完井与试油课件.ppt

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1、完完 井井 与与 试试 油油主要内容主要内容 试油试油试油试油 油井完井油井完井油井完井油井完井引 言 最新观点认为石油工程=钻井工程+完井工程+油气开发开采工程。所以，完井工程就是要搭好钻井钻井采油采油之间的桥桥，为科学地进行油气田开发科学地进行油气田开发提供技术和物质基础。vv1.1.完井的定义：完井的定义：完井，顾名思义，指的就是油气井的完成(Well Completion)。科学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连通渠道合理连通渠道或连通方式。完井工程定义完井：是油井和油层以一定结构连通起来的工艺。完井：是油井和油层以一定结构连通起来

2、的工艺。钻井的工序首先用大钻头钻一小段井眼然后钢制的套管被下入井中，并用水泥固定套管的外侧，防止井眼塌陷。0200第一节第一节 油井完成油井完成下一步，一个小一些的钻头在第一个套管内部开钻。这个钻头从上一个套管的底部钻出一个新的井眼。2000500然后在这个新的井眼中也下套管，并用水泥固定。如前，再钻一个更小的井眼，再下相应的套管，防止塌陷。井身结构的内容包括：井身结构的内容包括：下入套管的层次、直径、下入套管的层次、直径、深度；深度；各层套管所对应的钻头尺各层套管所对应的钻头尺寸；寸；各层套管的水泥返高。各层套管的水泥返高。合理的井身结构应既能满足钻井合理的井身结构应既能满足钻井和采油工艺的

3、要求，又要符合节约和采油工艺的要求，又要符合节约钢材和水泥、降低钻井成本的原则。钢材和水泥、降低钻井成本的原则。一、井身结构的概念（一）（一）导管导管 井身结构中靠近裸眼井壁的第一层井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。套管称为导管。导管的作用是：导管的作用是：钻井开钻井开始时保护井口附近的地表层不被冲垮，始时保护井口附近的地表层不被冲垮，建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保证井眼钻凿的垂直等证井眼钻凿的垂直等。下入导管的深度一般取决于地表层下入导管的深度一般取决于地表层的深度。通常的深度。通常导管下入的深度为导管下入的深度为2 40 m。下导管的方法较简

4、单，是把导管对下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心铅垂直方向下入，导管与准井位的中心铅垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。牢。（二）（二）表层套管表层套管 井身结构中的第二层井身结构中的第二层套管叫做表层套管套管叫做表层套管。表层。表层套管的套管的下入深度一般为下入深度一般为30400 m,其管外用水泥其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地浆封固牢，水泥上返至地面面。表层套管的。表层套管的作用作用是加是加固上部疏松岩层的井壁，固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。供井口安装封井器用。（三）（三）技术套管技术套管 在表层套管里面下入的

5、一层在表层套管里面下入的一层套管（套管（即表层套管和油层套管之即表层套管和油层套管之间间）叫做技术套管）叫做技术套管。下入目的主。下入目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如杂情况，如隔绝上部高压油（气、隔绝上部高压油（气、水）层、漏失层或坍塌层，以保证水）层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行钻进的顺利进行。一般为了加速钻。一般为了加速钻进和节省费用，钻进和节省费用，钻进过程中可以通进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能尽可能不下或少下技术套管不下或少下技术套管。（

6、四）（四）油层套管油层套管 油井内最后下入的一层套管称为油层套管，亦叫油井内最后下入的一层套管称为油层套管，亦叫完完井套管简称套管井套管简称套管。作用是作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。同时，在最下一个油层底部要有一个足够的层。同时，在最下一个油层底部要有一个足够的沉砂口沉砂口袋袋（即由油层底部未射孔井段套管和井底所组成的筒状即由油层底部未射孔井段套管和井底所组成的筒状结

7、构结构），以保证油井能进行长时期的安全生产。因此，），以保证油井能进行长时期的安全生产。因此，油层套管的油层套管的下入深度一般应超过油层底界下入深度一般应超过油层底界 30 m 以上以上。井身结构中各层套管直径的大小主要取决于井身结构中各层套管直径的大小主要取决于油层套管直径油层套管直径和井眼与套管的间隙。油层套管的直径大时，相应和井眼与套管的间隙。油层套管的直径大时，相应的技术的技术套管、套管、表层套管及导管的直径就增大，各次开钻时的钻头表层套管及导管的直径就增大，各次开钻时的钻头直径也要增大。直径也要增大。下入井内的油层套管的直径大小，一般应以油气井的产量下入井内的油层套管的直径大小，一般

8、应以油气井的产量和常用井下修井工具的尺寸确定。和常用井下修井工具的尺寸确定。目前，各油田普遍采用的油层套管直径有目前，各油田普遍采用的油层套管直径有114mm、127mm、140mm、168mm、178mm等等1in=25.4mm 1in包含包含8份。份。常见的井身结构除导管常见的井身结构除导管外还包括两层套管，即外还包括两层套管，即直径为直径为273mm的表层套的表层套管和直径为管和直径为140mm的油的油层套管。层套管。通常利用加深表层套管通常利用加深表层套管等措施来简化井身结构。等措施来简化井身结构。oil zone 中间套管中间套管(技术套技术套管管)表层套管表层套管生产套管生产套管(

9、油层套油层套管管)二开二开三开三开 二、二、完井方法完井方法（一）概念：（一）概念：所谓所谓完井，完井，主要包括依据选定的完成方法，做好人工主要包括依据选定的完成方法，做好人工井底，装好井口装置，建立起油、气从油、气层流至地面井底，装好井口装置，建立起油、气从油、气层流至地面的通道，为油、气井的正式投产做好准备的通道，为油、气井的正式投产做好准备。完井工作质量。完井工作质量的好坏直接影响到油、气井的生产状况及其寿命，关系到的好坏直接影响到油、气井的生产状况及其寿命，关系到整个油（气）田的合理开发和利用，以至油田的最终采收整个油（气）田的合理开发和利用，以至油田的最终采收率。率。（二）要求：（二

10、）要求：对于不同地层性质、不同类型的井所采取的完井方式对于不同地层性质、不同类型的井所采取的完井方式是不同的。不论采用那种方法，都需要满足以下几个方面是不同的。不论采用那种方法，都需要满足以下几个方面的要求：的要求：(1)(1)油层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油层所油层所受的损害小受的损害小；(2)(2)油层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油油气流入井筒阻力最小气流入井筒阻力最小；(3)(3)应能有效地封隔油、气、水层，应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰防止层间的相互

11、干扰；(4)(4)能有效地能有效地防止油层出砂，防止井壁坍塌，确保油防止油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产井长期生产；(5)(5)应具备应具备便于人工举升和井下作业等便于人工举升和井下作业等条件；条件；(6)(6)工艺简便、先进、安全可靠，成本低工艺简便、先进、安全可靠，成本低。（三）类型：（三）类型：油井完成方法油井完成方法依据钻开油、气层和下入油层套管的先依据钻开油、气层和下入油层套管的先后次序后次序，分为，分为先期完井法先期完井法和和后期完井法后期完井法两种类型。两种类型。完完井井方方法法先期完井法先期完井法先期裸眼完井法先期裸眼完井法衬管完井法衬管完井法后期完井法后期完井法射孔完

12、井法射孔完井法尾管射孔完井法尾管射孔完井法后期裸眼完井法后期裸眼完井法贯眼完井法贯眼完井法先下入油层先下入油层套管再钻开套管再钻开油、气层油、气层先钻开油、先钻开油、气层再下入气层再下入油层套管油层套管（四）几种常见完井方法：（四）几种常见完井方法：1、裸眼完成法裸眼完成法分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。裸眼完井法先期裸眼完井先期裸眼完井油层套管水泥环表层套管后期裸眼完井后期裸眼完井 裸裸眼眼完完井井法法不不能能防防止止出出砂砂及及井井壁壁坍坍塌塌，也也不不能能克克服服生生产产层层范范围围内内不不同同压压力力的的油油、气气、水水层层的的相相互互干干扰扰，更

13、更不不能能实实现现分分层层开开采采和和分分层层作作业业。因因而而，裸裸眼眼完完井井法法的的使使用用范范围围较较小小，只只能能使使用用于于那那些些岩岩性性坚坚固固且且无无油油气气水水夹夹层层的的单单一一油油气气层层或或一一些些地地层层及及流流体体性性质质相相近近的的多多油油气气层层的的井井。我我国国的的延延长长油油矿矿以以及及四四川川的的石石灰灰岩岩地地层层中中均均有有效效的的使使用用了了裸裸眼眼完完井井法法。随随着着高高效效能能、大大威威力力油油井井射射孔孔技技术术的的出出现现，裸裸眼眼完完井井油油层层的的优优点点已已不不如如过过去去那那么么突突出出。目目前前，裸裸眼眼完完井井法已很少采用。法

14、已很少采用。2、射孔完井法射孔完井法 射孔完井是国内外最为广射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井泛和最主要使用的一种完井方式，方式，包括包括套管射孔完井和套管射孔完井和尾管射孔完井。尾管射孔完井。1）套管射孔完井套管射孔完井是是钻至钻至油层直至设计井深，然后下油层直至设计井深，然后下套管到油层底部注水泥固井，套管到油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿套管、最后射孔，射孔弹射穿套管、水泥环并穿至油层某一深度，水泥环并穿至油层某一深度，建立起油流通道建立起油流通道。套管射孔完井方式示意图套管射孔完井方式示意图1-表层套管；表层套管；2-油层套管；油层套管；3-水泥环；水泥环；4-射孔

15、孔眼；射孔孔眼；5-油层油层优点：优点：既可以选择性地射开不既可以选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可以避开夹避免层间干扰，还可以避开夹层水、底水和气顶，避开夹层层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注、采的坍塌，具备实施分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。业的条件。缺点：缺点：出油面积小、完善程度出油面积小、完善程度深度要求严格，固井质量要求深度要求严格，固井质量要求高，水泥浆可能损害油气层。高，水泥浆可能损害油气层。2）尾管射孔完井尾管射孔完井是是在在钻头钻至油层顶界后，下钻头钻至油层顶界后，下套管

16、注水泥固井，然后用套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在套管上，再送下并悬挂在套管上，再对尾管注水泥固井，然后对尾管注水泥固井，然后射孔射孔。尾管射孔完井示意图尾管射孔完井示意图1-表层套管；表层套管；2-技术套管；技术套管；3-尾管；尾管；4-射孔孔眼；射孔孔眼；5-油层；油层；6-水泥环；水泥环；7-悬挂器悬挂器3、衬管完井法衬管完井法当钻井钻至油层顶当钻井钻至油层顶部时，下入油层套部时，下入油层套管，注入水泥浆固管，注入水泥浆固井。固井合格后，井。固井合格后，改换小尺寸钻头钻改换小尺寸钻头钻开油、气层。最

17、后，开油、气层。最后，下入适宜的衬管完下入适宜的衬管完井井。衬管完成法示意图衬管完成法示意图直接座承直接座承;采油卡瓦封隔器采油卡瓦封隔器 1-油层套管；油层套管；2-衬管；衬管；3-衬管衬管;4-卡瓦封隔器；卡瓦封隔器；5-衬管衬管 衬管上所开孔眼的形式很多，最简衬管上所开孔眼的形式很多，最简单的是圆形孔眼，园孔直径可以从几毫单的是圆形孔眼，园孔直径可以从几毫米到十几毫米，园孔数可以每米管子上米到十几毫米，园孔数可以每米管子上几十个到成千个。这种圆形孔眼让油气几十个到成千个。这种圆形孔眼让油气通过的能力较强，但防砂能力较差。可通过的能力较强，但防砂能力较差。可采用剖面为梯形的割缝衬管，缝的大

18、底采用剖面为梯形的割缝衬管，缝的大底边在管子的内表面上以避免砂子卡在缝边在管子的内表面上以避免砂子卡在缝眼内。这样，当地层液体流向井底时，眼内。这样，当地层液体流向井底时，起初液流中一定数量的小砂粒可通过缝起初液流中一定数量的小砂粒可通过缝眼流入井中，而较大的砂粒被阻止在衬眼流入井中，而较大的砂粒被阻止在衬管外面形成管外面形成“砂桥砂桥”或或“砂拱砂拱”，随后，随后较小的砂粒被阻止，接着更小的砂粒又较小的砂粒被阻止，接着更小的砂粒又被阻止，这样经过自然选择，在井壁处被阻止，这样经过自然选择，在井壁处可形成粗粒到细粒的自然滤砂器，能阻可形成粗粒到细粒的自然滤砂器，能阻止油层大量出砂，起到良好的防

19、砂效果，止油层大量出砂，起到良好的防砂效果，同时，这种自然滤砂器本身具有良好的同时，这种自然滤砂器本身具有良好的通过能力。通过能力。井筒液流油层衬管外形的砂桥示意图衬管外形的砂桥示意图砾石充填完井砾石充填完井先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液把在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝液把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，构成一个砾石填充层。以阻筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石填充层。以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂的目的。挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂的目的。适用于油层胶结疏

20、松，适用于油层胶结疏松，出砂严重的油层。出砂严重的油层。裸眼砾石充填裸眼砾石充填套管内砾石充填套管内砾石充填(四四四四)砾石充填完井方式砾石充填完井方式砾石充填完井方式砾石充填完井方式砾石充填完井法砾石充填完井法Gravel Packing Completions裸眼砾石充填裸眼砾石充填裸眼砾石充填裸眼砾石充填Openhole Gravel PackingOpenhole Gravel PackingOpenhole Gravel PackingOpenhole Gravel Packing油层套管水泥环表层套管衬管悬挂器割缝筛管砾石充填层管内砾石充填管内砾石充填管内砾石充填管内砾石充填Ins

21、ide-Casing Gravel PackingInside-Casing Gravel PackingInside-Casing Gravel PackingInside-Casing Gravel Packing目的：主要用于疏松地层防砂目的：主要用于疏松地层防砂目的：主要用于疏松地层防砂目的：主要用于疏松地层防砂(效果最好效果最好效果最好效果最好)；优点：裸眼砾石充填流动面积大优点：裸眼砾石充填流动面积大优点：裸眼砾石充填流动面积大优点：裸眼砾石充填流动面积大,两种完井两种完井两种完井两种完井 方法都有保护井壁和防砂的作用；方法都有保护井壁和防砂的作用；方法都有保护井壁和防砂的作用；方

22、法都有保护井壁和防砂的作用；缺点：施工工序复杂缺点：施工工序复杂缺点：施工工序复杂缺点：施工工序复杂,对裸眼砾石充填无法对裸眼砾石充填无法对裸眼砾石充填无法对裸眼砾石充填无法 分层开采，但对管内砾石充填可以。分层开采，但对管内砾石充填可以。分层开采，但对管内砾石充填可以。分层开采，但对管内砾石充填可以。直接充填直接充填直接充填直接充填先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将在先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将在先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将在先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，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地面上预先选好的砾石泵送

23、至绕丝筛管与井眼或绕丝筛地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛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，形成砾石充填层，阻挡油管与套管之间的环形空间内，形成砾石充填层，阻挡油管与套管之间的环形空间内，形成砾石充填层，阻挡油管与套管之间的环形空间内，形成砾石充填层，阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。预制充填预制充填预制充填预制充填在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双在地面预先将符合油层特性要求的砾

24、石填入具有内外双在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双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，将筛管下入井层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。内，对准出砂层位进行防砂。内，对准出砂层位进行防砂。内，对准出砂层位进行防砂。4、贯眼完井法贯眼完井法 此种方法是此种方法是用同一尺寸的钻头钻穿油、气层后用同一尺寸的钻头钻穿油、气层后下入油层套管下入油层套管，油层部分的套管是特制的，带有圆油层部分的套管是特制的，带有圆

25、孔或割缝。孔或割缝。在油、气层顶部装有钢片做筋的帆布水在油、气层顶部装有钢片做筋的帆布水泥伞，以防止环形空间的水泥浆往下流入油、气层。泥伞，以防止环形空间的水泥浆往下流入油、气层。在水泥伞上部的套管处接有带眼的注水泥短节，其在水泥伞上部的套管处接有带眼的注水泥短节，其下装有堵头或单流阀，防止水泥浆往下流入油、气下装有堵头或单流阀，防止水泥浆往下流入油、气层层。当固井完毕，经检验质量合格后，将水泥塞与当固井完毕，经检验质量合格后，将水泥塞与单流阀钻掉，即可沟通油，气层与井底通道而完井单流阀钻掉，即可沟通油，气层与井底通道而完井。贯眼完井法示意图贯眼完井法示意图（a）贯眼完成法）贯眼完成法;（b）

26、带割缝眼的套管）带割缝眼的套管1注水泥短节注水泥短节;2水泥伞水泥伞;3带眼套管带眼套管ab优点优点:油、气层裸露面积大，油流阻力油、气层裸露面积大，油流阻力小，利于开采；油、气层部位的井径小，利于开采；油、气层部位的井径与上部地层的井径相同，井身结构较与上部地层的井径相同，井身结构较为简单，有利于修井和实施采油工艺为简单，有利于修井和实施采油工艺技术措施；防砂效果较好。技术措施；防砂效果较好。缺点缺点:注水泥时容易损坏水泥伞而污染注水泥时容易损坏水泥伞而污染油、气层；下套管时若遇阻不能通过油、气层；下套管时若遇阻不能通过循环法解除循环法解除;采油过程中遇有油、气层采油过程中遇有油、气层出水不

27、容易进行封堵等。出水不容易进行封堵等。水平井完井介绍水平井完井介绍裸眼完井方式射孔完井方式割缝衬管完井方式管外封隔器(ECP)完井方式砾石充填完井方式裸眼砾石充填完井 套管砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管水平井裸眼完井水平井裸眼完井Openhole completion 封隔器优点：施工方便，成本低，流通面积大。缺点；产层易坍塌，无法避免层间互窜。适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。工序：技术套管下至预计的水平段顶部，注 水泥固井，然后用小钻头钻完水平段水平井割缝衬管完井水平井割缝衬管完井Horizontal Well Slotted Liner Completion封隔器悬挂器扶正器95/

28、8套管51/2套管优点：施工较方便，成本相对较低，是目前 水平井采用的最普遍的完井方法。缺点：分层注采和分层酸化压裂措施困难。适用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。工序：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠 悬挂封隔器封隔管外环形空间。管外封隔器完井管外封隔器完井悬挂器管外封隔器95/8套管51/2套管割缝衬管特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可 以按层段进行作业和注采控制以按层段进行作业和注采控制 三、完井方式选择 选择完井方式是完井工程的核心，目前虽然有多种类型的完井方式，但它们都有其各自的适用条件和局限性。只有根据油气层的地质条件选择最适宜的完井方式

29、，才能有效地开发油气田。达到使油气井寿命长、经济效益高的目的。优选完井方式时，应考虑油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求三方面的因素。砂岩油气藏完井方式选择流程图碳酸盐岩油气藏的完井方式选择流程图碳酸盐岩油气藏的完井方式选择流程图 完井方式的选择主要是针对单井而言，虽单井属于同一油藏类型，但其所处构造位置不同，所选定完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用套管射孔完成，则应避免射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避免射开油水过渡带。第二节第二节 试试 油油试油：根据地质录

30、井资料和测井资料解释结果、钻井过程中油气显示等资料，利用一套专用的设备和方法，对可能出油的层位的油气水产量、温度、压力及油气水性质进行直接测量，以鉴别和认识油气水层的工作。试油工艺包括：通井、洗井、射孔、诱喷排液、放喷、求产、测压等方面v1 1）探明新区、新构造是否有工业性油气流；）探明新区、新构造是否有工业性油气流；（2 2）查明油气田的含油面积及油水或气水边界以及油气藏）查明油气田的含油面积及油水或气水边界以及油气藏的产油气能力、驱动类型；的产油气能力、驱动类型；（3 3）验证对储集层产油、气能力的认识和利用测井资料解）验证对储集层产油、气能力的认识和利用测井资料解释的可靠程度；释的可靠程

31、度；v（4 4）通过分层试油、试气取得各分层的测试资料及流体）通过分层试油、试气取得各分层的测试资料及流体的性质，确定单井（层）的合理工作制度，为制定油田开的性质，确定单井（层）的合理工作制度，为制定油田开发方案提供重要依据；发方案提供重要依据；v（5 5）评价油气藏，对油、气、水层做出正确结论。）评价油气藏，对油、气、水层做出正确结论。试油工作的任务试油工作的任务非自喷井常规试油过程射孔后抽汲气举求产量测温提捞依据具体情况取样试油判断整理资料地层改造酸化压裂层位条件符合高压物性取样完井作业上交一、射孔 射孔是在油气井固井完井后，根据油田开发方案的设计要求，重新打开目的层，沟通油气层与套管内腔

32、的一项工程技术。因此射孔是油田开发的重要步骤，为了能使油气井获得高产和稳产，就得选择最有效的射孔器，采用合适的射孔工艺来实现。1、射孔器的类型 按其穿孔作用原理可分为子弹射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。目前常用的射孔工具是聚能喷流射孔器聚能喷流射孔器。按结构分两类：有枪身射孔器射孔弹装配在密封的钢管内；无枪身射孔器单个密封的射孔弹用钢丝、金属杆或薄金属带连起来，直接下井射孔。聚能效应 聚能射孔弹结构 大孔径射孔弹 聚能喷流射孔器是一种无弹头式射孔器，目前已基本上代聚能喷流射孔器是一种无弹头式射孔器，目前已基本上代替了使用多年的子弹式射孔器

33、替了使用多年的子弹式射孔器 。特点是制造简单，操作。特点是制造简单，操作可靠，功率大，射入深度大可靠，功率大，射入深度大 。聚能作用就是利用炸药爆聚能作用就是利用炸药爆炸方向沿炸药面法线方向而将烈性炸药做成圆锥形的金属炸方向沿炸药面法线方向而将烈性炸药做成圆锥形的金属锥斗（称为聚能穴）形状，可使爆炸喷出的能量聚集成一锥斗（称为聚能穴）形状，可使爆炸喷出的能量聚集成一股细流，穿透套管、水泥环并穿进地层一定距离。股细流，穿透套管、水泥环并穿进地层一定距离。有枪身射孔器聚能射孔弹、密封钢管聚能射孔弹、密封钢管(射孔枪射孔枪)、弹架、起爆传爆部件等构成、弹架、起爆传爆部件等构成 枪身是射孔器重要部件之

34、一，主要两作用：射孔弹载体，承受井内液体压力、回收射孔弹爆炸射孔弹载体，承受井内液体压力、回收射孔弹爆炸后的碎片，保证射孔弹下井不损坏和防井下落物；后的碎片，保证射孔弹下井不损坏和防井下落物；枪身能吸收射孔弹爆炸产生的冲击和气体膨胀的能枪身能吸收射孔弹爆炸产生的冲击和气体膨胀的能量，保护套管免遭损伤。量，保护套管免遭损伤。有枪身射孔器特点：(1)射孔弹、导爆索、雷管等火品与井内液体无接触，只受 井内温度影响。深井和高压井，必须用有枪身射孔器。(2)射孔弹爆轰产物冲击能量大部分被枪身吸收，弹壳、弹架 等碎片留在射孔枪内。(3)枪与枪之间刚性连接，采用油管传送射孔器时，容易实现 刚性输送。(4)直

35、径较大有枪身射孔器，由于枪身保护，减小套管和水泥 环损坏。由无枪身聚能射由无枪身聚能射孔弹、弹架孔弹、弹架(或或非密封的钢管非密封的钢管)、起爆传爆部件起爆传爆部件(或装置或装置)等构成等构成的射孔总成的射孔总成 无枪身射孔器无枪身射孔器基本特点：(1)非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。(2)弹弹架架有有挠挠性性，套套管管弯弯曲曲和和有有缩缩径径时时有有良良好好通通过过性性能能，一一次下井可射次下井可射30m(或更长或更长)厚的油气层。厚的油气层。(3)重重量量轻轻、操操作作方方便便，有有利利于于提提高高施施工工效效率率、减减轻轻劳劳动动强

36、强度和降低射孔费用。度和降低射孔费用。无枪身射孔器缺点：无枪身射孔器缺点：(1)火火工工器器件件与与液液体体直直接接接接触触，药药柱柱和和壳壳体体承承受受温温度度和和压压力力联合作用，降低射孔器性能指标。联合作用，降低射孔器性能指标。(2)不不像像有有枪枪身身射射孔孔器器能能保保护护套套管管，在在小小直直径径套套管管内内射射孔孔时时，损坏套管可能性很大。损坏套管可能性很大。(3)单单位位长长度度上上重重量量轻轻，特特别别是是用用塑塑料料弹弹壳壳时时，在在加加重重钻钻井井液里使用，下井比较困难。液里使用，下井比较困难。射孔条件是指射孔压差、射孔方式和射孔工作液。2、射孔条件对油井产能的影响 1）

37、射孔条件（1）射孔压差。按射孔时井筒压力与地层压力差：正压、负压射孔。射孔时，射孔液柱压力大于地层压力称为正压射孔，常见于套管常规电缆射孔，便于减少射孔成本。射孔前替入射孔保护液，射孔静液柱压力大于地层静压，但正压值应尽可能低，应不超过地层压力的5%。由于正压射孔后，井筒液体可能流入地层，容易造成地层污染，因此正压射孔时应注意射孔液对地层的污染问题，射孔后应及时进行下步工序，防止射孔液长时间浸泡地层。v射孔时，静液柱压力小于地层压力称为负压射孔。v为防止负压射孔时井喷，常采用过油管射孔、油管传输射孔和测试射孔联作工艺。v对于油层压力特别低的非气层也可采用电缆射孔。v由于负压射孔后，地层液体流入

38、井筒，所以不会造成地层污染，并有利于地层解堵。超正压射孔v为消除和大大减小聚能射孔技术对射孔孔眼周围地层的压实效应（压实效应会降低孔眼周围地层的渗透率），建议使用超正压射孔技术。v超正压射孔技术是在射孔的同时向地层施加超过地层破裂压力的压力，使地层产生裂缝，支撑剂的加入又可使裂缝保持持久性。超正压主要有两种：使用高能气体压裂与射孔工艺的联作技术，又称射孔压裂复合技术，该技术不仅可以大大减小聚能射孔技术对射孔孔眼周围地层的压实效应，还可减少射孔液在射孔时对油层的伤害，最终达到改善射孔完井效果的目的。使用液态氮做为压井液实现超正压射孔，利于射孔弹爆轰后深穿透射孔，利于射孔后高排驱能力条件下孔眼附近

39、地层解除堵塞，气化的氮气易将堵塞物排出井筒、不损害地层的渗透率。55v（2 2）射孔方式。）射孔方式。电缆传输和油管传输。电缆输送式套管射孔 最早方法。在套管内，用电缆把射孔器输送到目的层，定位射孔。可采用有枪身射孔器或无枪身射孔器。电缆输送式过油管射孔电缆输送式过油管射孔 v保护油层的射孔技术。v油管下入到所要射孔井段上部，电缆输送小直径射孔器，穿过油管下到射孔井段，在套管中定位射孔。v可采用有枪身射孔器和无枪身射孔器。油管输送射孔工艺 油管输送射孔是针对一将要作业的油气井，将各个需要油管输送射孔是针对一将要作业的油气井，将各个需要射开的油气层的射孔器，按井下层位的顺序，全部串联在油射开的油

40、气层的射孔器，按井下层位的顺序，全部串联在油管的尾端，并通过油管输送到油气井中；随后在油管内测量管的尾端，并通过油管输送到油气井中；随后在油管内测量放射性曲线或磁定位曲线，校深并对准射孔层位；可采用多放射性曲线或磁定位曲线，校深并对准射孔层位；可采用多种引爆方式点火，引爆射孔器。为实现负压射孔，在引爆前，种引爆方式点火，引爆射孔器。为实现负压射孔，在引爆前，使射孔井段的压井液（射孔液）液柱压力低于地层压力，以使射孔井段的压井液（射孔液）液柱压力低于地层压力，以保护好射开的油气层。即油管输送射孔负压射孔。保护好射开的油气层。即油管输送射孔负压射孔。引爆方式引爆方式v(1)投棒引爆：标准棒、串联棒

41、，要求管柱通径，井斜不大。投棒引爆：标准棒、串联棒，要求管柱通径，井斜不大。v(2)延迟压力引爆：油管内有部分液体，用氮气作加压介质，延迟压力引爆：油管内有部分液体，用氮气作加压介质，v 井口加压引爆。井口加压引爆。v(3)环空加压引爆：依靠封隔器旁通传压引爆。环空加压引爆：依靠封隔器旁通传压引爆。v(4)电引爆电引爆:v(5)置换式引爆置换式引爆:从安全角度出发从安全角度出发,管串座封以后管串座封以后,再下引爆器再下引爆器v(6)复式引爆复式引爆:(带双引爆头带双引爆头)v(7)选择性引爆选择性引爆:（3）射孔工作液。优质的射孔液应该是清洁无固相，且以地层流体相配伍的射孔液，如现在用得较多的

42、清洁无固相CaCl2盐水。2）射孔参数 射孔参数主要包括射孔深度、孔径、孔密。孔深对产能的影响孔深对产能的影响在钻井、固井作业中，都可能对油气层造成不同程度的损害，在近井壁油气层中形成一损害带，使其渗透率低于油气层的原始渗透率。在射孔时，要求射孔不仅要穿透油层套管外水泥环，而且射入油层的深度要足以穿过近井污染带，才能有效地减少油流入井的产能影响。因此，随着射孔深度的增加，油井产能会不断提高。孔径对产能的影响孔径对产能的影响射孔孔径大，渗流阻力小，但孔径大对保护水泥环不利。目前国外孔径一般为8一12mm，国内各类射孔弹也能达到此水平。但在特殊情况下，如稠油高凝原油射孔时，应选用较大孔径的射孔弹。

43、孔密对产能的影响孔密对产能的影响一般，最大产能需有较高射孔密度。孔密不能无限增加：（1）套管损害；（2）射孔成本 （3）作业复杂程度。孔密影响与射孔相位角有关，不同相位角，生产率随孔密增大趋势不同。3）射孔工程技术要求（1）射孔的层位要准确。根据油田勘探和开发的要求，实际射开油层的部位与设计部位一般不能超过10cm。为达到这一标准，第一必须有科学的校深方法第二要有高精度的地面控制仪器。（2）单层发射率在90以上，不震裂套管及封固的水泥环。如果在射孔时使套管和水泥环受到损坏，就会造成油气层的互相连通，不利于以后分层采油、采气，严重时会使油气井报废。（3）合理选择射孔器。选择射孔器的主要依据是目的

44、层（油气层）的性质及井身的结构（主要是指套管尺寸和钢级）。（4）要根据油气层的具体情况，选择最合适的射孔工艺。二、诱喷排液 油气井在完井之后，通常井内充满泥浆（或其它液体），并且泥浆柱造成的压力一般超过事先所估算的油藏压力。因此，在油井完成后进入试油阶段的第一步就是要设法降低井底压力，使井底压力低于油藏压力，让油气流入井内，这一工作称诱喷排液（诱导油流），是试油工作的第一道工序。该工作也是为了清除井底沙砾和泥浆等污物，降低井底及其周围地层对油流的阻力。常用的诱喷方法有：替喷法、抽汲法、气举法等，选择时应视油层性质、完井方法及油层压力等情况而定。但无论选择哪一种方法，都应遵循下述基本原则：（1）

45、把井底和井底周围地层的赃物排出，使油层孔隙畅通，以利于油气流入井筒；（2）能建立起足够大的井底压差；（3）应缓慢而均匀的降低井底压力，不致导致破坏油层结构。v替喷法是用密度较小的液体将井内密度较大的液体替替喷法是用密度较小的液体将井内密度较大的液体替出，从而降低井中液柱压力，达到使井内液柱压力小出，从而降低井中液柱压力，达到使井内液柱压力小于油藏压力的目的。于油藏压力的目的。v 替喷法有三种：替喷法有三种：一般替喷法一般替喷法、一、一次替喷法次替喷法 和和二次二次替喷法替喷法。替喷法排液诱导油流的优点在于生产压差的。替喷法排液诱导油流的优点在于生产压差的形成均匀缓慢，不致引起由于井壁的坍塌而使

46、油层出形成均匀缓慢，不致引起由于井壁的坍塌而使油层出砂，但建立压差小。砂，但建立压差小。（一）替喷法 v一般替喷法一般替喷法：就是把油管下至油层中、上部，用泵把替喷用的：就是把油管下至油层中、上部，用泵把替喷用的液体（清水）连续注入井中，直至把井中的全部压井液替出为液体（清水）连续注入井中，直至把井中的全部压井液替出为止。该方法简便，但油管鞋至井底的这段压井液替不出来。止。该方法简便，但油管鞋至井底的这段压井液替不出来。v一次替喷法一次替喷法：将油管柱下到入将油管柱下到入 工井底以上工井底以上1米左右，用替米左右，用替喷液一次把井内泥浆全部替出来喷液一次把井内泥浆全部替出来。然后，上提管柱到油

47、层。然后，上提管柱到油层中部或油层顶部而完井。中部或油层顶部而完井。v 应用于自喷能力不强，替完替喷液到油井井喷之间有应用于自喷能力不强，替完替喷液到油井井喷之间有一段间歇，来得及上提油管的油井。一段间歇，来得及上提油管的油井。v二次替喷法二次替喷法：将油管柱下到入工井底以上一米左右，替入：将油管柱下到入工井底以上一米左右，替入一段替喷液，再用压井液将替喷液替到油层底部以下之后一段替喷液，再用压井液将替喷液替到油层底部以下之后上提油管到油层中部，最后用替喷液替出油层顶部以上所上提油管到油层中部，最后用替喷液替出油层顶部以上所有压井液。这样既替出井内全部压井液又把油管提到了预有压井液。这样既替出

48、井内全部压井液又把油管提到了预定位置，适合地层压力高，自喷能力强的井。定位置，适合地层压力高，自喷能力强的井。注意注意（1 1）只适用于地层压力高，产量大，堵塞不严重的井。）只适用于地层压力高，产量大，堵塞不严重的井。（2 2）在替喷过程中要注意记录观察压力、溢出量、返出液）在替喷过程中要注意记录观察压力、溢出量、返出液性质等。性质等。（3 3）替喷时排出管线易飞起，因此，进出口管线要连接硬）替喷时排出管线易飞起，因此，进出口管线要连接硬管线并固定牢固。管线并固定牢固。（4 4）替通时通常表现为：井口压力逐渐升高，出口排量逐）替通时通常表现为：井口压力逐渐升高，出口排量逐渐增大，返出液中伴有气

49、泡、油花，停泵后仍有溢流，喷势渐增大，返出液中伴有气泡、油花，停泵后仍有溢流，喷势逐渐增大等。逐渐增大等。（二）抽汲法 经过替喷诱导仍不能自喷时采用抽汲法经过替喷诱导仍不能自喷时采用抽汲法1 1、概念、概念 抽汲法是抽汲法是利用专用工具将井内液利用专用工具将井内液体抽到地面，降低井筒液柱高度即降低井体抽到地面，降低井筒液柱高度即降低井底压力，从而实现诱导油流的一种排液措底压力，从而实现诱导油流的一种排液措施。施。2 2、抽汲工具、抽汲工具 水力式抽子水力式抽子+加重杆加重杆+绳帽绳帽+抽汲绳抽汲绳附件附件抽吸法原理图抽吸法原理图a下放抽子；下放抽子；b上提抽子上提抽子 3 3、抽吸方法及原理抽

50、吸方法及原理 方法：方法：抽子接在钢丝绳上，用修井机、抽子接在钢丝绳上，用修井机、钻机或电动绞车作为动力，通过游动系统下钻机或电动绞车作为动力，通过游动系统下入井中，在油管中上下活动。入井中，在油管中上下活动。原理：原理：当抽子在油管内靠自身质量和加重当抽子在油管内靠自身质量和加重杆的质量下行时，液体顶开球阀，通过阀座、杆的质量下行时，液体顶开球阀，通过阀座、中心管、排液孔进入抽子上部。中心管、排液孔进入抽子上部。当抽子上行时，球阀坐落于阀座上，抽子当抽子上行时，球阀坐落于阀座上，抽子上的液体重力作用在抽子上从而产生一定的上的液体重力作用在抽子上从而产生一定的压力，液体压力通过中心管小孔传到胶