5m左右，下入测斜管柱进行测斜，校正井眼轨迹，井眼长度可根据现场工况和工艺技术改进水平进行适当调整。10）完井：钻至设计斜深时停钻，循环干净后起钻，下入筛管完井管柱，尾管鱼顶在造斜点深度以上2m，起出钻具。井场平整无油污，卫生干净，严格执行环保法规，完整交井。3.8.2 施工注意事项 2）套管开窗时注意泵压变化，开窗后必须整修窗口10min以上； 3）开窗过程中，严格控制钻压和转速，保证设备连续运转，确保排量，及时观察铁屑返出量及形状； 4）当造斜钻具下至造斜点深度时，效正指重表，人工第二次定位，确保造斜器与斜向器完全重合，方位与实测方位重合； 5）调整方位时要停泵，严格按柔性钻具操作规程执行； 6）水平段钻进过程中需特别注意下列问题： 随时观察扭矩变化，防止扭伤钻具。 洗井时转动钻具，防止卡钻。 保证裸眼井段液柱压力平衡，避免压力激动。 组织停工阶段，所有井内钻具都要起出窗口。 正常钻进和循环时，要间断捞取砂样分析岩性。 每次起钻时，要检查窗口部位的钻具，发现问题及时更换。 施工中，现场施工人员必须遵守各项安全规定。3.8.3 施工要求3.8.3.1 施工技术要求1）施工单位准确丈量钻具，确保井深无误。2）钻井时控制好泥浆比重，做好油层保护工作。3）钻井过程中，加强油层保护工作，减少钻井过程中对油层的伤害，保持钻井完井液的液相与地层的相容性。控制钻井完井液中固相的含量及级配，减少固相粒子对储层的伤害。防止完井液对钻具、套管的腐蚀作用。4）本设计所提供的压力参数仅供参考，在钻井过程中，应根据地区实际钻井情况，做好防喷工作。5）地质人员可以根据完钻邻井的油层顶底深度，提出井深调整意见，报请开发事业部地质科领导同意。6）完钻测井时，要使用连续测斜仪测井。7）本次实施的开发井位于已开发区的内部，开钻前要做好附近水井泄压工作；在钻井过程中要密切关注周围油水井产状和压力变化情况，如发现异常情况，采油厂应立即汇报开发事业部，并根据实际情况及时处理。8）3.8.3.2 侧钻水平井技术服务单位1）提供特殊工具：柔性钻杆、造斜器、井口旋转密封器、导向筛管、斜向器、高效开窗铣锥、修窗铣锥、多连接头、井下快速高压自动接头、水平钻头、造斜钻头、主井眼悬挂器、定位封隔器等。2）提供陀螺测试仪，进行斜向器斜面方位测试，并进行现场技术指导。3）满足中靶技术要求，严格控制目的层中靶半径。3.8.3.3 红岗采油厂1）负责队伍、施工组织与协调。2）负责进行套管前磁测试，确保斜向器下入深度准确。3）针对该井地质设计提供压力系数相对较大，认真制定钻关计划，下达到作业区，确保侧钻施工过程中井控安全。4）提供施工井横向图。5）层位跟踪调整。6）效果分析。3.8.3.4 采油作业区1）执行钻关计划，确保地层压力满足施工要求。2）提供水源。3）抬高井场，拆掉抽油机，保证达到施工条件。3.9 钻井进度计划钻井进度计划表序号钻头尺寸mm井段mm施 工 项 目主要工作内容时间d-h累计时间d-h1采油厂作业队前期准备抽油机拆迁、抬高井场、洗井冲砂、套管通径、热洗清蜡4-04-02定向侧钻前期准备井口封井器安装、斜向器磁定位、陀螺定向等2-06-031201253.50 1254.80开窗、修窗2-08-041181254.801259.83造斜段钻进、测斜2-010-051181259.831279.83水平段钻进、测斜、完井4-014-04 健康、安全与环境管理4.1 现场必须配备压力等级为21MPa的防喷器及快速抢装井口装置，并确保灵活好用。（螺栓、螺母及抢装扳手等专用工具要刺洗干净，整齐摆放在井口工具台上）4.2 井场铺防渗布，配备环保池子及污油回收装置。同时配备两台接油罐车、一台水泥车，放喷管线直接连接到接油罐车上。4.3 井口2m范围内要用土围好，挖好导流槽及储油坑，并铺好防渗布。4.4 技术员要向班组人员做好技术交底，包括设计中的井控要求，井下泵及井下工具、该井施工原因和注意事项等具体情况。同时，相关人员要持证上岗，要掌握井控制度和操作规范。4.5 施工过程中，一岗位、二岗位必须注意观察管柱出口处的返液情况，如果发现井喷预兆，立即启动作业现场井喷失控应急预案。4.6 施工完，防渗布及抽油机防护罩上污油及时清理干净，污油、污水、生活垃圾及废旧防渗布、防护罩送到指定回收处。5 设计变更原则上按设计井深完钻，若地层变化较大，经甲、乙双方协商后，由施工方提出变更依据和要求，并提交报告给FFF采油厂相关部门及领导，履行签字手续。6 完井提交资料完井后施工单位应向NNN采油厂提供施工总结（纸介质或磁介质）各一份。