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1、1 现代完井工程 油井完井方法 完井是整个钻井工艺过程中最后一道十分重要的工序概念 完井方式是指油层与井底的连通方式 井底结构及完井工艺 对于不同的地层性质 不同类型的井所采取的完井方式是不同的 不论采用哪种方式 都需要满足以下几个方面的要求 2 3 合理完井方式的要求 1 油气层与井底之间应具有最佳的连通条件 油气层受损害最小 2 油层与井筒之间应具有尽可能大的渗流面积 油气流入井筒阻力最小 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 能有效地防止出砂 防止井壁坍塌 确保油井长期生产 4 5 应具备实施选择性压裂酸化等增产措施 以及便于人工举升和井下修井等作业的条
2、件 6 稠油井能满足热采要求 7 在油田开发后期具备侧钻条件 8 施工工艺简便 先进 安全可靠 成本较低 5 完井方式 裸眼完井 射孔完井 割缝衬管完井 砾石充填完井等 1 裸眼完井不下套管柱支撑井壁 油气直接从地层经过井壁流入井内 裸眼完井方式有三种完井工序 先期和后期裸眼完井 复合型完井方法 6 1 先期 钻头钻至油层顶界附近后 下套管注水泥固井 水泥浆上返至预定的设计高度后 再从套管中下入直径较小的钻头 钻穿水泥塞 钻开油层至设计井深完井 如图 裸眼完井 7 2 后期 不更换钻头 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 如图 注 为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层
3、 通常在油层段垫砂或者替入低失水 高粘度的钻井液 以防止水泥浆下沉 8 复合型完井裸眼完井与射孔完井相结合的一种完井方式 主要针对有气顶或顶部有夹层水的适合裸眼完井的厚油层 过程 将套管下过油气界面 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 适用范围 适用范围小 仅能适用于油层坚硬不出砂 无气水夹层的单一油层或油层性质相同的多油层井 多用于碳酸盐岩 不适用于 中低渗透的砂岩油层 具有泥页岩夹层的砂岩油层 有油 气 水的井的油层都不适合裸眼完井 9 裸眼完井 10 最大优点 油层或气层直接与井眼相通 油或气流入井内的阻力小 最经济 主要缺点 井壁易跨塌和油层易出砂 不能分层开采
4、和分层进行油层改造 压裂 酸化 裸眼完井的优缺点 11 完井方式 2 射孔完井钻穿生产层 下套管至油气层底部后固井 射孔完井 分两种方式 套管射孔和尾管射孔 12 1 套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直到设计井深 然后下油层套管至油层底部注水泥固井 然后下入专用射孔器对准欲打开的油气层部位射孔 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 射孔完井 优点 1 将生产的油层射开 其余的层段全是封隔的 各层间的油 气 水不会相互串通 2 有利于分层开采 分层采取措施和便于分层管理3 有利于防止井壁坍塌 4 便于选择出油层位 适应性强 缺点 1 出油面积小 完善程度较差
5、油气流入井内的阻力相对较大 2 对井深和射孔深度要求严格 3 固井质量要求高 水泥浆可能损害油气层 4 不能阻止地层砂进入井 13 射孔完井 14 2 尾管射孔完井 在钻头钻至油层顶界后 下技术 油层 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 如图 射孔完井 优点 1 尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被套管封固 因此 可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力 欠平衡压力的方法钻开油层 有利于保护油层 减少对油层的损害 2 可以减少套管的质量 重量或说是用量 和水泥的质量
6、重量或可说是用量 从而降低成本3 适用较深的油井 砂岩油层或碳酸盐岩油层 15 尾管射孔完井 16 单管和多管射孔完井法单管 特点一口井内下一根油管 一次开采一层或性能和压力相近的多层油气层 射孔完井 17 多管 也称多层完井法或平行管多层完井法 系在油层套管内下入两根以上油管柱 以便同时分别开采压力 性质不同的几个油层或气层 射孔完井 18 射孔完井的优缺点 优点 1 能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层 2 能够分隔不同压力和不同性质的油气层 3 可进行无油管完井和多管完井 4 除裸眼完井法外 它是最经济的 缺点 1 钻井和固井时对油气层的损害较为严重 2 油气层与井底连通面积小 油气层流
7、入井阻力较大 19 3 割缝衬管完井钻头钻开油气层后 在油气层部位下入带缝眼的衬管完井 分两种完井工序 20 1 套管下部直接接衬管 用同一尺寸钻头钻穿油层后 套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 如图示 21 2 悬挂衬管 钻头钻至油层顶界后 先下套管注水泥固井 再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深 然后在油层部位下入预先割缝的衬管 如图 按衬管类型分类 1 圆形衬管 圆孔衬管 优点 通过油气流的能力强缺点 防砂能力较差2 梯形衬管 割缝衬管 优点 只允许一定数量和大小的砂流入井内 较大的砂粒可形成砂拱砂拱不仅对油气流的阻力
8、小 而且可以起到防砂的目的 缺点 容易被泥质颗粒堵塞而使油气流入井内的阻力变大 22 优点 1 油层渗流面积较大 油流入井阻力较小 2 有利于防止井壁坍塌3 在一定程度上能防止油层出砂4 完井工艺简单 操作方便 成本低5 和尾管射孔完井方式一样 油层不会遭受固井水泥浆的损害 可以保护油层 6 当割缝衬管发生磨损或失效时 可以起出修理或更换 缺点 不能进行分层开采改造适用范围 出砂不严重的中 粗砂油层中不乏使用 特别是在水平井中使用较普通 23 衬管完井的优缺点及适用范围 24 4 砾石充填完井 胶结疏松 出砂严重的地层 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
9、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 防止砂流入井内 砾石填充完井一般使用不锈钢绕丝筛管而不使用割缝衬管 其原因是1 网更细2 阻力更小 且有 自洁作用 3 原料为不锈钢 更耐用 A 裸眼砾石充填完井法 在钻头钻至油层顶界以上约3米后 下油层套管注水泥固井 水泥浆上返至设计高度后 从油层套管中下入直径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油层套管外径的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 25 4 砾石充填完井 B 套管砾石充填完井法 钻头钻穿油
10、层至设计井深后 下套管至油层底部 注水泥固井 然后对油层部位射孔 要求采用高孔密 大孔径射孔 以增加充填流通面积 有时还把套管外的油层砂冲掉 以便向射孔外的周围油层填入砾石 避免砾石和油层砂混合增大渗流阻力 26 4 砾石充填完井 C 预充填砾石绕丝筛管 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 将此筛管下入井内 对准出砂油层进行防砂 27 4 砾石充填完井 优点 1 油流入井阻力较小2 有利于防止井壁坍塌3 防止油层出砂缺点 1 不能进行分层开采和分层改造2 施工复杂适用于 胶结疏松的砂岩油层 28 4 砾石充填完井的优缺点 29 各种完井方法适用的
11、地质条件 由前分析可见 各种完井方法都有其优点与不足 受到油气层地质条件的限制 因此 确定油气井的完井方法时 应根据油藏岩石是否坚固 多油层的压力和性质是否一致 以及是否有夹层水 底水 边水 气顶等 选择适当的完井方法 归结起来 各种完井方法适应的地质条件如下 30 裸眼完井适应的地质条件1 岩石坚硬致密 井壁稳定不坍塌的储层 2 不要求层段分隔的储层 3 天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩 4 短或极短曲率半径的水平井 31 割缝衬管完井适应的地质条件1 井壁不稳定 有可能发生井眼坍塌的储层 2 不要求层段分隔的储层 3 天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层 32 射孔完井适应的地质条件1 要求实施高度层段分隔的注水开发储层 2 要求实施水力压裂作业的储层 3 裂缝性砂岩储层 33 裸眼预充填砾石筛管完井适应的地质条件1 岩性胶结疏松 出砂严重的中 粗 细粒砂岩储层 2 不要求分隔层段的储层 3 热采稠油油藏 34 套管预充填砾石筛管完井适应的地质条件1 岩性胶结疏松 出砂严重的中 粗 细粒砂岩储层 2 裂缝性砂岩储层 3 热采稠油油藏 35 谢谢
