井身结构设计

2005年 第29卷 石油大学学报(自然科学版) Vol.29 No.4 第4期 JournaloftheUniversityofPetroleum,China Aug.2005

文章编号:1000-5870(2005)04-0052-04

井身结构设计必封点综合确定方法研究

侯喜茹1,柳贡慧1,仲文旭2

(1.中国石油大学石油天然气工程学院,北京102249;2.塔里木石油勘探开发指挥部,新疆库尔勒841000)摘要:在对库车地区深井超深井井下复杂情况分析的基础上,综合考虑地层岩性和地层压力等影响因素,根据已有资料,用随机理论方法确定发生井下复杂情况的概率密度函数,得出井下复杂情况发生的位置及可能性,提出新的井身结构必封点确定方法。应用实例表明,用随机理论方法确定井下复杂情况是可行和有效的,井身结构设计中必封点的确定原则并不惟一,设计者应根据经验和实际情况加以取舍。关键词:井身结构;必封点;地层岩性;地层压力;概率;井下复杂情况中图分类号:TE21 文献标识码:A

Comprehensivedeterminationmethodofsettingpositionfor

casingprogramdesign

HOUX-iru1,LIUGong-hui1,ZHONGWen-xu2

(1.FacultyofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;

2.TarimPetroleumExplorationandDevelopmentHeadquarter,Korla841000,China)

Abstract:Basedonthedownholecomplicatedconditionsanalysisofdeepwellsandultra-deepwellsinKucheregion,andcompre-hensivelyconsideringtheinfluencefactors,suchasformationlithologyandformationpressure,theprobabilitydensityfunctionofdownholecomplicatedconditionswasdeterminedusingtheexistingdatabytheprobabletheorymethod.Meanwhile,thepositionandpossibilityofdownholecomplicatedconditionsoccurrencewasderived,andthenewdeterminationmethodonsettingpositionforcasingprogramwasputforward.Thepracticalapplicationresultsshowthatitisfeasibleandeffectivetodeterminethedownholecomplicatedconditionsbytheprobabletheorymethod.Thedeterminationprincipleofsettingpositionincasingprogramdesignisnotsole,andthedesignershouldmakeone schoicebasedontheexperiencesandactualconditions.

Keywords:casingprogram;settingposition;formationlithology;formationpressure;probability;downholetrouble

井身结构设计在国内外已开展了广泛深入的研究,但对于复杂地质条件下深井的井下复杂情

况,理论上目前还没有相对准确地确定具体的复杂层位所在的确切井深位置的方法。由于新疆塔里木油田库车地区的深井复杂地层特点,钻井复杂情况及井下事故经常发生,给钻井生产带来极大的困难。为了更加准确地确定地层复杂情况发生的位置,针对塔里木油田库车坳陷复杂的地质条件,提出一种采用概率统计方法来确定井下复杂情况发生的可能性的方法。通过对井下复杂情况及井下事故的分析,利用随机分析理论进行确定井下必封点的研究。

收稿日期:2004-12-28

[1-6]

1 常规必封点的确定方法

所谓的必封点[7]是指根据已钻井的井眼来确定某些应及时封隔的地层,必封点深度就是钻井裸露井眼中可行裸露段的底界深度。传统的井身结构设计是根据压力剖面来选择套管下深,同时考虑地质复杂必封点的情况,然后进行压差卡套管校核。但某些影响钻进的复杂情况,如易坍塌泥页岩、盐膏层蠕变等目前还不能反映到压力剖面上。某些复杂情况的产生又与钻进速度和钻井液浸泡时间有关。这些复杂地层在钻井工艺水平无法顺利钻达的条件

基金项目:塔里木油田分公司项目 异常高压条件下井身结构优化研究 资助(41301050348)

作者简介:侯喜茹(1970-),男(汉族),吉林松原人,博士研究生,从事井下力学、信息与控制工程及钻井新技术研究。

井身结构设计

第29卷 第4期 侯喜茹等:井身结构设计必封点综合确定方法研究

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下需要及时进行封隔。合理的井身结构设计是确保安全钻井的关键,如果对地质复杂情况不很清楚,就无法确定套管大致的下深位置,这就需要重新考虑一种更为合理的办法来确定地质复杂必封点位置。同时,地层岩性也影响必封点的选择,若为钻井生产施工的方便和安全考虑,还要根据经验选择必封点。必封点包括工程必封点和地质复杂必封点。工程必封点可根据压力剖面计算出套管下深位置,作为其深度位置

[7]

F (x)=exp-

H

-

f(x)dx=

H

-

2

(1)

)2dx,- <H<+ ,2(x- 2

以及发生溢流、井漏和卡钻的井数和井深,可以统计出该地区发生井下复杂情况的概率密度,3种井下

复杂情况的概率密度分别为

溢流:

fy(x)=exp-;

2593.1342140423.96井漏:fl(x)=2976.17exp-2819453.26;

卡钻:

。地质复杂必封点则可根据所钻

(2)

遇的地层岩性来考虑其位置: 浅部的松软地层是一些未胶结的砂岩层和砾石层,地层特点是疏松易塌,钻进过程一般采用高粘度钻井液钻穿后下入表层套管封固; 为安全钻入下部高压地层而提前准备一层套管并提高钻井液密度; 封隔复杂膏盐层及高压盐水层,为钻开目的层做准备; 钻开目的层; 考虑备用一层套管,以应对地质加深的要求和应付预想不到的复杂情况发生。

传统的必封点确定方法都没有定量描述出井下复杂情况的影响,而这些经验往往都是采取保守的估计方式,为了确保安全,在设计系数取值上也是保守的。设计系数由历史经验确定,而不是根据现场统计数据确定。这不仅不科学,而且也不经济。

本文中基于地 …… 此处隐藏：7022字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……