完井工程

完井工程WellCompletion目录完井管柱现场实践-碎屑岩油藏完井完井工程概述完井方式完井技术特殊完井技术现场实践-碳酸盐岩储层完井方式研究完井工程概述定义内容系统设计完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程完井采油钻井•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。完井工程概述-定义岩心分析及敏感性评价钻开油层的钻井液完井方式及方法油管及生产套管尺寸的确定生产套管设计注水泥设计固井质量评价射孔及完井液选择完井的试井评价完井生产管柱投产措施完井工程概述-内容√√√√√√完井工程概述-系统设计程序采油工程方案油田开发方案预探井及评价井测井取心DST试油岩心分析敏感性评价节点分析常规分析薄片鉴定X射线衍射电镜扫描水敏酸敏速敏盐敏碱敏射孔敏感性油管尺寸敏感性从油管尺寸去确定生产套管尺寸生产套管设计完井方式及方法选择射孔及射孔液设计井口及完井管柱设计固井设计及其评估完井的试井评价投产措施设计完井投产完井方式选择包含两个内容：完井方式选择方法射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式砾石充填完井方式完井方式选择-直、斜井完井方式射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式砾石充填完井方式完井方式选择-直、斜井完井方式射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式砾石充填完井方式完井方式选择-直、斜井完井方式射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式砾石充填完井方式完井方式选择-直、斜井完井方式水平井完井与直井相比较，水平井完井应当多考虑：井眼弯曲程度对管柱的影响水平井段长度对井眼稳定性的影响水平井完井方法1.选择性完井2.非选择性完井主要是用水泥封固油层的完井，可在封固后选择性地射开某些层段主要是裸眼及其变种的完井方式射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式ECP割缝衬管完井砾石充填完井方式完井方式选择-水平井完井方式对地层封隔良好能采取各种增产措施能选择性射开需要的层段在中、短半径的水平井中应用受限制射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式ECP割缝衬管完井砾石充填完井方式完井方式选择-水平井完井方式井的完善系数高产量高污染易消除岩石强度不高时，生产中会有井壁坍塌射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式ECP割缝衬管完井砾石充填完井方式完井方式选择-水平井完井方式能应用于各种半径水平井能对弱产层起支撑作用不能实施层段分隔无法进行选择性增产作业射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式ECP割缝衬管完井砾石充填完井方式完井方式选择-水平井完井方式可实施层段封隔可进行选择性增产增注作业封隔层段的有效程度取决于水平井眼的规则程度、封隔器坐封和密封件的耐温耐压等因素射孔完井方式裸眼完井方式割缝衬管完井方式ECP割缝衬管完井砾石充填完井方式完井方式选择-水平井完井方式完井方式选择-考虑因素完井方式选择需考虑的因素油藏地质及油藏工程条件采油工程技术措施要求块状油层薄互油层多套油层古潜山油藏气顶、底水油层层间渗透率差异大层间压力差异大裂缝性地层高倾角地层分层注水增产措施人工举升防砂调整井腐蚀流体定向井水平井砂岩单一油气层多油气层层间差异小层间差异大原油性质原油性质套管砾石充填完井、热采稠油稀油套管射孔完井，分层开采或双油管完井。也可按不同层系开发，每套层系按单一油气层的流程选择最合适的完井方式稠油稀油有底水时，采用不小于7in套管射孔砾石充填完成。无底水时，采用裸眼砾石充填完成或金属纤维筛管、多孔金属粉末防砂筛管、绕丝筛管，热采胶结牢固胶结疏松无气顶、底水时，采用裸眼砾石充填完成或衬管完井，绕丝筛管、金属纤维筛管完井。其它情况选择套管砾石充填（或管内下绕丝筛管、金属纤维筛管、多孔金属粉末防砂筛管）完井或管外化学防砂转下页完井方式选择-砂岩油气藏低压高渗或高压高渗有气顶无气顶无底水有底水无底水有底水裸眼完井或衬管完井或射开产层全段的射孔完井钻至油水界面之上的衬管完井或射开产层上部的射孔完井套管下过气顶钻的衬管完井或射开产层下部的射孔完井套管下过气顶钻至油水界面之上的衬管完井或射开产层中部的射孔完井低压低渗或高压低渗有气顶无气顶无底水有底水无底水有底水射开产层全段的射孔完井射开产层上部2/3层段的射孔完井射开产层底部2/3层段的射孔完井射开产层中部1/3层段的射孔完井胶结牢固接上页完井方式选择-砂岩油气藏裂缝型油气藏有气顶无气顶无底水有底水无底水有底水射开产层全段的射孔完井或裸眼完井射开产层上部2/3层段的射孔完井或钻至油水界面之上的裸眼完井射开产层底部2/3层段的射孔完井或套管下过气顶裸眼完井射开产层中部1/3层段的射孔完井或套管下过气顶钻至油水界面之上的裸眼完井孔隙型油气藏有气顶无气顶无底水有底水无底水有底水射开产层全段的射孔完井射开产层上部2/3层段的射孔完井射开产层底部1/3层段的射孔完井射开产层中部1/3层段的射孔完井碳酸盐岩完井方式选择-碳酸盐岩油气藏变质岩、喷发岩、火山岩有气顶有底水有气顶无底水无气顶有底水无气顶无底水套管射孔完井，射开产层中部。或技术套管下过气顶钻至油水界面以上的裸眼或衬管完井套管射孔完井，射开产层下部。或技术套管下过气顶的裸眼或衬管完井套管射孔完井，射开产层上部。或钻至油水界面以上的裸眼或衬管完井套管射孔完井，射开全井段。或裸眼完井完井方式选择-火成岩、变质岩油气藏完井技术完井液和射孔液生产套管设计射孔完井技术-完井液和射孔液完井液体系屏蔽暂堵技术射孔液体系及应用完井液体系完井液--钻开油气层的钻井液完井技术-完井液和射孔液基本要求：保持完井液与地层的相容性控制完井液中固相含量及其级配防止完井液对钻具及套管的腐蚀对环境无污染或污染可消除性能体系稳定，保证井下安全成本低，应用工艺简单功能：保护油气层保证井下安全保证钻井工作顺利进行完井液体系完井液体系气基类水基类油基类空气、雾、泡沫、充气无固相清洁盐水无粘土有固相改型钻井液油基钻井液油包水钻井液完井技术-完井液和射孔液屏蔽暂堵技术利用封堵粒子在井壁周围快速形成渗透率为0的屏蔽环阻挡钻井液中的固液相进一步侵入油层最后利用射孔将屏蔽环射开井筒完井技术-完井液和射孔液屏蔽暂堵技术特点适用面广，成本低，工艺简单将正压差这个不利条件转化为有利条件反排时油层渗透率的恢复值高消除了固井时水泥浆的伤害完井技术-完井液和射孔液射孔液射孔液--射孔施工过程中的工作液要求保证与油层岩石和流体配伍防止射孔过程对油层的进一步伤害满足射孔施工工艺要求成本低，配置方便完井技术-完井液和射孔液射孔液体系无固相清洁盐水射孔液聚合物射孔液油基射孔液酸基射孔液乳化液射孔液完井技术-完井液和射孔液基本依据安全准则抗拉设计抗挤设计抗内压设计完井要求抗腐蚀要求完井技术-生产套管设计生产套管设计步骤1.根据腐蚀环境选钢种2.根据密封要求和载荷选螺纹3.根据应力做强度设计选钢级和壁厚完井技术-生产套管设计复杂类型井-高温高压井特殊套管螺纹高温对套管强度的影响抗内压完井技术-生产套管设计复杂类型井-酸性气体井选用抗腐蚀套管钢种接箍与螺纹应选用金属端面密封下套管时应注意涂特殊螺纹密封脂生产时油管底部下永久封隔器油管与套管环空应定期注缓蚀剂套管载荷应考虑热应力及热应力循环套管螺纹采用多级密封或端面密封完井技术-生产套管设计复杂类型井-注蒸汽热采井复杂类型井-盐岩层井采用双轴应力方法进行强度设计盐岩层段选用高抗挤强度套管对盐岩层段实行双层套管水泥环封固采用金属密封螺纹完井管柱油管及生产套管的选定投产措施及完井管柱油气井井口装置根据油层能量大小考虑采油工程要求确定不同采油方式下合理油管尺寸选定可能的最小套管尺寸完井管柱--油管及生产套管的选定天然气井油套管尺寸天然气井油、套管尺寸=max{T1，T2，T3}式中：T1——从生产优化目的出发的油套管尺寸T2——满足增产措施要求的油套管尺寸T3——其它特殊工艺要求的油套管尺寸完井管柱--油管及生产套管的选定采油井油套管尺寸常规采油井油、套管尺寸=max{t1，t2，t3，t4}式中：t1——自喷阶段从生产优化目的出发的油套管尺寸t2——所选人工举升方式下所获得的油套管尺寸t3——满足增产措施要求的油套管尺寸t4——其它特殊工艺要求的油套管尺寸完井管柱--油管及生产套管的选定采油井油套管尺寸稠油开采井油、套管尺寸=max{Tt1，Tt2，Tt3}式中：Tt1——所选人工举升方式下所获得的油套管尺寸Tt2——满足稠油开采方式下所获得的油套管尺寸Tt3——其它特殊工艺要求的油套管尺寸完井管柱--油管及生产套管的选定低渗储层的投产措施水力压裂投产措施酸压裂作业技术高能气体压裂投产措施完井管柱--投产措施稠油、高凝油的投产措施稠油——热力开采高凝油——水力活塞泵电加热杆自控加热电缆自喷井全井合采完井管柱完井管柱--油井完井管柱自喷井分层采油管柱双管分采管柱示意图完井管柱--油井完井管柱深井不压井作业管柱有杆泵标准井下管柱示意图有杆泵深抽井下管柱示意图完井管柱--油井完井管柱有杆泵生产管柱完井管柱--油井完井管柱全井段合采单管柱示意图完井管柱--油井完井管柱单层段分采管柱结构示意图完井管柱--油井完井管柱注气井完井管柱示意图完井管柱--油井完井管柱定向井抽油管柱示意图水平井有杆泵抽油工艺管柱结构示意图完井管柱--油井完井管柱完井管柱--特殊完井技术防砂水平井完井侧钻防砂--油气井出砂机理出砂类型游离砂的析出弱砂岩地层的出砂砂岩骨架破碎出砂完井管柱--特殊完井技术游离砂稳定骨架破碎出砂时间含砂量%出砂量随时间变化示意图出砂的危害油气井出砂引起井下套管损坏引起设备损坏完井管柱--特殊完井技术引起减产造成环境污染岩石性质对出砂的影响砂岩层出砂与砂岩的强度有直接关系砂岩层在流体冲击下出砂有速度极限油气流动特性对出砂的影响稠油极易引起出砂油气井出砂与井的结构有关油气井出砂与产量有关生产措施引起的出砂增产措施可能引起出砂地层压力降低可能引起出砂注水时储层水驱油介质的变化可能引起出砂强注强采可能加剧出砂完井管柱--特殊完井技术防砂--油气井出砂机理出砂理论预报根据大量的实验资料和生产测试，当岩石强度关系为下式关系时一般不容易出砂G/Co5.6103kPa组合模量法(Mobil公司方法)9.94×108×ρrEc=────────△tc2式中Ec─岩石弹性组合模量，MPa;ρr─地层岩石体积密度,g/cm3;△tc─纵波声波时差,μs/m。Ec≥2.0×104MPa正常生产时油井不出砂1.5×104MPa＜Ec＜2.0×104MPa正常生产时油井轻微出砂Ec≤1.5×104MPa正常生产时油井严重出砂完井管柱--特殊完井技术防砂--出砂的预测控制井底压力方法2μPwf≥ρgβHcosφ(────—a)-C1-μ当井底压力小于上式右端计算结果值时，可能出砂。声波时差法采用声波在地层中的传播时差(△tc)进行出砂预测。研究表明，当△tc≥89.9μs/ft（295μs/m）时，正常生产时油井开始出砂。出砂的生产探测生产中出砂是不可直接观察到的，可通过井下泵效率降低、产量降低、在地面设备中观察到砂粒进行分析有效方法：在地面技术管线安装出砂探测器。完井管柱--特殊完井技术防砂--出砂的预测和探测式中Pwf─采油井的井底压力，Pa；ρ─岩层密度,kg/m3；β─岩层压力传导系数；g─重力加速度,m/s2；H─产层深度,m；φ─地层倾角；μ─泊松比；a─岩石颗粒摩擦系数；C─岩石颗粒的内聚力,Pa。防砂方法的选择化学剂固砂预处理手段机械过滤防砂经常性措施完井管柱--特殊完井技术化学防砂树脂预涂层砾石防砂工艺树脂预包核桃壳防砂树脂固砂工艺热力熔融固砂工艺“硅锁”法固砂完井管柱--特殊完井技术机械防砂衬管单层绕丝筛管多层绕丝筛管预充填筛管多孔材料滤砂器钢丝棉筛管完井管柱--特殊完井技术水平井的完井原则