固井、完井與試油

主要內(nèi)容完井方式

射孔方案設(shè)計

油氣層保護

試油第八章固井、完井與試油固井完井工程：銜接鉆井和采油工程而又相對獨立的工程，是從鉆開油層到固井、完井、下生產(chǎn)管柱、排液、誘導(dǎo)油流，直至投產(chǎn)的工藝過程組成的系統(tǒng)工程。完井工程設(shè)計的任務(wù)：

對油氣層潛在損害進行評價，提出相應(yīng)保護措施，盡可能減少對儲層的損害，使油氣層與井筒間保持良好的連通條件，最大程度發(fā)揮其產(chǎn)能；

通過節(jié)點分析，優(yōu)化壓力系統(tǒng)，根據(jù)油藏工程和油田開發(fā)全過程特點以及開發(fā)過程中所采取的各項措施來選擇完井方式、方法和選定套管尺寸。第八章固井、完井與試油完井工程系統(tǒng)設(shè)計框圖第八章固井、完井與試油第一節(jié)固井固井：在鉆出的井眼內(nèi)下入套管柱，并在套管柱與井壁之間注入水泥漿，使套管與井壁固結(jié)在一起的工藝過程。主要包括：下套管和注水泥兩個過程。一、固井的目的1.安裝井口裝置：控制鉆進過程中遇到的高壓油氣水層；2.鞏固疏松井段，隔離復(fù)雜地層；3.封隔地下油氣水層，防止上下串通；4.封隔暫不開采的油氣層；5.鉆井或作業(yè)中出現(xiàn)井噴時，不會因壓井而壓裂地層；6.為油氣生產(chǎn)建立長期穩(wěn)定的通道。二、井身結(jié)構(gòu)封隔某些難以控制的復(fù)雜地層，以便能順利地鉆達預(yù)定的生產(chǎn)目的層技術(shù)套管鞏固上部比較疏松易塌的不穩(wěn)定巖層；安裝防噴器等井口設(shè)備，控制鉆開高壓層時可能發(fā)生的井噴現(xiàn)象表層套管保護井口附近的表土地層，防止被經(jīng)常流出的洗井液體沖垮導(dǎo)

管封隔油、氣、水層，保證油井的正常生產(chǎn)生產(chǎn)套管指井內(nèi)所下套管層數(shù)、尺寸、深度、水泥返高等。1.定義：將按強度要求設(shè)計好的套管及其附件組成的套管柱下入井眼內(nèi)的工藝2.套管性質(zhì)：油井用套管使用無縫鋼管制成的，長度一般為10m左右，要滿足鉆井和采油的需要，必須要有足夠的強度。⑴套管抗拉強度：套管柱是由絲扣連接而成的，因此絲扣是套管柱最薄弱的環(huán)節(jié)⑵套管抗擠強度：當(dāng)套管受外擠壓力大于本身的抗擊強度時就會發(fā)生失穩(wěn)擠扁、破壞⑶套管抗內(nèi)壓強度：套管的切向應(yīng)力達到鋼材平均屈服極限時的內(nèi)壓力3.套管柱設(shè)計：尺寸設(shè)計、強度和密封性設(shè)計三、下套管一般要求水泥環(huán)在最上部油層50～100m以上。水泥漿是由干水泥和水配制而成。注水泥：用一套專用設(shè)備（水泥車、混合漏斗、灰罐車）將水泥漿按設(shè)計用量注入井內(nèi)，使其返至套管外設(shè)計的位置的工藝。水泥返高指固井時套管與井壁之間水泥環(huán)上升的高度，常指水泥環(huán)上端到井口方補心的距離。四、注水泥第二節(jié)完井方式完井方式：油層與井筒的連通方式。完井方式選擇的要求：(1)保持最佳的連通條件，油層所受的損害最??；(2)有效地封隔油、氣、水層，防止竄槽及層間干擾；(3)有效防止油層出砂和井壁坍塌，確保油井長期生產(chǎn)；(4)應(yīng)具備便于人工舉升和井下作業(yè)等條件；(5)施工工藝簡便，成本低。一、完井方式

套管或尾管射孔完井

割縫襯管完井

裸眼完井

裸眼或套管內(nèi)礫石充填完井(一)裸眼完井方式先期裸眼完井方式復(fù)合型完井方式后期裸眼完井方式優(yōu)點：

油層完全裸露，不會產(chǎn)生附加滲流阻力，產(chǎn)能較高，完善程度高。缺點：不能克服井壁坍塌和油層出砂對油井生產(chǎn)的影響；

不能克服生產(chǎn)層范圍內(nèi)不同壓力的油、氣、水層的相互干擾；

無法進行選擇性酸化或壓裂等。裸眼完井方式的主要特點：(一)裸眼完井方式(二)射孔完井方式套管射孔完井方式優(yōu)點：可選擇性地射開油層，避免層間干擾；具備實施分層注采和選擇性壓裂或酸化等分層作業(yè)的條件。缺點：出油面積小、完善程度較差，對井深和射孔深度要求嚴格，固井質(zhì)量要求高，水泥漿可能損害油氣層。(二)射孔完井方式尾管射孔完井方式特點：有利于保護油層，可以減少套管重量和固井水泥的用量，從而降低完井成本。(三)割縫襯管完井方式割縫襯管完井方式改進后的割縫襯管完井方式(四)礫石充填完井方式直接充填：先將繞絲篩管或襯管下入油層部位，然后用充填液將在地面上預(yù)先選好的礫石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)，形成礫石充填層，阻擋油層砂流入井筒，達到保護井壁、防砂入井的目的。預(yù)制充填：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)形空間而制成的防砂管，將篩管下入井內(nèi)，對準出砂層位進行防砂。(四)礫石充填完井方式二、完井方式選擇第三節(jié)射孔方案設(shè)計一、射孔參數(shù)設(shè)計主要考慮的問題：參數(shù)組合的產(chǎn)能比、套管損害情況和孔眼的力學(xué)穩(wěn)定性1.資料準備①收集射孔槍、彈的基本數(shù)據(jù)②進行射孔彈穿深、孔徑校正③計算鉆井損害參數(shù)2.射孔參數(shù)優(yōu)選過程①建立各種儲層和產(chǎn)層流體條件下射孔完井產(chǎn)能關(guān)系數(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)計井有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，用以修正模型和優(yōu)化設(shè)計；③調(diào)配射孔槍、彈型號和性能測試數(shù)據(jù)；④校正各種彈的井下穿深和孔徑；⑤計算各種彈的壓實損害系數(shù)；⑥計算設(shè)計井的鉆井損害參數(shù)；⑦計算和比較各種可能參數(shù)配合下的產(chǎn)能比、產(chǎn)量、表皮系數(shù)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。影響油井射孔產(chǎn)能的因素分析孔深、孔密、孔徑、相位角、傷害程度、傷害深度、壓實程度、壓實厚度及非均質(zhì)性等孔深、孔密與油井產(chǎn)能比關(guān)系曲線相位角和各向異性與油井產(chǎn)能比關(guān)系曲線孔徑與油井產(chǎn)能比關(guān)系曲線油井射孔壓實程度與產(chǎn)能比關(guān)系曲線二、射孔工藝設(shè)計射孔方式、射孔槍、彈和射孔液選擇。（一）射孔方式選擇

電纜輸送套管槍射孔

油管輸送射孔(TCP)

油管輸送射孔聯(lián)作

電纜輸送過油管射孔(TTP)

超高壓正壓射孔

高壓噴射和噴砂射孔（二）射孔槍、彈選擇有槍身射孔和無槍身射孔（三）射孔液選擇二、射孔工藝設(shè)計①密度可調(diào)節(jié)②腐蝕性小③高溫下性能穩(wěn)定④無固相⑤低濾失⑥成本低、配制方便射孔液性能要求射孔液體系①無固體清潔鹽水射孔液②聚合物射孔液③油基射孔液④酸基射孔液第四節(jié)油氣層保護一、油氣層損害作業(yè)施工引起的地層平衡狀態(tài)的破壞、入井流體與儲層及其流體不配伍時造成近井地帶油層滲透率下降的現(xiàn)象。損害機理：①外來流體與儲層巖石礦物不配伍造成的損害；②外來流體與儲層流體不配伍造成的損害；③毛細現(xiàn)象造成的損害；④固相顆粒堵塞引起的損害。⑤微生物及其代謝產(chǎn)物引起的損害。二、儲層敏感性指儲層對可能造成損害的各種因素的敏感程度.儲層敏感性評價通過巖心流動實驗，考察油氣層巖心與各種外來流體接觸后所發(fā)生的物理化學(xué)作用對巖石性質(zhì)（主要是對滲透率）的影響及其影響程度。油氣層敏感性評價實驗速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏、應(yīng)力敏第四節(jié)油氣層保護五敏實驗第四節(jié)油氣層保護第四節(jié)油氣層保護應(yīng)力敏感性是考察在施加一定的有效應(yīng)力時，巖樣的物性參數(shù)隨應(yīng)力變化而改變的性質(zhì)。它反映了巖石孔隙幾何學(xué)及裂縫壁面形態(tài)對應(yīng)力變化的響應(yīng)。實驗時，在CMS—300全自動巖心測試裝置上，測量出不同應(yīng)力值下的滲透率和孔隙度，觀察和分析應(yīng)力對滲透率和孔隙度的影響。應(yīng)力敏第四節(jié)油氣層保護第四節(jié)油氣層保護為了判別巖石對應(yīng)力的敏感程度，正常采用無因次滲透率的立方根，即(Ki/K1000)1/3與應(yīng)力的對數(shù)建立關(guān)系曲線。式中：Ki—不同應(yīng)力i下的巖心滲透率，10-3μm2；

K1000—應(yīng)力為1000Psi下的滲透率。第五節(jié)試油試油：根據(jù)地質(zhì)錄井資料和測井資料解釋結(jié)果、鉆井過程中油氣顯示等資料，利用一套專用的設(shè)備和方法，對可能出油的層位的油氣水產(chǎn)量、溫度、壓力及油氣水性質(zhì)進行直接測量，以鑒別和認識油氣水層的工作。試油目的：為勘探開發(fā)提供依據(jù)。一、試油的任務(wù)及工作內(nèi)容主要任務(wù)：(1)了解儲層及流體性質(zhì)，為附近同一地層的其它探井提供重要的地質(zhì)資料；(2)查明油、氣田的含油面積及油水或氣水邊界以及驅(qū)動類型，為初步計算油氣工業(yè)儲量提供必要的資料；(3)了解儲層產(chǎn)油氣能力和驗證測井資料解釋的可靠程度；(4)整理和分析試油資料結(jié)果，確定油井合理工作制度，