1第一章完井工程基礎(chǔ)

1緒論本課程主要內(nèi)容：緒論第一章完井的工程地質(zhì)基礎(chǔ)第二章套管設(shè)計(jì)與固井第三章油氣井完井方法第五章射孔第六章出砂機(jī)理及防砂第七章油氣井測(cè)試第八章油氣井投產(chǎn)2緒論一、完井的定義完井是指油氣井的完成（WellCompletion），是聯(lián)系鉆井和采油生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)；以油氣儲(chǔ)集層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)集層的巖石力學(xué)性質(zhì)和油層物性為基礎(chǔ)，根據(jù)開(kāi)發(fā)開(kāi)采的技術(shù)要求，研究?jī)?chǔ)集層與井眼的最佳連通方式的技術(shù)工藝過(guò)程。3緒論完井包括鉆開(kāi)生產(chǎn)層，下套管、注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，確定完井井底結(jié)構(gòu)，使井眼與產(chǎn)層連通，安裝井底和井口等環(huán)節(jié)，直至投產(chǎn)；合理選擇完井方式，可以有效地開(kāi)發(fā)油氣田，延長(zhǎng)油氣井壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。4緒論二、完井的目的

針對(duì)具體油藏特征及儲(chǔ)層物性，在滿(mǎn)足鉆井工程要求、采油工程要求及現(xiàn)有技術(shù)水平的前提下，運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、理論分析、模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算等相結(jié)合的方法，對(duì)不同類(lèi)別的井進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的分析評(píng)價(jià)及整體優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)（如產(chǎn)能、凈現(xiàn)值等）的最大化，同時(shí)給出適合具體條件的最佳參數(shù)組合，以提高油氣田的整體開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。5緒論巖心分析及敏感性評(píng)價(jià)鉆井液的選擇出砂預(yù)測(cè)及出砂規(guī)律生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)不確定性參數(shù)的定量分析完井動(dòng)態(tài)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)性分析完井方法優(yōu)選油管及生產(chǎn)套管尺寸的選定注水泥設(shè)計(jì)、固井質(zhì)量評(píng)價(jià)射孔及完井液設(shè)計(jì)完井生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)完井的試井評(píng)價(jià)投產(chǎn)措施三、完井工程的研究?jī)?nèi)容6緒論7第一章完井的工程地質(zhì)基礎(chǔ)一、儲(chǔ)層巖性特征二、儲(chǔ)層物性三、儲(chǔ)層流體四、油氣藏分類(lèi)五、地應(yīng)力的概念與確定8一、儲(chǔ)層巖性特征儲(chǔ)層就巖性而言，以碎屑巖和碳酸鹽巖為主，也有少量巖漿巖和變質(zhì)巖。1.碎屑巖儲(chǔ)層碎屑巖儲(chǔ)層的巖石類(lèi)型包括礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖。砂巖中有四種基本孔隙類(lèi)型：粒間孔、溶蝕孔、基質(zhì)微孔和裂縫。9一、儲(chǔ)層巖性特征砂巖中的次生孔隙有以下五種基本成因類(lèi)型：1）沉積物溶解產(chǎn)生的孔隙。2）膠結(jié)物被溶解后形成的孔隙。3）交代作用產(chǎn)物被溶蝕而產(chǎn)生的孔隙。4）收縮孔隙。5）因巖石體積收縮、上部沉積壓實(shí)或構(gòu)造應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。10一、儲(chǔ)層巖性特征

溶蝕孔隙的形成過(guò)程11交代作用：是指熱液（流體）與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換的作用。

(a)原礦物的溶解與新礦物的沉淀同時(shí)進(jìn)行。(b)在交代過(guò)程中巖石始終處于固體狀態(tài)。(c)交代前后巖石體積基本不變。一、儲(chǔ)層巖性特征12一、儲(chǔ)層巖性特征長(zhǎng)石砂巖13一、儲(chǔ)層巖性特征含鐵砂巖14一、儲(chǔ)層巖性特征硬砂巖15一、儲(chǔ)層巖性特征粉砂巖16一、儲(chǔ)層巖性特征2.碳酸鹽巖儲(chǔ)層碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要巖性為石灰?guī)r、白云巖及其過(guò)渡巖石類(lèi)型。油氣主要儲(chǔ)集在粒屑灰?guī)r、生物骨架灰?guī)r和白云巖三種巖類(lèi)的孔隙中。碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型有原生孔隙和次生孔隙。碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的次生孔隙空間往往變化很大。17一、儲(chǔ)層巖性特征洞穴＞2毫米巨孔1.0—2.0毫米粗孔0.5—1.0毫米中等孔0.25—0.5毫米細(xì)孔0.1—0.25毫米很細(xì)孔0.01—0.1毫米極細(xì)孔＜0.01毫米。18一、儲(chǔ)層巖性特征根據(jù)儲(chǔ)集空間孔隙與裂縫搭配情況，分四種類(lèi)型儲(chǔ)層：1）裂縫—孔隙型2）裂縫—洞穴型3）孔隙型4）裂縫型19一、儲(chǔ)層巖性特征石灰石20一、儲(chǔ)層巖性特征鮞粒灰?guī)r21一、儲(chǔ)層巖性特征平板石灰石22一、儲(chǔ)層巖性特征3.巖漿巖和變質(zhì)巖儲(chǔ)層隨著研究的深人和勘探的擴(kuò)大，世界各國(guó)在巖漿巖和變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了不少油氣田。我國(guó)已經(jīng)在東北某拗陷興隆臺(tái)地區(qū)太古代的花崗巖和中生界的花崗角礫巖、火山噴發(fā)巖中獲得了工業(yè)性油流，在酒西盆地鴨兒峽油田志留系變質(zhì)巖中找到了裂縫性油藏。該兩類(lèi)儲(chǔ)層中還有較多的潛在儲(chǔ)量。23一、儲(chǔ)層巖性特征花崗巖24一、儲(chǔ)層巖性特征黑云母花崗巖25一、儲(chǔ)層巖性特征燧石角礫石26一、儲(chǔ)層巖性特征火山角爍石27一、儲(chǔ)層巖性特征4.頁(yè)巖儲(chǔ)層一般情況下頁(yè)巖都是蓋層或隔層，但在特定條件下也可以形成油氣藏。產(chǎn)層的特點(diǎn)是自然伽馬值高。對(duì)獲取新的油氣資源很有價(jià)值。28一、儲(chǔ)層巖性特征粘土頁(yè)巖29一、儲(chǔ)層巖性特征含碳頁(yè)巖30一、儲(chǔ)層巖性特征油頁(yè)巖31二、儲(chǔ)層物性

油層物性是評(píng)價(jià)儲(chǔ)集能力的基本參數(shù)，孔隙類(lèi)型、喉道類(lèi)型及孔隙一喉道的配合關(guān)系與儲(chǔ)集能力密切相關(guān)，它們是多孔介質(zhì)巖石的重要組成部分。

1.孔隙度

衡量巖石儲(chǔ)集流體能力的參數(shù)

決定砂巖孔隙度的主要因素是碎屑顆粒的大小以及分選程度好壞碳酸鹽巖的孔隙發(fā)育情況與砂巖相似。裂隙（縫）孔隙度一般很低，范圍由0.01％至6%，大部分很少超過(guò)3％。碳酸鹽巖的孔隙仍然是儲(chǔ)油氣空間，而裂縫則主要形成高滲透帶。32二、儲(chǔ)層物性2.滲透率巖石允許流體通過(guò)能力的大小絕對(duì)滲透率、相對(duì)滲透率、有效滲透率影響孔隙度的地質(zhì)因素也影響孔隙系統(tǒng)的絕對(duì)滲透率滲透率同孔隙度、粒徑、分選、排列方式關(guān)系密切。33二、儲(chǔ)層物性3.油層滲透率及層間滲透率差異

國(guó)外把滲透率為0.01孔隙型油層作為高滲透和低滲透的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，把0.1作為裂縫型油層高滲透和低滲透的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)。

34二、儲(chǔ)層物性國(guó)外對(duì)層間滲透率差異的劃分原則是，若各分層之間的滲透率變化范圍不超過(guò)6個(gè)等級(jí)中的一個(gè)(以1、0.5、0.1、0.05、0.01)被認(rèn)為層間滲透率差異不大，可以同井合采，否則需按兩套層系開(kāi)發(fā)布井。我國(guó)對(duì)層間滲透率差異的處理辦法一般是在完井后對(duì)滲透層進(jìn)行改造（壓裂或酸化），然后同井合采。35三、儲(chǔ)層流體

儲(chǔ)層流體充填于巖石的孔隙中，包括油、氣、水三大類(lèi)。原油是由各種烴與少量雜質(zhì)組成的液態(tài)可燃礦物，原油的重要物理性質(zhì)包括密度、粘度、凝固點(diǎn)等。我國(guó)根據(jù)粘度將原油劃分為常規(guī)油和稠油兩大類(lèi)，將油層溫度下的脫氣原油粘度小50mPa·S常規(guī)油，大于50mPa·S稱(chēng)為稠油。36三、儲(chǔ)層流體天然氣在油田呈幾種狀態(tài)存在，包括伴隨原油產(chǎn)出的溶解氣、氣頂產(chǎn)出的游離氣（或氣藏、薄夾層）和地層水中的溶解氣。天然氣在油田呈幾種狀態(tài)存在，包括伴隨原油產(chǎn)出的溶解氣、氣頂產(chǎn)出的游離氣（或氣藏、薄夾層）和地層水中的溶解氣。天然氣的成分主要是甲烷，還含少量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和較重的烴類(lèi)。非烴氣體包括N2、CO2、H2S、He等。37三、儲(chǔ)層流體地層水是天然出現(xiàn)在巖石中，并且在鉆井以前一直存在的水。油田水是指任何與油氣藏伴生的水，這些水有某些突出的化學(xué)特征。原生水是至少在地質(zhì)時(shí)期的大部分時(shí)間中已經(jīng)同大氣失去接觸的化石水。38四、油氣藏分類(lèi)按照油氣儲(chǔ)集空間和流體流動(dòng)主要通道的不同：1）孔隙型油藏以粒間孔隙為儲(chǔ)油空間和滲流通道。砂巖儲(chǔ)油層、礫巖儲(chǔ)油層、生物碎屑巖儲(chǔ)油層均屬于此類(lèi)。

39四、油氣藏分類(lèi)2）裂縫型油藏裂縫既是主要的儲(chǔ)油空間又是滲流通道?？赡懿淮嬖谠紫痘蛴锌紫抖贿B通、不滲透。碳酸鹽巖儲(chǔ)油層、變質(zhì)巖、泥頁(yè)巖儲(chǔ)油層都可能形成這類(lèi)油藏。

40四、油氣藏分類(lèi)3）裂縫孔隙型油藏這類(lèi)油藏以粒間孔隙為主要儲(chǔ)油空間，以裂縫為主要滲流通道；裂縫往往延伸較遠(yuǎn)而孔隙滲透率卻很低。41四、油氣藏分類(lèi)4）孔隙裂縫型油藏粒間孔隙和裂縫都是儲(chǔ)油空間，又都是滲流通道。裂縫發(fā)育而延伸不遠(yuǎn)，油層孔隙度較低。5）洞隙型油藏這類(lèi)油藏的溶洞、孔洞、孔隙和裂縫既是儲(chǔ)油空間，又是滲流通道。儲(chǔ)油層均屬可溶性鹽類(lèi)沉積層，基本上沒(méi)有原生孔隙，只有次生孔隙。42四、油氣藏分類(lèi)

油藏按幾何形態(tài)可分為塊狀、層狀、透鏡體和小斷塊4類(lèi)：

1）塊狀油藏這類(lèi)油藏的油層有效厚度大（大于10m)，有氣頂、底水，油藏具有統(tǒng)一的水動(dòng)力系統(tǒng)和良好的連通性，底水具有一定的補(bǔ)給能力。43四、油氣藏分類(lèi)2）層狀油藏

這類(lèi)油藏多屬背斜圈閉，構(gòu)造完整，具有統(tǒng)一的油水界面。

3）斷塊油藏這類(lèi)油藏?cái)嗔咽职l(fā)育，構(gòu)造被切割成為許多大小不等的斷塊。

4）透鏡體油藏

砂體幾何形態(tài)的地質(zhì)描述一般以長(zhǎng)寬比劃分。44四、油氣藏分類(lèi)按原油分類(lèi):（1）常規(guī)油油藏：地層原油粘度小于50mPaS的油藏被劃分為常規(guī)油藏，常規(guī)油藏可采用注水開(kāi)發(fā)。（2）稠油油藏：地層原油粘度大于50mPaS的油藏被劃分為稠油油藏。（3）高凝油油藏：高凝油為蠟基原油，原油的流溫必須高于凝固點(diǎn)，才能維持正常生產(chǎn)。45五、地應(yīng)力的概念與確定當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，在它的內(nèi)部同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)與此外力相對(duì)抗以保持平衡的力，這就是內(nèi)力。單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。地殼不同部位出現(xiàn)受力不均衡，分別受到擠壓、拉伸、旋扭等力的作用，促使地殼中的巖層發(fā)生變形。與此同時(shí)，巖層也產(chǎn)生一種反抗變形的力，這種內(nèi)部產(chǎn)生的并作用在地殼單位面積上的力，稱(chēng)為地應(yīng)力。46五、地應(yīng)力的概念與確定一般地，假設(shè)油田地層處于三軸地應(yīng)力作用的，其三個(gè)主方向的主應(yīng)力為最大水平主應(yīng)力、最小水平地應(yīng)力和垂向應(yīng)力；垂向應(yīng)力由巖體自重引起，水平向地應(yīng)力由巖體自重、地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地層流體壓力及地層溫度變化產(chǎn)生。47五、地應(yīng)力的概念與確定48五、地應(yīng)力的概念與確定來(lái)源1.巖體自重產(chǎn)生的地應(yīng)力2.構(gòu)造應(yīng)力3.溫度升高產(chǎn)生的附加應(yīng)力49五、地應(yīng)力的概念與確定目前，油田地應(yīng)力的研究可分為三大類(lèi)：1）油田地應(yīng)力測(cè)量；2）油田地應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)；3）油田地應(yīng)力在石油工業(yè)中的應(yīng)用。50五、地應(yīng)力的概念與確定地應(yīng)力測(cè)量方法：資料分析法有孔應(yīng)力測(cè)量巖心分析法地應(yīng)力原點(diǎn)測(cè)量51機(jī)理:根據(jù)井眼的受力狀態(tài)及其破裂機(jī)理來(lái)推算地應(yīng)力。

破裂壓力：反映了液壓克服地層的抗拉強(qiáng)度使其破裂，形成井漏，造成壓力突然下降

延伸壓力：壓力趨于平緩的點(diǎn)，為裂隙不斷向遠(yuǎn)處擴(kuò)展所需的壓力。

瞬時(shí)停泵壓力：當(dāng)裂縫延伸到離開(kāi)井壁應(yīng)力集中區(qū)，進(jìn)行瞬時(shí)停泵

裂縫重張壓力：瞬時(shí)停泵后重新開(kāi)泵向井內(nèi)加壓。使閉合的裂縫重新張開(kāi)