水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔
（1）裸眼
（2）割缝衬管完井
（3）衬管管外分段封隔完井
（4）水泥固井射孔完井
的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。
一、完井方式
1、裸眼完井
裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。
2、割缝衬管完井
该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用：
1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。
2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽
度、深度、长度的缝。
3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择
孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。
在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效
地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也
能有效防砂。
割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。
3、割缝衬管加管外封隔器
该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔
该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。
注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft；
2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft；
3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）；
4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。
二、完井方式选择
在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题：
1、岩石地层
若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。
2、钻井方法
短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井，既可用裸眼，又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。
3、钻井液
由于水平井钻井的特殊性，钻井液所造成的地层伤害较直井更大，特别是低渗透层和负压地层。为了减少这种伤害，除了应考虑泥浆的密度和性能外，还应考虑水泥固井射孔完井这种情况，以便通过压裂酸化解除这种伤害。
4、增产措施
若考虑酸化压裂，对水泥固井射孔完井来说，易于控制，可利用桥塞分段酸化；对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难，因为沿井段滤失量太大，必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难，利用化学转换剂实现分段酸化（化学转换剂过一段时间后可自行解堵）。
5、生产机理
对凝析气层或气水同产层，完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动，以免凝析液或水积累在井筒的低部位，难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。
6、井下作业及修井
应根据油气层的具体情况，分析今后的气液分布动态，预见今后的井下作业及修井，以确定采用哪种完井方式。
7、水平井报废的技术经济要求
作为完井设计人，必须预先知道水平井报废的具体技术要求和有关特殊规定，以便作出评估。
8、投资风险
使用水泥固井不仅增加了完井费用，延长了作业时间，还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断是否合算，但如果考虑在过早的水淹和井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题，则注水泥固井这一做法还是意义深远的。
与直井相比，水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。
1、对地层的认识
1）均质地层
这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下，它们不需要分段隔离，其完井设计相对简单而容易，水平段大多采取全井裸眼完成，依靠连续油
管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤害。
2）非均质地层
这类地层中水平井完井设计比较复杂。为了便于采取选择性的增产措施，水平井筒将隔离成若干小段，并选择合适的隔离工具（或隔离方式）。当非均质性严重时，可能会造成井筒的不同位置需要不同的处理强度，有些地方只需要轻微处理一下即可，而其它一些地方却需要采取大规模的强化措施才行。由于超平衡钻井作业，使高渗透地层中的泥浆和滤液侵入较深，伤害较重，因此，往往采取大规模强化措施的就是这些高渗透的地方。非均质地层中水平井的完井方式可采用下套管水泥固井射孔或下预制衬管不固井加套管外封隔器隔（EPC）离分段的方式（见图1-2）。这些完井方式可以进行选择性测试和分段强化处理。
预制孔地层底界
带孔短节套管外封隔器
缝发育有足够的密度，那么，其完井方式选择裸眼完井或预制衬管不固井完井；当天然裂缝发育较差，或者选择的井筒取向不适当时，井筒不能连通足够的天然裂缝，完井方式就复杂多了。
天然裂缝发育的地层中，水平井完井的关键是要保持一个无伤害的裂缝系统。固井时，水泥浆不但要侵入裂缝中，而且会封死裂缝，因此，一般情况下不采用下衬管水泥固井的方式完井。另一方面，如果天然裂缝发育的数量有限，气井完全依靠天然裂缝达不到经济生产能力，企图通
过近井地带的处理（如酸化）来提高气井产能又不太可靠，这时，可能需要进行一次水力压裂。对于需要采取水力压裂强化处理的井，可以采取套管水泥固井的方式完井，这样才能实施分段压裂产生多条水力裂缝。
如果要了解裂缝的发育情况，则要求完井方案应考虑在裸眼状态下对水平段进行评价，并且可以根据评价结果对完井方式进行调整。最好的做法是在水平段下入不用水泥固井的衬管，该衬管只在靠近水平井筒末端处预制几个孔眼，且
抛光孔插座
预制孔
地层顶界
引鞋
密封衬管
扶正器
环空流向衬管顶部或油井末端的衬管预制孔进
入衬管内。如果裸眼井产能达到设计要求，则将一个密封装置插入衬管顶部，然后在衬管上射孔完井；如果气井产能低，需要对气层进行水力压裂处理，则可将衬管锁住，按普通水平井衬管固井的方法进行衬管固井。为了提高固井质量，衬管的适当位置应带些扶正器。固井后即可射孔，进行分段选择性压裂。
2、油气藏类型
对于纯气藏，需要考虑何种程度的强化处理才具有经济开采价值，并且，在下套管之前，是否能确定这种强化的程度。根据Canadian Hunter的经验，为使气井具有开采价值，实际需要采取的强化措施可能要比计划采取的措施在处理强度上要高一个等级，也就是说，原计划进行小型基岩酸化的，实际可能需要一个大型酸化；原计划需要一个大型酸化的，实际可能需要一个酸压或加砂压裂。当然，对水平井筒进行裸眼评价是确定其需要处理强度的最好方法。这就需要对下套管程序进行预先计划，并且下套管的程序要有最大的灵活性，允许在进行强化处理之前，采取不下套管或下入不固井衬管的状态下进行裸眼气层的初始评价。评价完后，再重新下入
套管固井，进行选择性强化处理。
如果计划可能对气井进行压裂处理，在选择井筒水平延伸方向时，必须有完井工程师参加。水平井筒中产生横向裂缝还是纵向裂缝，这依赖于井筒方向相对于地层最小主应力方向的关系。一般来说，低渗透地层中需要横向裂缝，而高渗透地层中则最好压成纵向裂缝。井筒方向平行于最小主应力方向产生横向裂缝，否则产生纵向裂缝。
对于底水气藏，除了要考虑上述的一切问题之外，完井设计中还应当考虑到在发生水窜时的补救措施。由于水力压裂产生的裂缝会加速水的窜进，这种情况下不宜采取压裂强化。从水窜的补救措施考虑，需要采用下套管或衬管选择性地将井筒隔成若干小段，这种完井方式可以放弃过早进入水窜状态的井段。
3、完井方式
1）裸眼完井（包括拟裸眼完井）
注：广义上讲，裸眼完井包括真裸眼完井和拟裸眼完井，而拟裸眼完井是指下入套管但不固井或下入衬管但不固井的方式。具体包括真裸眼完井、铣槽或预制孔衬管或套管完井、分隔的衬管或套管不固井完井。
正常情况下，当预计不需要采取强化措施或需要的强化措施处理规模较小时，常采用不固
井的完井方式。
在不存在水锥进的中高渗透率的致密地层中，常采用真裸眼完井的方式。在致密地层中，真裸眼完井也可作为评价气层性质的中间步骤。在这种情况下，气井在裸眼状态下生产，然后根据气井动态来确定最终是选择真裸眼完井还是选择可以采取必要的强化措施的下套管完井。
为防止井筒坍塌，可以下入铣槽（割缝）的或预制孔的衬管。一般情况下，铣槽衬管用于非胶结地层，而预制孔衬管用于胶结地层，预制孔衬管比铣槽衬管便宜得多。如果在某些地方需要用衬管循环，则可以随衬管下入一位于衬管内的工作管柱，通过该管柱进行循环（见图1-4）。
工作管柱是位于衬管鞋上部的密封衬套上，并且，一旦衬管到位之后，可用钻柱起出工作管柱。这种方法的缺点是在衬管内下入同心管柱不方便。在解决循环的问题上，在威利斯顿盆地（Williston Basin）已使用了一种更简单的方法（见图1-5）。水平段钻于该地区的Bakken 页岩中，真垂深为3048m，不下中间套管，直接
″套管。为了使裂缝性页岩有最下4572m的51/
2
大的产能，只在井眼的垂直井段部分用水泥固
井，而长达610～915m的水平段则采取不固井完成，但水平段上的51/
″套管是预钻了一些φ
2
25.4mm孔眼的套管，在预钻孔上车有螺纹，用可以承受10.8MPa压差的铝制凹形塞子堵住。这样，在不下入同心工作管柱的条件下，在适当位置也可以进行循环。这种完井方式中，铝塞的巧妙应用使循环管柱和完井管柱合二为一，一旦套管到位后，磨平铝塞即可投产。铝塞突出套管内壁25.4mm，在垂直段套管固井完成后，将突出的铝塞磨掉。由于铝塞是凹形的，所以，一旦突出部分磨掉后，其中心即可让流体通过。这种方
塞子
局部剖视
φ73.02mm油管
φ139.7mm套管
水泥剖视区引鞋
套管外封隔器塞子按90°相位76.2mm螺距螺旋分布
分段隔离、下衬管不固井的方法是最成熟
的拟裸眼完井方法，它可以进行井筒裸眼评价，并且，如果有必要的话，它还可以进行选择性的多次强化处理。当将套管外封隔器与带孔套管短节配合使用时，它们也可以提供一个方便而相互独立的井筒分段系统，图1-2是这种完井方式的一个例子。预制孔或铣槽衬管或套管与套管外封隔器配套分段，采用封闭管可以封堵（隔离）井段（见图1-6）。从分隔的可靠性和长期性考虑，宜采用水泥浆膨胀套管外封隔器。
预制孔地层顶界
套管封闭管
套管外封隔器
这种完井方法是昂贵的，其费用主要是花在射孔和强化处理作业上。对低渗透气层，为了增产，必须采取压裂处理，形成多条横向裂缝。这样，只有采取下套管水泥固井完井的方式，才能充分地封隔层段，进行分段压裂，产生多条横向裂缝。
下套管固井后，射孔设计是关键。根据文献3，有以下四点结论：
a)当射孔段位于水平井踵端且长度占
水平段全长的20%时，井的产量为射孔段位
于水平井趾端而长度相同时的2倍。
b)当总长占水平段全长20%的几个水
平段均匀分布在水平井筒上时，井的产量
为同样长度射孔段位于水平井趾端时的
3～4倍。
c)对一给定的油藏，有一个能产生最
大原油产量的最优水平井长度。
d)对于0.3ft的小生产套管直径，通
过将射孔段长度由占水平段全长的20%增
大到80%，产量的提高不超过20%～25%，
而使用0.6ft的生产套管时，产量则可提
高75%。对于小直径套管，当射孔段长度增
大超过40%时，产量不再有明显的提高。
三、实例
2001年，长庆油田在榆林区（亦称对外合作区）完成了2口水平气井，详细作业程序和井身结构见图1-7、图1-8、图1-9。这2口井首先以直井方式完井，并进行酸化压裂测试(储层为砂岩)，然后开窗侧钻水平段，以钻眼衬管方式完井，酸浸后进行测试。长-1水平井直井完井测试无阻流量33.7×104m3/d ，水平井完井测试无阻流量44.3×104m3/d，大于直井压裂时的产量。长-2水平井直井完井测试无阻流量54.6×104m3/d ，水平井完井测试无阻流量30.3×104m3/d，小于直井压裂时的产量。
图1-7 长庆油田水平井作业程序图
水平井完井主要有三种方式
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
完井技术国内外发展现状分析
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 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，但是所处构造位置不同，所选定的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。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。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，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1～2ft,造斜角(45°～60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20～40ft,造斜角(2°～5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300～800ft,造斜角(6°～20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000～3000ft,造斜角(2°～6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤
井身结构图绘制方法
使用《试油井下作业信息管理平台》 绘制井身结构图操作要点 一、前言 根据用户录入数据进行井身结构图自动绘制是《试油井下作业信息管理平台》软件一大特点，但也是最复杂的一个功能，导致用户在井身结构图绘制过程因为不熟悉数据录入方法造成图形绘制不正确或者根本绘制不出来的现象，为了更好的帮助用户正确绘制井身结构图，我们编写本操作手册，希望对您使用本软件有所帮助。 二、操作要点 下面我们将按照软件的数据录入功能逐条说明在绘制井身结构图时需要掌握的一些技巧和操作难点 绘制井身结构需 要录入的数据
录入数据时按照井的实际情况，如下顺序录入，数据录入完成需要点击 按钮 1、“井身结构数据”录入 下面以井下作业井史为例介绍井身结构图的绘制方法。 在井下作业井史中井身结构分为‘作业前井身结构图’、‘作业后井身结构图’，作业前后井身结构图都由录入人员录入井史中的唯一井身结构数据表生成（只需要在报告的‘井身结构数据’表中录入井身结构数据），保存后点选 ‘作业前（后）井身结构图’可将表格化的井身结构数据信息，自动绘制成井身结构示意图。 注：在用户对表格数据进行录入和修改后，可点选 ‘保存’按钮对数据进行保存。如下图所示：
在填写井身结构数据的过程中，由于数据项比较多，所以录入数据时需要注意以下几点： （1）、单井筒：直井，斜井，水平井,双台阶水平井 1）根据不同井型录入井筒数据,每个井型的必填项如下图，斜井或水平井必须录入造斜点，此外，水平井还需录入A，B或A，B，C，D点的数据，此数据为该点对应斜深；数据必填项如下图，针对双井筒，数据必须录入到分支井筒中，例如双台阶水平井图 直井 斜井 水平井 双台阶水平井 2)井筒结构数据必填数据项：完钻日期、开钻序号、井眼尺寸、井眼深度、套管名称、套管尺寸、下入深度、水泥返高、分级箍数据。若是悬挂套管，则在对应的‘是’‘否’悬挂选项处打√。
胜利油田水平井完井技术现状及研究展望_赵金洲
第31卷第6期2009年12月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 31 No. 6 Dec. 2009 文章编号：1000 – 7393（ 2009 ） 06 – 0004 – 05 胜利油田水平井完井技术现状及研究展望 赵金洲1 赵金海2 杨海波2 魏新芳2 （1.胜利石油管理局，山东东营 257000；2.胜利油田钻井工艺研究院，山东东营 257017） 摘要：随着水平井在油田开发中应用越来越多，水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点，先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究，形成了较为完善的水平井完井技术体系，为油田的持续生产奠定了坚实基础。 关键词：胜利油田；水平井完井；滤饼酸洗技术；分支水平井完井；膨胀管完井 中图分类号：TE243 文献标识码：A Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2 （1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China; 2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oil?eld, Dongying 257017, China） Abstract: Horizontal?wells?are?applied?widely?in?oilfield?development.?Completion?technology?of?horizontal?wells?is?becoming?hotspot?home?and?abroad.?According?to?characteristics?of?Shengli?Oilfield,?mud?cake?acid?pickling?process,?screen?segmentation?technol-ogy, gravel pack sand control technology for horizontal wells, cementing quality improvement and safe running-in-string technology for horizontal wells, multi-lateral horizontal well completion technology, solid expandable tubing and expandable sand screen are devel-oped,?on?the?basis?of?which?comprehensive?horizontal?well?completion?system?is?formed?and?continuous?production?in?Shengli?Oilfield?is maintained. Key words: Shengli?Oilfield;?horizontal?well?completion;?mud?cake?acid?cleanup;?multi-lateral?horizontal?well?completion;?expand-able completion 近几年，随着油气田开发向低渗透、稠油油藏方向发展，水平井钻井技术在胜利油田得到了广泛应用。随钻测量技术、钻井液技术及水平井完井技术成为推动水平井技术进步的三大支柱。其中，水平井完井技术逐渐受到重视，进入日新月异的发展阶段。国外公司相继研究开发如智能完井［1］、裸眼分段压裂［2］以及膨胀管完井［3］等完井新技术，取得了显著经济效益。国内完井技术［4-8］则立足国情，采取以独立筛管完井、筛管+管外封隔器完井、固井射孔完井为主的完井方式，降低施工风险，控制完井成 本，保证油气田开发效益。 胜利油田相继完成了“八五”、“九五”期间国家级课题“水平井、侧钻水平井完井技术研究”、“十五”期间中石化集团公司科技攻关项目“分支井、大位移井完井技术研究”等重大项目的研究攻关，形成了具有胜利特色的水平井完井技术——筛管完井系列技术、水平井提高固井质量特色技术、膨胀管完井技术等，为水平井完井提供了强有力的技术支撑，为胜利油田提高“两率”奠定了坚实的完井技术基础。 国家重大专项项目： “低渗油气田完井关键技术研究（编号：2008ZX05022-006）”的部分研究成果；国家863项目“膨胀管钻井技术（编号：2006AA06A105）”的部分研究成果。 作者简介： 赵金洲，1963年生。1983年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，从事石油工程技术管理工作，现任副局长。电话：0546-8710317。
井身结构
井身结构 石油和天然气的开采过程中需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就是井。这条数十米或是几千米的油气通道需要用多层套管和水泥环进行固定、封闭。井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持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，保证井眼钻凿的垂直等。 技术要求：①下入深度一般取决于地表层的深度，通常导管下入深度为2—40m。导管直径一般450mm和375mm。②管外用水泥封牢固。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层以利于后续钻进、防止后续钻进中井壁垮塌和钻井液对上部淡水层的污染、安装防止井喷用的设备、支撑技术套管和生产套管的重量。 技术要求：①表层套管的下入深度一般取决于上部疏松岩层的位置，下入深度一般为30—150m（或300—400m）。直径尺寸400mm和324mm。②管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。 3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 技术要求：下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂的地层为基本原则。其局限性是增大了钻井成本，故现实中很少采用。 4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。其作用保护和加固井壁，封隔油、气、水层，建立一条供长期开采油气的通道，保证能够长时期生产和增值措施的要求。 技术要求：①油层套管的下入深度取决于目的油层（生产层）和完井方法，必须满足封固住所有油、气、水层，下入深度一般应超过油层地界30m以上，井在最下一个油层底部要有一个足够的沉沙袋。②管外用水泥浆封固牢，一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。 5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
井身的概念及井身结构
井身的概念及井身结构 一、井的概念 石油和天然气埋藏在地下几十米到至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就是井。为了开采石油和天然气，在油气勘探和开发过程中，凡是为了从地下获得油气而钻的井，统称为石油井。 对于一口钻完进尺的井眼,井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。 裸眼井下入套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油气水层后，就形成了可以开采油气的石油井。为达到不同的勘探目的及适应油气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别找着不同类型的井。分以下几种： 探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为探明地下构造及含油气情况，寻找油田而钻的井，称为探井。 资料井：为了取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的井，称为资料井。这种井要求全部或部分取岩心。 生产井：用来采油、采气的井称为生产井。 注水井：用来向油层内注水保持油层压力的井，称为注水井。 观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井，叫观察井。如观察各类油层的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。观察井一般不负担生产任务。 检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开发效果，而钻的井，称为检查井。 调整井：为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善开发效果。 二、井身结构 井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。 （一）井身结构的组成及作用 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。 5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。 （二）相关名词及术语 1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。 2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。 3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离
完井工程概述
完井工程 完井工程定义:完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的系统工程。 完井工程的内容 （1）岩心分析及敏感性分析 根据勘探预探井或评价井所取的岩心，进行系统的岩心分析和敏感性分析，并根据实验分析的结果，提出对钻开油、气层的钻井液，射孔液，增产措施的压裂液、酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 岩心分析及敏感性分析项目如下： 1）岩心分析：常规分析、薄片分析、X射线衍射（XRD）、电镜扫描（SEM）。 2）敏感性分析：水敏、速敏、酸敏、碱敏、盐敏。 （2）钻开油层的钻井液 钻井液的选择，主要是考虑如何防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层的损害，同时又考虑到安全钻进的问题，如钻遇高压层、低压层、漏失层、岩盐层、石膏层和裂缝层时的钻井液，根据测井资料、岩心分析、敏感性分析数据和实践经验去选择钻井液类型、配方及外加剂。 （3）完井方式及方法 根据油田地质特点及油田开发方式和井别，按砂岩、碳酸岩盐、火成岩和变质岩等岩性去选择完井方式，完井方式基本分为两大类，即裸眼完井和套管射孔完井。裸眼完井又有不同的方法，如裸眼、割缝衬管、绕丝筛管砾石充填；射孔完井也有不同的方法，如套管射孔、尾管射孔、套管内绕丝筛管砾石充填等方法。 （4）油管及生产套管尺寸的选定 根据节点分析（Nodal Analysis）即压力系统分析，进行油层——井筒——地面管线敏感性分析。油管敏感性则是根据油层压力、产量、产液量、流体的粘度、增产措施和开采方式等方面的综合分析去选定油管的直径，然后根据油管尺寸去选定生产套管尺寸。过去传统的作法是先选定生产套管尺寸，然后再确定油管尺寸。现代完井工程没有沿用过去传统概念和做法，而是建立了用油管尺寸去确定生产套管尺寸的新思路和新方法。 套管系统设计本应包括表层套管、技术套管与生产套管，但这里仅仅论述了生产套管设计，至于表层套管和技术套管，它有专门的设计要求，这应按钻井工程要求进行设计，这里就不涉及了。 （5）生产套管设计 以下述井别、油气层物理性质、地应力及工程措施等方面的资料，作为套管设计基础依据： 1）井别：油井、气井或注蒸汽采油井、注水井、注气井或注汽井。 2）油层压力及油层温度。 3）地下水性质、pH值、矿化度以及对套管的腐蚀程度。 4）天然气中是否含H2S或CO2等腐蚀性气体。 5）油层破裂压力梯度，压裂、酸化增产措施的最高压力。 6）地应力走向、方位及大小。 7）注蒸汽时的压力、温度。 8）盐岩层的蠕动。 9）注水开发后的压力变化及油层间窜通状况。 10）油层出砂情况。 根据选定完井方式，在依据上述因素，选择套管的钢级、强度、壁厚以及连接螺纹类型和螺纹密封脂的类型，以及上扣的扭矩等。若用衬管完成，这要设计悬挂深度及方式。对于注蒸汽井，这要考虑到套管受热时套管螺纹承受的拉力和螺纹的密封性，以及预应力完成。对于定向井、水平井，同样考虑套
水平井完井调研讲解
水平井完井方式 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程。目前，常用的水平井完井方式有裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井，带套管外封隔器（ECP）的割缝衬管完井、带套管外封隔器（ECP）的滑套开关完井、预充填砾石筛管完井、阶梯水平井完井、多分支水平井完井等。 1、裸眼完井 适用于碳酸盐岩及其它不坍塌硬地层，特别是一些垂直裂缝地层，如美国奥斯汀白垩系地层。该完井方式工艺简单，钻水平井费用相对较低，但容易引起气、水窜流，修井测井困难，无法进行油层改造，目前使用较少。 2、割缝衬管完井 完井工序是将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外个环形空间。割缝衬管要加扶正器，以保证衬管在水平井眼中居中，适用于有气顶、无底水、疏松砂岩地层。国外油田采用该种完井方式完井时，都在衬管下井前用油溶树脂或石蜡将割缝涂死，生产时靠地温自动化开，免除割缝被钻井液堵死。塔中四油田402高点CIII油组主力部位5口水平井，其中4口都用割缝衬管完井，初产都在千吨以上，临界产量也都在700t/d以上。 图1 割缝衬管完井示意图
3、带管外封隔器（ECP）割缝衬管完井 用割缝或钻孔尾管带多级管外封隔器下入水平井段后，从末端开始逐级将管外封隔器用水泥挤膨胀后固定，可分段进行小型作业措施。 这种完井方式是依靠管外封隔器实施分段的分隔，下一根盲管，以便实现管内封隔。可以分段进行作业和生产控制，这对于注水开发的油田尤为重要。管外封隔器的完井方法可以分为三种形式：套管外封隔器间连接割缝衬管、套管外封隔器间连接可开关的滑套和套管外封隔器间进行射孔完成。管外封隔器逐级通过定位槽定位，用油管或连续油管待双封隔器对准管外封隔器的定压单流阀将水泥浆挤入皮囊内凝固封隔器后分段隔开。 图2 套管外封隔器及割缝衬管完井示意图 这种完井方法适用于各类油层，目前用的较广，可进行分段压裂改造、可酸化解除油层污染、便于测井和修井，尤其对多条垂直裂缝油藏用多级管外封隔器完井，将十分理想。新疆油田分公司，在一口水平井下6只管外封隔器，其中5只检封密封良好。 4、带ECP管外封隔器的滑套开关完井 这种完井方式与前种基本相同，只是将割缝衬管换成多级滑套，用连续油管逐级开关，其关键技术是内径保持一致的滑套开关工具。某油田三叠系长6到长8低渗透层打水平井未取得预期效果，分段压裂一直是困扰低渗透油藏水平井开发的关键技术，曾用液体胶塞加填砂的方法分段压裂，但封隔的有效性难以保证，并可能对油层造成伤害。如果采用滑套完井方式实现低渗透油层分段压裂，可有
完井方式选择
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。 1．裸眼完井 所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。其优点是： （1）减少油气层污染； （2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采； （3）一般不需要射孔，减少射孔污染； （4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井； （5）后期采用砾石充填可保持高产。 其缺点是： （1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； （2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； （3）无法进行选择性酸化压力； （4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； （5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 裸眼完井法的使用条件是： （1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层； （2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层； （3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层； （4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。 裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种： （1）先期裸眼完井 先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。如图1所示。有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。如图2所示。 后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。如图3所示。先期裸眼比后期裸完经优越在于： （1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染； （3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理； （4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。 2．射孔完井 射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。 射孔完井的优点是： （1）能有效地封隔和支撑跨塌层； （2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；（3）可进行无油管或多油管完井；
完井方法：贯眼完井与衬管完井
完井方法：贯眼完井与衬管完井 贯眼完井法 这种方法是用同一尺寸的钻头钻穿油，气层，然后下油层套管注水泥固井。特点是正对着油，气层部位的套管是带眼的，一般为园孔，也可以做成割缝的孔，在油，气层顶部的套管外面装有水泥伞，水泥伞是一把倒置的用钢片做筋的帆布伞，以阻止环形空间的水泥浆下流堵塞油，气层；注水泥时水泥浆从注水泥短节的孔眼向外返出，注水泥短节下部的套管内装有反向的单流凡尔，防止水泥浆从套管中下沉。固井后，再把水泥塞和倒装的单流凡尔钻掉下入油管完井。 贯眼完井法的优点是：井身结构比较简单，油、气层裸露面积大，能防止油层塌坍。缺点是水泥伞易被压坏，使水泥浆侵入油，气层，在水泥凝固期间油、气层部位的泥浆稠化，给以后的洗井投产带来困难；在生产过程中油，气层出水后不易封堵水层。由寸：这些缺点的限制，所以此法目前使用较少。 衬管完井法 衬管完井法是钻至生产层顶部下套管固井，换小钻头钻开油，气层，然后在油，气层部位下入带割缝眼的衬管。衬管可以直接座于井底，适用于油，气层薄、衬管短的情况。也可以通过衬管顶部的衬管悬挂器把衬管的重量悬挂在油层套管上，并密封套管和衬管之间的环形空间，适用于油，气层厚度大，衬管较长的井。 割缝筛管是在石油套管或油管上用多种方式切割出多条一定规格的纵向或螺旋直排式缝隙。采用特殊超薄切割片和光束切割后而成，其缝宽（0.2— 0.4）mm（根据客户需求而定），缝长可大于20mm （可根据用户需求而定）。缝截面为矩型和梯形两种，缝隙的布置可根据用户要求进行加工。本产品防沙性能好、无堵塞，提高采油质量，多用在水平井、侧钻井和分枝井中。国外同类井完井方式可达90％以上采用石油割缝筛管，是当前特殊采油工艺首选的配套专用管材。 对于一些油、气层较疏松，出砂较严重的油、气井，为了更好的支撑井壁，防止形成砂堵，可在衬管与井壁的环形空间人为的充填—层一定尺寸的砾石，这种方法称为砾石衬管完成法。 砾石衬管完井法需在钻开油，气层后采用偏心钻头扩眼，然后下入衬管，再用洗井掖将砾石送至衬管与井壁的环形空间内，也可以在地面上将砾石放好在预制的砾石衬管(即双层衬管中间预先充填好砾石)内，然后下入并内。 充填的砾石与衬管可起双层阻砂作用，防砂能力强，油，气层裸露面积大，可防正井壁坍塌。砾石衬管完成的缺点是：有夹层水时不宜采用，施工亦较复杂，一般在疏松的砂岩油，气层中采用。 从完井方式上讲： 贯眼完井属于后期完井，即先打开产层再固井； 衬管完井属于先期完井，即先固井后打开产层，再甩衬管。 从套管柱结构上讲： 贯眼完井套管柱结构是：套管+与之等径割缝套管，即套管与割缝套管一体下入； 衬管完井套管柱结构是：套管固井后，再下入小尺寸割缝套管，即套管与割缝套管先后下入。 从后期处理上讲： 贯眼完井的割缝套管不能再取出； 衬管完井的割缝套管可拔出进行扩孔和加深作业。
完井方式选择
完井方式选择 (1)油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小; (2)油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小; (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰; (4)应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产; (5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举 升和井下作业等条件; (6)稠油开采能达到注蒸汽热采的要求; (7)油田开发后期具备侧钻的条件; (8)施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 (1)套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，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2-1所示。 套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。
(2)尾管射孔完井 尾管射孔完井是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,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2-2所示。 尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固，因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外，这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本，目前较深的油、气井大多采用此方法完井。射孔完井对多数油藏都能适用，其具体的使用条件见表2-8. 2 裸眼完井方式 裸眼完井方式有两种完井工序: 一是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术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2-3所示。 有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时， 也可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部分然后裸眼完井。必要时再射开其中的含油段，国外称为复合型完井方式。如图2-4所示。 裸眼完井的另一种工序是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者替入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。或者在套管下部安装套管外封隔器和注水接头，以承托环空的水泥浆防止其下沉，这种完井工序一般情况下不采用。见图2-5所示。 裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，
完井方式选择
第二章完井方式选择 完井方式选择是完井工程的重要环节之一，目前完井方式有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。只有根据油气藏类型和油气层的特性去选择最合适的完井方式，才能有效地开发油气田，延长油气井寿命和提高其经济效益。合理的完井方式应该力求满足以下要求： （1）油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小； （2）油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小； （3）应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰； （4）应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产； （5）应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件； （6）稠油开采能达到注蒸汽热采的要求； （7）油田开发后期具备侧钻的条件； （8）施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式 射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 （1）套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，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2-1所示。 套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 （2）尾管射孔完井 尾管射孔完井是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,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2-2所示。
分支水平井完井技术在胜利油田的应用
!应用技术# 分支水平井完井技术在胜利油田的应用Ξ 皇甫洁ΞΞ 李雷祥 刘希明 冯 辉 (胜利油田有限公司采油工艺研究院) 隆新耀 (胜利油田有限公司孤岛采油厂) 摘要 分支水平井是水平井技术的进一步发展和完善,是一种用于老油田开发后期提高采收率和新区改善开发效果的重要手段。目前,该技术在国外得到大规模的研究和应用,而在国内却刚刚起步。介绍了胜利油田第一口自行设计并施工的双分支水平井———桩1-支平1井的完井技术,该井是中石化重点科技攻关项目“分支井钻采配套技术研究”的第一口试验井。从完井方案设计、完井管柱、完井施工工艺等方面阐述分支水平井完井技术的难点和重点,最后提出几点认识和研究方向。 关键词 胜利油田 分支井 完井工艺 射孔 随着石油工业的发展,分支水平井技术已逐渐成为石油行业又一热点技术。分支井技术可以较大幅度降低油气开发成本,充分挖掘油田生产能力,提高油气采收率,从而提高油气开发的综合经济效益。分支井技术在国外较为普遍,但在国内由于受主井眼与各支井眼交汇处的处理及分支装置系列工具的限制,起步较晚。2000年9月胜利油田在其先进的水平井技术的基础上,自行设计和施工完成了该油田第一口双分支水平井———桩1-支平1井。 分支井概况 桩1-支平1井位于桩1块中部构造的较高位置,该区先后有9口井(包括1口水平井)投入开发,大部分井开井即见水,其主要原因是该层为底水油藏,油水粘度比大,油流动阻力大,底水很快以水锥形式致油井水淹。因此设计利用双分支水平井开发该构造的含油富集区,以起到控制更大面积储量,抑制底水锥进,增大泄油面积,改善开发效果,提高产能及采收率的作用。该井钻探目的层为馆上段9小层。第一分支为三靶点水平井,设计水平段长200m。第二分支为两靶点水平井,设计水平段长150m,两分支呈30。角斜交。桩1-支平1井采用主井眼钻 31112mm井眼下 24415mm技术套管,分支井眼钻 21519mm井眼挂 13917mm套管的井身结构,尾管悬挂器的位置由上分支开窗点位置和所采用的回接系统的要求确定。井身结构数据见表1。 表1 桩1-支平1井井身结构数据 分 支 开钻 次数 井眼直径×井深 /mm×m 套管直径×下深 /mm×m 第一分支 一开44415×30133917×299101 二开31112×17041724415×170218 三开21519×1945100 13917× (1350197-1942151)第二分支—21519×1872100 13917× (1345184-1871100) 完 井 方 案 完井技术是决定分支井技术水平的关键因素。按照完井技术难度,可将分支井分为6类。第1类是在裸眼井内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第2类是从套管内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第3类是从套管内钻分支井眼,在分支井眼内下入 ? 3 4 ? 2002年 第30卷 第6期 石 油 机 械 CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y Ξ Ξ Ξ皇甫洁,助理工程师,生于1972年,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,现从事完井采油技术研究工作。地址: (257000)山东省东营市。电话:(0546)8557254。 (收稿日期:2002-01-07;修改稿收到日期:2002-03-05)本课题是中石化集团公司重点科研项目“分支井钻采配套技术”(项目编号KZD22000015)的部分内容。
完井方法
完井方法 1、裸眼完井 裸眼完井是油气井套管下至到生产层顶部然后固井，生产层段完全裸露，油气流动效率高，一般分为先期裸眼完井、后期裸眼完井。 先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 先期裸眼完井示意图 1—表层套管2—生产套管3—水泥环 4—裸眼井壁5—油层 后期裸眼完井方式是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。
后期裸眼完井示意图 1－表层套管2－生产套管3－水泥环 4－套管外封隔器5－井眼6－油层 先期裸眼比后期裸完经优越在于： 排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；缩短了洗井液对对产层的浸泡时间，减少油气层污染；钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理；消除高压油气层对固井质量带来的影响。 优点： 1)油层完全裸露，整个油层段井径都可以开采； 2)成本预算低； 3)气井完善系数高； 4)储层不受水泥浆侵蚀伤害，减少油气层污染； 5)一般不需要射孔，减少射孔污染； 6)井眼容易再加深，并可转为衬管完井；后期采用砾石充填可保持高产。 缺点： 1)生产过程时容易产生井壁坍塌、堵塞、埋没或者部分埋没生产层； 2)气井后期的修井工作艰难； 3)不利于分层测试和开采；增产措施效率低长裸眼井段不利于实施分段酸 化、分段注水； 4)不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； 5)不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； 6)先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚， 7)打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； 8)后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 适应地质条件： 1)岩性坚硬、致密，井壁稳定不易坍塌的碳酸岩盐岩、砂岩储层； 2)单层开采的储层或岩性一致的多层储层； 3)无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层；