完井基本知识介绍.

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1、完井基本知识介绍 王 鹏 2014.1 2 2 主要内容 完井方式 完井井口装置 完井管柱 完井作业施工程序 完井人员应具备的基本素质 3 3 一、完井方式 4 完井的定义 完井(Well Completion)，油气井的完成方式，即根 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的合理连通渠道或连通方式 。 一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层与 油气井井筒之间的合理连通渠道，也就是完井。 在井底建立的油气层与油气井井筒之间的连通渠道不同 ，也就构成了不同的完井方法。 5 1.1常规完井方式 射孔完井方式（perforating） 套管射孔完井 尾管射

2、孔完井 裸眼完井方式 (Open-hole) 先期裸眼完井 后期裸眼完井 割缝衬管完井方式(Slotted Liner) 砾石充填完井方式 (Gravel Packed) 裸眼砾石充填完井 套管砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管 常规完井方式分类 6 (1)射孔完井方法 射孔完井 射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的 套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间 的油气流通道的工艺。射孔是完井工艺的重要组成 部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发 生产成本等都有重大的影响。 7 (1)射孔完井方法 射孔完井 套管射孔完井：套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻穿 油层直至设计井深，然后下

3、油层套管至油层底部并注水 泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿 透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道。 尾管射孔完井：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。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。 水平井射孔完井：一般是技术套管下过直井段注水泥固 井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井。完井 尾管和技术套管宜重合100m左右。最后在水平井段射 孔。 8 直井套管射孔完井示意图 直井尾管射孔完井示意图 9 水平井射孔完井示意图 10 射孔工艺 一般根据油藏和

4、流体特性、地层损害状况、 套管程序和油田生产条件，选择恰当的射孔工艺。 1)电缆输送套管枪射孔工艺 2)过油管射孔 3)油管输送射孔 11 是在下入生产管柱前、用电缆 下入套管射孔枪，利用油气层顶 部套管短节或同位素接头进行校 深定位，电雷管引爆射孔枪。在 井筒液柱压力高于地层压力的条 件下射开油气层。 电缆射孔 射孔工艺 12 是在下完生产管柱，安装好井口采油树及生产系统 ，坐封好封隔器，在井口采油树上安装防喷管和电缆 密封装置，用电缆从油管内下入射孔枪对油气层进行 射孔。过油管射孔枪串由枪身、引爆点火头、接箍定 位仪和电缆接头组成。 过油管射孔 射孔工艺 13 用油管输送射孔枪到射孔层段

5、进行射孔。有棒击引爆、油管内 加压延时引爆、环空加压引爆、 电雷管引爆或钢丝作业震击引爆 等引爆方式。 油管传输射孔（TCP） 射孔工艺 14 9、选择合适 的射孔方 式和负压 值 钻杆 同位素接头 震击器 安全接头 封隔器 吸震器 释放接头 负压阀 点火头 射孔枪 钻杆 震击器 安全接头 压力传递管 射孔封隔器 压力传递接头 负压阀 不锈钢传递管 点火头 射孔枪总成 同位素接头 液 压 点 火机 械 点 火 15 1. 射孔方式 根据孔隙性油田对高孔密射孔的要求 ，以及定向井、射孔段长等特点，推 荐选择TCP射孔方式。 从安全环保考虑，使用隔板传爆技术 。 2. 射孔方法 为减小射孔孔道压实

6、程度和减少射孔 液侵入地层，推荐采用负压射孔方法 。（大压差负压炮眼清洗技术） TCP射孔+大压差负压炮眼清洗技术 16 高孔密大孔径深穿透射孔弹 17 射孔开始 18 射孔开始穿套管 19 射孔完成 20 (2) 裸眼完井方式 先期裸眼完井先期裸眼完井 油层套管 水泥环 表层套管 后期裸眼完井后期裸眼完井 优点：施工方便，成本低，流通面积大。优点：施工方便，成本低，流通面积大。 缺点；产层易坍塌，无法分层开采缺点；产层易坍塌，无法分层开采 适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。 Openhole completions 21 (3) 割缝衬管完井方式 S

7、lotted Liner CompletionSlotted Liner Completion 工序工序1 1：先钻至产层顶部：先钻至产层顶部 油层套管 水泥环 表层套管 割缝衬管 衬管悬挂器 工序工序2 2：直接钻开产层：直接钻开产层 套管外 封隔器 割缝衬管 目的：用于油气井防砂的完井方式；目的：用于油气井防砂的完井方式； 优点：施工较方便，易维修优点：施工较方便，易维修( (仅对工序仅对工序1)1)； 缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁 22 (4) 砾石充填完井方式 Gravel Packing Completions 裸眼砾石充填裸眼砾石充填 O

8、penhole Gravel PackingOpenhole Gravel Packing 油层套管 水泥环 表层套管 衬管悬挂器 割缝筛管 砾石充填层 管内砾石充填管内砾石充填 Inside-Casing Gravel PackingInside-Casing Gravel Packing 目的：主要用于疏松地层防砂目的：主要用于疏松地层防砂( (效果最好效果最好) )； 优点：裸眼砾石充填流动面积大优点：裸眼砾石充填流动面积大, , 两种完井两种完井 方法都有保护井壁和防砂的作用；方法都有保护井壁和防砂的作用； 缺点：施工工序复杂缺点：施工工序复杂, , 对裸眼砾石充填无法对裸眼砾石充填无

9、法 分层开采，但对管内砾石充填可以。分层开采，但对管内砾石充填可以。 绕丝筛管的优点 1. 缝隙宽度最小可达0.12mm, 适应范围大 2. 流通面积大,流动阻力小 3. 一般用不锈钢为原料,耐腐蚀强,寿命长,综合 经济效益高 23 裸眼完井方式 射孔完井方式 割缝衬管完井方式 管外封隔器(ECP)完井方式 砾石充填完井方式 裸眼砾石充填完井 套管砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管 水平井完井方法 24 水平井裸眼完井 Openhole completion 封隔器 优点：施工方便，成本低，流通面积大。优点：施工方便，成本低，流通面积大。 缺点；产层易坍塌，无法避免层间互窜。缺点；产层易坍塌，无

10、法避免层间互窜。 适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。 工序：技术套管下至预计的水平段顶部，注工序：技术套管下至预计的水平段顶部，注 水泥固井，然后用小钻头钻完水平段水泥固井，然后用小钻头钻完水平段 25 水平井割缝衬管完井 Horizontal Well Slotted Liner Completion 封隔器 悬挂器 扶正器 95/8套管 51/2套管 优点：施工较方便，成本相对较低，是目前优点：施工较方便，成本相对较低，是目前 水平井采用的最普遍的完井方法。水平井采用的最普遍的完井方法。 缺点：分层注采和分层酸化压裂措施困难。缺点：分层注采和分层酸

11、化压裂措施困难。 适用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。适用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。 工序：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠工序：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠 悬挂封隔器封隔管外环形空间。悬挂封隔器封隔管外环形空间。 26 管外封隔器完井 悬挂器 管外封隔器 95/8套管 51/2套管 割缝衬管 特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可 以按层段进行作业和注采控制以按层段进行作业和注采控制 Liner with external casing packers completion 27 27 二、完井井口装置 28 采油树及油管头 采油树是

12、阀门和配件的组成总成，用于油气井的流 体控制，并为生产管柱提供入口。它包括油管头上法兰 以上的所有设备。可以对采油树总成进行多种不同的组 合以满足任何一种特殊用途的需要。采油树按不同的作 用可分为采油（自喷、人工举升）、采气、注水、热采 、压裂、酸化等专用装置。并根据使用压力等级的不同 而形成系列。油管头安装于采油树和套管头之间，其上 法兰平面为计算油补距和井深数据的基准面。 29 30 油管四 通 套管头 采油树 地面安 全阀 31 三、完井管柱 32 完井管柱 下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产 是完井的最后一个环节。井的类型（采油井、采气 井、注水井、注蒸汽井、注气井）不一样，完井

13、管 柱也不一样。即使都为采油井，采油方式不同，完 井管柱也不同。目前的采油方式主要有自喷采油和 人工举升（有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举 ）采油。 33 1 、符合安全要求； 2 、满足正常生产工艺要求； 3 、满足生产测试和增产措施要求； 4 、结构简单，施工容易； 设计生产管柱的基本原则 34 自喷管柱 机采管柱 注水管柱 生产管柱类型 35 1、自喷管柱 36 安全阀控制管线 井下安全阀 生产油管 循环滑套 可取封隔器 NO-GO 导向器 套管 座落接头 油层 人工井底 安全阀控制管线 井下安全阀 生产油管 套管 循环滑套 固定封隔器 座落接头 导向器 油层 人工井底 直接可取式合采

14、管柱插入可取式合采管柱 插入定位密封 NO-GO 油层油层 37 安全阀控制管线 井下安全阀 分层封隔器 （单卡瓦） NO-GO 导向器 套管 座落接头 油层 人工井底 安全阀控制管线 井下安全阀 生产油管 套管 循环滑套 导向器 直接可取式分采管柱插入可取式分采管柱 定位密封总成 NO-GO 循环滑套 生产油管 防砂顶部封隔器 滑套或油嘴 生产筛管 分层密封 隔离封隔器 坐落接头 油 层 油 层 油 层 底部封隔器 油层 油层 滑套或油嘴 38 2、机采管柱 39 生产油管 抽油杆 套管 螺杆泵总成 扶正器 生产油管 套管 螺杆泵管柱射流泵管柱 封隔器 阀座总成 射流泵总成 动力液（环空）

15、混合液（油管） 地层液 限位器 尾管 油层 油层 井下安全阀 过电缆封隔器 安全阀 40 生产油管 电潜泵总成 9-5/8 “套管 电潜泵管柱 电潜泵总成 动力电缆 卸油阀 单流阀 生产油管 动力电缆 电潜泵 “Y“ 管柱 电缆穿透器 井下安全阀 过电缆封隔器 控制管线放气阀 “Y“ 接头 过电缆封隔器 电缆穿透器 井下安全阀 定位密封 生产滑套 防砂管 座落接头 NO-GO 7 ”套管 导向器 堵塞器座 带孔管 控制管线 放气阀 分层密封 41 合闸手柄 电控柜 电潜泵管柱工作示意图 生产油管 泵 油气分离器 电机保护器 电机 套管 至安全阀控制盘 安全 / 放气阀 放气阀 电缆封隔器 电缆

16、穿透器 动力电缆 环空内的天然气（待一定压力后放空） 卸油阀 单流阀 42 3、注水管柱 43 注水封隔器 套管 人工井底 注水管 套管 直接可取式合注管柱插入可取式合注管柱 定位密封总成 注水管 防砂封隔器 生产筛管 隔离封隔器 底部封隔器 导向器 注水层 注水层 注水层 注水层 注水层 注水层 44 分层注水封隔器 盲堵导向器 套管 人工井底 注水管 套管 盲堵导向器 直接可取式 偏心分注管柱 插入可取式 偏心分注管柱 定位密封接头 注水管 防砂封隔器 生产筛管 分层密封 隔离封隔器 底部封隔器 偏心注水工作筒 注水层 注水层 注水层 注水层 注水层 注水层 45 四、完井作业施工程序 46 用不同的清洗液清洗 人工井底 套管闸门 井内赃物 钻头 返出（赃）液 套管清洗示意图 为了最大限度的降低油气层的污 染，射孔前彻底清洗套管/钻杆，确 保最后清洗后的返出液在半小时内的 连续浊度值（NTU）30m 5）射孔校深（