鉆井與完井工程第八章完井

第八章完井1第八章完井第一節(jié)完井方法第二節(jié)完井方法的選擇第三節(jié)完井井口裝置機(jī)完井管柱第四節(jié)投產(chǎn)措施2第一節(jié)完井方法3完井(WellCompletion)，油氣井的完成方式，即根據(jù)油氣層的地質(zhì)特性和開發(fā)開采的技術(shù)要求，在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式，而這些連通渠道或連通方式的不同，也就構(gòu)成了不同的完井方法。完井的定義4合理的完井方法應(yīng)該滿足的要求①油、氣層和井筒之間應(yīng)保持最佳連通條件，油、氣層所受的損害最??；②油、氣層和井筒之間應(yīng)具有盡可能大的滲流面積，油、氣的入井阻力最?。虎蹜?yīng)能有效封隔油、氣、水層，防止氣竄或水竄，防止層間的相互干擾；④應(yīng)能有效控制油層出砂，防止井壁垮塌，確保油井長(zhǎng)期生產(chǎn)；5⑤應(yīng)具備進(jìn)行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施以及便于人工舉升和井下作業(yè)等條件；⑥對(duì)于稠油油藏，則稠油開采能達(dá)到熱采（主要蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)）的要求；⑦油田開發(fā)后期具備側(cè)鉆定向井及水平井條件；⑧施工工藝盡可能簡(jiǎn)便，成本盡可能低。合理的完井方法應(yīng)該滿足的要求6一、常規(guī)完井方法

常規(guī)完井方法主要有4種：射孔完井方法（perforating）裸眼完井方法(Open-hole)割縫襯管完井方法(SlottedLiner)礫石充填完井(GravelPacked)71．射孔完井方法射孔完井是國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的一種完井方法，在直井、定向井、水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。在射孔完井的油氣井中，射孔孔眼是溝通產(chǎn)層和井筒的唯一通道。

射孔過程一方面是為油氣流建立若干溝通油氣層和井筒的流動(dòng)通道，另一方面又對(duì)油氣層造成一定的損害。一、常規(guī)完井方法－射孔完井81．射孔完井方法套管射孔完井：套管射孔完井是用同一尺寸的鉆頭鉆穿油層直至設(shè)計(jì)井深，然后下油層套管至油層底部并注水泥固井，最后射孔，射孔彈射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透油層一定深度，從而建立油（氣）流的通道。一、常規(guī)完井方法－射孔完井91．射孔完井方法尾管射孔完井：鉆頭鉆至油層頂界后，下技術(shù)套管注水泥固井，然后用小一級(jí)的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深，用鉆具將尾管送下并懸掛在技術(shù)套管上。尾管和技術(shù)套管重合段一般不小于50m。再對(duì)尾管注水泥固井，然后射孔。一、常規(guī)完井方法－射孔完井10水平井射孔完井一、常規(guī)完井方法－射孔完井1．射孔完井方法水平井射孔完井：一般技術(shù)套管下過直井段注水泥固井后，在水平井段內(nèi)下入完井尾管，而后注水泥固井。完井尾管和技術(shù)套管宜重合100m左右。最后在水平井段射孔。11一、常規(guī)完井方法－射孔完井Thiscross-sectionalviewofawellboreillustratestheeffectofgunpositiononperforationgeometryDensityPenetrationPhasing12一、常規(guī)完井方法－射孔完井Perforatinggun:Perforatinggunsareconfiguredinseveralways.Ineachcase,thekeyobjectiveoftheselectionprocessistocreateapredefinedpatternofperforationsoverthecorrectwellboreinterval.13射孔完井適用的地質(zhì)條件

①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件，因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層；②各分層之間存在壓力、巖性等差異，因而要求實(shí)施分層測(cè)試、分層采油、分層注水、分層處理的儲(chǔ)層；③要求實(shí)施大規(guī)模水力壓裂作業(yè)的低滲透儲(chǔ)層；④砂巖儲(chǔ)層、碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層。一、常規(guī)完井方法－射孔完井14射孔關(guān)鍵技術(shù)射孔是完井工程的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。為此，采用先進(jìn)的理論和方法，針對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)和工程實(shí)際情況，優(yōu)選射孔工藝和優(yōu)化射孔設(shè)計(jì)，是搞好射孔完井必不可少的基本條件。采用恰當(dāng)?shù)纳淇坠に嚭驼_的射孔設(shè)計(jì)，就可以獲得較為理想的產(chǎn)能。需要對(duì)射孔工藝、射孔槍彈與儀器、射孔損害機(jī)理及評(píng)價(jià)方法、射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)以及射孔負(fù)壓和射孔液等問題進(jìn)行理論、實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn)研究。一、常規(guī)完井方法－射孔完井

15

射孔工藝的選擇一般根據(jù)：（1）油藏和流體特性；（2）地層損害狀況；

（3）套管程序；

（4）油田生產(chǎn)條件。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

161）電纜輸送套管槍射孔工藝按采用的射孔壓差可以分為兩種方式：正壓射孔；負(fù)壓射孔。射孔壓差指的是射孔液在井底產(chǎn)生的液柱壓力與地層壓力之差。差值為正則為正壓射孔，差值為負(fù)則為負(fù)壓射孔。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

17①常規(guī)電纜套管槍正壓射孔工藝定義：射孔前射孔液在井底形成的液柱壓力高于地層壓力。優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，成本低、高孔密、深穿透。缺點(diǎn)：使射孔液中的固相和液相侵入儲(chǔ)層而導(dǎo)致儲(chǔ)層損害。為了減少正壓對(duì)地層的傷害，特別要求使用優(yōu)質(zhì)的射孔液。定位：磁性定位器測(cè)出定位套管接箍對(duì)比曲線，調(diào)整下射孔槍槍深度。

一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

18②套管槍負(fù)壓射孔工藝這種工藝基本上與套管槍正壓射孔相同，只是射孔前將井筒液面降低到一定深度，以建立適當(dāng)?shù)呢?fù)壓，主要用于低壓油藏。優(yōu)點(diǎn)：負(fù)壓清洗和穿透較深，對(duì)地層的傷害減少到最小。缺點(diǎn)：油氣層厚度大的井需多次下槍射孔，不能保持以后射孔必要的負(fù)壓。

一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

192）油管輸送射孔無(wú)電纜油管輸送射孔工藝是利用油管將射孔槍下到油層部位射孔，是目前國(guó)內(nèi)外使用最多的一種射孔工藝。油管下部聯(lián)有壓差式封隔器、帶孔短節(jié)和引爆系統(tǒng)，油管內(nèi)只有部分液柱造成射孔負(fù)壓。通過地面投棒引爆（重力引爆）、油管加壓引爆和環(huán)空加壓（壓差式引爆）或電纜濕式接頭引爆等各種方式使射孔彈爆炸而一次全部射完油氣層。定位：油管輸送射孔的深度校正一般采用較為精確的放射性校深方法。

一、常規(guī)完井方法－射孔工藝203）油管輸送射孔聯(lián)作工藝①油管輸送射孔和地層測(cè)試聯(lián)作

將油管輸送裝置的射孔槍、點(diǎn)火頭、激發(fā)器等部件接到單封隔器測(cè)試管柱的底部。管柱下到待射孔和測(cè)試井段后，進(jìn)行射孔校深、座好封隔器并打開測(cè)試閥，引爆射孔槍后轉(zhuǎn)入正常測(cè)試程序。這種工藝特別適合于自噴井。②油管輸送射孔與壓裂、酸化聯(lián)作完井時(shí)下一次管柱，能完成射孔、測(cè)試、酸化、壓裂、試井等工序。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

214）電纜輸送過油管射孔

①常規(guī)過油管射孔②轉(zhuǎn)軸式（張開式）過油管射孔工藝③過油管深穿透射孔技術(shù)一、常規(guī)完井方法－射孔工藝3）油管輸送射孔聯(lián)作工藝③非自噴井油管輸送射孔與測(cè)試聯(lián)作工作管柱由射孔槍、封隔器、負(fù)壓閥、自動(dòng)壓力計(jì)工作筒、固定閥以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵組成。224)電纜輸送過油管射孔

①常規(guī)過油管射孔工藝：首先將油管下入工作層頂部，裝好采油樹和防噴管，射孔槍和電纜接頭裝入防噴管內(nèi)，準(zhǔn)備就緒后，打開清臘閘門下入電纜，射孔槍通過油管下出油管鞋，用電纜接頭上的磁定位器測(cè)出短套管位置，點(diǎn)火射孔。優(yōu)點(diǎn)：可降低油管內(nèi)液面，使之達(dá)到負(fù)壓射孔，減少儲(chǔ)層損害，尤其適合于生產(chǎn)井不停產(chǎn)補(bǔ)孔和打開新層位，避免了壓井和起下油管作業(yè)一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

234)電纜輸送過油管射孔

①常規(guī)過油管射孔

缺點(diǎn)：射孔槍的直徑受油管內(nèi)徑限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高孔密、深穿透（彈尺寸小且射孔槍與套管間隙過大）。一次下槍長(zhǎng)度受防噴管高度限制，厚油氣層需多次下槍，而以后幾槍無(wú)法保證負(fù)壓。就負(fù)壓本身而言也不能過大，以防射孔后油氣上沖而使電纜打結(jié)無(wú)法取出。

一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

244)電纜輸送過油管射孔②轉(zhuǎn)軸式（張開式）過油管射孔工藝在改進(jìn)常規(guī)過油管射孔技術(shù)基礎(chǔ)上，研制出轉(zhuǎn)軸式過油管射孔槍，轉(zhuǎn)軸槍包括一個(gè)控制頭和一個(gè)射孔槍?？刂祁^用于射孔槍張開。射孔槍由彈架、轉(zhuǎn)軸彈，兩個(gè)啟動(dòng)桿和連接轉(zhuǎn)軸射孔彈的連接器、導(dǎo)爆索和雷管組成。射孔井段的長(zhǎng)度增大，300mm~900mm。

③過油管深穿透射孔技術(shù)改進(jìn)轉(zhuǎn)軸式過油管射孔工藝，可在油管內(nèi)下入大直徑射孔彈，其裝藥量達(dá)24克以上，穿深達(dá)400～800mm，接近套管槍射孔深度。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

25(2)射孔參數(shù)優(yōu)選射孔參數(shù)優(yōu)選是指現(xiàn)有條件下，針對(duì)特定儲(chǔ)層使井產(chǎn)能達(dá)到最高的射孔參數(shù)優(yōu)配組合，也涉及到實(shí)現(xiàn)這些參數(shù)的工藝要求。產(chǎn)能比是優(yōu)選的目標(biāo)函數(shù)。要獲得理想的射孔效果或產(chǎn)能，必須對(duì)射孔參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行正確而有效的射孔參數(shù)優(yōu)選，取決于：對(duì)于各種儲(chǔ)層和地下流體情況下射孔井產(chǎn)能規(guī)律的量化認(rèn)識(shí)程度；射孔參數(shù)、損害參數(shù)和儲(chǔ)層及流體參數(shù)獲取的準(zhǔn)確程度；可供選擇的槍彈品種、類型的系列化程度。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

26(2)射孔參數(shù)優(yōu)選1)射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備包括收集射孔槍、彈基本數(shù)據(jù)，射孔彈穿深、孔徑校正，鉆井損害參數(shù)的計(jì)算等方面。2)射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：①建立各種儲(chǔ)層和產(chǎn)層流體條件下射孔完井產(chǎn)能關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，獲得各種條件下射孔產(chǎn)能比定量關(guān)系；②收集本地區(qū)、鄰井和設(shè)計(jì)井有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，用以修正模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)；一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

27(2)射孔參數(shù)優(yōu)選2)射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法③調(diào)查射孔槍、彈型號(hào)和性能測(cè)試數(shù)據(jù)；④校正各種彈的井下穿深和孔徑；⑤計(jì)算各種彈的壓實(shí)損害參數(shù)；⑥計(jì)算設(shè)計(jì)井的鉆井損害參數(shù)；⑦計(jì)算和比較各種可能參數(shù)配合下的產(chǎn)率比和套管抗擠毀能力降低系數(shù)，優(yōu)選出最佳的射孔參數(shù)配合；⑧預(yù)測(cè)選擇方案下的產(chǎn)量、表皮系數(shù)。一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

28(3)射孔負(fù)壓設(shè)計(jì)負(fù)壓射孔（UnderbalancedPerforating）就是指射孔時(shí)射孔液在井筒中造成的井底壓力低于油藏壓力。負(fù)壓值是負(fù)壓設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。具體要求：保證孔眼清潔、沖刷出孔眼周圍的破碎壓實(shí)帶中的細(xì)小顆粒，滿足這一要求的負(fù)壓稱為最小負(fù)壓；負(fù)壓值不能超過某個(gè)值以免造成地層出砂、垮塌、套管擠毀、或封隔器失效和其它方面的問題，對(duì)應(yīng)的這一臨界值稱為最大負(fù)壓。合理射孔負(fù)壓值的選擇應(yīng)當(dāng)是既高于最小負(fù)壓又不超過最大負(fù)壓。

一、常規(guī)完井方法－射孔工藝29美國(guó)Conoco公司射孔負(fù)壓設(shè)計(jì)計(jì)算方法

若產(chǎn)層有出砂史或含水飽和度高，則：△Prec＝0.8△Pmin＋0.2△Pmax若產(chǎn)層無(wú)出砂史，則：△Prec＝0.2△Pmin＋0.8△Pmax

式中△Prec─合理負(fù)壓，MPa;△Pmax─最大負(fù)壓，MPa；△Pmin─最小負(fù)壓，MPa；一、常規(guī)完井方法－射孔工藝

302．裸眼完井方法

裸眼完井就是井眼完全裸露，井內(nèi)不下任何管柱。分先期裸眼完井和后期裸眼完井。適用條件為：①巖性堅(jiān)硬致密，井壁穩(wěn)定不坍塌的碳酸鹽巖或砂巖儲(chǔ)層；②無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層；③單一厚儲(chǔ)層，或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層；④不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段、選擇性處理的儲(chǔ)層。一、常規(guī)完井方法－裸眼完井

31先期裸眼完井鉆頭鉆至油層頂界附近后，下技術(shù)套管注水泥固井。水泥漿上返至預(yù)定的設(shè)計(jì)高度后，再?gòu)募夹g(shù)套管中下入直徑較小的鉆頭，鉆穿水泥塞，鉆開油層至設(shè)計(jì)井深完井。此為先期裸眼完井。一、常規(guī)完井方法－裸眼完井

32后期裸眼完井

不更換鉆頭，直接鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深，然后下技術(shù)套管至油層頂界附近，注水泥固井，此為后期裸眼完井。一、常規(guī)完井方法－裸眼完井

33水平井裸眼完井一、常規(guī)完井方法－裸眼完井

343．割縫襯管完井方法

割縫襯管完井是在裸眼完井的基礎(chǔ)上，在裸眼井內(nèi)下入割縫襯管。在直井、定向井、水平井中都可采用。與裸眼完井相對(duì)應(yīng)，割縫襯管完井方法也有兩種完井工序：先期固井和后期固井。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管35割縫襯管完井（先期固井）鉆頭鉆至油層頂界后，先下技術(shù)套管注水泥固井，再?gòu)募夹g(shù)套管中下入直徑小一級(jí)的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深。最后在油層部位下入預(yù)先割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器(卡瓦封隔器)，將襯管懸掛在技術(shù)套管上，并密封襯管和套管之間的環(huán)形空間，使油氣通過襯管的割縫流入井筒。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管36割縫襯管完井（后期固井）

用同一尺寸鉆頭鉆穿油層后，套管柱下端連接襯管下入油層部位，通過管外封隔器和注水泥接頭固井封隔油層頂界以上的環(huán)形空間。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管37割縫襯管示意圖割縫襯管就是在襯管壁上沿著軸線的平行方向或垂直方向割成多條縫眼.一、常規(guī)完井方法－割縫襯管38割縫襯管縫眼的功能允許一定數(shù)量和大小的能被原油攜帶至地面的“細(xì)砂”通過。能把較大顆粒的砂子阻擋在襯管外面。這樣，大砂粒就在襯管外形成“砂橋”或“砂拱”。砂橋中沒有小砂粒，因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)此處流速很高，把小砂粒都帶入井內(nèi)了。砂橋的這種自然分選，使它具有良好的通過能力，同時(shí)起到保護(hù)井壁的作用。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管39割縫襯管的技術(shù)參數(shù)（1）縫眼的形狀縫眼剖面應(yīng)該呈梯形，梯形兩斜邊的夾角與襯管的承壓大小及流通量有關(guān)，一般設(shè)計(jì)為12°左右。梯形的大底邊應(yīng)為襯管內(nèi)表面，小底邊應(yīng)為襯管外表面。這種縫眼的形狀可以避免砂?？ㄋ涝诳p眼內(nèi)而堵塞襯管。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管40（2）縫口寬度梯形縫眼的小底邊寬度稱為縫口寬度?？p口寬度為：

e≤2d10

式中e---縫口寬度，mm；d10-----產(chǎn)層砂粒度組成累積曲線上，占累積重量為10％所對(duì)應(yīng)的砂粒直徑，mm。

上式表明：占砂樣總重量為90％的細(xì)小砂粒被允許通過割縫縫眼，而占砂樣總重量為10％的大直徑承載骨架砂不能通過縫眼，被阻擋在襯管外面形成具有較高滲透率的“砂橋”。割縫襯管的技術(shù)參數(shù)一、常規(guī)完井方法－割縫襯管41（3）縫眼的排列形式

排列形式有沿襯管軸線的平行方向或沿襯管軸線的垂直方向割縫兩種縫口寬度。

割縫襯管的技術(shù)參數(shù)一、常規(guī)完井方法－割縫襯管42(4)割縫襯管的尺寸。根據(jù)技術(shù)套管尺寸，裸眼井段的鉆頭直徑，可確定割縫襯管外徑，如下所示：

技術(shù)套管

裸眼井段鉆頭

割縫襯管公稱直徑(in)套管外徑(mm)公稱直徑(in)鉆頭直徑(mm)公稱直徑(in)襯管外徑(mm)

7

177.8

6

1525～51/2127～140

85/8

219.1

71/2

19051/2～65/8140～168

95/8

244.5

81/2

21665/8～75/8168～194

103/4

273.1

95/8

244.575/8～85/8194～219一、常規(guī)完井方法－割縫襯管割縫襯管的技術(shù)參數(shù)43縫眼的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)管徑的大小和縫眼的排列形式而定，通常為20～300mm。由于垂向割縫襯管的強(qiáng)度低，因此垂向割縫的縫長(zhǎng)較短，一般為20～50mm。平行向割縫的縫長(zhǎng)一般為50～300mm。小直徑高強(qiáng)度襯管取高值，而大直徑低強(qiáng)度襯管取低值。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管割縫襯管的技術(shù)參數(shù)（5）縫眼的長(zhǎng)度44(6)縫眼的數(shù)量縫眼的數(shù)量決定了割縫襯管的流通面積。在確定割縫襯管流通面積時(shí)，既要考慮產(chǎn)液量的要求，又要顧及割縫襯管的強(qiáng)度?？p眼的數(shù)量可由下式確定：

式中n---縫眼的數(shù)量，條/m；α--縫眼總面積占襯管外表總面積的百分?jǐn)?shù)，一般取2％；

F---每米襯管外表面積，mm2/m；e---縫口寬度，mm；l---縫眼長(zhǎng)度，mm。一、常規(guī)完井方法－割縫襯管45割縫襯管完井適用的地質(zhì)條件①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層；②單一厚儲(chǔ)層，或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層；③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段，選擇性處理的儲(chǔ)層；④巖性較為疏松的中、粗砂粒儲(chǔ)層。割縫襯管完井方法是當(dāng)前主要的完井方法之一。它既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，同時(shí)在一定程度上起到防砂的作用。由于這種完井方法的工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，故而在一些出砂不嚴(yán)重的中粗砂粒油層中使用。

一、常規(guī)完井方法－割縫襯管464.礫石充填完井

對(duì)于膠結(jié)疏松出砂嚴(yán)重的地層，一般應(yīng)采用礫石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內(nèi)油層部位，然后用充填液將在地面上預(yù)先選好的礫石（礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂涂層砂或陶粒）泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)礫石充填層，以阻擋油層砂流入井筒，達(dá)到保護(hù)井壁、防砂入井之目的。 礫石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井中應(yīng)慎重，因?yàn)橐装l(fā)生砂卡，從而使礫石充填失敗，達(dá)不到有效防砂的目的。為了適應(yīng)不同油層特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填礫石，分別稱為裸眼礫石充填和套管礫石充填。

一、常規(guī)完井方法－礫石充填47（1）裸眼礫石充填完井在地質(zhì)條件允許使用裸眼，而又需要防砂時(shí)，就應(yīng)該采用裸眼礫石充填完井方法。其工序是：鉆頭鉆達(dá)油層頂界以上約3m后，下技術(shù)套管注水泥固井。再用小一級(jí)的鉆頭鉆穿水泥塞，鉆開油層至設(shè)計(jì)井深。然后更換擴(kuò)張式鉆頭將油層部位的井徑擴(kuò)大到技術(shù)套管外徑的1.5至2倍，以確保充填礫石時(shí)有較大的環(huán)形空間，增加防砂層的厚度，提高防砂效果。一、常規(guī)完井方法－礫石充填48一、常規(guī)完井方法－礫石充填Openholegravelpack.Openholegravelpacksarecompletedwithoutcasingorlinertosupporttheformation.49一、常規(guī)完井方法－礫石充填裸眼礫石充填擴(kuò)徑尺寸匹配表

上層套管尺寸井眼尺寸擴(kuò)眼尺寸篩管尺寸(in)(mm)(in)(mm)(in)(mm)(in)(mm)51/2139.743/4120.61230527/88765/8～7168.3～177.857/8～61/8149.2～155.512～16305～4074～5117～14275/8～85/8193.7～219.161/2～77/8165.1～20014～18355.6～457.251/215595/8244.583/4222.216～20407～50865/8184103/4273.191/2241.318～20457.2～508719450裸眼礫石充填完井示意圖一、常規(guī)完井方法－礫石充填51（2）套管礫石充填完井

套管礫石充填的完井工序是：鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深后，下油層套管于油層底部，注水泥固井，然后對(duì)油層部位射孔。要求采用高孔密（30孔/m左右），大孔徑（20mm左右）射孔，以增大充填流通面積，有時(shí)還把套管外的油層砂沖掉，以便于向孔眼外的周圍油層填入礫石，避免礫石和地層砂混和增大滲流阻力。由于高密度充填（高粘充填液）緊實(shí)，充填效率高，防砂效果好，而且有效期長(zhǎng)，故當(dāng)前大多采用高密度充填。一、常規(guī)完井方法－礫石充填52一、常規(guī)完井方法－礫石充填套管規(guī)格篩管外徑(mm)(in)(mm)(in)139.751/27423/8168.365/88727/8177.878727/8193.775/810431/2219.185/81174244.595/813041/2273.1103/41425套管礫石充填篩管匹配表

53套管礫石充填完井示意圖一、常規(guī)完井方法－礫石充填54（3）礫石質(zhì)量要求

1）礫石粒徑國(guó)內(nèi)外推薦的礫石粒徑是油層砂粒度中值d50的5～6倍。2）礫石尺寸合格程度礫石尺寸合格程度的標(biāo)準(zhǔn)是大于要求尺寸的礫石重量不得超過砂樣的0.1%，小于要求尺寸的礫石重量不得超過砂樣的2％。一、常規(guī)完井方法－礫石充填55(3)礫石質(zhì)量要求3）礫石的強(qiáng)度礫石強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)是抗破碎試驗(yàn)所測(cè)出的破碎砂重量含量不超過下表所示的數(shù)值。礫石抗破碎推薦標(biāo)準(zhǔn)

一、常規(guī)完井方法－礫石充填充填砂粒度(目)破碎砂重量百分含量(%)8～16812～20416～30220～40230～50240～60256(3)礫石質(zhì)量要求

4）礫石的球度和圓度：要求礫石的平均圓度應(yīng)大于0.6。一、常規(guī)完井方法－礫石充填57(3)礫石質(zhì)量要求5）礫石的酸溶度礫石酸溶度的標(biāo)準(zhǔn)是：在標(biāo)準(zhǔn)土酸(3％HF＋12％HCl)中礫石的溶解重量百分?jǐn)?shù)不得超過1％。6）礫石的結(jié)團(tuán)要求為：礫石應(yīng)由單個(gè)石英砂粒所組成，如果砂樣中含有1％或更多個(gè)砂粒結(jié)團(tuán)，該砂樣不能使用。一、常規(guī)完井方法－礫石充填58(4)繞絲篩管縫隙尺寸的選擇

礫石充填完井一般都使用不銹鋼繞絲篩管而不用割縫襯管。其原因有：

①割縫襯管的縫口寬度由于受加工割刀強(qiáng)度的限制，最小為0.250.5mm。因此，割縫襯管只適用于中、粗砂粒油層。而繞絲篩管的縫隙寬度最小可達(dá)0.12mm，故其適用范圍要大得多。②繞絲篩管是由繞絲形成一種連續(xù)縫隙，它的流通面積要比割縫襯管大得多，流體通過篩管時(shí)幾乎沒有壓力降。③繞絲篩管以不銹鋼絲為原料，其耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。

一、常規(guī)完井方法－礫石充填59(4)繞絲篩管縫隙尺寸的選擇

繞絲篩管應(yīng)能保證礫石充填層的完整。故其縫隙應(yīng)小于礫石充填層中最小的礫石尺寸，一般取為最小礫石尺寸的1/22/3。例如根據(jù)油層砂粒度中值，確定礫石粒徑為1630目，其礫石尺寸的范圍是0.581.19mm。所選的繞絲縫隙應(yīng)為0.30.38mm。一、常規(guī)完井方法－礫石充填60礫石充填完井適用的地質(zhì)條件裸眼礫石充填完井①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層的儲(chǔ)層。②單一厚儲(chǔ)層，或壓力、物性基本一致的多儲(chǔ)層。③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段，選擇性處理的儲(chǔ)層。④巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。套管礫石充填完井①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件，因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層。②各分層之間存在壓力、巖性差異，因而要求實(shí)施選擇性處理的儲(chǔ)層。③巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。一、常規(guī)完井方法－礫石充填61一、常規(guī)完井方法小結(jié)

完井方法適用的地質(zhì)條件

射孔完井①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件，因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層。②各分層之間存在壓力、巖性等差異，因而要求實(shí)施分層測(cè)試、分層采油、分層注水、分層處理的儲(chǔ)層。③要求實(shí)施大規(guī)模水力壓裂作業(yè)的低滲透儲(chǔ)層。④砂巖儲(chǔ)層、碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層。

裸眼完井①巖性堅(jiān)硬致密，井壁穩(wěn)定不坍塌的碳酸鹽巖或砂巖儲(chǔ)層。②無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層。③單一厚儲(chǔ)層，或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層。④不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段，選擇性處理的儲(chǔ)層。割縫襯管完井①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層。②單一厚儲(chǔ)層，或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層。③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段，選擇性處理的儲(chǔ)層。④巖性較為疏松的中、粗砂粒儲(chǔ)層。裸眼礫石充填完井①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層的儲(chǔ)層。②單一厚儲(chǔ)層，或壓力、物性基本一致的多儲(chǔ)層。③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段，選擇性處理的儲(chǔ)層。④巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。套管礫石充填完井①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件，因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層。②各分層之間存在壓力、巖性差異，因而要求實(shí)施選擇性處理的儲(chǔ)層。③巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。幾種主要完井方法適用的地質(zhì)條件(垂直井)62

二、其它完井方法

1.貫眼套管（尾管）完井貫眼套管（尾管）完井也稱地面預(yù)鉆孔套管（尾管）完井，這是在地面按一定的布孔參數(shù)預(yù)先在套管（尾管）上鉆孔，然后象割縫襯管一樣完井。一般的布孔參數(shù)為：孔密2024孔/m，孔眼直徑10mm，相位角6090度，交錯(cuò)布孔。貫眼套管（尾管）的加工成本要比割縫襯管低得多，適用于不出砂的碳酸鹽巖地層及其它裂縫性油藏。貫眼套管（尾管）完井在直井、定向井、水平井中都可使用。632.預(yù)充填礫石繞絲篩管完井預(yù)充填礫石繞絲篩管是在地面預(yù)先將符合油層特性要求的礫石填入具有內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間而形成的防砂管。將此種篩管下入裸眼井內(nèi)或射孔套管內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)出砂層位進(jìn)行防砂。該種防砂方法其油井產(chǎn)能略低于井下礫石充填，但工藝簡(jiǎn)便、成本低，國(guó)內(nèi)外均經(jīng)常采用。該種完井方法在直井、定向井、水平井中都可使用。二、其它完井方法

642.預(yù)充填礫石繞絲篩管完井預(yù)充填礫石粒徑的選擇，雙層繞絲篩管縫隙的選擇等，皆與井下礫石充填完井相同。外篩管外徑與套管內(nèi)徑的差值應(yīng)盡量小，一般10mm左右為宜，以增加預(yù)充填礫石層的厚度，從而提高防砂效果。預(yù)充填礫石層的厚度應(yīng)保證在25mm左右。內(nèi)篩管的內(nèi)徑應(yīng)大于中心管外徑2mm以上，以便能順利組裝在中心管上。

二、其它完井方法

653.其它防砂篩管完井（1）金屬纖維防砂篩管（2）多孔冶金粉末防砂篩管（3）多層充填井下濾砂器二、其它完井方法

663.其它防砂篩管完井（1）金屬纖維防砂篩管不銹鋼纖維是主要的防砂原件，由斷絲、混絲經(jīng)滾壓、梳分、定形而成。它的防砂原理是：大量纖維堆集在一起時(shí)，纖維之間就會(huì)形成若干縫隙，利用這些縫隙阻擋地層砂粒通過，其縫隙的大小與纖維的堆集緊密程度有關(guān)。通過控制金屬纖維縫隙的大小（控制纖維的壓緊程度）達(dá)到適應(yīng)不同油層粒徑的防砂要求。此外，由于金屬纖維富有彈性，在一定的驅(qū)動(dòng)力下，小砂?？梢酝ㄟ^縫隙，避免金屬纖維被填死。砂粒通過后，纖維又可恢復(fù)原狀而達(dá)到自潔的作用。

二、其它完井方法

673.其它防砂篩管完井（1）金屬纖維防砂篩管二、其它完井方法

683.其它防砂篩管完井（1）金屬纖維防砂篩管優(yōu)點(diǎn)：滲透率高，孔隙度大；

耐高溫、耐腐蝕，在井下的壽命長(zhǎng)；

防砂效果好；

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，連接方便；

施工工藝簡(jiǎn)單，動(dòng)用設(shè)備少，防砂總成本低；應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。

二、其它完井方法

693.其它防砂篩管完井（2）多孔冶金粉末防砂篩管這種防砂篩管是用鐵、青銅、鋅白銅、鎳、蒙乃爾合金等金屬粉末作為多孔材料加工而成。二、其它完井方法

703.其它防砂篩管完井（3）多層充填井下濾砂器美國(guó)保爾(Pall)油井技術(shù)公司推薦一種多層充填井下濾砂器，它是由基管、內(nèi)外泄油金屬絲網(wǎng)、3～4層單獨(dú)纏繞在內(nèi)外泄油網(wǎng)之間的保爾(Pall)介質(zhì)過濾層及外罩管所組成。該介質(zhì)過濾層是主要的濾砂原件，它是由不銹鋼絲與不銹鋼粉末燒結(jié)而成的。因此可根據(jù)油層砂粒度中值，選用不同粒徑的不銹鋼粉末燒結(jié)，其控制范圍廣。該種完井方法在直井、定向井、水平井中都可使用。

二、其它完井方法

714.化學(xué)固砂完井化學(xué)固砂是以各種材料（水泥漿、酚醛樹脂等）為膠結(jié)劑，以各種硬質(zhì)顆粒（石英砂、核桃殼等）為支撐劑，按一定比例拌合均勻后，擠入套管外堆集于出砂層位。凝固后形成具有一定強(qiáng)度和滲透性的人工井壁防止油層出砂?；蛘卟患又蝿?，直接將膠結(jié)劑擠入套管外出砂層位，將疏松砂巖膠結(jié)牢固防止油層出砂?；瘜W(xué)固砂雖然是一種防砂方法，但其在使用上有其局限性，僅適用于單層及薄層，防砂油層一般以5m左右為宜，不宜用在大厚層或長(zhǎng)井段防砂?；瘜W(xué)固砂完井主要在直井中使用。

二、其它完井方法

724.化學(xué)固砂完井二、其它完井方法

方法膠結(jié)劑支撐劑配方(重量比)適用范圍優(yōu)缺點(diǎn)水泥砂漿人工井壁水泥漿石英砂水泥:水:石英砂＝1:0.5:4油水井后期防砂、低壓、淺井防砂原料來(lái)源廣、強(qiáng)度低、有效期短水帶干灰砂人工井壁水泥石英砂水泥:石英砂＝1:(2～2.5)高含水油井和注水井后期防砂。低壓油水井。原料來(lái)源廣、成本低、堵塞較嚴(yán)重柴油水泥漿乳化液人工井壁柴油水泥漿乳化液

柴油:水泥:水＝1:1:0.5油、水井早期防砂。出砂量少。淺井。原料來(lái)源廣、成本低、堵塞較嚴(yán)重酚醛樹脂人工井壁酚醛樹脂溶液

苯酚:甲醛:氨水＝1:1.5:0.05油、水井先期和早期防砂。中、粗砂巖油層防砂適應(yīng)性強(qiáng)、成本高，樹脂儲(chǔ)存期短樹脂核桃殼人工井壁酚醛樹脂核桃殼樹脂:核桃殼＝1:1.5油、水井早期和后期防砂。出砂量少。膠結(jié)強(qiáng)度高、滲透率高、防砂效果好。原料來(lái)源困難，施工較復(fù)雜樹脂砂漿人工井壁酚醛樹脂石英砂樹脂:石英砂＝1:4油、水井后期防砂。膠結(jié)強(qiáng)度高、適應(yīng)性強(qiáng)，施工較復(fù)雜酚醛溶液地下合成酚醛溶液

苯酚:甲醛:固化劑=1:2:(0.3～0.36)油層溫度在60℃以上的油、水井先期和早期防砂。溶液粘度低，易于擠入油層，可分層防砂樹脂涂層礫石人工井壁環(huán)氧樹脂石英砂樹脂:礫石＝1:(10～20)油層溫度在60℃以上的油、水井早期和后期防砂滲透率高、強(qiáng)度高、施工簡(jiǎn)單735.壓裂礫石充填防砂完井在礫石充填工藝上的突破主要是將礫石充填與水力壓裂結(jié)合起來(lái)，稱為壓裂礫石充填技術(shù)，包括清水壓裂充填、端部脫砂壓裂充填、膠液壓裂充填等三種。其原理就是在射孔井上礫石充填之前，利用水力壓裂在地層中造出短裂縫，然后在裂縫中填滿礫石，最后，再在篩管與套管環(huán)空充填礫石。同樣，壓裂礫石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井中應(yīng)慎重，因?yàn)楦悴缓靡装l(fā)生砂卡，從而使礫石充填失敗，達(dá)不到有效防砂的目的。

二、其它完井方法

746.欠平衡打開產(chǎn)層的完井

欠平衡打開產(chǎn)層時(shí)，井下鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力小于地層壓力，其主要優(yōu)點(diǎn)是可以避免鉆井液對(duì)地層產(chǎn)生損害。但由于欠平衡打開產(chǎn)層適應(yīng)的地質(zhì)條件有限（主要有裂縫性碳酸鹽巖地層、裂縫性變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層、低滲致密砂巖等），所以目前能采用的完井方法主要有裸眼完井、割縫襯管完井、帶ECP的割縫襯管完井、貫眼套管完井等。二、其它完井方法

75第二節(jié)完井方法的選擇76按照鉆井后井眼是否裸露，可將完井方法分為兩大類：射孔系列完井和裸眼系列完井

裸眼系列完井射孔系列完井1、裸眼完井1、射孔完井2、割縫襯管完井2、射孔套管內(nèi)下繞絲篩管完井3、帶管外封隔器的割縫襯管完井3、射孔套管內(nèi)下預(yù)充填礫石篩管完井4、繞絲篩管完井4、射孔套管內(nèi)金屬纖維篩管完井5、貫眼套管完井5、射孔套管內(nèi)井下礫石充填完井6、裸眼預(yù)充填礫石篩管完井

7、裸眼金屬纖維篩管完井

8、裸眼井下礫石充填完井

一、完井方法分類77按照完井方法是否具備防砂的功能來(lái)分，則又可分成防砂型完井和非防砂型完井兩大類

非防砂型完井防砂型完井1、裸眼完井1、割縫襯管完井（*）2、割縫襯管完井2、繞絲篩管完井3、帶管外封隔器的割縫襯管完井3、裸眼預(yù)充填礫石篩管完井4、貫眼套管完井4、裸眼金屬纖維篩管完井5、射孔完井5、裸眼井下礫石充填完井

6、管內(nèi)下繞絲篩管完井

7、管內(nèi)預(yù)充填礫石篩管完井

8、管內(nèi)金屬纖維篩管完井

9、管內(nèi)井下礫石充填完井

10、化學(xué)固砂完井一、完井方法分類78二、生產(chǎn)過程中井眼的力學(xué)穩(wěn)定性判斷

根據(jù)考慮中間主應(yīng)力的Von.Mises剪切破壞理論，可以計(jì)算作用在井壁巖石上的剪切應(yīng)力均方根（廣義剪應(yīng)力）和有效法向應(yīng)力：式中剪切應(yīng)力均方根，MPa；

有效法向應(yīng)力，MPa；σ1

作用在井壁巖石上的最大主應(yīng)力，MPa；σ2

中間主應(yīng)力，MPa。σ3

作用在井壁巖石上的最小主應(yīng)力，MPa；Pr

地層孔隙壓力，MPa。79二、生產(chǎn)過程中井眼的力學(xué)穩(wěn)定性判斷

根據(jù)Von.Mises剪切破壞理論，計(jì)算井壁巖石的剪切強(qiáng)度均方根，即：

式中---油層巖石的剪切強(qiáng)度均方根，MPa；---巖石材質(zhì)常數(shù)，MPa,β---巖石材質(zhì)常數(shù),

Ch---油層巖石的內(nèi)聚力，MPa,

φ---油層巖石的內(nèi)摩擦角，（°）

σc

---油層巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，MPa；

σt

---井壁巖石的最大切向應(yīng)力，MPa。80

若計(jì)算出的剪切強(qiáng)度均方根大于由前式算出的剪切應(yīng)力均方根，則表明不會(huì)發(fā)生力學(xué)上的不穩(wěn)定，可以采用裸眼完井方法；反之將會(huì)發(fā)生井眼的力學(xué)不穩(wěn)定，即有可能發(fā)生井眼坍塌，因而不能采用裸眼完井方法，必須采用能支撐井壁的完井方法。二、生產(chǎn)過程中井眼的力學(xué)穩(wěn)定性判斷

811.地層出砂機(jī)理出砂的種類：游離砂和骨架砂。前者能疏通地層孔隙喉道，真正要防的是地層骨架砂的產(chǎn)出，因?yàn)橐坏┑貙映龉羌苌埃赡軐?dǎo)致地層的坍塌，使油井報(bào)廢。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

骨架砂何時(shí)會(huì)產(chǎn)出？？82三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷1.地層出砂機(jī)理什么情況下將產(chǎn)出骨架砂？按照巖石力學(xué)的觀點(diǎn)，地層出砂是由于井壁巖石力學(xué)結(jié)構(gòu)被破壞所引起的。井壁巖石的應(yīng)力狀態(tài)和巖石的抗張（拉）強(qiáng)度是地層出砂與否的內(nèi)因。而開采工程中的生產(chǎn)壓差的大小及地層空隙壓力的變化是地層出砂與否的外因。如果井壁巖石所受到的最大張應(yīng)力超過巖石的抗張強(qiáng)度，巖石就會(huì)發(fā)生張性斷裂或張性破壞，在開采過程中將造成地層出砂。83影響地層出砂的因素：

（1）地層巖石強(qiáng)度一般說(shuō)來(lái)，地層巖石強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）越低，地層出砂的可能性就越大。（2）地層的孔隙壓力衰減隨著地層孔隙壓力的下降，井壁巖石所受的應(yīng)力就會(huì)增大，地層出砂的可能性就會(huì)隨著增大。（3）生產(chǎn)壓差生產(chǎn)壓差（或生產(chǎn)速度）越大，地層出砂的可能性越大。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

84影響地層出砂的因素：（4）地層是否出水和含水率的大小生產(chǎn)過程中，隨著地層的出水和含水率的上升，地層出砂的可能性增大。（5）地層流體粘度地層流體粘度越大，地層出砂的可能性就越大。（6）不適當(dāng)?shù)拇胧┗蚬芾聿贿m當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn)措施（如酸化或壓裂）或不當(dāng)?shù)墓芾恚ㄈ缭斐删逻^大的壓力激動(dòng)）都會(huì)引起地層出砂。

三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

852.生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷就是要解決油井是否需要采用防砂完井的問題。其判斷方法主要有現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法、經(jīng)驗(yàn)法及力學(xué)計(jì)算方法等。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

86(1)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法判斷出砂

1)巖芯觀察疏松巖石用常規(guī)取芯工具收獲率低，很容易將巖芯從取心筒中拿出或巖芯易從取心筒中脫落；用肉眼觀察、手觸等方法判斷時(shí)，疏松巖石或低強(qiáng)度巖石往往一觸即碎、或停放數(shù)日自行破碎、或在巖芯上用指甲能刻痕；對(duì)巖芯浸水或鹽水，巖芯易破碎。如有上述現(xiàn)象，則說(shuō)明生產(chǎn)過程中地層易出砂。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

87(1)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法判斷出砂2)DST測(cè)試：如果DST測(cè)試期間油氣井出砂（甚至嚴(yán)重出砂），說(shuō)明生產(chǎn)過程中地層易出砂；如果DST測(cè)試期間未見出砂，但仔細(xì)檢查井下鉆具和工具，在接箍臺(tái)階等處附有砂粒，或在DST測(cè)試完畢后，砂面上升，說(shuō)明生產(chǎn)過程中地層易出砂。3)鄰井狀態(tài)同一油氣藏中，臨井生產(chǎn)過程中出砂，本井出砂的可能性大。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

88(2)經(jīng)驗(yàn)法判斷出砂

1)聲波時(shí)差法聲波時(shí)差295s/m時(shí)，地層容易出砂。2)G/cb法根據(jù)力學(xué)性質(zhì)測(cè)井所求得的地層巖石剪切模量G和巖石體積壓縮系數(shù)cb，可以計(jì)算G/cb值，其計(jì)算公式如下

當(dāng)G/cb3.8107Mpa2時(shí)，油氣井不出砂；當(dāng)G/cb3.3107Mpa2時(shí)，油氣井要出砂。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

89(2)經(jīng)驗(yàn)法判斷出砂3)組合模量法根據(jù)聲速及密度測(cè)井資料，用下式計(jì)算巖石的彈性組合模量EC：

①EC

2.0104Mpa，正常生產(chǎn)時(shí)不出砂；②1.5104MpaEC

2.0104Mpa，正常生產(chǎn)時(shí)輕微出砂；③EC1.5104Mpa，正常生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)重出砂。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

90(3)力學(xué)計(jì)算法判斷出砂根據(jù)巖石破壞理論，當(dāng)巖石的抗壓強(qiáng)度小于最大切向應(yīng)力時(shí)，井壁巖石不堅(jiān)固，將會(huì)引起巖石結(jié)構(gòu)的破壞而出砂。計(jì)算方法：分別計(jì)算直井、定向井、水平井井眼條件下的井壁所收到的最大張應(yīng)力和井壁巖石的抗張強(qiáng)度。比較井壁最大張應(yīng)力和井壁巖石抗張強(qiáng)度的相對(duì)大小，判斷是否出砂。三、生產(chǎn)過程中地層出砂的判斷

91四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

油、氣藏類型、油、氣層巖性不同，所選的完井方法就不同，即使在同一油、氣藏中，井所處的地理位置不同，所選完井方法也可能有差別。完井方法選擇必須依據(jù)油、氣田地質(zhì)和油、氣藏工程特點(diǎn)，同時(shí)要考慮到采油(采氣)工程技術(shù)要求，要有預(yù)見性。921.注水我國(guó)的砂巖油田主要是陸相沉積，其特點(diǎn)是層系多、薄互層多，低滲透油層占有不小比例，油層壓力普遍偏低。油田大多采用早期注水開發(fā)，而且是多套層系同井開采，所以常采用分層注水工藝。由于注水貫穿于油田開發(fā)全過程，特別是深井低滲透油層注水壓力較高（注水壓力接近油層破裂壓力）。因此，在選擇完井方法時(shí)，不僅要求能分隔層段，而且還應(yīng)保證注水井在長(zhǎng)期承受高壓下正常工作。注水井一般采用射孔完井方法。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

932.壓裂、酸化砂巖地層大多需要壓裂投產(chǎn)或者注水開發(fā)后壓裂增產(chǎn)，又因?yàn)閷酉刀嘈枰扇》謱訅毫?。在從油管注壓裂液時(shí)，由于排量大摩阻高，因而施工壓力高，在選擇完井方法時(shí)只能選擇套管射孔完成。對(duì)于碳酸鹽巖，不論是裂縫性還是孔隙性地層，大多需要進(jìn)行常規(guī)酸化投產(chǎn)，有時(shí)還需要進(jìn)行大型酸化、酸壓，因此必須采用套管射孔完成。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

943.氣頂、底水控制

不論砂巖或碳酸鹽巖油氣田都存在氣頂和底水控制問題，有的油藏可能同時(shí)存在氣頂、底水，或者僅有氣頂或底水，完井時(shí)必須充分考慮如何發(fā)揮氣頂和底水的有利作用，同時(shí)又要能有效地控制其不利因素。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

954.注蒸氣熱采

稠油，特別是特稠油和超稠油，因地下粘度高，油幾乎不能流動(dòng)，用常規(guī)方法無(wú)法開采，必須熱采。當(dāng)前世界各國(guó)主要使用注蒸汽熱采。此外，由于稠油層大多為粘土或原油膠結(jié)，油層極易出砂，因而需要考慮防砂的問題。大厚稠油層，若無(wú)氣頂、底水、夾層水，可采用裸眼礫石充填完井。但另一方面，大厚油層裸眼完成難以調(diào)整吸氣剖面，采用裸眼完井應(yīng)慎重考慮。一般來(lái)說(shuō)，多采用套管射孔并在管內(nèi)礫石充填完井。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

965.防砂

若判定油層生產(chǎn)時(shí)會(huì)出砂，則應(yīng)選擇防砂型完井方法。一般情況下，厚油層、無(wú)氣頂、無(wú)底水時(shí)，可采用裸眼或套管射孔完井防砂。薄層或薄互層則應(yīng)采用套管射孔完井防砂。根據(jù)出砂程度和砂粒直徑的大小可選擇不同的防砂方法。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

976.防腐硫化氫(H2S)或二氧化碳(CO2)含量較高的天然氣井，應(yīng)考慮使用防腐套管和油管，完井時(shí)應(yīng)下永久封隔器，防止腐蝕性氣體進(jìn)入油、套管環(huán)形空間。有的油田地層水礦化度很高，如中原油田的地層水高達(dá)20～30萬(wàn)mg/L，塔里木東河塘砂巖地層水礦化度達(dá)20～26萬(wàn)mg/L。這些高礦化度地層水對(duì)套管腐蝕嚴(yán)重，完井時(shí)必須采用防腐套管，同時(shí)應(yīng)下永久封隔器，開采時(shí)采取相適應(yīng)的防腐措施保護(hù)套管。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

987.地層砂粒度大小及地層砂均質(zhì)性

四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

按地層砂的粒度大小，進(jìn)行分級(jí):粒徑≤0.1mm---特細(xì)砂或粉砂；粒徑介于0.1～0.25mm---細(xì)砂；粒徑介于0.25～0.5mm---中砂；粒徑介于0.5～1.0mm---粗砂；粒徑≥1.0mm---特粗砂。地層砂均質(zhì)性指的是砂粒分選的均勻性，一般用均勻性系數(shù)c來(lái)表示。（C=d40/d90)c<3為均勻砂；c>5為不均勻砂；c>10為很不均勻砂

997.地層砂粒度大小及地層砂均質(zhì)性

如果地層出砂，對(duì)粗砂地層，可用割縫襯管完井；對(duì)中、細(xì)砂粒的地層，可用繞絲篩管完井；而對(duì)細(xì)砂和粉砂地層，可用井下礫石充填完井、預(yù)充填礫石篩管完井及金屬纖維防砂篩管完井、多孔冶金粉末防砂篩管完井、多層充填井下濾砂器完井等。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

1008.層間差異大小

層間差異主要指滲透率差異和壓力差異。油層與氣層滲透率差異和壓力差異的劃分標(biāo)準(zhǔn)略有區(qū)別。

凡是層間差異不大的多儲(chǔ)層，在選擇完井方法時(shí)，可按一層來(lái)處理；否則，需按多層處理。四、完井方法選擇的地質(zhì)及采油工程依據(jù)

101五、完井方法選擇的原則與思路

①根據(jù)井眼穩(wěn)定性判據(jù)，從大的方面選擇是否采用能支撐井壁的完井方法；②根據(jù)地層出砂判據(jù)，從大的方面選擇是否采用防砂型的完井方法；③根據(jù)油氣藏類型、油氣層特性和工程技術(shù)及措施要求等幾方面的因素，從流程圖初步選擇完井方法；選出的完井方法可能有幾種。102五、完井方法選擇的原則與思路

④針對(duì)初選的幾種完井方法，對(duì)每一種完井方法進(jìn)行完井產(chǎn)能預(yù)測(cè)；⑤根據(jù)每一種完井方法的完井產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果，再進(jìn)行單井動(dòng)態(tài)分析；⑥根據(jù)單井動(dòng)態(tài)分析，結(jié)合鉆井、完井投入與生產(chǎn)的收益進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)，最終優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)效益最佳的完井方法。103砂巖地層多油氣層單一油氣層層間差異大層間差異小稠油稀油稀油稠油套管射孔，防砂，熱采套管射孔，分層開采或雙油管完井。也可按不同層系開發(fā)，每套層系按單一油氣層的流程選擇最合適的完井方式有底水時(shí)，采用7英寸的套管射孔，防砂，熱采。無(wú)底水時(shí)，采用裸眼系列完井方式，防砂，熱采。不出砂出砂無(wú)氣頂、底水時(shí)，采用裸眼系列完井方式，防砂。其他情況可采用射孔系列完井方式，防砂；或管外化學(xué)固砂低滲高滲有氣頂無(wú)氣頂有氣頂無(wú)氣頂有底水無(wú)底水有底水無(wú)底水射開產(chǎn)層中部1/3的射孔完井有底水無(wú)底水有底水無(wú)底水射開產(chǎn)層下部2/3的射孔完井射開產(chǎn)層上部2/3的射孔完井射開產(chǎn)層全段的射孔完井套管下過氣頂鉆至油水界面之上襯管完井或射開產(chǎn)層中部的射孔完井套管下過氣頂襯管完井或射開產(chǎn)層下部的射孔完井油水界面之上襯管完井或射開產(chǎn)層上部的射孔完井裸眼完井或襯管完井或全段射開產(chǎn)層射孔完井104第三節(jié)完井井口裝置及

完井管柱105一口井從上往下是由井口裝置、完井管柱和井底結(jié)構(gòu)三部分組成。井口裝置的作用是懸掛井下油管柱、套管柱，密封油管、套管和套管與套管之間的環(huán)形空間以控制油氣井生產(chǎn)、回注（注蒸汽、注氣、注水、酸化、壓裂和注化學(xué)劑等）和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。完井管柱則包括油管、套管和按一定功用組合而成的井下工具。井底結(jié)構(gòu)則是連接在完井管柱最下端的與完井方法相匹配的工具和管柱的有機(jī)組合體。

緒論106井口裝置套管頭、油管頭和采油（氣）樹三部分1071.采油樹及油管頭