中间套管下入井深 1500 处，地层压力梯度当量密度为 1.12 g/cm³，给定溢流数值
Sk=0.023 g/cm³。由公式 ρfD=1.12+0.024+1500/D1×0.023+0.026 试取 700m 得 ρfD=1.22 g/cm³
由图 A-1 得 ρf700 =1.23 g/cm³
（2）中间套管
设计数据：
设计井深 H=1505m,水泥塞高度 ho=20m，套管下入长度 Ls=1502m，水泥返深 500m， 水泥附加量 30%，钻井液压缩系数 k p 1.03 ，计算井径按钻头直径 311.1mm。钻井液 性能 m 1.144 g cm 3 ，n=0.5, K 0.3Pa sn 。水泥浆 x 1.85 g cm3 ， 0.02Pa s ， o 15 Pa 。
井深 704m,水泥返至地面。
中间套管用
311.1mm（ 12
1 4
in
）钻头，钻至井深
1505m，244.5mm(
9
5 8
in)套管下
至井深 1502m,水泥返至井深 500m。
油层套管用
215.9mm（
8
1 2
in
）钻头，钻至井深
3265m，139.7（
5
1 2
in）mm 套
管下至井深 3265m,水泥返至井深 2265m。
验证中间套管下入深度初选点 1500m 是否有卡钻危险。 从图 A-1 知在井深 1400m 处地层压力梯度为 1.12 g/cm³以及 320m 属正常地层压力， 该井段最小地层压力梯度当量密度为 1.0 g/cm³。 ΔPN=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深 1500m 无卡套管危险。 水泥返至井深 500m。 2.油层套管下入 J 层 13-30m，即 H2=3265m。 校核油层套管下至井深 3265m 是否卡套管。 从图 A-1 知井深 3265m 处地层压力梯度为 1.23 g/cm³，该井段的最小地层压力梯度 为 1.12g/cm³，故该井段的最小地层压力的最大深度为 2170m。 Δpa=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深 3265m 无卡套管危险。 水泥返至井深 2265m。 3.表层套管下入深度。
（2）中间套管设计（244.5mm）
设计数据:
下入深度 1502m
钻井液密度ρm=1.12+0.024=1.144g/cm³，抗外挤安全系数 Sc=1.05, 抗拉安全系数
St=1.80, 抗压安全系数 Si=1.10
设计方法:采用等安全系数法
计算井口最大压力 Psi
P P e si
-1.11510-4 GH bi
PC'C 2 =0.934×13.93=13.01MPa
S
' C
2
13.01 0.00981 1.144 1182
0.981
L'
第二段不满足要求，故延伸第一段套管向上 100m。即 1
420m
T '' Z2
159.59 525.4 420 0.854 103
348.04KN
T '' Z2
主要岩性描述
表层，未胶结 砾岩夹泥岩 砂砾岩 砂质泥岩 泥岩、泥岩砂岩互层 页岩、泥岩 砂岩 泥岩、泥岩砂岩互层 泥岩 砂岩
故障提示
渗漏 防斜 防斜 防斜 防蹋 防斜、防塌 防漏 防斜 防塌 防喷
当量密度为：g/cm3
ρf
ρP
1.23 1.23 1.32 1.36 1.43 1.57 1.71 1.90 2.32
N
45.55 0.806 13.91 0.04015
1501袋
用水量 VW（水灰比 m=0.5）VW=1501×50×0.5/1000=37.53m3 替钻井液 Vm
V m 7.85 105 1.03 32.042 (704 10 3) 57.852m 3 替钻井液终泵压 PE (1.85 1.044) 704 0.00981 5.57MPa 设计结果见表 A-6 中。
抗压 Si 1.61
159.59
159.59 3.77
1.051 1.81
油层套管设计（139.7mm） 设计数据:
下入深度 3265m
钻井液密度 ρm=ρP+Sb =1.23+0.024=1.254 g/cm3 ，抗外挤安全系数 Sc=1.10, 抗拉 安全系数 St=1.80, 抗压安全系数 Si=1.10
因此，抗压强度小于 35.48 的套管均不能选用。
确定下部第一套管，设计挤压强度为
Pc1 0.00981 1.254 3265 1.10 44.18MPa 由表查得 N-80 壁厚 9.17mm 套管：
Pc=60.88Mpa , Pi=63.36Mpa
PT=1903.8kN , q=291.9N/m
1182m
第一段套管下入长度
L1=1502-1182=320m

校核第一段套管抗拉强度
TZ 1
320 583.8(1
1.144) 7.85
159.59KN
ST 1
2313.1 159.59
14.50 >1.8
第二段套管下入长度
L2=1502-320=1182m
由于第二段套管穿过了水泥封固面，故应进行双轴应力校核。先计算在水泥面处套管在
di=121.4mm ， 长圆螺纹。
S c1
Pc Po1
60.88 0.00981 1.254 3262
1.51
1.10
S i1
63.36 32.25
1.96
1.10
校核第一段套管抗拉强度
Tz1
3265
291.9 （1
-
1.254 7.85
）
10- 3
800.8kN
ST 1
1903.8 800.8
设计方法:等安全系数法
计算井口最大压力 Psi
P P e si
-1.11510-4 GH bi
Pbi 0.00981 1.23 3265 39.40MPa
e Psi = 39.40 M -1.115*10-4 * 0.55* 3265 32.25 pa
设计压力 PiD 32.25 1.10 35.48Mpa
将井身结构设计数据填入表 A-3。
表 A-3 井身结构设计结果
序号
井段，m
钻头尺寸，mm 套管尺寸，mm 水泥返深，m
表层
0～705
444.5
339.7
地面
中间套管 705～1505
311.1
244.5
500
1505～
油层套管 3265
215.9
139.7
2265
二、固井工程设计
1.套管强度设计
（1）表层套管下深 704m，选用 K-55，壁厚 9.65mm 套管，不必进行强度设计。
抗压安全系数
Si2
27.23 15.07
1.81 1.10
第二段套管下入井深 H 2 1082m,SC 1.06 ，校核该段套管顶部截面（井口）的抗拉强 度
ST 3
2015 348.04 525.4 (1502 420) 0.854 103
2.41 1.10
Si3
24.27 15.07
水泥用量 N
V1 0.785 104(44.52 34.02 ) 704=45.55m³ V2 0.785 104 32.04 2 10 0.806m 3
附加 30%，V3 (45.55 0.806) 30% 13.91m 3 水泥浆密度 x 1.85 g cm3 时，每袋水泥（50kg）配水泥浆 0.04015m3/袋（40.15 升 /袋），则
Pbi 0.00981 1.12 1505 16.53MPa
Psi e 16.53 1.115104 0.551505 15.07 Mpa
设计压力 PiD PsiSi 15.07 1.10 16.577MPa
因此，抗压强度小于 16.577Mpa 的套管均不能选用。
确定下部第一套管，设计挤压强度为
PC 1 0.00981 1.144 1502 1.05 17.70MPa
由表查得 J-55,壁厚 10.03mm 套管：
Pc=17.72Mpa , Pi=27.23Mpa
PT=2313.1kN , q=583.8N/m
di=224.4mm ， 长圆螺纹。
Sc1
PC Po1
17.72 0.00981 1.144 1502
双轴应力作用下的实际抗挤强度。
所受拉力载荷：
TZ 2
159.59
525.4
(1182 500) (1
1.144) 7.85
10
3
465.70KN
TZ 2 TS 1
465.70 2508.8
0.186
K'
则查表
0.894
实际抗挤强度 PCC 2 0.894 13.93 12.45MPa
抗挤安全系数
SC 2
12.45 0.00981 1.144 500
2.22
1.05
水泥面处实际抗挤强度满足要求。对第二段套管底端进行双轴应力校核。
TZ'2 159.59 525.4 320 0.854 103 303.17kN
T
' Z
2
TS 2
303.17 2508.8
0.121
查表得 K’=0.934
ρf700 –ρfD=1.23-1.22=0.01<(0.024~0.048) g/cm³