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1、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
2、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
3、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料） ；3）储层流体资料。（2）完井设计所需油藏开发资料1）有关油藏开发方案资料；2）单井配产方案资料（包括注采方式及分层的产量、压力、生产曲线等与采油工艺有关资料） ；3）单井射孔方案（分层系方案） ；4）注水方案。（3）完井工程所需试油测井资料1）钻杆测试及钻杆延长测
4、试资料； 2）测井资料。4）完井工程所需的环境及海上工程资料1）海洋环境及气象资料，水下环境及工程地质资料；2）井口区及导管架资料（包括承载能力、钻机、修井机等） ；3）作业甲板及相关设施资料（包括作业区面积、水、电、压缩空气、油料蒸气的供给等） ；4）完井作业进度与海上工程作业关系。（5）完井工程所需的钻井工程资料1）已完钻各类开发井的钻井资料（包括探井、评价井转为开发井） ；2）未钻各类开发井的钻井方案；3）探井、评价井的有关资料；4）邻井完井特殊作业提示。（6）收集完井设计遵循的各种标准上述资料数据除少数资料可以在施工设计阶段收集外，大部分都应在方案设计及分类设计阶段收集。第二节 海上油
5、气田完井设计遵循的标准及原则一、完井设计遵循的标准1遵循的国家标准（安全作业标准及许可要求）由中国海洋石油作业安全办公室颁发的下列有关规则和要求：1）海洋石油作业安全管理规定；2）海上移动式钻井船（平台）作业许可办法；3）海洋石油作业井控要求；4）海洋石油作业硫化氢防护安全要求；5）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施一般安全管理规则；6）海洋石油作业放射性及爆炸性物质安全管理规则；7）海洋石油作业守护船安全管理规则；8）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施电气安全管理规则；9）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施的经理及特种作业人员的资格要求。2参考的国际标准（设备、器材及设计作法）l） A
6、PI RP 14B“井下安全阀系统的设计安装修理和操作推荐作法” ；2） AP1 SPEC 5CT“套管和油管规范” ；3） API RP 16E“井控设备控制系统设计的推荐作法” ；4） API RP 17C“过出油管系统的推荐作法” ；5） AP1 SPEC 8A.C“钻井和开采提升设备规范” ；6） API RP 43“油气井射孔器评价的推荐作法” ；7） API RP 54“油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法” ；8） AP1 SPEC 10A“油井水泥规范” ；9） AP1 SPEC 6D“管线阀门（闸阀。旋塞阀、球阀和止回阀）规范” ；10） API 4F“钻井修井设备结构”
7、。3参考的行业标准（器材及设计、操作标准）1） SY5274 一 91 树脂涂层砂；2） SY5276 一 91 化学防砂人工岩心抗折、抗压强度及渗透率测定方法；3） SY5337 一 88 砾石充填工具；4） SY5338 一 88 酚醛树脂加固井壁防砂推荐作法； 5） SY5339 一 88 酚醛树脂人工井壁防砂推荐作法；6） SY5340 一 88 油井套管内绕丝筛管砾石充填工艺推荐作法；7） SY5352 一 89 可钻式桥塞；8） SY5404 一 91 分层注水作业方法；9） SYT5587（1 一 18）一 93 可钻式桥塞钻铣作业规程；10） SYT5625 一 93 静液压封
8、隔器。4遵守的环保法律及规定（1）环境保护法律l）中华人民共和国环境保护法；2）中华人民共和国海洋环境保护法。（2）环境保护行政法规、法规性文件1）中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例；2）中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例；3）中华人民共和国海洋倾废管理条例；4）放射性同位素与射线装置放射保护条例。(3）环境保护部门规章、规范性文件l）中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护条例实施办法；2）海洋石油勘探开发溢油应急计划编报和审批程序；3）海洋石油勘探开发化学消油剂使用规定；4）关于渤海区海洋石油勘探开发环境保护管理有关问题的通知；5）中华人民共和国海洋倾废管理条例实施办法。（4
9、）海洋石油工业环境保护规章规范性文件1）海洋石油工业环境保护管理规定；2）海洋油（气）田开发工程项目环境保护管理暂行规定。（5）相关法律法规中华人民共和国渔业法。二、完井设计遵循的原则1满足开发、采油工程方案要求（1）满足开发方案的要求1）满足开发方案中各类井开采方式的要求；2）满足开发方案中各类井开采层位、井别变更的要求；3）满足开发方案中各类井动态监测要求。（2）满足采油工程方案要求1）采油工程的自喷、人工举升、注水、测试、增产和增注措施、防砂、清防蜡、防垢、防腐、防水化物，修井及三次采油等工艺的要求；2）与井口地面生产工艺流程相协调。2与钻井、海洋工程方案的协调、配合（1）与钻井方案配合
10、、协调的内容对钻井工程提出的配合、协调要求，包括对生产套管、固井质量、井眼轨迹、井身结构、钻开油层的保护措施及井口装置。（2）对海洋工程需要配合、协调的内容1）水下井口完井时井口装置的协调配合；2）导管架完井时与钻井平台的协调配合；3）生产平台完井作业对平台修井机、场地和吊机能力及完井和采油工艺所需水、电、油、气的协调供给。3满足作业安全、高效及环保要求的原则4符合油层保护及改造措施的要求1）完井设计应严格执行保护油层的原则，做到完井施工液体对产层尽量减少伤害，对油藏流体能配伍，不产生沉淀、结垢、乳化及其他有害反应，若避免不了时就应采取有效措施对产层进行保护；2）根据油藏及采油工艺方案要求，完
11、井设计的井口装置、井下管柱都应满足今后必要的各种措施作业的需要。5尽量减少投产后补救性的井下作业及措施工作量这对没有修井设备的平台需要动用修井船和钻井船来进行井下作业的海上平台尤为重要。第三节 完井设计的基本方法一、完井方式的选择 1完井方式的分类 按完井方式可分为裸眼完井和套管完井方式两大类。合采裸眼完井 水平井及分枝多底井 分采完井 完井方式 套管完井 水平井及分枝多井完井防砂完井热采 混合方式完井 2完井方式选择的因素1）产层和夹层岩石的岩性和强度。裸眼完井适用于产层和夹层岩石较硬且不易破碎的情况，如石灰岩、白云岩和花岗岩等缝洞型油藏或胶结坚固的砂岩中选用；否则，应采用套管完井方式，而且
12、产层出砂就得研究防砂完井。2）储层产能、水动力系统、岩层物性及流体性质等因素。3）平台及环境条件，如平台的面积、流程处理能力、电源、气源等因素。4）生产过程中各项工艺措施的要求。对所选定的完井方式应能满足正常生产过程中诸如生产测井、增产措施、生产层位调整（卡封堵层、分采改为合采或合采改为分采等）的要求。5）特殊完井的需要。对水平井、多底井及超大位移井等，需研究特殊完井方式。6）经济因素。二、防砂工艺的设计这里仅叙述海上油气田的滤砂管防砂、管内砾石充填防砂工艺的设计内容，更详细的叙述请参阅第九章有关部分。1滤砂管防砂的设计1）滤砂管结构、技术参数、材质、强度等要求；2）滤砂管防砂的管柱结构及配套
13、的井下工具要求； 3）施工程序及工艺技术要求。2砾石充填防砂工艺设计1）砾石的尺寸及质量要求；2）充填方法（如水充填、凝胶充填、振动充填等）的选择；3）地层预处理内容及要求；4）射孔要求；5）管住结构设计及主要工具、配套工具结构及技术要求；6）完井液、处理液、携砂液的配方、性能及技术要求；7）施工程序及工艺要求；8）施工参数；9）施工设备及工具。三、射孔工艺的设计根据地层特性、开发方案要求、完井方式等因素，选择射孔方式及射孔参数。1射孔方法选择2射孔枪、射孔弹类型及射孔方式（电缆、油管输送）的选择 3射孔参数（孔密、孔深、相位）的选择4TCP 射孔管柱结构的设计及施工步骤、工艺要求5射孔液的要
14、求（此内容也可放在完井液部分）四、采油工艺的设计1油管选择2采油、气方式选择3人工举升设备和工具选择4注水方式选择和测试工艺五、井下管柱的设计1油、套管的选择 2生产管柱功能的设计及井下工具的选择（1）管柱功能类型的确定根据特定条件选定具体完井方式后也就决定了井下管柱应具备的功能。井下管柱的各种功能是通过各种井下工具的组合来实现的。1）井下工具的分类。根据使用目的不同，井下工具分为：测试工具；循环压井工具；分层封隔工具； 流量控制工具；安全防喷工具；注化学药剂工具；人工举升配套工具；注水工具；调节管柱受力的工具及防砂专用工具；其它配套工具。详细请参见第四章。2）对所选井下工具的要求。强度及压力
15、等级。 根据压力等级和压差要求进行工具的选择。或对工具的薄弱部份进行强度核算。工具开关动作。对工具的开关动作及配套工具进行选择，以符合下井管柱的动作。工具尺寸。对工具的内通径、外径进行选择，落实内通径和其它工具内通径的配合，外径适合井下套管的直径，工具的外形（有导向斜面和台阶等）在斜井中能畅通元阻。螺纹类型。工具连接螺纹和上下接头螺纹相符，同时，所选的螺纹符合油气井条件的（如密封性和承受拉力等）要求。工具材质及密封件材质的选择。应根据流体成分、腐蚀性流体类别、含量及油气井温度、压力等条件进行选择。3尺寸、动作、强度的校核在选择井下工具后，对工具的尺寸、使用、操作动作、强度都应作核实。（1）尺寸的核实1）内通径的核实。内通径的核实必须遵循上大下小的原则和相邻两级的通径差一般最小需大于24mm。需下到生产管柱底部的工具必须能通过其上部的所有工具。2）外径的核实。以工具最大投影外径加管住组合时所安装绑扎
