QY-010D3井钻井工程设计

山西省沁源区块煤层气勘探项目QY-010D3井钻井工程设计项目单位：中联煤层气有限责任公司设计单位：宁夏华阳石油工程技术有限公司项目名称：山西省沁源区块煤层气勘探项目井号：QY-010D3井项目经理（签字）：设计人（签字）：审核人（签字）：设计单位：宁夏华阳石油工程技术有限公司设计提交日期：2012年5月30日QY-010D3井设计的批复意见：中联煤层气有限责任公司晋城分公司审批人：2012年月日目录第一部分地质部分1地理位置及井场布署…………………………………………………………12基本数据……………………………………………………………………13钻探的目的及任务……………………………………………………………1钻探目的……………………………………………………………………………1钻探任务…………………………………………………………………14设计依据………………………………………………………………………15设计地层剖面及预计目的煤层厚度、深度……………………………………15．1分组地层岩性简述…………………………………………………………………25．2预测目的煤层厚度、深度…………………………………………………………36地质录井项目及要求…………………………………………………………36．1岩屑录井……………………………………………………………………………46．2钻时录井……………………………………………………………………………46．3钻井循环介质性能测定……………………………………………………………46．4简易水文观测………………………………………………………………………47技术说明及其它要求…………………………………………………………48完井资料要求…………………………………………………………………58.1地质成果资料……………………………………………………………5第二部分钻井工程部分1井身结构设计及示意图………………………………………………………61.1井身结构设计……………………………………………………………71.2井身结构示意图…………………………………………………………82钻井工程质量要求…………………………………………………………83钻具组合………………………………………………………………………8钻具组合……………………………………………………………………………84钻井液性能参数指标…………………………………………………………85钻井施工工艺及要求…………………………………………………………95.1施工工艺…………………………………………………………………………95.2开钻到完井施工工艺流程图……………………………………………………95.3各分阶段施工要求及措施………………………………………………………95.4钻井技术参数设计表…………………………………………………95.5定向施工设计…………………………………………………106套管设计………………………………………………………………………157固井设计………………………………………………………………………157.1生产套管附件设计………………………………………………………………157.2注水泥设计………………………………………………………………………157.3固井施工措施及要求……………………………………………………………158完井井口装置…………………………………………………………………169环境保护……………………………………………………………………1610施工进度计划………………………………………………………………1611钻井工程原始资料…………………………………………………………161第一部分地质部分1地理位置及井场布署沁源区块地理坐标为：东经112°11′00″-112°46′00″、北纬36°22′00″-37°00′00″，面积为3388.227km2。区块主体位于山西省沁源县、沁县境内，沁源县地处太岳山东麓，山西省中南部，省会太原市东南，长治市西北部。QY-010井组位于山西省沁源县沁河镇南石渠村,QY-010井组包括1口直井（参数井）和4口定向井（生产试验井），分别为QY-010、QY-010D1、QY-010D2、QY-010D3和QY-010D4。QY-010井组井位分布图大门方向325°施工顺序D3-D2-直（10）－D4-D1方位180°D3方位0°D1D3D2直（10）D4方位90°方位270°N22基本数据井名QY-010D3井井别生产井井型定向井地理位置山西省沁源县沁河镇南石渠村构造位置沁水盆地中段宽缓向斜构造上井口坐标X：4045912Y：622134H：1013.00靶点坐标X：4045612Y：622134设计井深1244.67m设计方位180.000设计位移300.00m靶区半径20.00m目的煤层山西组2#煤，太原组9+10#煤完钻原则钻穿9+10#煤层以下50.00m完钻3钻探目的及任务获取目标煤层（2#、9+10#煤层）的储层参数，主要包括：煤层埋深、厚度，煤岩及煤质特征，割理及裂隙发育程度，含气量、含气饱和度、等温吸附曲线、煤层顶底板岩石物理力学性质等参数。4设计依据（1）山西省沁源区块煤层气勘探项目2012年勘探部署方案（2）中联公司各项煤层气作业规程（3）根据该区以往煤炭勘探资料，认为该区构造较简单、煤层较稳定、煤层气含量相对较高，表现出良好的产气前景。5设计地层剖面及预计目的煤层厚度、深度根据前期勘探资料，设计该井钻遇的地层及煤层如下：5.1.1、第四系为坡积红色或黄色粘土层，夹有姜结石薄层,底部为砾石层与下伏地层呈不整合接触。厚约30.00m；35.1.2、三叠系上统刘家沟组：由砂岩、粉砂岩及泥岩组成；底部的K15砂岩全区稳定，为石千峰组分界标志层，与下伏地层呈整合接触。本组地层厚约218m；5.1.3、二叠系上统石千峰组：由砂岩、粉砂岩及泥岩组成；底部的K14中砂岩全区稳定，为上石盒子组分界标志层，与下伏地层呈整合接触。本组地层厚约120.00m；5.1.4、二叠系上统上石盒子组：由砂岩、粉砂岩及泥岩组成；底部的K10粗砂岩全区稳定，为下石盒子组分界标志层，与下伏地层呈整合接触。本组地层厚约450.00m；5.1.5、二叠系下统下石盒子组：灰绿色、灰色泥岩，夹浅灰色砂岩，顶部为杂色铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”含大量菱铁矿结核。本组地层厚度约90.00m；5.1.6、二叠系下统山西组：是主要含煤地层之一，厚度约40.00m。由砂岩、粉砂及泥岩组成，含煤四层，2#煤较厚，为目的煤层，厚约6.00m；5.1.7、石炭系上统太原组：以砂岩、粉砂岩、灰岩、泥岩及炭质泥岩组成，含多层煤，本组厚约120.00m。5.2QY-010D3井钻遇地层及煤层垂深预计表单井井号地层代号设计分层备注系统组底界深度m厚度mQY-010D3第四系Q3030注意防塌、防漏、防斜第三系N5020注意防斜、防漏、防涌三叠系T268218注意井眼轨迹、防漏、防涌(1)2#煤层见煤深度950m，厚度6m；(2)9+10#煤层见煤深度1050m，厚度3m。二叠系上统石千峰组P2sh388120上石盒子组P2s838450下统下石盒子组P1x92890山西组P1s96840石炭系上统太原组C3t1088120中统本溪组C2b11001246地质录井项目及要求6.1岩屑录井本次施工严格按照迟到时间取样，取样要及时、连续、准确，每包岩屑重量要求大于500g。取样间距：2#煤层以上60.00m至3#煤层顶板每1.00m取一包；2#煤层每0.50m取一包；2#煤层底板至9+10#煤层每1.00m取一包，9+10#煤层至完钻每2.00m取一包。6.2钻时录井自2#煤层以上60.00m开始每1.00m记录一次钻时，其中2#煤层、9+10#煤层为0.10m记录一次。6.3钻井循环介质性能测定钻井进入主要目的层段必须采用清水钻进，尽量降低钻井液对煤层造成的污染。在非煤系地层井段，每两小时测定一次性能密度、粘度。每四小时测一次含砂量、PH值。煤系井段清水钻进每小时测一次密度、粘度。每两小时测一次含砂量、PH值。6.4简易水文观测全井钻探过程中，均要做好简易水文观测工作。每次起钻后，下钻前要测量一次泥浆罐及井筒液面，记录钻井液消耗量。注意记录井漏、井涌层位和当时井深以及井内液面变化情况。7技术说明及其它要求现场录井人员要及时搞好地层对比，卡准目的层位。为正确确定完钻深度提供依据。如出现重大工程、地质问题与设计有较大出入时，应及时汇报，采取相应预备方案和措施，并获得现场监督、甲方代表5签证后，方可进行施工。严格执行HSE管理体系，服从井场监督代表的指令。8完井资料要求地质日志地质班报表录井草图（煤系1:200）综合数据表(地质类)测井小结岩屑描述记录表地质小结钻进钻时录井记录表钻井工程设计8.1地质成果资料完井地质总结报告完井综合柱状图6第二部分钻井工程部分设备概况序号名称规格载荷或功率数量设备状态1井架JJ170/35-K2000KN1良2天车TC-1701700KN1良3游动滑车YC-1701700KN1良4大钩DG-1701700KN1良5水龙头SL-1701700KN1良6转盘ZP-1752000KN1良7绞车JC301700KN1良8螺杆钻具φ165mm1良9无磁φ159mm1良10柴油机PZ12V190B882KW1良11柴油机NT12V-135DZ488KW/383KW2良12发电机J12V135ZDAX363KW1良13钻井泵SL3NB-13001300HP2良14振动筛RSD2009-X1良71井身结构设计及井身结构示意图1.1井身结构设计一开：井深0～32.50m。用φ311.15mm牙轮钻头钻进至超过风化带10.00m后，下入φ244.5mm套管至32.00m，固井水泥返至地面，管内留足10.00m水泥塞，井口平面保证水平。（确保一开井深不低于30.00m，超过风化带10.00m。）二开：井深32.50～1100.00m。定向点：467.31m。用φ215.9mm牙轮钻头钻至井深1244.67m，下入Ф139.7mm套管至1242.67m，固井水泥返深为842.51m；完钻原则：钻至9+10#煤层以下50.00m完钻。1.2井身结构示意图：2钻井工程质量钻井工程质量包括：井身质量、固井质量、HSE等项要求。本井设计井深1244.67m，井径φ215.9mm，全角变化率不大于5.0°/30.00m。φ244.5mm×32.50mφ311.15mm×32.00m造斜点：467.31m水泥返深：842.51mφ139.7mm×1242.67mφ215.9mm×1244.67m2#煤层：1042.51-1048.51m9+10#煤层：1179.50-1182.50m8设计位移:300.00m。设计方位：180.000。靶心距：20.00m。固井要严格执行固井设计，认真组织好现场施工，确保地面连续施工，要求候凝48小时后测固井质量试压。3钻具组合序号钻进深度钻具组合备注一开0.00-32.50mφ311.15mm牙轮钻头+φ159mm钻铤+方钻杆二开32.50-467.31mφ215.9mm牙轮钻头+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆+方钻杆钻至定向点467.31m定向467.31-707.31mφ215.9mm牙轮钻头+φ165mm1.25°单弯螺杆+159mm无磁钻铤+159mm钻铤+钻杆+方钻杆钻至稳斜点707.31m稳斜707.31-1244.67mφ215.9mm牙轮钻头+φ213mm扶正器+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆+方钻杆钻至9+10#煤层底板下50.00m4钻井循环介质性能参数指标本次施工采用清水钻进技术，牙轮钻头钻进工艺。各段钻井循环介质性能序号井段m地层循环介质密度g/cm3粘度sPH含砂量一开0.00-32.50第三系清水1.0325～2870.2%二开32.50-1244.67第三系三叠系二叠系