钻进方法及口径 Φ445mm牙轮 Φ311mm牙轮 Φ216mm牙轮 Φ152mm牙轮 钻压(t) 5~14 8~12 6~10 4~6 转速(r/min) 63~93 63~93 63~93 63~93 泵量 (L/min) 1200 1200 630~1200 630~1200 备注 钻铤加压 钻铤加压 钻铤加压 钻铤加压 钻井液性能参数设计
根据地层的不同和钻孔口径的不同,采用不同的钻井液配方和性能参数。 (1)0~620m以第四系、第三系的粘性土和砂砾石地层为主,而且钻孔口径大,采用高粘度、高比重、悬浮力强、防塌性能好的泥浆,其参数及配方见下表:
表5-9 第四系地层钻井液配方和性能参数 泥 浆 性 能 粘度(s) 失水量 ml/30min 比重 PH值 含砂量 膨润土 泥 浆 配 方 (每立米用量) Na2CO3 CMC PHP 32-35 <15 1.05~1.1 8.5-9 <4% 8.6%~16% 0.4% 90~177kg 4.2~4.4kg 0.3~0.5% 3.5~5.25kg 20PPm~40PPm 2~4kg(1%浓度) (2)620~2150m以白垩系和侏罗系的角砾凝灰岩和砂砾岩等地层为主,采用低比重、低失水、选择性絮凝性能泥浆,以防止钻孔坍塌掉块为主,其参数及配方见下表:
表5-10 白垩系、侏罗系地层钻井液配方和性能参数 泥 浆 性 能 粘 度 (S) 20-22 失水量 (ml/30min) 泥 浆 配 方 (每立米用量) PH 值 含砂量 人工钠土 7~10% 73~110 kg CMC 0.4%~0.6% 4.24~6.24kg PHP 40PPm~60PPm 4~6kg(1%浓度) 比 重 <8 1.04~1.06 8-9 <4% (3)2150~2600 m为蓟县系雾迷山组、杨庄组和长城系高于庄组的泥晶、粉砂白云岩储热层,采用抗高温稀释泥浆,保证在60°范围泥浆性能不破坏,其
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性能参数及配比见下表:
表5-11 热储层地层钻井液配方和性能参数 泥 浆 性 能 失水量粘 度(ml/30min(S) ) 18-22 <15 比 重 1.02~1.04 PH值 9.5~10 含砂量 <4% 人工钠土 3.6~7.3% 37~75kg 泥 浆 配 方 (每立米用量) Na2CO3 0.2%~0.4% 2 kg~4 kg FcLs 铁铬盐 0.3~0.5% 3.6~5.2kg PHP 20PPm~40PPm 2~4kg(1%浓度) 固井设计
(1) 套管柱设计
表5-12 套管柱设计 套 累 强 度 及 安 全 系 数 序 管外径井 长 钢 壁 扣 单 计重量抗拉强度t 244.3 236.0 235.37 抗拉系数 10.0 5.43 5.91 抗挤强度 外挤力抗挤系数 2.34 1.29 1.35 内压强度 mm 1 339.7 244.5 177.8 号段度级厚型重 2 3 备注 m 0~ 320 290~ 1000 970~ 2150 m 320 730 1180 J55 J55 N80 mm 9.65 10.03 9.19 长圆 长圆 长圆 kg/m 81.1 59.52 38.69 kN 238.43 425.81 390.54 MPa 7.72 16.8 27.3 MPa 3.30 13.03 17.98 MPa 19.22 27.76 50.88 抗挤强度数值已考虑轴向拉应力的影响,安全系数:抗拉1.8,抗挤1.125。 (2)水泥用量设计
套管 尺寸 mm 339.7 244.5 177.8 套管程序 表层套管 技术套管 技术套管 表5-13 水泥用量 固井泥浆 水泥上返+水泥浆密度 戴帽高度 密度 3g/cm m g/cm3 1.85 原浆 返至地面 原浆 原浆 500+100 500+100 1.85 1.85 注水 泥量 t 30 28 12 水泥 型号 普硅42.5R 普硅42.5R 华油G级 备注 (3)下管注意事项
1)下管时要有专人指挥,各工序要紧密配合,工作井然有序。 2)下管前要检查连接丝扣,涂丝扣油,下管连接丝扣要上紧。
3)每级套管串底端必须带引鞋、旋流管、浮箍或阻流环,以满足下管、
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固井安全要求。
4)下管过程中,若遇阻下不去,应查明原因后再做处理,不要盲目处理。 5)井管到孔底后要给予一定的提拉力,使井管保持垂直。 (4)固井止水
1)φ339.7mm井管段固井。该井段较浅,注浆压力低,可采用泥浆泵或固井车固井。固井时,钻杆下到阻流环上方10m左右,并在井口将钻杆与井管之间的环隙用钢板焊接封闭牢固,在注水泥浆前,先大泵量注入清水冲孔,清除环隙内岩粉和泥浆,使固井间隙畅通,待返出清水后再压入水灰比为0.5的水泥浆,水泥浆返出孔口后压入一定量的清水,排出钻杆和井管内的水泥浆(计算注清水量时井管内应保留5m左右的水泥浆),待水泥浆初凝后,割开井口环隙封闭圆盘,提出钻具。
2)Φ244.5mm、Φ177.8mm井管段固井。Φ244.5mm、Φ177.8mm井管由于下入深度较大,固井压力大,必须采用固井车固井。套管串用正反丝接头和大小头与钻杆连接下至井底。固井前根据水泥浆返高先计算水泥浆用量、干水泥用量及替清水量。注水泥浆前同样先大泵量注入清水冲孔,清除环隙内岩粉和泥浆,使固井间隙畅通,然后压入水灰比为0.5的水泥浆,水泥浆注入后,再按替清水量注入清水排出钻杆及套管内的水泥浆,等待1小时后返出孔内钻杆,待水泥浆凝固一天后钻杆下到井管上端10m左右,并在井口将钻杆与表层井管之间的环隙用钢板焊接封闭牢固,进行套管上端戴帽,压完水泥浆后压入一定量的清水,排出钻杆的水泥浆,待水泥浆初凝后,割开井口环隙封闭圆盘,提出钻具。
(5)固井有关计算
固井水泥选用该井施工允许的高标号水泥或者油井水泥,水灰比0.5。 1)理论水泥浆量
VC=π/4[K1(D2-d2)H + d12h]
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VC—水泥浆量 K1—水泥附加系数 D—固井段孔身内径 d—井管外径 d1—井管内径 H—固井段总长
h—预定水泥塞高度,取15m
2)干水泥用量
配制1m3密度为1.85g/cm3水泥浆需干水泥1.245吨,依此计算干水泥用量。
(6)固井注意事项
1)固井管汇系统必须耐高压,管道内径尽量一致; 2)深井段必须使用耐高温油井水泥;
3)钻杆丝扣必须密封,而且接头要锁紧,防止固井过程中钻杆在高压高流速下产生激荡振动松扣掉入井内;
4)表层套管及二、三层套管戴帽时孔口必须密封牢固,在固井前先泵水试压,发现漏气、漏水应进行处理;
5)固井前应先大泵量压入清水循环,清除井管外环隙内岩粉及泥浆,使固井环隙畅通,防止水泥浆窜槽,保证固井质量;
6)由于固井后需待水泥浆初凝后方能割开井口密封提钻,所以固井后必须压入清水替换钻杆内水泥浆和井管内大部分水泥浆;
7)每层套管串旋流管上头必须设阻流环,防止固井后返出钻杆时水泥浆回流。
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5.4 地球物理测井
5.4.1方法
地球物理测井是以物理学、数学、地质学为理论基础,采用先进的电子技术、传感器技术、计算机技术和数据处理技术,借助专门设计的探测设备,沿钻井剖面观测岩层物理性质,了解井下的地质情况,从而发现地下水资源的一类方法技术。在钻井勘探的地质研究中,测井资料是最基本、最重要的基础资料之一。
本井采用自然电位测井、视电阻率测井、自然伽玛测井、井温测井、井斜测井,必要时调整或加测其它方法。
5.4.2工作量
测井工作量见表5-14,为了便于分析,成果图件纵向比例尺1:500,横向比例尺适当。
表5-14 物探测井工作量表 测井方法 深 度(m) 一开 二开 三开 四开 0-320 320-1000 1000 -2000 2000-2600 自然 电位 √ √ √ √ 视电 阻率 √ √ √ √ 自然 井温 井斜 伽马 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 5.5 地质录井
地质录井是配合地热钻井的一种重要手段,是随着钻井过程利用岩屑观察、检测、判断和分析地下岩石性质及钻遇地层的方法。
第四系每10m取样一个,见基岩后每5m取样一个,重要层位应适当加密。每个岩样量不少于1kg,岩样必须洗净、晾干、编号装袋保存;岩样粒度不小于
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