2023年南27-平206井钻井工程设计（全文完整）

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　设计编号: 202003-214

　钻井工程设计

　 中石化胜利油田分公司 2020 年 年 3 月 月 30 日 日单位: 孤岛采油厂 井号: 南 27-平 206 井别: 热采生产井 井型: 水平井

　 南 南 27-平 平 206 井 井 钻井工程设计

　设 计 单 位 ：

　：

　胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 工 程 设 计 ：

　：

　张铎远 钻井液设计 ：

　：

　周尚奎 固 井 设 计 ：

　：

　马

　莉 定 额 设 计 ：

　：

　张

　磊

　目 目

　录 1

　设计依据 .............................................................................................................. 1

　2

　质量要求 .............................................................................................................. 1

　3

　井身结构 .............................................................................................................. 1

　4

　轨道设计 .............................................................................................................. 3

　5

　钻井设备 .............................................................................................................. 5

　6

　钻具组合与强度校核 .......................................................................................... 6

　7

　钻头选型与钻井参数 ........................................................................................ 11

　8

　钻井液设计 ........................................................................................................ 12

　9

　油气层保护要求 ................................................................................................ 15

　10

　油气井压力控制（井控专篇）

　........................................................................ 16

　11

　固井设计 ............................................................................................................ 27

　12

　钻井施工重点技术要求 .................................................................................... 30

　13

　完井井口装置 .................................................................................................... 38

　14

　职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSSE）要求 .............................. 38

　15

　钻井资料要求 .................................................................................................... 49

　附录

　南 27-平 206 井筛管顶部注水泥完井施工设计 ...................................... 51

　中国石化

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　钻井工程设计

　 1 南 南 27- - 平 206

　1 设计依据 1.1 钻井工程设计依据 (1) 钻井地质设计； (2) 邻区邻井实钻资料； (3) 有关技术规范及技术法规； (4) 设计依据：胜利油田分公司《方案审批纪要编号（2020-024）》。

　1.2 井位数据 井口坐标：纵(X) 4 192 128.00 横(Y) 20 660 270.00 方位修正角(°)：-8.45

　磁倾角(°)：56.37

　磁场强度(μT)：53.24 2 质量要求 2.1 直井段井身质量要求 表 表 2-1

　井身质量要求 井 段 (m) 井斜角 （≤°）

　全角变化率 （≤°/30m）

　水平位移 （≤m）

　0～500 1 1.25 15 500～940.76 2 1.25 15 直井段采用电子多点监测井身轨迹，起钻测多点计算井身轨迹数据。

　2.2 定向井段井身质量要求 定向段采用 MWD 及 FEWD/LWD 地质导向随钻测控井身轨迹，根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式，随时调整井斜和方位。

　靶点 A 靶半高(m):0.5

　靶半宽(m): 5 靶点 B 靶半高(m):0.5

　靶半宽(m): 5 3 井身结构 3.1 井身结构设计 系数 抽吸压力当量密度(Sb)：0.036g/cm 3

　激动压力当量密度(Sg)：0.036g/cm 3

　井涌条件当量密度(Sk)：0.05g/cm 3

　安全附加当量密度(Sf)：0.07g/cm 3

　正常压差允值：12～15MPa 异常压差允值：15～20MPa 3.2 井身结构设计数据表

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　 2 南 南 27- - 平 206

　表 表 3-1

　井身结构设计 开数 井眼尺寸 （mm）×井深（m）

　套管尺寸（mm）×下深（m）

　水泥返高（m）

　一开 Φ346.1×331.00 Φ273.1×330.00 地面 二开 Φ241.3×1591.84 Φ177.8×1588 （其中 1407m ～ 1588m 为筛管）

　地面 3.3 井身结构示意图

　图 图3-1

　井身结构图 一开 井眼直径(mm):Ф346.1 所钻深度(m) :331 套管外径(mm):Ф273.1 套管下深(m) :330 水泥返高(m) :地面 二开 井眼直径(mm):Ф241.3 所钻深度(m) :1591.84 套管外径(mm):Ф177.8 套管下深(m) :1588 其中 1407m～1588m 为筛管 水泥返高(m) :地面

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　井

　钻井工程设计

　 3 南 南 27- - 平 206

　4 轨道设计 4.1 轨道设计 表 表4-1

　轨道设计表 井号：南 27-平 206 轨道类型：直-增-平

　井底垂深（m）

　井底闭合距（m）

　井底闭合方位（°）

　造斜点 （m）

　最大井斜角（°）

　1229.18 483.81 212.71 940.76 91.34 磁倾角（°）

　磁场强度（μT）

　磁偏角 （°）

　收敛角 （°）

　方位修正角 （°）

　56.37 53.24 -7.33 1.12 -8.45 井口：X=4192128.00 Y=20660270.00 靶点:A X=4191874 Y=20660111 垂深:1233.5m

　闭合距:299.66m

　闭合方位:212.05°

　靶半高:0.5m

　靶半宽:5m 靶点:B X=4191750 Y=20660028 垂深:1230m

　 闭合距:448.83m

　闭合方位:212.63°

　靶半高:0.5m

　靶半宽:5m 表 表 4-2

　轨道参数 井深 （m）

　井斜 （°）

　方位 （°）

　垂深 （m）

　水平位移 （m）

　南北 （m）

　东西 （m）

　狗腿度 （°/30m）

　工具面 （°）

　靶点 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

　940.76 0.00 211.46 940.76 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

　1251.70 60.84 211.46 1196.47 150.15 -128.08 -78.37 5.87 0.00

　1407.59 91.34 213.80 1233.50 299.66 -254.00 -159.00 5.89 4.56 A 1556.84 91.34 213.80 1230.00 448.83 -378.00 -242.00 0.00 0.00 B 1591.84 91.34 213.80 1229.18 483.81 -407.08 -261.46 0.00 0.00

　表 表 4-3

　轨道各点数据 井深 （m）

　井斜 （°）

　方位 （°）

　闭合方位 （°）

　垂深 （m）

　闭合距 （m）

　南北 （m）

　东西 （m）

　造斜率 （°/30m）

　方位变化率 （°/30m）

　狗腿度 （°/30m）

　工具面 （°）

　0.00 0.00 211.46 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 940.76 0.00 211.46 0.00 940.76 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 980.76 7.83 211.46 211.46 980.64 2.73 -2.33 -1.42 5.87 0.00 5.87 0.00 1020.76 15.65 211.46 211.46 1019.77 10.86 -9.26 -5.67 5.87 0.00 5.87 0.00 1060.76 23.48 211.46 211.46 1057.43 24.25 -20.68 -12.66 5.87 0.00 5.87 0.00 1085.87 28.39 211.46 211.46 1080.00 35.22 -30.05 -18.39 5.87 0.00 5.87 0.00 1100.76 31.31 211.46 211.46 1092.92 42.64 -36.37 -22.25 5.87 0.00 5.87 0.00 1140.76 39.13 211.46 211.46 1125.57 65.69 -56.03 -34.29 5.87 0.00 5.87 0.00 1180.76 46.96 211.46 211.46 1154.78 92.97 -79.30 -48.53 5.87 0.00 5.87 0.00 1220.76 54.79 211.46 211.46 1180.00 123.98 -105.75 -64.71 5.87 0.00 5.87 0.00 1251.70 60.84 211.46 211.46 1196.47 150.15 -128.08 -78.37 5.87 0.00 5.87 0.00 1291.70 68.67 212.03 211.52 1213.52 186.30 -158.82 -97.40 5.87 0.43 5.89 3.93 1331.70 76.50 212.62 211.66 1225.48 224.44 -191.04 -117.79 5.87 0.45 5.89 4.29 1371.70 84.32 213.24 211.85 1232.14 263.84 -224.12 -139.21 5.87 0.47 5.89 4.51 1407.59

　91.34

　213.80

　212.05

　1233.50

　299.66

　- - 254.00

　- - 159.00

　5.87

　0.47

　5.89

　4.56

　1507.59 91.34 213.80 212.48 1231.16 399.60 -337.08 -214.61 0.00 0.00 0.00 0.00 1556.84

　91.34

　213.80

　212.63

　1230.00

　448.83

　- - 378.00

　- - 242.00

　0.00

　0.00

　0.00

　0.00

　1591.84 91.34 213.80 212.71 1229.18 483.81 -407.08 -261.46 0.00 0.00 0.00 0.00 注：1.设计垂深和靶点垂深均不含补心高，施工时注意修正。

　2.钻至 B 靶点后，留足 35m 口袋完钻。

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　 4 南 南 27- - 平 206

　4.2 井眼轨道垂直投影图

　图 图4-1

　井眼轨道垂直投影图 4.3 井眼轨道水平投影图

　图 图4-2

　井眼轨道水平投影图

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　 5 南 南 27- - 平 206

　5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 1591.84m，依据钻机负荷的选择原则，确定选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足 1591.84m 及以上钻井的需要。

　要求设备工况良好，设备防护与安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量、钻井液性能维护与钻井液储备的要求。

　5.2 主要设备简介 表 表 5-1

　20 型钻机主要设备配备要求 序号 设备名称 主要技术参数 单位 数量

　1 天车 最大静负荷 1580kN

　台 1

　2 游车大钩 最大钩载 1580kN 台 1

　3 水龙头 最大静负荷 1600kN，最高工作压力 35MPa，中心内径 75mm 台 1

　4 转 盘 最大静负荷 1350kN，开口直径 444.5mm 台 1

　5 井架 最大静钩载 1600kN 套 1

　6 绞车 额定输入功率 450kW，最大快绳拉力 210kN 台 1

　7 井架底座 钻台面高度 4m 或 5m，转盘梁最大静载荷 1600kN，立根盒容量（直径 114mm 钻杆，长 19m 立根）2000m 套 1 选一 8 动力系统 单台功率不小于 810kW 台 2

　9 钻井泵组 单台功率不小于 597kW（800HP）

　台 1～2

　10 钻井液 循环罐 含搅拌机，单罐有效容积不小于 30 m 3

　个 3

　11 振动筛

　套 1

　12 除砂器

　台 1

　13 离心机 处理量≥ 40 m 3 /h 台 1～2

　14 钻井参数仪

　套 1

　注：本表仅列 2000m 钻机的主要设备要求，其他设备配备执行 Q/SH 0168.1-2008。

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　井

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　 6 南 南 27- - 平 206

　6 钻具组合与强度校核 6.1 一开直井段 井

　段：0～331m

　地

　层：平原组～明化镇组 钻具组合：

　Φ346.1mm 钻头+Φ177.8mm 无磁钻铤×1 根+Φ177.8mm 钻铤×8 根+Φ127mm 斜坡钻杆 主要措施：

　（1）采用清水开钻； （2）口袋长度≤ 1 m。

　6.2 二开直井段 井

　段：331～940.76m 地

　层：明化镇组 钻具组合：

　Φ241.3mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 无磁钻铤×1 根+Φ177.8mm 钻铤×8 根+Φ127mm斜坡钻杆 主要措施：

　（1）优选参数，提高机械钻速； （2）起钻充分循环好钻井液； （3）直井段钻完测电子单、多点。

　6.3 二开造斜段 井

　段：940.76～1407.59m

　地

　层：明化镇组～馆陶组 井斜角：91.34° 钻具组合（MWD）：

　Φ241.3mm钻头+Φ196.7mm 1.5°单弯动力钻具×1根+止回阀+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+MWD 悬挂短节+Φ127mm 无磁承压钻杆×1 根+Φ127mm 加重钻杆×9 根+Φ158.8mm 随钻震击器×1 套+Φ127mm 加重钻杆×21 根+Φ127mm 斜坡钻杆 钻具组合（LWD）：

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　 7 南 南 27- - 平 206

　Φ241.3mm 钻头+Φ196.7mm 1.5°单弯动力钻具×1 根+止回阀+FEWD（LWD）+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+MWD悬挂短节+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+Φ127mm斜坡钻 杆×31根+Φ127mm 加重钻杆×9 根+Φ158.8mm 随钻震击器×1 套+Φ127mm 加重钻杆×21 根+Φ127mm 斜坡钻杆 主要措施：

　(1) 本井钻至垂深 1120m（不含补心高）开始下入地质导向仪，使用 FEWD（LWD）仪器随钻测量自然伽马、电阻率曲线跟踪油层。跟踪调整井眼轨迹，根据情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工，随时调整井斜方位； (2) 下钻前认真检测弯套度数，地面测试动力钻具，检查 MWD、FEWD/LWD 仪器的组装； (3) 下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常； (4) 动力钻具钻进完，短起下钻 5 个立柱； (5) 采用柔性钻具组合通井。

　6.4 二开水平段 井 段：1407.59～1591.84m 地 层：馆陶组 井斜角：91.34° 钻具组合：

　Φ241.3mm 钻头+Φ196.7mm 1°单弯动力钻具×1 根+止回阀+ FEWD（LWD）+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+ MWD悬挂短节+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+Φ127mm斜坡钻杆×50根+Φ127mm 加重钻杆×9 根+Φ158.8mm 随钻震击器×1 套+Φ127mm 加重钻杆×21 根+Φ127mm 斜坡钻杆 主要措施：

　（1）采用 FEWD/LWD 随钻随测监控井眼轨迹；根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工，随时调整井斜方位； （2）下钻前认真检测弯套度数，地面测试动力钻具，检查 FEWD/LWD 仪器的组装； （3）下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常； （4）动力钻具钻进完，短起下钻 5 个立柱；

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　 8 南 南 27- - 平 206

　（5）采用柔性钻具组合通井。

　6.5 通井 井 段：0～1591.84m 地 层：明化镇组～馆陶组 井斜角：0°～91.34° Φ241.3mm 牙轮钻头+止回阀+Φ127mm 加重钻杆×2 根+Φ235mm 扶正器+Φ127mm 钻杆+Φ235mm 扶正器（位于 A 靶点附近）+Φ127mm 斜坡钻杆 注：钻具组合设计供参考，施工单位在实钻中可根据实际情况依据地层特性在确保井下安全、确保下套管顺利和井身质量、...

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