完井工艺-新员工培训.ppt

完井工程概述完井工程概述引 言几年之前，完井工程处于两不管的地位。A、石油院校分钻井、采油两个专业；B、油田上，分钻井、采油两大阵营；C、开发方案上没有完井工程方案（最多几句话）。1）钻井的说，这应该由搞采油的来做；2）采油的说，这应该由搞钻井的来做；共同的理解是：认为完井仅仅是：钻井下套管、固井、射孔。引 言改变完井的老概念，建立现代完井工程的新概念。改变完井的老概念，建立现代完井工程的新概念。1、最新观点就认为石油工程=建井工程+开发开采工程）2、或认为石油工程=钻井工程+完井工程+开发开采工程完井工程就是要：搭好钻井钻井采油采油之间的桥，为科学地进行科学地进行油气田开发油气田开发提供基础。引 言近年来，技术进步：(1)在对油气层的微观结构的认识基础上，采取了保护油气层的技术；(2)采用了不同的完井方式。由于这两个方面的技术进步，结果使油气井的完善程度提高了，从而使油气井的单井产量得到了提高。一、完井工程定义 1.1.1.1.完井的定义：完井的定义：完井的定义：完井的定义：完井，顾名思义指的是油气井的完成(Well Completion)，抽象地讲是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合理连通渠道连通渠道或连通方式。一、完井工程定义2.2.完井工程的定义完井工程的定义:是衔接钻井工程和采油（气）工程而又相对独立的一门技术工程。具体地讲，是从钻开油（气）层开始，到完井作业、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。其中其中:完完井方法不一样井方法不一样,具体的完井作业也不一样。具体的完井作业也不一样。二、完井工程的核心1 1、完井方法优选、完井方法优选 解决油气通过什么渠道（连通方式）流入井筒的问题。2 2、井筒尺寸大小（生产套管尺寸）合理设计、井筒尺寸大小（生产套管尺寸）合理设计解决用多大的井筒来生产的问题。显然，连通方式不一样，成本也不一样，产出效果也不一样。同样，井筒大小不一样，成本也不一样，产出效果也不一样。3.3.合理完井方式的要求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，油气层受损害最低；(2)油气层与井底间应具有尽可能大的渗流面积，最小的油气渗流阻力；(3)有效封隔地层、防止出水、油气窜流和层间相互干扰；(4)有效控制出砂、防止井壁坍塌、保证正常生产寿命；二、完井工程的核心(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，成本较低。3.3.合理完井方式的要求合理完井方式的要求二、完井工程的核心包括10项技术内容：1、岩心分析及敏感性评价；2、钻开油层的钻井液（不包括打开油层之前所用的钻井液）设计；3、完井方式或方法的优选；4、油管及生产套管尺寸的优选；三、完井工程的技术内容5、生产套管设计及井身结构设计；6 6、注水泥设计及固井质量评价；、注水泥设计及固井质量评价；7 7、其他完井液的优化设计；、其他完井液的优化设计；8 8、完井生产管柱；、完井生产管柱；9 9、投产措施、投产措施；1010、完井的评价。、完井的评价。三、完井工程的技术内容 井的类型：井的类型：井的类型：井的类型：A、垂直井B、水平井(侧钻水平井)C、分支井四、完井方式常规水平井井井 的的 类类 型型四、完井方式水平井开发多层系油气藏水平井开发多层系油气藏水平井开发多层系油气藏水平井开发多层系油气藏井井 的的 类类 型型四、完井方式产量比直井提高产量比直井提高8 8倍。倍。双井连通式水平井双井连通式水平井井井 的的 类类 型型四、完井方式大位移水平井大位移水平井井井 的的 类类 型型四、完井方式 完钻井深完钻井深4837.44837.4米，最大井米，最大井斜斜93.693.6度；度；水平位移水平位移3167.343167.34米、垂深米、垂深2633.912633.91米米；水平位移与垂直井深之比水平位移与垂直井深之比1.201.20 ；目前我国陆上水平位移最大目前我国陆上水平位移最大的大位移井。的大位移井。19991999年年 CB21CB21平平1 1井井井井 的的 类类 型型四、完井方式 分支井：从一个主井眼中侧钻出两个或两个以上的分支井眼的井。分支井分支井：从一个主井眼中侧钻出两个或两个以上的分支井眼的井。分支井可以从直井、定向井或水平井中开始分支。可以从直井、定向井或水平井中开始分支。井井 的的 类类 型型四、完井方式井井 的的 类类 型型四、完井方式桩桩1-1-支平支平1 1井井20002000年年1010月完钻，投产初期产量月完钻，投产初期产量10t/d10t/d，目前，目前3.9t/d3.9t/d，含水，含水97.4%97.4%，累产油，累产油1.16101.16104 4t t。井井 的的 类类 型型四、完井方式四、完井方式-直井直井直井完井方式直井完井方式直井完井方式直井完井方式裸眼系列完井裸眼系列完井 射孔系列完井射孔系列完井1 1、裸眼完井、裸眼完井 1 1、射孔完井、射孔完井2 2、裸眼、裸眼+射孔完井射孔完井 2 2、管内下绕丝筛管完井、管内下绕丝筛管完井3 3、割缝衬管完井、割缝衬管完井 3 3、管内预充填砾石筛管完井、管内预充填砾石筛管完井4 4、带、带ECPECP的割缝衬管完井的割缝衬管完井 4 4、管内金属纤维筛管完井、管内金属纤维筛管完井5 5、绕丝筛管完井、绕丝筛管完井 5 5、管内烧结陶瓷筛管完井、管内烧结陶瓷筛管完井6 6、贯眼套管完井、贯眼套管完井 6 6、管内金属毡筛管完井、管内金属毡筛管完井7 7、裸眼预充填砾石筛管完井、裸眼预充填砾石筛管完井 7 7、管内井下砾石充填完井、管内井下砾石充填完井8 8、裸眼金属纤维筛管完井、裸眼金属纤维筛管完井 8 8、套管外化学固砂、套管外化学固砂9 9、裸眼烧结陶瓷筛管完井、裸眼烧结陶瓷筛管完井 9 9、管内井下砾石充填、管内井下砾石充填+压裂完井压裂完井1010、裸眼金属毡筛管完井、裸眼金属毡筛管完井 10 10、管内复合材料防砂筛管完井、管内复合材料防砂筛管完井1111、裸眼井下砾石充填完井、裸眼井下砾石充填完井1212、裸眼化学固砂、裸眼化学固砂1313、衬管外化学固砂、衬管外化学固砂1414、裸眼复合材料防砂筛管完井套管射孔完井套管射孔完井：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。四、完井方式-直井直井尾管射孔完井尾管射孔完井：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。四、完井方式-直井直井先期裸眼完井：先期裸眼完井：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。四、完井方式-直井直井后期裸眼完井：后期裸眼完井：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。四、完井方式-直井直井割缝衬管完井割缝衬管完井：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。四、完井方式-直井直井悬挂衬管悬挂衬管：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。四、完井方式-直井直井 砾石充填完井：砾石充填完井：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。四、完井方式-直井直井充填工具充填工具信号筛管信号筛管主体筛管主体筛管丝堵丝堵油层油层油层油层 砾石充填防砂方法是应用较早的防砂方法。由于近年来理论、工艺及设备的不断完善，被认为是防砂效果最好的方法之一。筛管砾石充填防砂方法是指将绕丝筛管或割缝衬管下入井内防砂层段处，用一定质量的流体携带地面选好的具有一定粒度的砾石，充填于筛管和油层或套管之间，形成一定厚度的砾石层，以阻止油层砂粒流入井内的防砂方法。砾石粒径根据油层砂的粒度进行选择，预期将油层流体携带的砂粒阻挡于砾石层之外，通过自然选择在砾石层外形成一个由粗到细的砂拱，既有良好的流通能力，又能有效地阻止油层出砂。四、完井方式-直井直井图1 裸眼完井示意图裸眼油层图2 尾管射孔完井图3 悬挂割缝衬管完井四、完井方式水平井早期水平井完井方式早期水平井完井方式图4 悬挂预充填管完井图5 套管内下预充填防砂管完井图6 套管外封隔器割缝管完井四、完井方式水平井早早期期水水平平井井完完井井方方式式四、完井方式水平井早早期期水水平平井井完完井井方方式式四、完井方式水平井早期水平井完井方式早期水平井完井方式水平井悬挂筛管完井技术水平井悬挂筛管完井技术 为了保护油层，提高为了保护油层，提高水平井产能，对水平井井水平井产能，对水平井井身结构进行了修改，钻井身结构进行了修改，钻井程序由二开钻井改为三开程序由二开钻井改为三开钻井，二开钻到油层顶部，钻井，二开钻到油层顶部，下技术套管固井，三开打下技术套管固井，三开打开油层，实现油层专打。开油层，实现油层专打。采用水平井尾管悬挂、裸采用水平井尾管悬挂、裸眼封隔器分段筛管完井技眼封隔器分段筛管完井技术。术。四、完井方式水平井悬挂器：液压坐挂、液压或倒扣丢手，悬挂器：液压坐挂、液压或倒扣丢手，可在任意井斜位置坐挂可在任意井斜位置坐挂封隔器：液压胀封、实现尾管与技术封隔器：液压胀封、实现尾管与技术套管的环空封隔；实现油层段分段卡套管的环空封隔；实现油层段分段卡封封利用内管，根据需要实现替浆，与完井管柱一次下入，节省施工时间利用内管，根据需要实现替浆，与完井管柱一次下入，节省施工时间水平井悬挂筛管完井技术水平井悬挂筛管完井技术 酸洗打开油层技术：酸洗打开油层技术：采用反循环方式，裸眼及井壁污物、砂粒从底部多功能循环阀采用反循环方式，裸眼及井壁污物、砂粒从底部多功能循环阀经油管排出，防止滤砂管堵塞。经油管排出，防止滤砂管堵塞。四、完井方式水平井水平井筛管顶部注水泥水平井筛管顶部注水泥四、完井方式水平井水平井筛管顶部注水泥、水泥充填封隔器完井技术水平井筛管顶部注水泥、水泥充填封隔器完井技术 技术特点技术特点 与常规水力胀封裸眼封隔器与常规水力胀封裸眼封隔器比较，该完井技术变橡胶密封比较，该完井技术变橡胶密封为长效的实体密封为长效的实体密封 与固井比较，水泥浆充填封与固井比较，水泥浆充填封隔器完井技术能更有效地实现隔器完井技术能更有效地实现层间隔离，避免油层污染层间隔离，避免油层污染四、完井方式水平井无内管免钻塞分级注水泥完井工艺无内管免钻塞分级注水泥完井工艺 技技 术术 特特 点点1.水平井无内管免钻塞完井工艺和常规固井工艺兼容，简便实用。2.可打捞结构，避免了钻塞对水泥环、套管造成的损伤，有利于提高完井质量，缩短建井周期，延长油井使用寿命。3.可钻结构，确保了该完井工艺的安全可靠性。4.新型完井装置减化了完井管串，提高了完井管串的结构稳定性构稳定性四、完井方式水平井 套管内侧钻水平井是在套管侧钻技术和水平井技术基础上发展起来的一项综合技术。与其它类型的钻井相比，老井侧钻水平井具有以下特点：一是井眼小，二是曲率半径短，三是充分利用老井眼、老设施，是一种投资少、见效快、产量和采收率高、经济效益显著的开发技术。该技术与新钻垂直井相比，通常可节约费用20%-70%，且效果好，它不但能几倍甚至几十倍地提高产量，减少加密井网数，改善井网布置，而且能使最终采收率提高3%-20%以上。四、完井方式侧钻水平井 国外套管内短半径侧钻水平井完井主要采用裸眼完井或衬管完井。国内侧钻水平井完井技术在“九五”期间趋于成熟，目前在现场应用比较多的侧钻井完井技术主要有：裸眼完井、割缝衬管完井、滤砂管完井和套管外膨胀式封隔器加筛管完井等技术。四、完井方式侧钻水平井 裸眼完井裸眼完井 筛管完井筛管完井 管外封隔器加筛管完井管外封隔器加筛管完井 完井方式完井方式优点优点缺点缺点裸眼完井技术裸眼完井技术简便经济，泄油面积大，液体流入井简便经济，泄油面积大，液体流入井内阻力小，避免污染油藏。内阻力小，避免污染油藏。不能实现分层分采，易发生层间窜流，不能实现分层分采，易发生层间窜流，后期修井作业困难后期修井作业困难筛管完井技术筛管完井技术完井施工简单，使用滤砂筛管时可实完井施工简单，使用滤砂筛管时可实现有效的防砂，避免污染油藏。现有效的防砂，避免污染油藏。不能实现分层分采，易发生层间窜流，不能实现分层分采，易发生层间窜流，后期修井作业困难后期修井作业困难管外封隔器加管外封隔器加筛管完井技术筛管完井技术可以实现对油水层的有效卡封，满足可以实现对油水层的有效卡封，满足油藏分层分采要求，油藏不受注水泥、油藏分层分采要求，油藏不受注水泥、射孔作业的污染。射孔作业的污染。由于封隔器使用寿命的限制，油井开由于封隔器使用寿命的限制，油井开发后期卡封效果受影响，造斜段油层发后期卡封效果受影响，造斜段油层无法实现有效的开采。无法实现有效的开采。四、完井方式侧钻水平井 井眼直径小井眼直径小 造斜曲率大造斜曲率大 封堵水层封堵水层 解除钻井污染解除钻井污染技术难度技术难度四、完井方式侧钻水平井侧钻水平井悬挂筛管完井技术侧钻水平井悬挂筛管完井技术 技术特点技术特点坐封封隔器和洗井一次管柱完成，坐封封隔器和洗井一次管柱完成，节省施工时间节省施工时间利用管外封隔器可实现油层的分段利用管外封隔器可实现油层的分段开采开采采用筛管完井，避免采用筛管完井，避免固井水泥浆污固井水泥浆污染染油层，同时节省射孔费用油层，同时节省射孔费用成本相对较低成本相对较低四、完井方式侧钻水平井技术特点技术特点l 尾尾管管悬悬挂挂、造造斜斜段段注注水水泥泥一一次次管管柱柱完完成成，简简化化了了管管柱柱结构，节省了完井时间结构，节省了完井时间l 造造斜斜段段实实施施注注水水泥泥固固井井工工艺艺，实实现现了了对对油油藏藏顶顶部部水水层层的的有有效效封封隔隔，造造斜斜段段有有油油层层时时，可可以以进进行行有有效效的的射射孔孔投投产产l 油油层层段段下下入入滤滤砂砂管管，不不固固井井，减减少少了了水水泥泥浆浆对对油油层层的的污污染染，达达到到了了保保护护油油层层的的目目的的侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术四、完井方式侧钻水平井