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第二章：井身结构设计第二章：井身结构设计井身结构地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法井底环空压力

1、不循环时：

2、钻进时：

3、起下钻时：

Pg为起下钻波动压力
地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法 压实效应 流体运移地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法dc地层压力理论及预测方法H地层压力理论及预测方法地层压力理论及预测方法地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法测试方法液压试验（泄漏试验）地层破裂压力确定方法地层破裂压力确定方法地层坍塌压力确定方法地层坍塌压力确定方法地层压力理论及预测方法井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计井深井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计当量泥浆密度井身结构设计井身结构设计井身结构设计采用迭代法，试取一个Hn+1值求ρpper，如果ρpper大于该深度的实际地层压力梯度，且二者接近，则Hn+1就是尾管下入深度。步骤
1、定中间套管最大下入深度假定点。
根据可能钻遇的最大地层压力求设计破裂压力梯度步骤
2、验证中间套管是否有卡套管的危险。
如有，则应减小下深

步骤
4、 确定表层套管下入 深度。
井身结构设计生产套管尺寸应满足采油方面要求。根据生产层的产能、油管大小、增产措施及井下作业等要求来确定。
对于探井，要考虑原设计井深是否要加深，地质上的变化会使原来的预告难于准确，是否要求井眼尺寸上留有余量以便增下中间套管，以及对岩心尺寸要求等。
要考虑到工艺水平，如井眼情况、曲率大小、井斜角以及地质复杂情况带来的问题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。确定井身结构尺寸一般由内向外依次进行，首先确定生产套管尺寸，再确定下入生产套管的井眼尺寸，然后确定中层套管尺寸等，依此类推，直到表层套管的井眼尺寸，最后确定导管尺寸。
生产套管根据采油方面要求来定。勘探井则按照勘探方要求来定。
套管与井眼之间有一定间隙，间隙过大则不经济，过小会导致下套管困难及注水泥后水泥过早脱水形成水泥桥。间隙值一般最小在9.5~12.7mm(3/8~1/2in)范围，最好为19mm（3/4in）。3．套管及井眼尺寸标准组合井身结构设计—实例计算分析（1）求中间套管初始下入深度
钻遇最大地层压力梯度=2.113g/cm3
考虑抽汲压力Sw=0.036g/cm3
考虑钻柱下放、压力激动Sg=0.036g/cm3
考虑安全因素Sf =0.024g/cm3
如按正常工况，则：

fnr=2.209g/cm3
从压力剖面图横坐标上2.209处引垂直线，该垂线与地层破裂压力梯度曲线相交，交点H3的相应井深4146m为中间套管下入深度初始选定点，该深度地层压力梯度为1.74g/cm3。（2）验证中间套管下入4146m深度是否有卡套管的危险

其中m=PH2+Sw(PH2即4146m井深地层压力梯度)，PH2=1.74（g/cm3）
1.74+0.036=1.776g/cm3。
HN=3384m（压力剖面图最小地层压力对应的最大井深），代入上式

=23.08MPa
因为23.08>16.56
所以中间套管下入井深4146m有卡套管的危险，中间套管下入井深应当
减小。求在允许压力差16.56MPa的条件下，中间套管下入深度H2

HN=3384m

m-Sw=中间套管下入深度处的地层压力梯度
1.579-0.036=1.543g/cm3
在压力剖面图上找到1.543g/cm3，引垂线与地层压力梯度线相交，交点即为新计算的中间套管下入深度3826m。（3）计算中间尾管最大下入深度H3
4146m-3826m=320m
校核尾管下入4146m井深压差卡钻可能性。钻井尾管下入4146m时采用的钻井液密度=4146m处地层压力梯度+Sw=1.74+0.036=1.776g/cm3
P=0.00981(1.776-1.543)3826=8.745MPa
因为8.745<21.36，下入中间尾管时不会卡尾管。
校核钻井至4146m时，如果产生溢流，给定0.060g/cm3溢流条件，压井时中间套管3826m处是否会被压裂，产生地下井喷危险。
中间尾管井深4146m处地层压力梯度=1.74g/cm3

=1.865g/cm3
井深3826m处地层破裂压力梯度=2.172g/cm3。
因为1.865<2.172，所以当钻至井深4146m，若发生溢流，关井不会压裂中间套管鞋处地层，产生地下井喷危险。（4）表层套管可下深度H1
根据中间套管下入深度3826m处地层压力梯度，给定