1 設計依據
1.1鑽井地質設計
1.1.1地層孔隙壓力、地層破裂壓力及坍塌壓力剖面
1.1.2地層岩性剖面
1.1.3完井方式和油層套管尺寸要求
1.2相鄰區塊參考井、同區塊鄰井實鑽資料
1.3鑽井裝備及工藝技術水平
1.4井位附近河流河床底部深度、飲用水水源的地下水底部深度、附近水源分布情況、地下礦產採掘開採層深度、開發調整井的注水層位深度。
1.5鑽井技術規範
2設計引數及取值範圍
2.1根據當地統計資料分析確定
2.2取值範圍
2.2.1抽汲壓力當量密度和激動壓力一般取
2.2.2地層破裂壓力當量密度安全允許值一般取
2.2.3溢流允許值根據井控技術水平確定，一般取
2.2.4正常壓力地層壓差卡鑽臨界值，一般取，異常壓力地層壓差卡鑽臨界值
3設計約束條件
3.1鑽井液密度
鑽井液密度即最小液柱壓力當量密度大於或等於裸眼井段的最大地層孔隙壓力當量密度，見公式（1）。
1）式中：
——鑽井液密度，；
——裸眼井段最大的地層孔隙壓力當量密度，；
——鑽井液密度附加值，。
考慮地層坍塌壓力對井壁穩定的影響，確定裸眼井段的最大鑽井液密度，見式（2）。
2）式中：
——裸眼井段最大鑽井液密度，；
——裸眼井段最大的地層孔隙壓力當量密度，；
——鑽井液密度附加值，；
——裸眼井段最大地層坍塌壓力當量密度，。
3.2最大井內壓力當量密度
3.2.1正常作業時最大井內壓力當量密度見式（3）。
3）式中：
——正常作業時最大井內壓力當量密度，；
——裸眼井段最大鑽井液密度，；
——激動壓力當量密度，。
3.2.2發生溢流關井時的最大井內壓力當量密度見式（4）。
4） 式中：
——發生溢流關井時的最大井內壓力當量密度，；
——裸眼井段最大鑽井液密度，；
——裸眼井段最大地層孔隙壓力當量密度對應的頂部井深，；
——裸眼井段最淺井深，；
——溢流允許值，。
3.3安全地層破裂壓力當量密度
安全地層破裂壓力當量密度見式（5）。
5）式中：
——安全地層破裂壓力當量密度，;
——地層破裂壓力當量密度，；
——地層破裂壓力當量密度安全允許值，。
3.4約束條件
3.4.1壓力平衡約束條件
裸眼井段內某一深度處的壓力當量密度應小於或等於裸眼井段的最小安全地層破裂壓力當量密度，見式（6）。
6）式中：
——裸眼井段內某一深度處的壓力當量密度，；
——裸眼井段最小安全地層破裂壓力當量密度，。
3.4.2壓差卡鑽約束條件
鑽井作業過程中，鑽井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差不大於或，見式（7）。
（7）式中：——鑽井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差，；
——裸眼井段最大鑽井液密度，；
——裸眼井段正常或最小地層孔隙壓力當量密度，；
——最深正常地層孔隙壓力當量密度或最深最小地層孔隙壓力當量密度對應井深，；
——正常壓力地層壓差卡鑽臨界值，；
——異常壓力地層壓差卡鑽臨界值，。
4必封點應考慮的因素
4.1易坍塌頁岩層、塑性泥岩層、鹽岩層、巖膏層、煤層等。
4.2裂縫溶洞型、破裂帶、不整合交介面型漏失地層。
4.3含等有毒氣體的油氣層。
4.4井眼軌跡控制等施工方面的特殊要求，叢式井組的表層套管和技術套管設計深度按規定執行。
4.5欠平衡壓力鑽井等特殊工藝井的技術要求。
5設計方法、步驟
5.1設計方法的選擇
5.1.1對於已探明區塊的開發井或地質環境清楚的井，採用自下而上設計方法。
5.1.2對於新探區的探井或下部地層地質環境不清楚的井，採用自上而下和自下而上相結合的方法。
6套管與井眼間隙的選擇
6.1選擇原則
6.1.1開發井應滿足油氣開發的要求，生產套管尺寸根據生產層的產能、油管尺寸增產措施以及後期開發作業的要求確定。
6.1.2探井應滿足順利鑽達設計目的層的要求。
6.2套管與井眼間隙的選擇
6.2.1開發井由下而上、由里而外確定各層套管與井眼間隙。
6.2.2新探區的探井由上而下、由外而裡確定各層套管與井眼間隙。
6.2.3套管與井眼間隙設計應保證套管安全下入並滿足固井質量要求。
附錄a 自下而上設計方法的設計步驟
a.1用式（5）計算安全地層破裂壓力當量密度值。
a.2繪製地層孔隙壓力當量密度曲線、地層破裂當量密度曲線、安全地層破裂壓力當量密度值曲線。示例見圖a.1。
圖a.1 壓力當量密度曲線圖示例
a.3確定井身結構設計引數。
a.4技術套管設計。自下而上技術套管（無尾管）設計步驟示例見圖a.2。自下而上技術套管（有尾管）設計步驟見示例圖a.3。
圖a.2 自下而上技術套管（無尾管）設計步驟示例
a.4.1 根據壓力當量密度曲線圖中最大地層孔隙壓力的當量密度，選擇鑽井液密度的確定方法並計算最大鑽井液密度。
a.4.2選擇正常作業工況，用式（3）確定最大壓力的當量密度。
a.4.3用式（6）計算裸眼井段所允許的最小安全地層破裂壓力當量密度，初選技術套管下入深度。
a.4.4自橫座標上找到最小安全地層破裂壓力當量密度，上引垂線與安全地層破裂壓力曲線相交，交點井深即為初選中間套管的下入深度。
a.4.5驗證初選技術套管下入深度有無壓差卡鑽的危險，用式（7）計算鑽井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大壓差值。
a.4.6根據以下原則確定技術套管下入複選深度和技術套管下入深度；
a）若，則初選深度即為技術套管下入複選深度，需要進行溢流條件校核。
b)若，則技術套管下入深度應小於初選深度，此時需用式（7）計算在深度處壓力差為時允許的最大鑽井液密度，用式（1）計算地層孔隙壓力當量密度，並在橫座標上找到對應點引垂線與地層孔隙壓力當量密度線相交，交點井深即技術套管下入深度，需要進一步設計尾管。
a.4.7按溢流壓井條件校核技術套管下入複選深度處是否有壓漏危險，即根據全井最大地層孔隙壓力當量密度對應的井深，用式（4）計算處最大井內壓力的當量密度。
當小於且接近處地層安全破裂壓力當量密度時，滿足設計要求，，否則應增加技術套管下入深度再進行試算，並按a.4.5-a.
4.6步驟校核是否發生壓差卡鑽，最終確定技術套管下入深度。
a.4.8重複a.4.1-a.4.7步驟逐次設計其他各層技術套管，直至表層套管。
圖a.3 自下而上技術套管（有尾管）設計步驟示例
a.5表層套管設計
a.5.1根據最淺一層技術套管下入深度處以上最大地層孔隙壓力當量密度，按a.
4.1-a.4.
3步驟初選表層套管下入深度，用式（4）計算溢流關井時表層套管鞋處承受的壓力當量密度。若計算結果值小於且接近安全地層破裂當量密度，則滿足設計要求，即表層套管下入深度。示例見圖a.
4。圖a.4 表層套管設計步驟示例1
a.5.2若計算結果值大於安全地層破裂壓力當量密度，應加深表層套管下入深度至再進行試算；若值小於且接近安全地層破裂當量密度，滿足設計要求，。示例見圖a.5。
圖a.5 表層套管設計步驟示例2
a.5.3設計表層套管下入深度時一般不進行壓差卡鑽校核。
a.6尾管設計
a.6.1當技術套管下入深度小於初選深度時，需要下入尾管並確定尾管下入深度。
a.6.2根據技術套管下入深度的安全地層破裂壓力當量密度值，按式（6）確定尾管最大下入深度處的最大壓力當量密度，用式（3）計算尾管最大下入深度處的允許最大鑽井液密度。
a.6.3用式（1）計算尾管最大下入深度處的允許最大地層壓力當量密度。
a.6.4在橫座標上找到值，引垂線與地層孔隙壓力當量密度線相交，最深交點井深即為尾管最大下入深度。
a.6.5給定溢流允許值壓井時，用式（4）計算技術套管鞋處的壓力當量密度，當其小於該深度地層安全破裂壓力當量密度值時，則尾管最大下入深度滿足設計要求。
否則應減少尾管下入深度，重新試算。示例見圖a.6。
圖a.6 自下而上尾管設計步驟示例
a.6.6校核尾管在下入深度處是否有卡鑽危險，方法同a.4.5-a.4.6。若，則，不卡鑽；否則再設計一層尾管。
a.7 生產套管設計
生產套管下入深度根據油層位置、完井方式確定。應進行壓差卡鑽校核，具體方法同a.4.5-a.4.6
附錄b 自上而下設計方法的設計步驟
b.1用式（5）計算安全地層破裂壓力當量密度值
b.2繪製地層孔隙壓力當量密度曲線、地層破裂當量密度曲線、安全地層破裂壓力當量密度值曲線。
b.3確定井身結構設計引數。
b.4表層套管設計。自上而下表層套管設計步驟示例見圖b.1.
圖b.1 自上而下表層套管設計步驟示例
根據地質基本引數，按設計原則確定表層套管下入深度。
b.5技術套管設計。
b.5.1根據處的安全地層破裂壓力當量密度，用式（6）確定下部裸眼井段允許最大壓力當量密度，選擇正常的鑽進作業工況，用式（3）計算下部裸眼井段允許最大鑽井液密度。
b.5.2用式（1）計算下部裸眼井段允許最大地層孔隙壓力當量密度。
b.5.3在壓力當量密度曲線橫座標上找到值，引垂線與地層孔隙壓力當量密度線相交，最淺交點井深即為初步確定的技術套管下入深度。示例圖見b.2.
圖b.2 自上而下技術套管（無尾管）設計步驟示例
b.5.4驗證初選技術套管下入深度有無壓差卡鑽的危險，用式（7）計算鑽井液液柱壓力與地層孔隙壓力最大的壓力差值。
b.5.5根據以下原則確定技術套管下入的複選深度：
a）若，則初選深度即為技術套管下入複選深度。
b)若，則技術套管下入深度應小於初選深度，此時需用式（7）計算在深度處壓力差為時允許的最大鑽井液密度，用式（1）計算地層孔隙壓力當量密度，並在橫座標上找到對應點引垂線與地層孔隙壓力當量密度線相交，交點井深即技術套管下入深度。示例見圖b.3。
b.5.6按溢流壓井條件校核技術套管下入複選深度處是否有壓漏危險，即根據該處以上裸眼井段最大地層壓力對應的井深，用式（4）計算處最大井內壓力的當量密度。
當小於且接近處地層安全破裂壓力當量密度時，滿足設計要求，，否則應增加技術套管下入深度再進行試算。
b.5.7自上層套管鞋開始，按b.5.5-b.5.6的步驟逐次設計其他各層技術套管，直至生產套管。
b.6生產套管設計
b.6.1生產套管下入深度根據油層位置、完井方式確定。
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