东北石油大学本科生课程设计东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 石油工程课程设计 题 目 钻井工程设计 学 院 石油工程 专业班级 油工109班 学生姓名 赵二猛 学生学号 100302240115 指导教师 毕雪亮 2013年7月18日XXII东北石油大学课程设计任务书课程 ： 石油工程课程设计 题目 ： 钻井工程设计专业 ： 石油工程 姓名： 赵二猛 学号： 100302240115 主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、设计主要内容：根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。2、设计要求：要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5） 钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。3、主要参考资料：王常斌等，石油工程设计，东北石油大学校内自编教材陈涛平等，石油工程，石油工业出版社，2000钻井手册（甲方）编写组，钻井手册，石油工程出版社，1990完成期限 2013年7月19日 指导教师 毕雪亮 专业负责人 李士斌 2013 年 7 月 1 日目 录前 言1第1章 设计资料的收集2 1.1预设计井基本参数2 1.2 邻井基本参数2第2章 井身结构设计6 2.1钻井液压力体系6 2.2井身结构的设计7 2.3井身结构设计结果9第3章 套管柱强度设计10 3.1套管柱设计计算的相关公式10 3.2表层套管柱设计10 3.3技术套管柱设计15 3.4油层套管柱设计18 3.5套管柱设计结果20第4章 钻柱设计214.1钻柱设计原理214.2钻柱的设计214.3钻柱设计结果27第5章 钻井水力参数的设计285.1钻井水力参数的计算公式285.2水力参数计算295.3泵的设计结果43第6章 注水泥设计456.1水泥浆排量的确定456.2注水泥浆井口压力486.3水泥浆体积的确定596.4设计结果60第7章 钻井液设计617.1钻井液用量计算公式617.2钻井液用量计算617.3钻井液用量设计结果647.4钻井液体系设计64第8章 设计结果65参考文献67附录68东北石油大学本科生课程设计前 言钻井是石油、天然气勘探开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低、油田勘探开发的综合经济利益以及石油发展速度。钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。本设计的主要内容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井内钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计内容。第1章 设计资料的收集1.1 预设计井基本参数井号 SJ0081 井别 参数井 坐标 22668246,5067467 设计井深 3280 井口海拔 16目的层位 侏罗系 完井层位 基岩 地理位置 延吉 构造位置 勃利盆地中部坳陷 设计依据 1. 设计依据 （1）大庆石油管理局勘探部1992年第73期勘探方案审定纪要 （2）本区标准层构造图。 （3）邻井资料 2. 钻探目的 评价本区油层情况1.2 邻井基本参数1井身结构井号 项目 钻头尺寸(mm)下深(m) 套管尺寸(mm) 泥浆密度(g/cm3) 井深 勃参1表层4443003391.031.25305勃参1技术31118002441.051.21805勃参1油层21532951391.181.233002地层压力井号 井段（m）地层压力(g/cm3) 破裂压力(g/cm3) 勃参103030.91.5勃参13034000.91.5勃参1400100011.5勃参1100015001.071.5勃参1150020001.151.5勃参1200025001.171.55勃参1250030001.21.6勃参13000-32951.221.633钻具组合井号 井段（m） 钻头外径(mm) 密度(g/cm3) 钻具组合 勃参10-3034441.03-1.251787515926勃参1303-18033111.05-1.2228减震器22936203811787515927续表井号 井段（m） 钻头外径(mm) 密度(g/cm3) 钻具组合 勃参11803-33002151.18-1.2214稳定器1782214稳定器1789214稳定器178减震器15918214稳定器159135勃参1550-5703111.05-1.2178取芯筒1787515926勃参11570-16503111.05-1.2178取芯筒1787515926勃参12260-23202151.18-1.2178取芯筒1591004钻井液性能井号 地质年代 井段(m) 钻井液类型 密度(g/cm3) 漏斗粘度(s) pH值 静切力(Pa) 塑性粘度屈服值(Pa) N值 K值 失水(API) 勃参1穆陵组-第四系0-303膨润土混浆1.03-1.2522-45-勃参1穆陵组-穆陵组303-800两性复合离子钻井液1.05-1.225-45-勃参1东荣组-穆陵组800-1803两性复合离子钻井液1.18-1.235-458.5-91-2.518-288-120.65-0.450.6-0.81-4勃参1基岩-东荣组1803-3300两性复合离子钻井液1.18-1.235-458.5-91-2.518-288-120.65-0.450.6-0.81-45 水力参数井号 钻头尺寸(mm) 井段(m) 泵压(MPa) 钻头压降(MPa) 环空压降(MPa) 冲击力(kN) 喷射速度(m/s) 钻头水功率（kW） 比水功率(%) 上返速度(m/s) 功率利用率(%) 勃参14440-3038.487.351.136.2610433820.3486.67勃参1311303-50012.6310.651.987.6613453170.8384.34勃参1311500-70014.0211.622.48.3613458070.8382.86勃参1311700-150014.6110.933.688.1112954670.8374.83勃参13111500-180315.0910.934.168.1112954670.8372.44勃参12151803-200013.2810.382.94.5612629981.2878.17勃参12152000-260013.9810.383.64.5612629981.2874.25勃参12152600-310014.5710.384.194.5612629981.2871.27续表井号 钻头尺寸(mm) 井段(m) 泵压(MPa) 钻头压降(MPa) 环空压降(MPa) 冲击力(kN) 喷射速度(m/s) 钻头水功率（kW） 比水功率(%) 上返速度(m/s) 功率利用率(%) 勃参12153100-330013.839.414.424.3412027171.2868.04勃参1311550-57000勃参13111570-165000勃参12152260