XX井生产套管固井施工设计书.doc

XX井生产套管固井施工设计书

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6

个人收集整理 勿做商业用途

XX井139.7mm生产套管
固井施工设计书

华东石油局固井工程公司

二○一○年X月

（甲方审查意见）

XX井固井施工设计书

设计单位: 中国石化集团华东石油局固井工程公司
设 计 者： XXXXX
审 核： XXXXX
审批单位： 中国石化股份公司华东分公司

目 录

一、设计依据 1
二、基本数据 1
三、套管设计 1
四、水泥量计算 2
五、水泥浆设计 2
六、水泥浆流变学设计 3
七、套管内顶替量计算 4
八、井底静止温度 4
九、水泥浆最高受热温度计算 4
十、施工时间计算 4
十一、施工方案要求 4
十二、固井策划及HSE要求 6
十三、固井材料计划表 7
十四、相关实验及其它资料 8

一、设计依据
1、《XX钻井施工设计书》
2、《中华人民共和国石油天然气行业标准》
3、《煤层气企业标准汇编》
二、基本数据
1、井身结构设计
钻头尺寸mm
井深
m
套管
层序
套管尺寸
mm
套管下深
m
水泥返深
m
311。1
XXX
表层套管
244。5
XXX
XXX
215。9
XXX
生产套管
139.7
XXX
XXX
2、完井方法及套管串结构
完井方法:套管完井
套管串结构（自下而上）：
浮鞋(XXXm）+1根套管+浮箍（预计XXXm）+N—80×7。72mm套管串(+扶正器)+定位短节+套管串(+扶正器）+ N—80×7。72mm套管串+联顶节+水泥头
3、下套管前钻井液钻井液类型及性能：XXX
4、井径数据
计算水泥需要量时，封固段取平均井径226.7mm（平均井径扩大率按5％计算)。
5、水泥返高：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
6、井底温度，循环温度
TS=15℃+(2.7×井深/100）℃=XX℃
T循=19+0.02×井深=XX℃
三、套管设计
1、套管柱设计条件
套管程序
井段m
钻井液
密度
g/cm3
规范
长度
m
钢级
壁厚mm
尺 寸mm
扣型
表层套管
0~XXX
XXX
244。5
短圆
XXX
J55
8.94
生产套管
0—XXXX
XXX
139。7
长圆
XXX
N80
7.72
2、套管柱的校核
套管程序
井段
m
重 量
抗 外 挤
抗内压
抗 拉
每米重
kg/m
段重 t
累计重t
抗挤强度
MPa
安全
系数
抗压强度MPa
安全
系数
抗拉强度kN
安全
系数
表层套管
0—XXX
X
X
X
X
X
X
X
X
X
生产套管
0～XXXX
X
X
X
X
X
X
X
X
X
注： 本表为理论计算数据,套管送井时应根据实际重新校核。
四、水泥量计算
1、计算条件与结果
钻头直径 mm
215。9
管内水泥浆 L
XXX（常规）
套管外径 mm
139。7
水泥浆合计 L
XXX
15＃煤层顶界 m
-
水泥浆密度g/cm3
1。45-1。85
15＃煤层底界 m
—
每袋配浆 L
76-48
阻流环位置 m
XXX
水泥计算T
低密度
XX
XX
常规
XX
封固段长度m
XXX
附加量 ％
10
管外水泥浆 L
低密度
XXX
XXX
附加后
水泥量T
低密度
XX
XX
常规
XXX
常规
XX
水泥准备量 T
Xt （其中，低密度：Xt；常规:Xt)
注:①、生产套管固井水泥浆体系采用双密度-双凝体系，即井底至目的煤层以上50m用1。85g/cm3的常规密度体系，上部封固段用1。45g/cm3的低密度体系。
②、水泥量按实测井径计算。
2、分段水泥浆计算

井 段 m
段 长
m
井 径
mm
环 空
L/m
分 段 环
L
自
至
XXX
XXX
XXX
226。7
25.0
XXX
总容量 L
XXXX
五、水泥浆设计
1、水泥浆实验
1）、旋转粘度计读数值
温度
℃
密
度
g/cm3
旋 转 粘 度 计 读 数
θ600
θ300
θ200
θ100
θ6
θ3
XX
XX
XXX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
2）、水泥性能测定
水泥品种
密
度
g/cm3
水
灰
比
外加剂加量
稠化时间
抗压强度
流变参数
析水率

%
初始稠度
BC
G304
％
G202
%
USZ
％
G401
％
BXZ 600S
％
CA903S %
G60S %
温度
℃
压力
MPa
时间
min
24h
48h
N
K
Pa.sn
嘉华
X
X

X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
<X
嘉华
X
X
X
X
X
X

X
X
X
X
X
X
X
X
<X
2、前置液设计
名 称
类 型
数 量 m3
前置液
清水
X
六、水泥浆流变学计算
1、确定流变模式
B=(φ200—φ100）/（φ300—φ100）=XXX
水泥浆选用幂律流变模式
2、判别流态
n=2。096 lg（φ300/φ100）=XX
K=0.511φ300/511n=XX Pa。sn
计算临界紊流雷诺数： Re=3470-1370n= XX
3、环空紊流临界流速计算
=XX m/s
4、紊流临界排量计算
QC=πVC （ D2—d2)/4=XX l/s
*由于现场设备无法达到此排量，因此尽量用最大排量顶替。
5、顶替终了的最大泵压计算
P压差 =P外—P内=XX MPa
P损 =0.0015·下深+1.2=XX MPa
P附加 =3。0 MPa
Pmax = P压差+ P损 + P附加=xxMPa
七、套管内顶替量计算（现场校核）
套管壁厚
mm
分段长度
m
每米容积
L/m
分段容积
L
7.72
XX
12。13
XX
总容积:XX L
压缩系数:1％
设计顶替量：XXm3
八、井底静止温度
Ts=XX℃
九、水泥浆最高受热温度计算
Ts=XX℃
十、施工时间计算
前置液： X min 注水泥： XX min
开销钉： X min 替 浆： XX min
T总 = XX min
十一、施工方案要求
1、 施工准备
1。1、井队
1。1.1 对入井套管的钢级、壁厚进行检查，并逐根丈量、检扣、洗扣、排列、编号；
1.1。2 最后一次通井时，对缩径井段反复划眼后充分循环洗井，保证套管能顺利下入.套管入井前，要求调整好泥浆性能,确保井眼稳定，不漏、不涌、不垮塌；
1.1.3 要求套管上钻台时进行二次通径;
1。1。4下完套管后，大排量循环一周以上，满足固井施工的技术要求;
1.1。5下套管时要控制好下放速度，以免压力激动过大造成井眼失稳；
1.1.6井队水罐备XXm3现场水。
1.2、固井队
1.2.1 仔细检查入井附件及工具，送井场交井队技术员清点、检查；
1.2.2 提前准备好水泥送至井场;
1。2。3 维护保养好车辆设备，准备齐全所用材料和配件，保证施工的连续性；
1。2.4 在下套管前通井时，固井技术员赶到现场;
1。2。5 按水泥浆试验结果，搞好清水与水泥外加剂混配工作，并做好复检。
2、套管扶正器安放位置
裸眼段每X根套管加X只;其余封固段X根套管加X只.注意：套管接箍和扶正器的位置要避开煤层段。
3、注水泥设备
GJC45-21 X辆
灰 罐 车 X辆
4、注水泥方式
采用常规一级注水泥方式
5、施工工艺
采用常规水泥浆体系
6、施工工艺流程
1）、注水泥施工流程
序号
施工内容
工作介质
密度（g/cm3）
用量（m3)
排量(L/S)
用时（min)
累时（min）
最高泵压 (MPa)
1
循环泥浆
钻井液

2
洗 管 线
配浆水
1.0

3
试 压
配浆水
1.0

15
4
注隔离液
配浆水
1。0
X

X
X
X
5
注水泥浆
低密度水泥浆
1。45
X
X
X
X
X
常规密度水泥浆
1.85
X
X
X
X
X
6
替 浆
清水
1。0
X
X
X
X
X
7
碰 压

X
X
8
放回水，检查浮鞋、浮箍关闭情况。关闭良好,开井候凝48小时；若关闭不严，则关井候凝48小时，中间注意泄压.
2）、施工要求
①、下套管必须使用液压大钳，上扣扭矩按规范要求扭距上扣.
②、下套管过程中,要注意观察井口返浆。
③、下套管中途若遇阻，首先通知监理、固井技术员、井队技术员到现场。然后接循环接头开泵循环，并上下活动套管。严禁野蛮操作；
④、施工前要对管线进行试压，试压15MPa，确保管线不刺漏；
⑤、固井队施工时控制好水泥浆密度，低密度值为1.45±0。03g/cm3,常规密度值为1。85±0。03g/cm3；
⑥、注水泥及替浆过程中，应用最大排量顶替；井队和固井队密切配合，确保替浆量准确；
⑦、当替浆量与计算量差3m3时，降低排量.若到计算量时不碰压，最多附加0.3m3；
十二、固井策划及HSE要求
1、要求全体施工人员熟练《石油天然气钻井工程标准、规范汇编》、《固井制度汇编》及《固井公司HSE管理》等规范及要求，固井施工中每项工作按设计书及规范执行,全队上下必须树立“质量第一和HSE第一”的思想,提供优质服务；
2、钻井队在下套管前，采用原钻具进行通井，调整泥浆性能；下套管作业时，应严格控制套管下放速度，下套管过程中，做好灌浆工作；下完套管后，调整泥浆性能,保持井壁稳定、干净，为固井施工做好准备;
3、做好固井设备调度保养工作,整个施工衔接中，注意与井队的下套管作业配合，下完套管后，泥浆性能调至钻井设计要求后及时进行固井作业；
4、水泥在进入装载阶段前必须做好水泥浆化验工作；
5、采用防气窜双凝水泥浆体系；
6、各类固井附件必须经过检查、进行登记装载；
7、固井施工中注意水泥浆密度的控制，做到按设计书要求执行；
8、固井施工中,在高压区作业的工作人员应牢固树立“安全第一”意识；
9、固井人员施工结束后清洗设备时，应加强环保意识，保护好周围环境；
10、固井工作人员到固井现场后,应注意饮食卫生；
11、召开“三方协调会”及“HSE管理”会议.
十三、固井材料计划表
名 称
型 号
单 位
数 量
名 称
型 号
单 位
数 量
水 泥
JHG
T
XX
减轻材料
BXZ600S
T
XX
早强剂
CA903S
T
XX
降失水剂
G60S
T
XX
早强剂
G202
T
XX
降失水剂
G306
T
XX
消泡剂
XP-1
T
XX
胶塞
51/2"
只
XX
＊浮箍、浮鞋、扶正器为甲供产品
十四、相关实验及其它资料
附水泥浆实验报告（见下页）

水泥浆试验报告
编号：HDGJ—HSE-JL13—45 序号：100X-XX
试验单位
固井公司实验室
试验日期
2010年X月X日
井 号
XX井
井 深m
XXX
井底静止温度℃
X
泥浆密度g/cm3
XX
循环压力MPa
X
井底循环温度℃
X
试验目的
及要求
优选配方·确保施工安全

水泥浆配方
水泥型号
嘉华G级
混合水来源
现场水
1. 嘉华G级+2。2％G60S+1。5%CA903S +43％BXZ600S+1。0％G202+75％水
2. 嘉华G级+0。6%G202+1.5％G306+45％水
水泥浆
配方序号
密 度
g/cm3
流动度
Mm
流 变 性 能
养护温度℃
θ600
θ300
θ200
θ100
θ6
θ3
1
XX
XX
X
X
X
X
X
X
X
2
XX
XX
X
X
X
X
X
X
X
稠 化 时 间
凝 结 时 间
水泥浆
配方序号
API
方案
养护条件MPa。℃
稠化时间
min
过渡时间
min
稠 度
Bc
初 凝
h：m
终 凝
h:m
1
API
X/X
X
X
100
X：X
X：X
2
API
X/X
X
X
100
X：X
X：X

抗 压 强 度
失 水

自 由 水
%
水泥浆
配方序号
养护条件
MPa。℃。h
强 度
MPa
试验条件
MPa。℃
Q30
ml
1
X.X.24
X
6。9/X
X
0
2
X。X.24
X
6.9/X
X
0

试验员:XX 技术负责：XX 日期：2010年X月X日
稠化时间测定结果报告
委托单位： XX井 试验日期:2010年X月X日 编号:HDGJ—HSE-JL13—45
试 验 条 件
试 验 记 录
时间
（min）
温度
（℃）
压力
（MPa)
电位读数
(v）
稠度
（Bc）
试验目的： 煤层固井
水泥品种： 嘉华G级
水泥重量: 400g
水 质： 现场水
水灰比： XX
外加剂及
其掺量：
G60S 2。2％
CA903S 1。5％
BXZ600S 43％

试验方案： API
试验温度： XX （℃）
试验压力： XX （MPa)
升温速率： XX （℃/min）
升温时间： XX (min）

水泥浆密度 XX (g/cm3）

试
验
结
果
初始稠度
（Bc)

〈XX
稠化时间
（min）

XX
过渡时间
（min）

XX
试 验 人员： XX 单位（公章）：
技术负责人： XX
稠化时间测定结果报告
委托单位： XX井 试验日期:2010年X月X日 编号：HDGJ-HSE—JL13—45
试 验 条 件
试 验 记 录
时间
（min)
温度
（℃)
压力
（MPa）
电位读数
(v）
稠度
（Bc）
试验目的： 煤层固井
水泥品种: 嘉华G级
水泥重量: 800g
水 质： 现场水
水灰比： XX
外加剂及
其掺量：
G202 0。6%
G306 1.5%

试验方案： API
试验温度： XX （℃)
试验压力： XX （MPa）
升温速率: XX （℃/min）
升温时间： XX (min)

水泥浆密度 XX （g/cm3）

试
验
结
果
初始稠度
（Bc）
〈XX
稠化时间
（min)
XX
过渡时间
（min）
XX
试 验 人员: XX 单位(公章):
技术负责人： XX
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