完井的原则与完井方式选择

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1、完井的原则 与方式选择,1,主要内容,完井方式,完井方式的选择,完井方式的原则,1,2,3,2,回 顾,完井的原则,3,完井的原则,1、对完井的要求 （1）最大限度保护储集层，防止对储层伤害 （2）减小油气流入井筒内的流动阻力 （3）有效封隔油气水层，防止各层间干扰 （4）克服井塌或出砂，保障长期稳产，延长寿命 （5）可以实施注水、压裂、酸化等增产措施 （6）工艺简单、成本低,2、完井设计的内容：,4,完井的原则,(1)、根据储集层的特点，提出井底结构的类型； (2)、提出完井段的井眼尺寸，如井径、打开储集层的长度、口袋的长度等； (3)、完井管柱的设计，有油层套管的直径、下入深度、水泥浆的返

2、高；油层套管的射孔的参数；筛管和衬管的有关尺寸等； (4)、完井液的设计，提出完井液的类型、参数、使用及调整方法等。,完井井底结构 根据储层条件，完井的井底结构可分为四类： 1）封闭式井底钻开后下油套或尾管固井，射孔； 2）敞开式井底钻开后产层裸露，或下筛管不固井； 3）混合式井底产层下部裸露，上部套管固井射孔； 4）防砂完井砾石充填，筛管。,5,完井的原则,6,完井的原则,射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、砾石充填完井等。,7,完井方式,1、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。,工艺步骤： 钻穿油层至设计井深，下油层套管至油层底部注水泥固

3、井，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。,(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，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。,8,完井方式,(2)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。如图。,9,完井方式,单管和多管射孔完井法 单管：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。,10,完井方式

4、,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。,封隔器射孔完井法 是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位，下入井内，使它正对生产层。 优点： (1) 支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵入危害； (2) 封隔器封闭了油气层，减少了水泥浆的气侵，有利于提高固井质量； (3) 能在产层附近形成良好的密封； (4) 可减少油气窜通。,11,完井方式,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。

5、 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、油气层流入井阻力较大。,12,完井方式,射孔完井的优缺点,2、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。 裸眼完井方式有两种完井工序：,13,完井方式,先期裸眼完井,后期裸眼完井,(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。,14,完井方式,一般结构距产层20m左右。,(2)后期：钻头直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界限近，注水泥固井。如图。,15,完井方式,复合型完

6、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。,16,完井方式,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；不能分层开采和分层进行油层改造(压裂、酸化)。,17,完井方式,裸眼完井的优缺点,裸眼完井适用范围： 孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型或孔隙裂缝型坚固的均质储集层使用。 井内只有单一储集层，不需分层开采，不含水含气夹层的井。,3. 防砂完井法,18,完井方式,为什么会出砂?,油层出砂引起地层坍塌示意图,(a)地层压力处于平衡状态。 (b)开采后地层压力减小，上覆地层压力下传，破坏骨架

7、砂粒胶结，产层出砂，打破了地层压力的平衡状态。 (c)产层进一步出砂，上覆地层下沉，套管变形。 (d)上覆地层严重下沉而挤毁套管，油井报废。,1、油层出砂引起地层坍塌,易出砂的油层岩石以“接触胶结”方式为主，胶结数量少，胶结物中含有粘土。这种产层的孔隙度大，渗透率高。 在其它条件相同时，渗透率愈高，砂岩强度愈低，愈容易出砂。 原油粘度高、密度大的油层容易出砂。因原油流动阻力大，携砂能力强。,19,完井方式,2、易出砂地层的胶结方式,20,完井方式,3.1 裸眼砾石充填完井 钻开产层之前下套管固井，钻开产层并在产层段扩眼，下筛管，井眼与筛管间环空充填砾石。 砾石和筛管对地层的出砂起阻挡作用。,3

8、.2 套管砾石充填完井,21,完井方式,在套管射孔完井的出砂井段下筛管，筛管和油层套管之间环空中充填砾石。 砾石直径：68倍砂粒中径 砾层厚度： 8倍砾石直径 裸眼砾石充填砾层厚30mm 套管砾石充填砾层厚15mm,3.3 人工井壁完井： 渗透性可凝固材料注入出砂层，人工井壁阻挡沙砾。 渗透性固井射孔完井法： 渗透性良好材料注入套管和地层之间，小功率射孔弹射开套管但不破坏注入的渗透层。 渗透性衬管完井法： 在衬管与裸眼之间注入渗透性材料 渗透性人工井壁完井法： 裸眼井段注入渗透性材料形成人工井壁。,22,完井方式,3.4 预充填砾石绕丝筛管完井 在地面将符合油层性质 的砾石充填在内外双层绕 丝

9、筛管的环形空间内制成 防砂管，下入井中油层部 位防砂。它不能像砾石充 填那样能阻挡地层砂进入 井筒，只能阻挡地层砂不 进入油管。,23,完井方式,4. 复合完井法 有的厚油层适于裸眼完成，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可将技术套管下过油气界面，封隔油层上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。,24,完井方式,水平井完井,25,完井方式,26,完井方式,水平井裸眼完井 技术套管下至预计水平段顶部，注水泥固井封隔，然后换小一级钻头钻水平井段至设计长度完井。 主要用于碳酸盐岩等坚硬不坍塌地层，特别是有一些垂直裂缝的地层。,27,完井方式,水平井割缝衬管完井,割缝衬管悬挂在技术套管上，靠悬挂

10、封隔器封隔管外环形空间，扶正器保证割缝衬管居中。 有助于裸眼完井防塌，方法简单。,28,完井方式,水平井射孔完井,技术套管下过直井段，注水泥封固； 水平段下尾管，注水泥封固，尾管靠悬挂器挂技术套管内，然后尾管水平段射孔。 可分层酸化、压裂及分层注水，稀油、稠油均可使用。,29,完井方式,水平井砾石充填完井,水平井防砂多采用预充填砾石筛管、金属纤维完井。 裸眼水平井预充填绕丝筛管完井，结构同直井，使用时要加扶正器； 套管射孔水平井预充填砾石绕丝筛管完井。,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

11、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,完井方法选择,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,完井方法选择,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,完井方法选择,带管外封隔器的割缝衬管完井适应的地质条件 1）要求不用注水泥实施层段分隔的注水开发储层； 2）要求实施层段分隔，但不要求水力

12、压裂的储层； 3）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层； 4）天然裂缝性或横向非均质的碳酸盐岩或硬质砂岩储层。,33,完井方法选择,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。,34,完井方法选择,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。,35,完井方法选择,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。,36,完井方法选择,完井方法的选择原

13、则 油气井是连通油气藏的唯一通道，每口油气井的完井设计必须以获得最大的综合利润为前提。选择完井方法所要考虑的问题相当广泛，但可找出其中的主要因素。 这些因素有： (1)储集层的类型：例如孔隙性、裂缝性或复合型、孔隙裂缝或裂缝孔隙。,37,完井方法选择,(2)储集层的均质程度：均质产层是指在整个产层厚度内渗透率等岩性相同，没有含水及易坍塌夹层，没有被分隔为许多压力不同的油气层的单一产层，或者即使被分隔成为许多层但各分层的压力相近。非均质产层是指存在压力、岩性各不相同的若干小分层之间的层间干扰或存在含水夹层、易坍塌粘土夹层等。,38,完井方法选择,(3)产层岩石的稳定性。 (4)产层附近有无底水或

14、气顶。 (5)产层的渗透性等。,39,完井方法选择,40,适应各种地质特征和工程要求的完井方法,完井方法选择,由上表可见，综合上述因素可以确定完井方法： (1)均质、不准备进行选择性作业（采油、压裂、酸化、注水等）、岩石坚固的产层可以选用裸眼完井； (2)均质、不准备进行选择性作业、岩石不坚固的产层应该选用衬管或砾石充填等能够防砂的完井结构；,41,完井方法选择,(3)均质、不准备进行选择性作业、岩石坚固的产层，若产层附近有气顶或其它高压层时，则可采用复合的完井结构（上部射孔、下部裸眼）； (4)坚固但非均质的产层，应该采用套管封闭射孔完井结构； (5)非均质、准备进行选择性作业的产层，经常根据产层的渗透率选择完井结构（低渗透采用常规射孔，高渗透采用套管砾石充填射孔）。,42,完井方法选择,43,井口装置,