现代完井工程

现代完井工程

目录

总论 (1)

第一章完井工程基础 (8)

第二章完井方式选择 (35)

第三章完井液和射孔液. (61)

第四章生产套管及注水泥. (89)

第五章射孔 (131)

第六章油气井增产 (173)

总论

完井(Well Completio n)工程的概念随着科学技术的发展在不断充实、完善和更新。勘探井和油田开发井都需要完井，也都涉及完井工程问题。本书主要是论述油田开发的完井工程，其中某些发面也可供勘探井完井参考。

美国，前苏联和我国过去的完井工程的概念一般都认为是钻井工程的最后一道工序，即钻完目的层后下套管、注水泥固井(或包括射孔) 完井。但近年来，石油工作者在不少领域中应用了新工艺、新技术，为此加深了油气层层内的微观认识，而采取了保护油层的措施。与此同时，采用了不同方式完井，提高了油气井完善程度。由于这两个方面的技术进步，其结果是提高了油气井的单井产量。完井工程已经不仅仅是下套管注水泥固井，而是与油气井产能的提高攸攸相关，这是现代的完井工程的新概念，从而拓宽了完井范畴。但是现代完井工程定义是什么？究竟包括哪些内容？它与钻井工程和采油工程的关系是什么？这在国内、外至今尚无系统的概念和明确的定义。本书拟系统论述完井工程的定义、内容以及其与钻井工程和采油工程之间的关系，以使完井工程更加科学化、系统化，更具有实用性和操作性。

1.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

2.完井工程的理论基础

1）通过对油、气层的研究以及对油、气层潜在损害的评价要求从钻开油层开始到投产每一道工序都要保护油、气层。尽可能减少对储层的损害，形成油、气层与井筒之间的良好的连通，以保证油、气层发挥其最大产能。

2）通过节点分析，充分利用油、气层能量，优化压力系统，并根据油藏工程和油田开发全过程特点以及开发过程中所采取的各项措施，来选择完井方式及方法和选定套管直径，为科学地开发油田提供必要的条件。

3.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

（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，同样考虑套管弯曲、套管螺纹承受的拉力和螺纹的密封问题。

（6）注水泥设计

应依据不同类别的井，如油井、气井、注水井、注气井和注