东北石油大学
课程设计
课程石油工程课程设计 题目钻井工程设计 学院石油工程 专业班级油工14-4 学生姓名 学生学号 2013年 7月 1日 指导教师李玮、孙士慧
2017 年7 月28 日
东北石油大学课程设计任务书
课程：石油工程课程设计 题目：钻井工程设计 专业：石油工程姓名：学号：
主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要内容：
根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求：
要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料：
王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校内自编教材 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000
《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程出版社，1990 完成期限 2017年7月3日-2017年7月28日 指导教师李玮教授、孙士慧讲师 专业负责人李士斌
2017年 7 月 28日
东北石油大学本科生课程设计 前言
钻井工程设计是石油工程设计的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。
设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行。并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。
钻井设计包括地质设计和钻井与完井工程设计。主要是指钻井工程师得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井与完井工程设计。钻井与完井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井与完井工程设计是以现代钻井工艺理论为准则，采用新的研究成果，以现代计算技术用最优化科学理论去设计和规划钻完井工程中的工艺技术及实施措施。钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要程序，是钻井与完井工程施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。
本设计的主要内容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，是钻井周期最短；钻下部高雅地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井内钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故；以及强度的校核。2、套管柱设计：选择不同型号的套管，满足钻井中固井、完井要求；3、钻具组合设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6、注水泥设计，等几个方面的基本内容。
东北石油大学本科生课程设计 目录
第1章设计资料收集 .................................................................................................... 1
1.1预设计井基本参数表 ....................................................................................... 1 1.2邻井基本参数 ................................................................................................... 1 第2章井身结构设计 .................................................................................................... 5
2.1 钻井液的压力体系 .......................................................................................... 5 2.2 井身结构的设计 .............................................................................................. 6 2.3 设计结果 .......................................................................................................... 8 第三章套管柱强度设计 ................................................................................................ 9
3.1 套管柱设计计算的相关公式 .......................................................................... 9 3.2 油层套管柱设计 .............................................................................................. 9 3.3技术套管柱设计 ............................................................................................. 13 3.4表层套管柱设计 ............................................................................................. 15 3.5 套管柱设计结果 ............................................................................................ 17 第4章钻柱设计 .......................................................................................................... 18
4.1 钻柱设计原理 ................................................................................................ 18 4.2 钻柱的设计 .................................................................................................... 19 4.3 钻柱设计结果 ................................................................................................ 23 第5章钻井水力参数的设计 ...................................................................................... 24
5.1 钻井水力参数的计算公式 ............................................................................ 24 5.2 水力参数计算 ................................................................................................ 25 5.3 钻井水力参数设计结果 ................................................................................ 32 第6章注水泥设计 ...................................................................................................... 33
6.1 水泥浆的排量的确定 .................................................................................... 33 6.2 注水泥浆井口压力 ........................................................................................ 35 6.3 设计结果 ........................................................................................................ 40 第7章钻井液设计 ...................................................................................................... 41
7.1钻井液用量计算公式 ..................................................................................... 41 7.2 钻井液用量计算 ............................................................................................ 42 第八章设计结果 .......................................................................................................... 44 参考文献 ...................................................................................................................... 47