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莱 87-斜 31、莱 87-斜 34、莱 87-斜 41 同台，本井为第一口井，推荐大门向南。
设计编号: 202110-040
钻 钻 井 工 程 设 计
中石化胜利油田分公司 2021 1 年 年 0 10 月 月 1 21 日
单位: 鲁明公司 井号: 莱 87-斜 31 井别: 生产井 井型: 定向井
莱 莱 87- -斜 斜 1 31 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
：
：
钻井液设计 ：
：
井 固 井 设 计 ：
：
定 额 设 计 ：
：
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 .............................................................................................................. 4
5
钻井设备 .............................................................................................................. 6
6
钻具组合与强度校核 .......................................................................................... 7
7
钻头选型与钻井参数 ........................................................................................ 10
8
钻井液设计 ........................................................................................................ 11
9
油气层保护要求 ................................................................................................ 15
10
油气井压力控制（井控专篇）
........................................................................ 15
11
固井设计 ............................................................................................................ 27
12
钻井施工重点技术要求 .................................................................................... 34
13
完井井口装置 .................................................................................................... 39
14
职业健康、生产安全、公共安全、环保（HSSE）要求 .............................. 40
15
钻井资料要求 .................................................................................................... 50
中国石化
井
钻井工程设计
1 莱 莱 87- - 斜 31
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：井位审批纪要号 2021-273。
1.2 井位 数据 初测井口坐标：纵(X）
4 142 280.00
横(Y）
20 668 455.00 方位修正角(°）：-8.54
磁倾角(°）：55.85
磁场强度(μT）：53.05
2 质量要求 2.1 直井段井身质量要求 表2 2- -1 1
井身质量要求
井深 （m）
井斜角 （°）
全角变化率 （≤°/30m）
水平位移 （≤m）
0～500 1 0.75
500～1000 2 0.75
1000～1500 3 1.25
1500～2000 3 1.25
2000～2500 5 1.50
2500～2813.14 5 1.50
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 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 半径 10m。
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/cm3
激动压力当量密度(Sg）：0.036g/cm3
井涌条件当量密度(Sk）：0.05g/cm3
安全附加当量密度(Sf）：0.07g/cm3
中国石化
井
钻井工程设计
2 莱 莱 87- - 斜 31
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 表3 3- -1 1
井身结构设计
开钻 顺序 钻头尺寸 （mm）
井深 （m）
套管外径 （mm）
套管下深 （m）
水泥封固段 （m）
一开 311.2 351.0 244.5 350 0～351 二开 215.9 3538.32 139.7 3535 0～3538.32 3.3 钻井顺序 表3 3- -2 2
同台井数据表
钻井 顺序 井号 井深 （m）
造斜点 （m）
初始定 向方位 最大 井斜角 水平 位移 表层 下深 备注 1 莱 87-斜 31 3538.32 2813.14 27.80 18.0 193.70 350 大门朝南 2 莱 87-斜 34 3709.89 2039.25 231.11 23.0 609.58 360 3 莱 87-斜 41 3914.32 1650 242.63 28.04 1015.86 350
图3 3- -1 1
井组二维轨迹图
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井
钻井工程设计
3 莱 莱 87- - 斜 31
3.4 井身结构示意图
图3 3- -1 1
井身结构图
中国石化
井
钻井工程设计
4 莱 莱 87- - 斜 31
4 轨道设计 4.1 轨道设计 表4 4- -1 1
轨道设计表
井号：莱 87-斜 31 轨道类型：直-增-稳
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（°）
3510.00 193.70 27.80 2813.14 18.00 磁倾角（°）
磁场强度（μT）
磁偏角 （°）
收敛角 （°）
方位修正角 （°）
55.85 53.05 -7.38 1.16 -8.54 初测井口：X=4142280.00 Y=20668455.00 靶点:A X=4142409 Y=20668523 垂深:3330m
闭合距:145.83m
闭合方位:27.8°
靶半径:10m
表 表 4 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
2813.14 0.00 27.80 2813.14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2948.14 18.00 27.80 2945.93 21.03 18.61 9.81 4.00 0.00
3351.98 18.00 27.80 3330.00 145.83 129.00 68.00 0.00 0.00 A 3538.32 11.79 27.80 3510.00 193.70 171.35 90.32 1.00 180.00
表 表 4 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 27.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2813.14 0.00 27.80 0.00 2813.14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2853.14 5.33 27.80 27.80 2853.08 1.86 1.65 0.87 4.00 0.00 4.00 0.00 2893.14 10.67 27.80 27.80 2892.67 7.43 6.57 3.46 4.00 0.00 4.00 0.00 2933.14 16.00 27.80 27.80 2931.58 16.65 14.73 7.76 4.00 0.00 4.00 0.00 2948.14 18.00 27.80 27.80 2945.93 21.03 18.61 9.81 4.00 0.00 4.00 0.00 3048.14 18.00 27.80 27.80 3041.03 51.93 45.94 24.22 0.00 0.00 0.00 0.00 3148.14 18.00 27.80 27.80 3136.14 82.84 73.28 38.63 0.00 0.00 0.00 0.00 3248.14 18.00 27.80 27.80 3231.24 113.74 100.61 53.04 0.00 0.00 0.00 0.00 3348.14 18.00 27.80 27.80 3326.35 144.64 127.95 67.45 0.00 0.00 0.00 0.00 3351.98
18.00
27.80
27.80
3330.00
145.83
129.00
68.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3391.98 16.67 27.80 27.80 3368.18 157.74 139.54 73.56 -1.00 0.00 1.00 180.00 3431.98 15.33 27.80 27.80 3406.63 168.77 149.30 78.70 -1.00 0.00 1.00 180.00 3471.98 14.00 27.80 27.80 3445.33 178.89 158.25 83.42 -1.00 0.00 1.00 180.00 3511.98 12.67 27.80 27.80 3484.25 188.12 166.41 87.72 -1.00 0.00 1.00 180.00 3538.32 11.79 27.80 27.80 3510.00 193.70 171.35 90.32 -1.00 0.00 1.00 180.00 注：地质设计要求小于 20 度井斜角中靶，中靶后降斜完钻，中靶半径 10m。
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井
钻井工程设计
5 莱 莱 87- - 斜 31
4.2 井眼轨道垂直投影图
图4 4- -1 1
井眼轨道垂直投影图
4.3 井眼轨道水平投影图
图4 4- -2 2
井眼轨道水平投影图
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井
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6 莱 莱 87- - 斜 31
5 钻井设备 5.1 设备选择要求 本井设计钻深 3538.32m，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 3538.32m 及以上钻井的需要。尽量选用网电钻机，节能降耗。
（1）施工过程中最大工作钩载不能超过钻机实际最大钩载的 80%。
（2）钻具的最大净重不能超过钻杆盒承载能力。
（3）钻机净空高应满足设计井口装置安装的需要。
（4）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 5- - 1
L 40L 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 2250kN 台 1 2 游车大钩 最大钩载 2250kN 台 1 3 水龙头 最大静负荷 2250kN，最高工作压力不低于 34MPa，中心管内径 75mm 台 1 4 转 盘 最大静负荷与通孔直径分别为：3150kN，520mm
台 1 5 井架 最大静负荷 2250kN 套 1 6 井架底座 钻台面高度≥5 m，转盘梁最大静载荷 2250 kN 套 1 7 柴油机 柴油机或柴油发电机组单台功率不小于 800 kW 台 3 8 钻井泵 单台功率不小于 960 kW（1300HP），最大泵压 35MPa 台 2 9 钻井液 循环罐 含搅拌机，单罐有效容积不小于 30 m3
个 3 10 振动筛
套 1 11 除砂器
台 1 12 离心机
台 1～2 13 钻井参数仪
套 1 注：本表仅列 4000m 钻机的主要设备要求，其他设备配备执行 Q/SH1020 2618.2-2017。
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7 莱 莱 87- - 斜 31
6 钻具组合与强度校核 6.1 钻具组合 表6 6- -1 1
钻具组合
开钻 次序 井眼尺寸
（mm）
钻进井段
（m）
钻具组合 一开 311.2 0～351 Φ311.1mm 钻头+Φ177.8mm 钻铤 12 根+Φ127mm 钻杆 二开直井段 215.9 351～2813.14 常规钻具：Φ215.9mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 12 根（含无磁钻铤 1 根）+Φ127mm 钻杆 钟摆钻具：Φ215.9mm 钻头+止回阀+Φ177.8mm 钻铤 2 根(含无磁钻铤 1 根)+ Φ214mm 螺旋扶正器+Φ177.8mm 钻铤 10 根+Φ127mm 钻杆 二开斜井段 215.9 2813.14～2948.14 Φ215.9mm 钻头+Φ171.5mm1.25°单弯动力钻具+止回阀+Φ158.8mm 无磁钻铤 1 根+MWD+Φ158.8mm 钻铤 2 根+Φ127mm加重钻杆 30 根+Φ127mm 钻杆 2948.14～3351.98 3351.98～3538.32 通井 215.9 0～3538.32 Φ215.9mm 钻头+止回阀+Φ158.8mm 钻铤 2 根+Φ210mm 螺扶+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 或 Φ215.9mm 钻头+Φ210mm 螺扶+止回阀+Φ127mm 加重钻杆 1根+Φ210mm 螺扶+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 钻杆 注：本设计供参考，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、提高钻井速度的原则调整钻具组合；通井钻具的选择应该有利于井眼修复，以保证套管顺利下入。
6.2 钻柱强度校核 表6 6- -2 2
钻柱强度校核
中和点深度(m):3323.08 中和点位置:外径 127mm 内径 76.2mm 加重钻杆 钻
具
明
细 序号 钻柱 名称 外径 （mm）
内径 （mm）
钢级 重量 （kg/m）
长度 （m）
屈服强度 （MPa）
抗拉 系数 抗扭 系数 MISES 系数 1 钻铤 158.8 71.4
126.22 27.0
100.0 14.96 2 加重钻杆 127.0 76.2
73.85 270.0
100.0 41.86 6.47 3 钻杆 127.0 108.6 G-105 29.1 3241.32 724.0 3.48 18.13 2.72
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6.3 定向井井下专用工具及仪器 表 表 6 6- - 3 井下专用工具及仪器表
名
称 规
格 型
号 数
量 备
注 Φ158.8 mm 短钻铤 根
1
Φ158.8 mm 无磁钻铤 根
1
Φ177.8 mm 无磁钻铤 根
1
Φ158.8 mm 随钻震击器 套
1
Φ127mm 加重钻杆 根
30
Φ214mm 螺旋扶正器 个
3
Φ210mm 螺旋扶正器 个
2
Φ171.5mm 单弯(1.25°）
根
1
Φ158.8mm 钻铤 根
2
Φ177.8mm 钻铤 根
11
MWD、电子单多点 套
各 1
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10 莱 莱 87- - 斜 31
7 钻头选型与钻井参数 7.1 钻头选型设计 表7 7- -1 1
钻头选型设计表
序号 尺寸 （mm）
钻进井段 （m）
进尺 （m）
纯钻时间（h）
机械钻速（m/h）
数量 （只）
钻头型号推荐 1 2 1 311.2 0～351 351 10 35.1 1 P2
2 215.9 351～2813.14 2462.14 130 18.94 1 PDC
3 215.9 2813.14～3538.32 725.18 100 7.25 1 PDC
7.2 钻井参 数设计 表7 7- -2 2
钻井参数设计表
钻头 序号 层位 井段 (m) 喷嘴 组合 (mm) 钻 进 参 数 水
力
参
数 钻压 (kN) 转速 (r/min) 排量(L/s) 立管 压力 (MPa) 钻头 压降 (MPa) 循环 压耗 (MPa) 冲 击力 (kN) 喷射 速度 (m/s) 钻头水 功率 (kW) 比水 功率 (W/mm2 ) 上返 速度 (m/s) 功率 利用...