JPH373井钻井工程设计有导眼.docx
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JPH373井钻井工程设计有导眼
鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区
JPH-373井钻井工程设计
中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
二○一七年八月
鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区
JPH-373井钻井工程设计
设计单位:
华北油气分公司石油工程技术研究院
设计人:
初审人:
审批单位:
华北油气分公司
审核人:
梁文龙
审批人:
中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
二○一七年八月
设计审批意见
原则同意该设计,同时提出以下要求,请一并执行。
1、本井施工斜导眼完后,着陆点深度均要根据地层变化作相关调整。
为加快作业进度对回填部分斜导眼的轨迹符合率在满足中靶前提下不做严格要求;钻穿导眼目的层后,可根据快速钻进需要改变钻井方式和钻具组合。
2、二开下技术套管间隙较小,井队和固定队应根据实钻情况制定完善的通井、下套管及固井措施;钻井过程中出现漏失的,下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承压试验,否则不能下套管,确保固井质量符合要求,特别注意下完套管后固井前循环钻井液排量要控制在环空返速在1.2m/s以上。
3、技术套管固井前钻井队充分作好井眼准备工作,通井正常后方可进行下套管作业,水泥浆性能试验要取现场水质进行检测。
4、本井完井管柱结合实钻情况和投产方式另行通知。
中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
2017年8月
1.设计依据
1.1《JPH-373井钻井地质设计》
1.2JPH-373井钻井设计引用主要标准
1、GB/T31033-2014《石油天然气钻井井控技术规范》
2、GB31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》
3、Q/SH0532-2013《水平井钻井定向施工工艺规程》
4、Q/SH0653-2015《废弃井封井处置规范》
5、Q/SHS0003.1-2004《天然气井工程安全技术规范》
6、SY/T5087—2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》
7、SY/T5088-2008《钻井井身质量控制规范》
8、SY/T5333-2012《钻井工程设计格式》
9、SY/T5416.3-2016《定向井测量仪器及检验》
10、SY/T5431-2008《井身结构设计方法》
11、SY/T5435-2012《定向井轨道设计与轨迹计算》
12、SY/T5480-2007《固井设计规范》
13、SY/T5619-2009《定向井下部钻具组合设计方法》
14、SY/T5724-2008《套管柱结构与强度设计》
15、SY/T5955-2004《定向井井身轨迹质量》
16、SY/T5964-2006《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》
17、SY5974-2014《钻井井场、设备、作业安全技术规程》
18、SY/T6137—2012《含硫化氢的油气生产和天然气处理装置作业的推荐作法》
19、SY/T6160-2014《防喷器检查和维修》
20、SY/T6277—2005《含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程》
21、SY/T6396—2014《丛式井平台布置及井眼防碰技术要求》
22、SY/T6426-2005《钻井井控技术规程》
23、SY/T6276-2014《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》
24、SY/T6646-2006《废弃井及长停井处置指南》
25、SY-T6789-2010《套管头使用规范》
26、SY5225-2012《石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》
27、《安全、环境与健康(HSE)管理体系》—中国石油化工集团公司
28、《安全环保管理规章制度》—华北石油局、华北油气分公司
29、中石化华北油气分公司《井控管理规定与实施细则(2015年修订)》
30、中石化华北油气分公司《丛式井组钻井防碰措施及技术要求》
31、中国石化油[2015]374号《中石化井控管理规定》
1.3《鄂尔多斯盆地北部地区钻井工程总体设计方案》
1.4本区已钻井资料
1.5邻井及工区已完钻水平井复杂情况提示及对策
JPH-373井位于井漏高风险区,邻井JPH-351井距离本井454.75m,该井在钻至刘家沟组2490-2520m发生井漏,共漏失钻井液120m3,损失时间1.94d;钻至石千峰组6211m和2718m发生井漏,共漏失钻井液110m3,损失时间3.0d;钻至上石盒子组A点3185m发生漏失,共漏失钻井液80m3,损失时间2.85d.
JPH-373
图1-1JPH-373井在钻井风险图版上的位置
2.地质概况
2.1钻井性质:
开发井(水平井)
2.2井口位置
2.2.1地理位置:
内蒙古自治区杭锦旗锡尼镇道涝呼都格嘎查。
2.2.2构造位置:
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部。
2.2.3相对位置:
JPH-373井井口位于JPH-351井井口290°方向454.75m处。
2.3坐标:
井口及导眼靶点、A靶点、B靶点坐标,见表2-1。
表2-1JPH-373井井口及主要靶点设计表
井口
导眼靶点
A靶点
B靶点
纵坐标(X)
4395335.26
4395625.04
4395673.33
4396735.85
横坐标(Y)
19293095.86
19293018.21
19293005.27
19292720.57
距井口方位(°)
345
345
345
距井口距离(m)
300.00
350.00
1450.00
海拔(m)
1434.38
-1579.62
-1547.62
垂深(m)
3014
3014.00
2982.00
斜深(m)
3112.94
3195.85
4296.32
2.4设计井深:
井深4296.32m;垂深:
2982m(B点)。
2.5设计方位:
345°
2.6目的层:
二叠系下统下石盒子组盒3段。
2.7完钻层位
2.7.1导眼完钻层位:
中元古。
2.7.2水平段完钻层位:
二叠系下统下石盒子组盒3段。
2.8完钻原则
2.8.1导眼完钻原则:
钻穿盒1(预测垂深3049.98m-3110.18m)再钻45m(斜深)。
2.8.2水平段完钻原则:
钻达设计B靶点。
2.9完井方式:
裸眼完井,具体见完井设计。
2.10地层孔隙压力及井控风险提示
图2-1地层孔隙压力预测图
2.10.1水平段井底压力预测
表2-2东胜气田目的层DST测试压力参考表
地层压力
层位
平均压力(MPa)
压力系数范围
平均压力系数
资料来源
盒3
26.9
0.85~1.0
0.92
DST资料及
压力恢复测试
盒2
27.0
0.92~0.94
0.93
盒1
27.2
0.82~0.92
0.89
山2
27.6
0.8~0.93
0.86
山1
27.6
0.85~0.94
0.91
太原
28.9
0.93
依据本区已钻井的资料,盒3平均地层压力系数为0.92,预测本井主要目的层盒3地层压力27.73MPa。
2.10.2井控风险提示
本井为鄂尔多斯盆地东胜气田十里加汗工区的一口产能建设水平井,本区局部发育层间小断层,钻遇破碎带易发生井漏、钻具放空、钻速加快等现象。
本区盒3段J58P7H井试气无阻流量37.8×104m3/d、盒1段JPH-313井试气无阻流量39.8×104m3/d,根据华北石油局、华北分公司《井控管理规定与实施细则(2015年修订版)及工程技术管理部[2017]18号工单》,该井钻井井控风险评价为中风险井。
本井导眼完钻层位山西组,已完成测试井尚未发现高危害级别气体(如硫化氢等),但邻区大牛地气田奥陶系层位钻井、测试检测出达到高危害级别的硫化氢气体,本井导眼钻井过程中应提高警惕。
本区处于伊盟隆起与伊陕斜坡结合部,古生界及其下部地层由南向北不同程度超覆于太古界基底之上,本设计虽未预测,但在导眼钻进过程中若经现场判断钻遇奥陶系及其下部碳酸盐岩地层时,要求必须首先立即启动应急预案并做好硫化氢安全防护,再向有关部门汇报;如果现场判断钻遇奥陶系及其下部碳酸盐岩地层必须严格执行《SY/T5087—2005含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》、SY/T6610—2005《含硫化氢油气井井下作业推荐方法》、SY6137—2012《含硫化氢油气生产和天然气处理装置作业安全技术规程》、《SY/T6277—2016含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程》。
同时,严格按规定进行硫化氢气体检查及防控。
2.11井底温度预测
根据邻井计算地温梯度为2.73℃/100m,地面年平均温度按6℃计算,预计本井导眼井底温度为91.94℃。
2.12地层倾角预测
根据区域地质资料及实钻资料,预测本井上部地层倾角小于1°。
2.13钻遇地层预测表
2.13.1导眼钻遇地层预测
表2-3JPH-373井导眼钻遇地层预测简表
地层系统
垂深(m)
垂厚(m)
岩性简述
界
系
统
组
段
代号
新生界
第四系
全新统
Q4
20.00
20.00
浅灰黄色砂土层。
中
生
界
白垩系
下
统
志丹群
K1z
717.00
697.00
浅棕灰色粗、中、细砂岩与棕色泥岩呈不等厚互层,底部为杂色含砾粗砂岩。
侏罗系
中下统
安定组
J2a
977.00
260.00
中上部为棕色中砂岩与棕色泥岩呈略等厚互层夹棕灰色粉砂岩;底部为棕褐色中砂岩。
直罗组
J2z
1137.00
160.00
中上部为浅灰色中砂岩与绿灰、灰绿色泥岩呈略等厚互层;底部为浅灰色粗砂岩。
延安组
J1-2y
1437.00
300.00
灰色、深灰色泥岩、灰黑色炭质泥岩与浅灰色中、细砂岩呈略等厚互层夹煤层。
三叠系
上统
延长组
T3y
2010.00
573.00
上部为浅灰、灰绿色中、细砂岩与灰、深灰色泥岩呈略等厚互层夹黑色炭质泥岩;下部为浅灰色、棕色粗、中、细砂岩与灰、深灰色泥岩呈不等厚互层。
中统
二马
营组
T2e
2130.00
120.00
浅棕灰色中、细砂岩与棕、棕红色泥岩呈略等厚互层。
下统
和尚
沟组
T1h
2410.00
280.00
浅棕灰色中、细砂岩与棕色泥岩呈不等厚互层。
刘家
沟组
T1l
2596.76
186.76
浅棕灰色细砂岩与棕褐色泥岩呈等厚互层
上
古
生
界
二叠系
上统
石千
峰组
P2sh
2900.62
304.42
棕褐色、棕红色泥岩与浅棕灰色细砂岩呈等厚互层
上石盒
子组
P2s
2981.35
80.73
棕褐色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层
下统
下
石
盒
子
组
盒3
P1x3
3019.68
38.33
浅灰色中砂岩与棕褐色泥岩呈层厚互层
盒2
P1x2
3049.98
30.30
棕褐色泥岩与浅灰色细砂岩呈略等厚互层
盒1
P1x1
3110.18
60.20
浅灰色细砂岩与棕褐色、灰色泥岩呈等厚互层
山西组
山2
P1s2
3135.48
25.30
深灰色泥岩、灰黑色炭质泥岩与浅灰色中砂岩呈等厚互层。
中元古
P2t
3155.18(未穿)
19.70
浅棕灰色石英岩。
注:
表中垂深、导眼靶点均从地面起算,且均采用井口实际放样海拔1434.38m。
2.13.2主井眼钻遇地层预测
表2-4JPH-373井主眼钻遇地层预测简表
地层系统
垂深(m)
垂厚(m)
岩性简述
界
系
统
组
段
代号
新生界
第四系
全新统
Q4
20.00
20.00
浅灰黄色砂土层。
中
生
界
白垩系
下
统
志丹群
K1z
717.00
697.00
浅棕灰色粗、中、细砂岩与棕色泥岩呈不等厚互层,底部为杂色含砾粗砂岩。
侏罗系
中下统
安定组
J2a
977.00
260.00
中上部为棕色中砂岩与棕色泥岩呈略等厚互层夹棕灰色粉砂岩;底部为棕褐色中砂岩。
直罗组
J2z
1137.00
160.00
中上部为浅灰色中砂岩与绿灰、灰绿色泥岩呈略等厚互层;底部为浅灰色粗砂岩。
延安组
J1-2y
1437.00
300.00
灰色、深灰色泥岩、灰黑色炭质泥岩与浅灰色中、细砂岩呈略等厚互层夹煤层。
三叠系
上统
延长组
T3y
2010.00
573.00
上部为浅灰、灰绿色中、细砂岩与灰、深灰色泥岩呈略等厚互层夹黑色炭质泥岩;下部为浅灰色、棕色粗、中、细砂岩与灰、深灰色泥岩呈不等厚互层。
中统
二马
营组
T2e
2130.00
120.00
浅棕灰色中、细砂岩与棕、棕红色泥岩呈略等厚互层。
下统
和尚
沟组
T1h
2410.00
280.00
浅棕灰色中、细砂岩与棕色泥岩呈不等厚互层。
刘家
沟组
T1l
2596.76
186.76
浅棕灰色细砂岩与棕褐色泥岩呈等厚互层
上
古
生
界
二叠系
上统
石千
峰组
P2sh
2900.62
304.42
棕褐色、棕红色泥岩与浅棕灰色细砂岩呈等厚互层
上石盒
子组
P2s
2981.35
80.73
棕褐色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层
下统
下
石
盒
子
组
盒3
P1x3
3014.00
A靶点
△
32.65
未穿
上部位紫褐、棕褐色泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层,下部为浅灰色细砂岩、中砂岩、粗砂岩。
盒3
P1x3
2982.00
B靶点
△
32.00
未穿
浅灰色细砂岩、中砂岩、粗砂岩。
注:
表中垂深、A靶点、B靶点均从地面起算,且均采用井口放样海拔1434.38m。
2.14地理及环境资料
2.14.1气象资料
该区属典型的内陆干旱地区,降雨主要集中在每年的七、八月份。
气候为典型的内陆季风气候,年平均气温5.3~8.7℃,年降水量300~400mm,降水集中在7~9月,6~9月份天气干燥、炎热,冬季寒冷,一般零下20℃左右,降雪较多。
2.14.2地形地物
地面标高1360~1530m,属沙漠丘陵地形,地势较为平坦,地面被沙地和沙丘覆盖,部分基岩裸露,土地贫瘠。
气田附近有109国道、210国道和西安—包头铁路通过,乡级简易公路基本成网,交通便利。
3.井身结构及套管程序
依据本井钻井地质设计及《井身结构设计方法》(SY/T5431-2008)进行本井井身结构和套管程序设计。
一开采用Ф311.2mm钻头钻至401m,下Ф244.5mm套管,封固第四系黄土层和志丹群砂砾和泥岩互层易漏、易垮塌层。
表层套管固井,要求水泥浆返至地面,保证固井质量。
二开采用Ф222.3mm钻头进行导眼钻进,造斜点:
2531.35m,最大井斜≤40°,导眼完钻测井结束后,在主眼侧钻点及主井眼和导眼井眼交叉点各打一个悬空塞,侧钻点悬空塞:
2621.35m处上50m和下100m,封固侧钻点,保证主井眼安全侧钻。
下悬空塞:
3108.96m处上100m和上100m,封固主井眼和导眼交叉点,保证主井眼安全钻进。
现场可根据实际情况在设计基础上对水泥塞长度进行适当调整,确保主井眼安全钻进。
侯凝结束后,采用Ф222.3mm钻头扫塞至2621.35m主井眼侧钻,增斜钻进至设计A靶,下Ф177.8mm技术套管固井,固井采用一次注水泥双凝水泥浆体系全井封固固井工艺。
尾浆返至气层顶界以上300.0m,低密度水泥浆返至井口。
三开水平段采用Ф152.4mm钻头钻至设计B靶点,根据实钻情况,完钻测井后是否下预制管柱及时报油气开发管理部,井身结构与套管程序设计见表3-1。
表3-1井身结构数据表
开数
井眼尺寸×井深
套管尺寸×下深
水泥返高
一开
Φ311.2mm×401m
Φ244.5mm×400m
地面
二开
导眼
Ф222.3mm×3278.41
造斜点:
2531.35
上悬空塞:
2571.35m-2721.35m
下悬空塞:
3008.96m-3208.96m
主井眼
Ф222.3mm×3195.85m
侧钻点:
2621.35m
Φ177.8mm×3194.85m
地面
三开
Φ152.4mm×4296.32m
见完井设计
见完井设计
图3-1井身结构数据图
4.井眼轨道设计
4.1导眼井井眼轨道设计(见表4-1,表4-2,表4-3)
表4-1JPH-373井导眼轨迹参数
井号:
JPH-373导眼
轨道类型:
直-增-稳-降
井底垂深m
井底闭合距m
井底闭合方位°
造斜点井深m
最大井斜角°
3147.98
396.86
345.00
2531.35
40.00
方位修正角°
磁倾角°
磁场强度μT
磁偏角°
子午线收敛角°
-2.71
59.63
55.39
-4.25
-1.54
井口:
X=4395335.26Y=19293095.86
靶点:
导靶X=4395625.04Y=19293018.21垂深:
3014m闭合距:
300m闭合方位:
345°靶半径:
30m
备注:
本井地磁参数计算时间2017年8月8日,计算软件为IDDS。
表4-2JPH-373井导眼剖面设计
井深
m
井斜角
°
方位角
°
垂深
m
水平位移
m
北南位移
m
东西位移
m
造斜率
°/30m
靶点
0.00
0.00
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2531.35
0.00
345.00
2531.35
0.00
0.00
0.00
0.00
造斜点
2621.35
15.00
345.00
2620.32
11.71
11.31
-3.03
5.00
侧钻点
2771.35
40.00
345.00
2752.32
80.43
77.69
-20.82
5.00
3112.94
40.00
345.00
3014.00
300.00
289.78
-77.65
0.00
导靶
3233.41
33.98
345.00
3110.18
372.45
359.76
-96.40
-1.50
盒1组底
3278.41
31.73
345.00
3147.98
396.86
383.33
-102.72
-1.50
井底
表4-3JPH-373井导眼井眼轨迹各点数据
井深
m
井斜角
°
方位角
°
垂深
m
水平位移
m
北南位移
m
东西位移
m
造斜率°/30m
备注
0.00
0.00
345.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2531.35
0.00
345.00
2531.35
0.00
0.00
0.00
0.00
造斜点
2561.35
5.00
345.00
2561.31
1.31
1.26
-0.34
5.00
2591.35
10.00
345.00
2591.04
5.22
5.04
-1.35
5.00
2621.35
15.00
345.00
2620.32
11.71
11.31
-3.03
5.00
侧钻点
2651.35
20.00
345.00
2648.92
20.73
20.03
-5.37
5.00
2681.35
25.00
345.00
2676.63
32.21
31.11
-8.34
5.00
2711.35
30.00
345.00
2703.23
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40.00
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0.00
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40.00
345.00
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交叉点
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导靶
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-1.50
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-1.50
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355.09
342.99
-91.91
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