完井方式选择
完井方式选择
(1)油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小
(2)油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小
(3)应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰
(4)应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产
(5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件;
(6)稠油开采能达到注蒸汽热采的要求;
(7)油田开发后期具备侧钻的条件;
(8)施工工艺简便，成本较低。
第一节完井方式
目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。1 射孔完井方式
射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。
(1) 套管射孔完井
套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。如图2-1 所示。
套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。
(2) 尾管射孔完井
尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头, 穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。尾管和技
术套管的重合段一般不小于50m.再对尾管注水泥固井，然后射孔。如图2-2所
示。
尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固，因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外，这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本，目前较深的油、气井大多采用此方法完井。射孔完井对多数油藏都能适用，其具体的使用条件见表2-8.
2裸眼完井方式
裸眼完井方式有两种完井工序:
是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。如图2-3 所示。
有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，
也可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部分然后裸眼完井。必要时再射开其中的含油段，国外称为复合型完井方式。如图2-4 所示。
裸眼完井的另一种工序是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者替入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。或者在套管下部安装套管外封隔器和注水接头，以承托环空的水泥浆防止其下沉，这种完井工序一般情况下不采用。见图2-5 所示。
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，
因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为
水动力学完善井，其产能较高。裸眼完井虽
然完善程度高，但使用局限很大。砂岩油、
气层，中、低渗透层大多需要压裂改造，裸
眼完成即无法进行。同时，砂岩中大都有泥
页岩夹层，遇水多易坍塌而堵塞井筒。碳酸
盐岩油气层，包括裂缝性油、气层，如70 年
代中东的不少油田，我国华北任丘油田古潜
山油藏，四川气田等大多使用裸眼完井。后
因裸眼完井难以进行增产措施和控制底水锥
进和堵水，以及射孔技术的进步，现多转变
为套管射孔完成。水平井开展初期，80 年代
初美国奥斯汀的白垩系碳酸盐岩垂直裂缝地
层的水平井大多为裸眼完井，其他国家的一
些水平井也有用裸眼完井，但80 年代后期大
多为割缝衬管或带管外封隔器的割缝衬管所代替。特别是当前水平井段加长或钻分枝水平井，用裸眼完井就更少了。因为裸眼完井有许多技术问题难以解决。
3割缝衬管完井方式
割缝衬管完井方式也有两种完井工序。一是用同一尺寸钻头钻穿油层后，
管柱下端连接衬管下入油层部位，通过套管外封隔器和注水泥接头固井封隔油层顶界以上的环形空间。如图2-6 所示。
由于此种完井方式井下衬管损坏后无法修理或更换，因此一般都采用另一种完井工序，即钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入
直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。如图2-7 如示。
这种完井工序油层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与油层相配伍的钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。
割缝衬管的技术要求
割缝衬管的防砂机理是允许一定大小的，能被原油携带至地面的细小
砂粒通过，而把较大的砂料阻挡在衬管外面，大砂粒在衬管外形成“砂桥”，达到防砂的目的。如图2-8 所示。
由于“砂桥”处
流速较高，小砂粒不
能停留在其中。砂粒
的这种自然分选使
砂桥”具有较好的
流通能力，同时又起
到保护井壁骨架砂的
作用。割缝缝眼的形
状和尺寸应根据骨架
砂粒度来确定。
4砾石充填完井方式
对于胶结疏松砂严重的地层, 一般应采用砾石充填完井方式。它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入
井筒，达到保护井壁、防砂入井之目的。砾石充填完井一般都使用不锈钢绕筛管而不用割缝衬管。其原因如下:
割缝衬管的缝口宽度由于受加工割刀强度的限制，最小为0.5mm.因此，害缝衬管只适用于中、粗砂粒油层。而绕丝筛管的缝隙宽度最小可达0.12mm故其适用
范围要大得多。
绕丝筛管是由绕丝形成一种连续缝隙，见图2-11(a) ，流体通过筛管
时几乎没有压力降。绕丝筛管的断面为梯形，外窄内宽，具有一定的“自洁” 作用，轻微的堵塞可被产出流体疏通，见图2-11(b),(c) ,(d) ，它的流通面积要比割缝衬管大得多，见图2-12.
绕丝筛管以不锈钢丝为原料，其耐腐蚀性强，使用寿命长，综合经济效益高。
为了适应不同油层特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填砾石，分别称为裸眼砾石充填和套管砾石充填。
(1) 裸眼砾石充填完井方式
在地质条件允许使用裸眼而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井方式。其工序是钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一
级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1.5 至2 倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加
防砂层的厚度，提高防砂效果。一般砾石层的厚度不小于50mm(0.5米)。裸眼扩径
的尺寸匹配如表2-2 。
表2-2 裸眼砾石充填扩径尺寸匹配表
扩眼工序完成后，便可进行砾石充填工序。如图2-13 所示。裸眼砾石充填完井工序的使用条件见表2-8.
(2) 套管砾石充填完井方式
套管砾石充填的完井工序是: 钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层
底部，注水泥固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔密（30孔/m左右），大孔径（20mm左右）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石
和地层砂混和增大渗流阻力。由于高密度充填（高粘充填液）紧实，充填效率
高，防砂效果好，有效期长，故当前大多采用高密度充填。
套管砾石充填如图2-14 所示:
油层套管与绕筛管的匹配如表2-3 所示:
表2-3 套管砾石充填筛管匹配表
套管砾石充填完井方式的使用条件见表2-7.
虽然有裸眼砾石充填和套管砾石充填之分，但二者的防砂机理是完全相同的。
充填在井底的砾石层起着滤砂器的作用，它只允许流体通过，而不允许地层砂粒通过。其防砂的关键是必须选择与出砂粒径匹配的绕丝筛管及与油层岩石颗粒组成相匹配的砾石尺寸。选择原则是既要能阻挡油层出砂，又要使砾石充填层具有较高的渗透性能。因此，绕丝筛管、砾石尺寸、砾石的质量、充填液的性能，高砂比充填[ 要求砂液体积比达到（0.8,1）:1] 及施工质量是砾石充填完井防砂成功的技术关键。
砾石质量要求
充填砾石的质量直接影响防砂效果及完井产能。因此，砾石的质量控制十分重要。砾
石质量包括: 砾石粒径的选择、砾石尺寸合格程度、砾石的球度和圆度、砾石的酸溶度、砾石的强度等。
1）砾石粒径的选择国内推荐的砾石粒径是油层砂粒度中值D50的5,6倍2）砾
石尺寸合格程度:API 砾石尺寸合格程度的标准是大于要求尺寸的砾石重量不得超过砂样的
0.1%，小于要求尺寸的砾石重量不得超过砂样
的2%.
3）砾石的强度:API 砾石强度的标准是抗破碎试验所测出的破碎砂重量含量不得超过表2-4 所示的数值。
表2-4 砾石抗破碎推荐标准
4）砾石的球度和圆度：API 砾石圆球度的标准是砾石的平均球度应大于0.6 ，平均圆度
也应大于0.6. 图2-15 评估球度和圆度的目测图。
5）砾石的酸溶度：API砾石酸溶度的标准是：在标准土酸（3%HF+12%HC中砾石的
溶解重量百分数不得超过1%.
6）砾石的结团：API 的标准是：砾石应由单个石英砂粒所组成，如果砂样中含有
1%或更多个砂粒结团，该砂样不能使用。
4、绕丝筛管缝隙尺寸的选择
绕丝筛管应能保证砾石充填层的完整。故其缝隙应小于砾石充填层中最
小的砾石尺寸，一般取为最小砾石尺寸的1/2,2/3. 例如根据油层砂粒度中值，确定砾石粒径为16,30 目，其砾石尺寸的范围是0.58,1.19mm. 所选的绕丝缝隙应为0.3,0.38mm. 所选的绕丝缝隙应为0.3,0.38mm.
或查砾石与绕丝缝隙之匹配表2-5.
表2-5 砾石与筛管配合尺寸推荐表
砾石充填完井防实例
实例1 渤海某油田直井防砂，油层为东营组砂岩，油层井深为1450,1700m，
原油密度0.95,0.96，地下原油粘度为70mpa?s含油井段长达
100,200m,油井自喷能力差。在试油过程中曾用电潜泵求产，油井出砂严重,
套管内砂柱高达20多米。由于油层井段长、油层多、油井出砂严重，在完井方式
上，采用套管内绕丝筛管砾石充填完井。生产套管为95/8in 或7in, 每米射39
孔。在95/8in 套管内下入外径6.05in 、内径4.95in 的绕丝筛管，在7in 套管内则下入外径4.62in 、内径3.94in 的绕丝筛管。根据油层的层组划分，分三段进行砾石充填防砂。上部两个防砂井段装有滑套，最下一段装有堵塞器工作筒，必要时可关闭任何一个生产井段。油管直径31/2in, 砾石充填完成后，将电潜泵下入深度1000m处。自1993年投产以来，平均单井日产100,130t,电潜泵生产压差为
4Mpa生产两年来没有发现出砂问题。渤海油田防砂井管柱如图2-16.
实例2渤海油田定向井防砂油层为东营组，油田井深为1810,1870m,原油相
对密度
0.955，地下粘度平均为57mPa?s井斜40?，70年代初期试油时出砂严重，下
预填充滤砂管防砂效果不好。后于80 年代后期，在7in 套管内采用绕丝筛管大段砾石充填完井，该井自1985 年投产以后，开始自喷，后转喷射泵及电潜泵生产，
生产压差30,60Mpa,现已生产10年，日产100t左右，没有发现出砂问题，其防砂管柱如图2-17.
预充填砾石绕丝筛管
预充填砾石绕丝筛管是在地面，预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管。将此种筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。该防砂方法其油井产能低于井下砾石充填，防砂
有效期不如砾石充填长，因其不能像砾石充填石充填能防止油层砂进入井筒，只能防止油层砂进入井筒后不再进入油管。但其工艺简便、成本低，在一些不具备砾石充填的防砂井，仍是一种有效方法。因而国外仍普遍采用，特别在水平井中更常使用。其结构如图2-18 所示。
完井技术国内外发展现状分析
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
完井设计
第八章完井设计 8.1 海洋完井工程的原则与操作程序 完井，顾名思义指的是油气井的完成，科学地讲是根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间最合理的连通渠道或连通方式，也包括确定最合理的井筒尺寸。 1、海洋完井工程的原则 （1）尽可能减少对油气层的伤害，使油气层自然产能得以更好地发挥； （2）提供必要条件来调节生产压差，从而提高单井产量； （3）有利于提高储量的动力程度； （4）为采用不同的采油工艺措施提供必要的条件，方便于长期的采油，并有利于保护套管、油管，减少井下作业工作量，延长油气井寿命。 （5）近期和远期相结合，尽可能做到最合理的投资和操作费用，以海洋油气田开发的综合经济效益最高为目标。 2、海洋完井工程操作程序 如图8-1所示。首先，在方案设计阶段，要在勘探以及探井所取得的油气藏资料的其体下进行地质开发方案设计，在此基础上进行的完井工程方案设计是为了确保地质开发方案的顺利实施并满足地质开发方案的要求。完井工程方案确定后，再进行钻井工程方案的设计，而钻井工程方案必须确保完井工程方案的实施并满足完井工程方案的要求。其次，在实施阶段，则是先进行钻井，然后进行完井，建好井后交生产部门，油气井进入开发阶段。 图8-1 海洋完井工程操作程序
8.2 井眼力学稳定性和出砂判定 8.2.1井眼力学稳定性判定 海洋完井方法包括：海洋裸眼系列完井、分段完井、水平井均衡排液完井、分支井完井、大位移完井、深水完井、智能完井。其中只有裸眼完井不具备有支撑井壁的功能，而其它的完井方法均具有支撑井壁的功能。但由于裸眼完井的优点突出，在选择完井方法时，需要考虑是否满足裸眼完井的条件。生产过程中井眼的力学稳定性判断的目的就是要判定该井是采用能支撑井壁的完井方法还是裸眼完井。 井眼的稳定性受化学稳定性和力学稳定性的综合影响。化学稳定性指油层是否含有膨胀性强容易坍塌的黏土夹层、石膏层以及盐岩层。这些夹层在开采过程中，遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从而导致油层失去支撑而垮塌。 采用Mohr-Coulumb剪切破坏理论判断井眼力学稳定性，不考虑热应力的影响，按照忽略中间应力的Mohr-Coulumb剪切破坏理论，作用在岩石最大剪切应力平面上的剪切应力和有效法向应力为： τmax= σ1?σ2 σN=σ1+σ3 ?p s 式中τmax——最大剪应力，MPa； σN——作用在最大剪切应力面上的有效法向应力，MPa； σ1——作用在井壁岩石上的最大主应力，MPa； σ3——作用在井壁岩石上的最小主应力，MPa； p s——地层空隙应力，MPa。 根据直线剪切强度公式，计算井壁岩石的剪切强度，即： τ=C?+σN tanφ C?=1 2 σc?σt φ=90°?arc cos σc?σt σc+σt 式中τ——油层岩石的剪切强度，MPa； C?——油层岩石的内聚力，MPa； φ——油层岩石的摩擦角，（?）； σc——油层岩石的单轴抗压强度，MPa； σt——油层岩石的单轴抗拉强度，MPa； σN由式（8-1）计算出的有效法向应力，MPa。 式（8-2）表明，只要已知油层岩石的单轴抗压强度σc和抗拉强度σt，便可以计算出油层岩石的剪切强度τ。若由式（8-2）计算出的油层岩石剪切强度大于由式（8-1）井壁岩石最大剪切应力，即τ>τmax，表明不会发生井眼的力学不稳定，可以采用裸眼完井方法；反之，将发生井眼的力学不稳定，即有可能发生井眼坍塌，因而不能采用裸眼完井方法，必须采用支撑井壁的完井方法。计算 得到τmax=σ1?σ2 2 =0.173MPa，τ=C?+σN tanφ=3.5028MPa，显然 τ>τmax，此时井壁稳定。详细计算见附录。 8.2.2 出砂判断
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1～2ft,造斜角(45°～60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20～40ft,造斜角(2°～5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300～800ft,造斜角(6°～20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000～3000ft,造斜角(2°～6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤
水平井完井主要有三种方式
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
完井工程概述
完井工程 完井工程定义:完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的系统工程。 完井工程的内容 （1）岩心分析及敏感性分析 根据勘探预探井或评价井所取的岩心，进行系统的岩心分析和敏感性分析，并根据实验分析的结果，提出对钻开油、气层的钻井液，射孔液，增产措施的压裂液、酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 岩心分析及敏感性分析项目如下： 1）岩心分析：常规分析、薄片分析、X射线衍射（XRD）、电镜扫描（SEM）。 2）敏感性分析：水敏、速敏、酸敏、碱敏、盐敏。 （2）钻开油层的钻井液 钻井液的选择，主要是考虑如何防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层的损害，同时又考虑到安全钻进的问题，如钻遇高压层、低压层、漏失层、岩盐层、石膏层和裂缝层时的钻井液，根据测井资料、岩心分析、敏感性分析数据和实践经验去选择钻井液类型、配方及外加剂。 （3）完井方式及方法 根据油田地质特点及油田开发方式和井别，按砂岩、碳酸岩盐、火成岩和变质岩等岩性去选择完井方式，完井方式基本分为两大类，即裸眼完井和套管射孔完井。裸眼完井又有不同的方法，如裸眼、割缝衬管、绕丝筛管砾石充填；射孔完井也有不同的方法，如套管射孔、尾管射孔、套管内绕丝筛管砾石充填等方法。 （4）油管及生产套管尺寸的选定 根据节点分析（Nodal Analysis）即压力系统分析，进行油层——井筒——地面管线敏感性分析。油管敏感性则是根据油层压力、产量、产液量、流体的粘度、增产措施和开采方式等方面的综合分析去选定油管的直径，然后根据油管尺寸去选定生产套管尺寸。过去传统的作法是先选定生产套管尺寸，然后再确定油管尺寸。现代完井工程没有沿用过去传统概念和做法，而是建立了用油管尺寸去确定生产套管尺寸的新思路和新方法。 套管系统设计本应包括表层套管、技术套管与生产套管，但这里仅仅论述了生产套管设计，至于表层套管和技术套管，它有专门的设计要求，这应按钻井工程要求进行设计，这里就不涉及了。 （5）生产套管设计 以下述井别、油气层物理性质、地应力及工程措施等方面的资料，作为套管设计基础依据： 1）井别：油井、气井或注蒸汽采油井、注水井、注气井或注汽井。 2）油层压力及油层温度。 3）地下水性质、pH值、矿化度以及对套管的腐蚀程度。 4）天然气中是否含H2S或CO2等腐蚀性气体。 5）油层破裂压力梯度，压裂、酸化增产措施的最高压力。 6）地应力走向、方位及大小。 7）注蒸汽时的压力、温度。 8）盐岩层的蠕动。 9）注水开发后的压力变化及油层间窜通状况。 10）油层出砂情况。 根据选定完井方式，在依据上述因素，选择套管的钢级、强度、壁厚以及连接螺纹类型和螺纹密封脂的类型，以及上扣的扭矩等。若用衬管完成，这要设计悬挂深度及方式。对于注蒸汽井，这要考虑到套管受热时套管螺纹承受的拉力和螺纹的密封性，以及预应力完成。对于定向井、水平井，同样考虑套
完井方式选择-精选.
第二章完井方式选择 完井方式选择是完井工程的重要环节之一，目前完井方式有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。只有根据油气藏类型和油气层的特性去选择最合适的完井方式，才能有效地开发油气田，延长油气井寿命和提高其经济效益。合理的完井方式应该力求满足以下要求： （1）油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小； （2）油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小； （3）应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰； （4）应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产； （5）应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件； （6）稠油开采能达到注蒸汽热采的要求； （7）油田开发后期具备侧钻的条件； （8）施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式 射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 （1）套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。如图2-1所示。 套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 （2）尾管射孔完井 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头,穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m.再对尾管注水泥固井，然后射孔。如图2-2所示。
完井方式选择
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。 1．裸眼完井 所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。其优点是： （1）减少油气层污染； （2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采； （3）一般不需要射孔，减少射孔污染； （4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井； （5）后期采用砾石充填可保持高产。 其缺点是： （1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； （2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； （3）无法进行选择性酸化压力； （4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； （5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 裸眼完井法的使用条件是： （1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层； （2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层； （3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层； （4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。 裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种： （1）先期裸眼完井 先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。如图1所示。有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。如图2所示。 后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。如图3所示。先期裸眼比后期裸完经优越在于： （1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染； （3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理； （4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。 2．射孔完井 射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。 射孔完井的优点是： （1）能有效地封隔和支撑跨塌层； （2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；（3）可进行无油管或多油管完井；
完井方法：贯眼完井与衬管完井
完井方法：贯眼完井与衬管完井 贯眼完井法 这种方法是用同一尺寸的钻头钻穿油，气层，然后下油层套管注水泥固井。特点是正对着油，气层部位的套管是带眼的，一般为园孔，也可以做成割缝的孔，在油，气层顶部的套管外面装有水泥伞，水泥伞是一把倒置的用钢片做筋的帆布伞，以阻止环形空间的水泥浆下流堵塞油，气层；注水泥时水泥浆从注水泥短节的孔眼向外返出，注水泥短节下部的套管内装有反向的单流凡尔，防止水泥浆从套管中下沉。固井后，再把水泥塞和倒装的单流凡尔钻掉下入油管完井。 贯眼完井法的优点是：井身结构比较简单，油、气层裸露面积大，能防止油层塌坍。缺点是水泥伞易被压坏，使水泥浆侵入油，气层，在水泥凝固期间油、气层部位的泥浆稠化，给以后的洗井投产带来困难；在生产过程中油，气层出水后不易封堵水层。由寸：这些缺点的限制，所以此法目前使用较少。 衬管完井法 衬管完井法是钻至生产层顶部下套管固井，换小钻头钻开油，气层，然后在油，气层部位下入带割缝眼的衬管。衬管可以直接座于井底，适用于油，气层薄、衬管短的情况。也可以通过衬管顶部的衬管悬挂器把衬管的重量悬挂在油层套管上，并密封套管和衬管之间的环形空间，适用于油，气层厚度大，衬管较长的井。 割缝筛管是在石油套管或油管上用多种方式切割出多条一定规格的纵向或螺旋直排式缝隙。采用特殊超薄切割片和光束切割后而成，其缝宽（0.2— 0.4）mm（根据客户需求而定），缝长可大于20mm （可根据用户需求而定）。缝截面为矩型和梯形两种，缝隙的布置可根据用户要求进行加工。本产品防沙性能好、无堵塞，提高采油质量，多用在水平井、侧钻井和分枝井中。国外同类井完井方式可达90％以上采用石油割缝筛管，是当前特殊采油工艺首选的配套专用管材。 对于一些油、气层较疏松，出砂较严重的油、气井，为了更好的支撑井壁，防止形成砂堵，可在衬管与井壁的环形空间人为的充填—层一定尺寸的砾石，这种方法称为砾石衬管完成法。 砾石衬管完井法需在钻开油，气层后采用偏心钻头扩眼，然后下入衬管，再用洗井掖将砾石送至衬管与井壁的环形空间内，也可以在地面上将砾石放好在预制的砾石衬管(即双层衬管中间预先充填好砾石)内，然后下入并内。 充填的砾石与衬管可起双层阻砂作用，防砂能力强，油，气层裸露面积大，可防正井壁坍塌。砾石衬管完成的缺点是：有夹层水时不宜采用，施工亦较复杂，一般在疏松的砂岩油，气层中采用。 从完井方式上讲： 贯眼完井属于后期完井，即先打开产层再固井； 衬管完井属于先期完井，即先固井后打开产层，再甩衬管。 从套管柱结构上讲： 贯眼完井套管柱结构是：套管+与之等径割缝套管，即套管与割缝套管一体下入； 衬管完井套管柱结构是：套管固井后，再下入小尺寸割缝套管，即套管与割缝套管先后下入。 从后期处理上讲： 贯眼完井的割缝套管不能再取出； 衬管完井的割缝套管可拔出进行扩孔和加深作业。
完井方式选择
完井方式选择 (1)油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小; (2)油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小; (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰; (4)应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产; (5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举 升和井下作业等条件; (6)稠油开采能达到注蒸汽热采的要求; (7)油田开发后期具备侧钻的条件; (8)施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 (1)套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。如图2-1所示。 套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。
(2)尾管射孔完井 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头,穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m.再对尾管注水泥固井，然后射孔。如图2-2所示。 尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固，因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外，这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本，目前较深的油、气井大多采用此方法完井。射孔完井对多数油藏都能适用，其具体的使用条件见表2-8. 2 裸眼完井方式 裸眼完井方式有两种完井工序: 一是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。如图2-3所示。 有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时， 也可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部分然后裸眼完井。必要时再射开其中的含油段，国外称为复合型完井方式。如图2-4所示。 裸眼完井的另一种工序是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者替入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。或者在套管下部安装套管外封隔器和注水接头，以承托环空的水泥浆防止其下沉，这种完井工序一般情况下不采用。见图2-5所示。 裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，
完井方法
完井方法及优选 完井作业是油气田开发工程的重要组成部分，与钻井作业一样，在完井作业过程中也会造成油气层污染。如处理不当，就会严重影响油气井的产量。因此，了解完井过程中油气层损害的特点、保护油气层的完井技术、选择最适合油层特点的完井方法十分重要。 1．目的意义 完井方法是指油气井筒与油气层的连通方式，以及为实现这种连通方式所采用的井身结构、井口装置及有关技术措施。 完井作业的任何一个环节，如钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化压裂等，都会引起不同程度的污染产层。一般产层污染有三种类型：（1）岩石孔隙通道被钻井液、固井液、修井液固体颗粒所堵塞； （2）进入地层的淡水引起黏土膨胀和分散； （3）渗进地层的液体形成乳化液。 这些污染造成产层渗透效率减低，油井产量下降。因此，选择合适的完井方法法，可减少对油气层的损害，提高油气产量，延长油气井寿命。 国内外对完井特别重视，进行了大量研究，美国油气井完井方法设计要要收集地质、工程、油层损害等方面的数据29项，用完井设计软件进行处理，选择出最优的完井方法。原苏联研制了完善井底结构的优化程序。把产层分为裂缝型、裂缝孔隙型、空隙裂缝型及孔隙型四类。按产层的厚度、岩石强度、渗透率、岩石颗粒的均匀性及压力梯度等数据优选出11种完井井底结构。 尽管完井方法很多，但住主要还是以射孔完井为主，约咱占90%以上。我国采用的完井方法也以固井射孔为主，个别地层采用裸眼完井，
少数热采井或出砂井采用砾石充填完井，也有的用永久完井、无油管或多管完井。 水平井完井除了采用裸眼完井、多级套管封隔器完井外，还采用了割缝衬管和绕丝筛管完井， 2．完井方法类型及特点 目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。 2．1．裸眼完井 所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。 其优点是： （1）减少油气层污染； （2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采； （3）一般不需要射孔，减少射孔污染； （4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井； （5）后期采用砾石充填可保持高产。 其缺点是： （1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； （2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； （3）无法进行选择性酸化压力； （4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； （5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 裸眼完井法的使用条件是： （1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层；
完井方法
完井方法 1、裸眼完井 裸眼完井是油气井套管下至到生产层顶部然后固井，生产层段完全裸露，油气流动效率高，一般分为先期裸眼完井、后期裸眼完井。 先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 先期裸眼完井示意图 1—表层套管2—生产套管3—水泥环 4—裸眼井壁5—油层 后期裸眼完井方式是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。
后期裸眼完井示意图 1－表层套管2－生产套管3－水泥环 4－套管外封隔器5－井眼6－油层 先期裸眼比后期裸完经优越在于： 排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；缩短了洗井液对对产层的浸泡时间，减少油气层污染；钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理；消除高压油气层对固井质量带来的影响。 优点： 1)油层完全裸露，整个油层段井径都可以开采； 2)成本预算低； 3)气井完善系数高； 4)储层不受水泥浆侵蚀伤害，减少油气层污染； 5)一般不需要射孔，减少射孔污染； 6)井眼容易再加深，并可转为衬管完井；后期采用砾石充填可保持高产。 缺点： 1)生产过程时容易产生井壁坍塌、堵塞、埋没或者部分埋没生产层； 2)气井后期的修井工作艰难； 3)不利于分层测试和开采；增产措施效率低长裸眼井段不利于实施分段酸 化、分段注水； 4)不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； 5)不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； 6)先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚， 7)打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； 8)后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 适应地质条件： 1)岩性坚硬、致密，井壁稳定不易坍塌的碳酸岩盐岩、砂岩储层； 2)单层开采的储层或岩性一致的多层储层； 3)无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层；
完井
完井方式文献调研 一、常用完井方式 （一）、射孔完井方式 1、套管射孔完井 套管射孔完井是钻至油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿至油层某一深度，建立起油流通道。 2、尾管射孔完井 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，再对尾管注水泥固井，然后射孔。 （二）、裸眼完井 先期裸眼完井：先下套管，后钻开油层。后期裸眼完井：先钻开油层，再将套管下至油层顶部。复合型完井方式：在产层段既有射孔完成，又有裸眼完成的井。 （三）、割缝衬管完井方式: 这种方法是将油层套管下到油气层顶部固井，然后钻开油气层。在油气层部位下入预先加工好的割缝套管或打孔套管，用衬管悬挂器将其悬挂在油层套管上，并将套管和衬管的环空密封起来。油气流经过割缝衬管的缝或打孔套管的孔进入井筒。 （四）、砾石充填完井方式 概念：是指将分选的砾石泵入（或其他方式）筛管与油层之间，以阻止油层砂流入井筒，达到保护井壁、防止砂入井之目的。 1、裸眼砾石充填充井方式 在地质条件允许使用裸眼而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井方式。其工序是钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1.5～2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果。一般砾石层的厚度不小于50mm。注意：其方式的施工作业程序：在油层顶界附近固井后－改用小一级的钻头钻穿油层－再更换扩张式钻头将油层扩大，便于充填砾石。 2、套管砾石充填完井方式 套管砾石充填的完井工序是：钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底部，注水泥固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔密（30～40孔／m），大孔径（20～25．4mm）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填人砾石，避免砾石和地层砂混合增大渗流阻力。砾石充填方式选择的定性原则：是既要能阻挡油层出砂，又要使砾石充填层具有较高的渗透性能。 二、完井方式的优缺点及适用条件 射孔完井方式优点:（1）选择性射开不同压力、物性油层，避免层间干扰；（2）避开夹层水、底水和气顶；（3）避开夹层坍塌；（4）可进行无油管或多油管完井；具备分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作业条件；（5）除裸眼完井外，比其他完井都经济。 射孔完井方式缺点：（1）油层受洗井液污染最严重；（2）油气流动通道受到限制，产量比裸眼井低。 射孔完井适用的条件：（1）有气顶、或有底水、或含水夹层、易跨塌层等复杂地层；（2）
两种不同完井方式的比较：裸眼洞穴完井与套管压裂完井
比较裸眼洞穴和套管水力压裂完井技术在新墨西哥州圣胡安盆地的应用 摘要 自从19世纪50年代圣胡安盆地第一口煤层气井钻井以来，完井技术有了大幅度的提升。最初的井都使用裸眼完井，然而除了分隔不同煤层外，井壁稳定性是另一个重要问题。套管完井后又进行了射孔和水力压裂措施。圣胡安地区大多采用煤层裸眼洞穴完井，但是最近裸眼完井重新在该地区应用起来。之后将裸眼段和未固井的预射孔套管连通。在圣胡安盆地由Blackwood&Nichol公司管理的布兰科东北部地区，套管压裂完井技术和裸眼洞穴完井技术都在使用。这为比较并最终决定采用哪项技提供了难得的机会。 简介 圣胡安盆地Fruitland层煤层气储量预计为50万亿立方英尺。开发这样的大气藏的前提条件是定位富集区的可靠技术和开采煤层的创新技术。煤储层是非均质的，即使同一区域的气藏地质条件也可能不同。储层参数如渗透率、压力、含水饱和度、含气量，地质参数如煤阶、厚度和天然裂缝决定了气藏的生产潜力。完井和采气技术影响气藏的产能和有效采收率。并列比较不同完井技术效果时，储层和地质参数的影响较完井技术本身要更大。 圣胡安盆地产出油气的历史已有65年之久，主要层位是Fruitland层以深的多个砂岩层。由于Fruitland浅层超压煤层可能引发井喷，造成在这些地区深部层位钻井有风险。讽刺的是，现在开发的大多煤层气藏正是以往打井时要避开的超压层。圣胡安盆地Fruitland层最早的煤层气井于37年前投入开发，即1952年。自那之后采用了多种多样的完井技术，然而还从未确定过某种技术为“最好的”。 1988年Blackwood&Nichol公司开展了一项关于煤层气井钻井的合作研究，具体层位位于新墨西哥州圣胡安盆地布兰科东北部地区的Fruitland层，本文报
钻井工程：第七章 固井与完井
第七章固井与完井 1．简述套管的的种类及其功用。 答： （1）表层套管，表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。 （2）中间套管，亦称技术套管。介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管，中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系戒易塌易漏等复杂地层。 （3）生产套管。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流到地面提供通道。 （4）钻井衬管，亦称钻井尾管。钻井衬管常在已下入一层中间套管后采用，即只要裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。 2．井身结构设计的原则是什么？08 答： 进行井身结构设计所遵循的原则主要有： （1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。 （2）应避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。（3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管外最薄弱的裸露地层。 （4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。 3．某井油层信于2600m，预测地层压力的当量钻井液密度为1.30g/cm3，钻至200 m下表层套管，液压实验测得套管鞋外地层破裂压力的当量钻井液密度为1.85 g/cm3，问不下技术套管是否可以顺利钻达油层？已知：S b=0.038 g/cm3, S k=0.05 g/cm3, S f=0.036 g/cm3, S g=0.04 g/cm3。 答： 4．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？ 答：套管柱设计包括套管的强度计算；有效外在计算；及套管柱强度设计。 套管柱设计原则： （1）应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要； （2）在承受外载时应有一定的储备能力； （3）经济性要好。 5．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？08 答：套管柱在井下可能受到的力包括： （1）轴向拉力：套管本身自重产生的轴向拉力、套管弯曲引起的附加应力、套管内注入水泥引起的套管柱附加应力及动载和泵压变化等引起的附加应力。
第一章完井设计
第一章完井设计 完井工作是海上油气田开发工作中的重要环节，油藏开发方案和采油工艺方案需要通过完井作业来实施。同时由于海上完井工作费用高，合理设计完井作业是降低油田开发投资和提高开发效果的途径。 完井设计是完井作业的基础，科学合理的优化设计是搞好完井工作的关键。本章就海上油气井完井的特点和完井不同阶段的完井要求、内容和标准，介绍海上油气井完井设计的基本方法及做法。 完井工作不是单一的作业技术而是一项综合技术和系统工程，由于海上完井工作受海上环境特点的影响，为了使开发井能适应相应的环境并满足开发方案及采油工艺的要求，需与其他相关工程如油藏、钻井、测井、试油、集输及海洋工程等互相配合、协调，以达最佳生产效果和经济效益。因此，完井设计需在油田总体开发方案基础上通过不同阶段来完成。 第一节海上油气田完井设计准备及资料收集由于完井方案与采油工艺方案有着直接联系，因此从油藏发现起就应作为采油工艺跟踪研究工作的一部份。跟踪研究应包括以下二个方面： 1．参与采油工艺前期研究的试验工作 （1）储层保护的研究 l）地层损害因素的分析研究（包括压井液、完井液的伤害等）； 2）储层敏感性评价实验（水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏）。（2）出砂的预测及防砂方法的研究 （3）流体组份和腐蚀性研究 （4）井筒流动能量及物性变化研究，防蜡剂、防水化物剂的研究（5）封堵，增产措施，储层改造等的研究 （6）采油工艺预研究 1）油套管尺寸及材质； 2）人工举升方式及参数； 3）注水方式及参数； 4）生产动态监测方案； 5）修井设备能力及措施方案。 （7）参与有关水下环境工程地质和井口方案的预研究 （8）有关水平并及多底井完井方案及工具的调查研究 2．编制完井设计前的资料收集 （1）完井设计所需油藏地质资料 1）油藏及构造资料； 2）油层及岩性资料（包括矿物成分、粒度分析及有关防砂分析资