第一章完井设计

完井工作是海上油气田开发工作中的重要环节，油藏开发方案和采油工艺方案需要通过完井作业来实施。同时由于海上完井工作费用高，合理设计完井作业是降低油田开发投资和提高开发效果的途径。

完井设计是完井作业的基础，科学合理的优化设计是搞好完井工作的关键。本章就海上油气井完井的特点和完井不同阶段的完井要求、内容和标准，介绍海上油气井完井设计的基本方法及做法。

完井工作不是单一的作业技术而是一项综合技术和系统工程，由于海上完井工作受海上环境特点的影响，为了使开发井能适应相应的环境并满足开发方案及采油工艺的要求，需与其他相关工程如油藏、钻井、测井、试油、集输及海洋工程等互相配合、协调，以达最佳生产效果和经济效益。因此，完井设计需在油田总体开发方案基础上通过不同阶段来完成。

第一节海上油气田完井设计准备及资料收集由于完井方案与采油工艺方案有着直接联系，因此从油藏发现起就应作为采油工艺跟踪研究工作的一部份。跟踪研究应包括以下二个方面：

1．参与采油工艺前期研究的试验工作

（1）储层保护的研究

l）地层损害因素的分析研究（包括压井液、完井液的伤害等）；

2）储层敏感性评价实验（水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏）。（2）出砂的预测及防砂方法的研究

（3）流体组份和腐蚀性研究

（4）井筒流动能量及物性变化研究，防蜡剂、防水化物剂的研究（5）封堵，增产措施，储层改造等的研究

（6）采油工艺预研究

1）油套管尺寸及材质；

2）人工举升方式及参数；

3）注水方式及参数；

4）生产动态监测方案；

5）修井设备能力及措施方案。

（7）参与有关水下环境工程地质和井口方案的预研究

（8）有关水平并及多底井完井方案及工具的调查研究

2．编制完井设计前的资料收集

（1）完井设计所需油藏地质资料

1）油藏及构造资料；

2）油层及岩性资料（包括矿物成分、粒度分析及有关防砂分析资

料）；

3）储层流体资料。

（2）完井设计所需油藏开发资料

1）有关油藏开发方案资料；

2）单井配产方案资料（包括注采方式及分层的产量、压力、生产曲线等与采油工艺有关资料）；

3）单井射孔方案（分层系方案）；

4）注水方案。

（3）完井工程所需试油测井资料

1）钻杆测试及钻杆延长测试资料；

2）测井资料。

4）完井工程所需的环境及海上工程资料

1）海洋环境及气象资料，水下环境及工程地质资料；

2）井口区及导管架资料（包括承载能力、钻机、修井机等）；

3）作业甲板及相关设施资料（包括作业区面积、水、电、压缩空气、油料蒸气的供给等）；

4）完井作业进度与海上工程作业关系。

（5）完井工程所需的钻井工程资料

1）已完钻各类开发井的钻井资料（包括探井、评价井转为开发井）；

2）未钻各类开发井的钻井方案；

3）探井、评价井的有关资料；

4）邻井完井特殊作业提示。

（6）收集完井设计遵循的各种标准

上述资料数据除少数资料可以在施工设计阶段收集外，大部分都应在方案设计及分类设计阶段收集。

第二节海上油气田完井设计遵循的标准及原则

一、完井设计遵循的标准

1．遵循的国家标准（安全作业标准及许可要求）

由中国海洋石油作业安全办公室颁发的下列有关规则和要求：

1）海洋石油作业安全管理规定；

2）海上移动式钻井船（平台）作业许可办法；

3）海洋石油作业井控要求；

4）海洋石油作业硫化氢防护安全要求；

5）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施一般安全管理规则；

6）海洋石油作业放射性及爆炸性物质安全管理规则；

7）海洋石油作业守护船安全管理规则；

8）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施电气安全管理规则； 9）海上移动式钻井平台和油（气）生产设施的经理及特种作业人员的资格要求。

2．参考的国际标准（设备、器材及设计作法）

l） API RP 14B“井下安全阀系统的设计安装修理和操作推荐作法”； 2） AP1 SPEC 5CT“套管和油管规范”；

3） API RP 16E“井控设备控制系统设计的推荐作法”；

4） API RP 17C“过出油管系统的推荐作法”；

5） AP1 SPEC 8A.C“钻井和开采提升设备规范”；

6） API RP 43“油气井射孔器评价的推荐作法”；

7） API RP 54“油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法”；

8） AP1 SPEC 10A“油井水泥规范”；

9） AP1 SPEC 6D“管线阀门（闸阀。旋塞阀、球阀和止回阀）规范”；

10） API 4F“钻井修井设备结构”。

3．参考的行业标准（器材及设计、操作标准）

1） SY5274一91树脂涂层砂；

2） SY5276一91化学防砂人工岩心抗折、抗压强度及渗透率测定方法；

3） SY5337一88砾石充填工具；

4） SY5338一88酚醛树脂加固井壁防砂推荐作法；

5） SY5339一88酚醛树脂人工井壁防砂推荐作法；

6） SY5340一88油井套管内绕丝筛管砾石充填工艺推荐作法；

7） SY5352一89可钻式桥塞；

8） SY5404一91分层注水作业方法；

9） SY／T5587（1一18）一93可钻式桥塞钻铣作业规程；

10） SY／T5625一93静液压封隔器。

4．遵守的环保法律及规定

（1）环境保护法律

l）中华人民共和国环境保护法；

2）中华人民共和国海洋环境保护法。

（2）环境保护行政法规、法规性文件

1）中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例；

2）中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例；

3）中华人民共和国海洋倾废管理条例；

4）放射性同位素与射线装置放射保护条例。

(3）环境保护部门规章、规范性文件

l）中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护条例实施办法；

2）海洋石油勘探开发溢油应急计划编报和审批程序；

3）海洋石油勘探开发化学消油剂使用规定；

4）关于渤海区海洋石油勘探开发环境保护管理有关问题的通知；

5）中华人民共和国海洋倾废管理条例实施办法。

（4）海洋石油工业环境保护规章规范性文件

1）海洋石油工业环境保护管理规定；

2）海洋油（气）田开发工程项目环境保护管理暂行规定。

（5）相关法律法规

中华人民共和国渔业法。

二、完井设计遵循的原则

1．满足开发、采油工程方案要求

（1）满足开发方案的要求

1）满足开发方案中各类井开采方式的要求；

2）满足开发方案中各类井开采层位、井别变更的要求；

3）满足开发方案中各类井动态监测要求。

（2）满足采油工程方案要求

1）采油工程的自喷、人工举升、注水、测试、增产和增注措施、防砂、清防蜡、防垢、防腐、防水化物，修井及三次采油等工艺的要求； 2）与井口地面生产工艺流程相协调。

2．与钻井、海洋工程方案的协调、配合

（1）与钻井方案配合、协调的内容

对钻井工程提出的配合、协调要求，包括对生产套管、固井质量、井眼轨迹、井身结构、钻开油层的保护措施及井口装置。

（2）对海洋工程需要配合、协调的内容

1）水下井口完井时井口装置的协调配合；

2）导管架完井时与钻井平台的协调配合；

3）生产平台完井作业对平台修井机、场地和吊机能力及完井和采油工艺所需水、电、油、气的协调供给。

3．满足作业安全、高效及环保要求的原则

4．符合油层保护及改造措施的要求

1）完井设计应严格执行保护油层的原则，做到完井施工液体对产层尽量减少伤害，对油藏流体能配伍，不产生沉淀、结垢、乳化及其他有害反应，若避免不了时就应采取有效措施对产层进行保护；

2）根据油藏及采油工艺方案要求，完井设计的井口装置、井下管柱都应满足今后必要的各种措施作业的需要。

5．尽量减少投产后补救性的井下作业及措施工作量

这对没有修井设备的平台需要动用修井船和钻井船来进行井下作业的海上平台尤为重要。

第三节完井设计的基本方法

一、完井方式的选择

1．完井方式的分类

按完井方式可分为裸眼完井和套管完井方式两大类。

合采

裸眼完井水平井及分枝多底井

分采完井

完井方式套管完井水平井及分枝多井完井

防砂完井

热采

混合方式完井

2．完井方式选择的因素

1）产层和夹层岩石的岩性和强度。裸眼完井适用于产层和夹层岩石较硬且不易破碎的情况，如石灰岩、白云岩和花岗岩等缝洞型油藏或胶结坚固的砂岩中选用；否则，应采用套管完井方式，而且产层出砂就得研究防砂完井。

2）储层产能、水动力系统、岩层物性及流体性质等因素。

3）平台及环境条件，如平台的面积、流程处理能力、电源、气源等因素。

4）生产过程中各项工艺措施的要求。对所选定的完井方式应能满足正常生产过程中诸如生产测井、增产措施、生产层位调整（卡封堵层、分采改为合采或合采改为分采等）的要求。

5）特殊完井的需要。对水平井、多底井及超大位移井等，需研究特殊完井方式。

6）经济因素。

二、防砂工艺的设计

这里仅叙述海上油气田的滤砂管防砂、管内砾石充填防砂工艺的设计内容，更详细的叙述请参阅第九章有关部分。

1．滤砂管防砂的设计

1）滤砂管结构、技术参数、材质、强度等要求；

2）滤砂管防砂的管柱结构及配套的井下工具要求；

3）施工程序及工艺技术要求。

2．砾石充填防砂工艺设计

1）砾石的尺寸及质量要求；

2）充填方法（如水充填、凝胶充填、振动充填等）的选择；

3）地层预处理内容及要求；

4）射孔要求；

5）管住结构设计及主要工具、配套工具结构及技术要求；

6）完井液、处理液、携砂液的配方、性能及技术要求；

7）施工程序及工艺要求；

8）施工参数；

9）施工设备及工具。

三、射孔工艺的设计

根据地层特性、开发方案要求、完井方式等因素，选择射孔方式及射孔参数。

1．射孔方法选择

2．射孔枪、射孔弹类型及射孔方式（电缆、油管输送）的选择

3．射孔参数（孔密、孔深、相位）的选择

4．TCP射孔管柱结构的设计及施工步骤、工艺要求

5．射孔液的要求（此内容也可放在完井液部分）

四、采油工艺的设计

1．油管选择

2．采油、气方式选择

3．人工举升设备和工具选择

4．注水方式选择和测试工艺

五、井下管柱的设计

1．油、套管的选择

2．生产管柱功能的设计及井下工具的选择

（1）管柱功能类型的确定

根据特定条件选定具体完井方式后也就决定了井下管柱应具备的功能。井下管柱的各种功能是通过各种井下工具的组合来实现的。

1）井下工具的分类。

根据使用目的不同，井下工具分为：

①测试工具；

②循环压井工具；

③分层封隔工具；

④流量控制工具；

⑤安全防喷工具；

⑥注化学药剂工具；

⑦人工举升配套工具；

⑧注水工具；

⑨调节管柱受力的工具及防砂专用工具；

⑩其它配套工具。

详细请参见第四章。

2）对所选井下工具的要求。

①强度及压力等级。

根据压力等级和压差要求进行工具的选择。或对工具的薄弱部份进行强度核算。

②工具开关动作。

对工具的开关动作及配套工具进行选择，以符合下井管柱的动作。

③工具尺寸。

对工具的内通径、外径进行选择，落实内通径和其它工具内通径的配合，外径适合井下套管的直径，工具的外形（有导向斜面和台阶等）在斜井中能畅通元阻。

④螺纹类型。

工具连接螺纹和上下接头螺纹相符，同时，所选的螺纹符合油气井条件的（如密封性和承受拉力等）要求。

⑤工具材质及密封件材质的选择。

应根据流体成分、腐蚀性流体类别、含量及油气井温度、压力等条件进行选择。

3．尺寸、动作、强度的校核

在选择井下工具后，对工具的尺寸、使用、操作动作、强度都应作核实。

（1）尺寸的核实

1）内通径的核实。

内通径的核实必须遵循上大下小的原则和相邻两级的通径差一般最小需大于2～4mm。需下到生产管柱底部的工具必须能通过其上部的所有工具。

2）外径的核实。

以工具最大投影外径加管住组合时所安装绑扎的电缆、液压控制管线等外径组合成的管柱最大外径来进行核实；对井内所通过的套管内径、尾管挂台阶进行核对。对大直径、较长长度的部件（如电潜泵机组等），还应进行过井筒造斜段强度校核，防止部件变形、折断。

（2）工具及管柱动作和遇卡阻拉力扭矩核实

一般管柱下入井内会遇阻遇卡，管柱需要进行上下活动、旋转处理。一些井下工具下井需要释放、打开、关闭、坐封、解封，也要依靠上提、下放、加压或旋转动作来完成，因此，需要校核。

1）管柱遇阻的上、下活动、旋转对工具的开关释放、解封动作是否互相影响。

2）井下工具之间的开关释放、解封动作是否互相影响。

3）核实各工具动作拉力、旋转的扭矩变化范围是否足够大。

（3）强度、内工作压力、压差的校核

1）所选配的井下工具的压力等级是不一致的，需进行管柱强度的核实，按各工具下入深度的最大工作压力校核是否满足要求。

2）不少井下工具的开关、坐封、解封都靠内压或内外压差来实现的。因此，要求对各工具的内工作压力和压差进行校核。

4．管柱受力（载荷）的核实计算

管柱在起下、措施作业过程和生产过程中，都要受到内外压、温度、外力、重力等影响。因此，应对管柱的受力及形变进行校核计算，确认管柱是否合理、适应生产条件。

管柱的形式很多，有的管柱受力分析较复杂，海上常用的为带有封隔器的管柱。管柱受力的核实计算必须考虑压力、温度和力的变化。这三个方面的任何变化都会引起管柱长度和受力的变化，有关管柱受力的分析和计算请参阅第七章第八节。

六、井口装置的设计

井口装置的设计这里仅指油管头和采油树的设计，不包括套管头等设施。

1．井口装置分类及功能

参见第三章井口设备。

2．井口装置设计要求

（1）压力等级（强度）

按开采期内所需最高注采井口压力或作业措施最高井口压力选择。压力等级和井下管柱压力等级相配套。

（2）油管头，采油树和密封件的材质

根据工作流体内腐蚀组份类别、含量和工作分压等因素选择油管头和采油树的材质和密封件。

（3）内通径

内通径应和油管通径一致，外径应根据海上平台允许尺寸选择，当空间较小时，可选整体式采油树。

（4）油管头

1）根据悬挂多管或单管管柱的作业要求选择。

2）根据下井管柱中电缆和各种注入管线、液压控制管线选择相匹配的多孔通道的油管挂、密封接头和变径法兰，以及电缆穿越器。

3）根据生产套管尺寸选择油管四通下部的套管二级密封形式和尺寸。同时，要求套管头顶法兰尺寸和压力等级应和油管四通下法兰的尺寸及压力等级一致。

4）根据上部总阀门的法兰尺寸和油管四通上法兰尺寸选择变径法兰。

5）按环空套压观测、作业、生产、循环和挤注要求选择翼阀、连接法兰、连接照纹和压力表。

（5）采油树

1）由生产要求选择单翼或双翼采油树。

2）根据生产及海上平台安全要求选择液动或气动总阀或安全阀（地面及井下安全阀），由地面控制盘统一控制。

3）截止阀结构型式的选择应满足生产及安全要求，可选用双向密封，开启方便，维修简单的产品。

4）采油树帽及截止阀的端部连接组合应满足观察油压、生产测试、循环压井、挤注作业的要求。

（6）节流油嘴

根据产量范围选择节流油嘴的控制范围及调节刻度。进出口法兰尺寸及压力等级同前后法兰配套。

（7）部件的选择

1）油管头配套部件：防磨衬套及取送工具、试压泵、单流阀及取送工具、注密封脂工具。

2）采油树部件：电缆穿越器、压力表、针形阀。

（8）尺寸及强度、功能的校核

1）通径及外形尺寸的校核。

组合后的油管头和采油树，应根据各管道校核通径是否一致；组合后的井口装置外形尺寸应和平台空间允许尺寸一致。

2）强度、材质及功能校核。

对整体井口装置应进行压力等级及材质（包括各连接密封件材质）的校核；同时，对组装后的整体功能进行检查是否满足设计的生产作业功能要求。

3．水下井口装置的设计

根据水下环境条件、工作条件，选择水下装置及配套系统。参见第三章。

七、完井液的设计

1．完井液的性能要求

（1）配伍性能

完井液不仅要满足作业功能还需要具有与储层矿物、储层流体相配伍的性能。还应做到不同种类的完井液可以互相转化配制，不必更替，提高利用率和效益。

（2）压井性能

为保证作业安全，必须压井后才能作业，要求完井液具有一定的密度。在大多数情况下，压井液液柱的压力为油层压力的1.05～1.15倍。当井深及使用的盐类溶液密度受温度影响变化大时，应以井底及地面温度的平均温度来计算密度。

（3）固相含量控制

由于固相颗粒侵入产层产生永久伤害，对井下工具、仪器造成故障、事故，因此一般采用硅藻土及筒式过滤器对完井液进行二级过滤：常用的为10μ、2μ两级。最终固相含量直径控制在2μ内，固相含量<5％。如油层属于低渗透层，则根据具体喉道直径确定。

（4）粘度

当需要清洗井筒和冲砂等作业时，工作液应根据要求配制一定的粘度。一般加入HEC和XC提粘，但要求具有可泵性和较好的循环返排性。

（5）防护性能

当地层有盐敏、碱敏、水敏时应根据完井液对地层的伤害情况加入一定的添加剂，防止地层损害。

（6）防腐性能

由于盐水完井液和氧气对套管、油管、井下工具及密封件有腐蚀性。当井下工具长期浸泡时，这个问题不容忽视。因此，必须在完井液中加入防腐剂，除氧剂等化学剂。

（7）其他性能

根据工作要求具备其他性能时可添加其他添加剂来配制，使完井液具有其他特殊性能，要求各添加剂互相配伍不产生化学、物理反应、不产生沉淀。

2．完井液的使用

（1）种类选择

根据采油工艺设计中做的产层五敏试验，流体组份和完井工作要求选择完井液的种类。

（2）确定性能配方

对所需各种完井液提出性能要求、用量，由专业承包公司和服务商提出相应的配方及有关产品的性能、实验报告由作业者加以确认。

八、完井过程中有关措施的设计

在钻井过程中有可能受钻井液的影响产层受到污染，需要进行解堵措施，个别低渗层有时需要进行改造等。这些强化措施，常见的有酸化措施和酸压措施。

1．酸化设计

（1）酸化分类

酸化分为常规酸化和压裂酸化两类。常规酸化是指在低于地层破裂压力情况下，把酸挤入地层靠酸液对岩石的溶蚀，扩大渗流通道和溶解渗流通道中的堵塞物使油气井增产。对裂缝发育的油气层主要靠酸化裂缝而增产。酸压措施则靠酸液的水力作用和溶蚀作用，在处理井段形成人工裂缝，改善渗流条件，使油井增产。

（2）酸化设计

酸化设计按常规设计程序进行设计，特别要强调的是海上酸化设计中还需要包括排酸诱喷及防污染措施。

2．临时封堵措施设计

在完井工作中为防止污染油层而将油层暂时封堵，待一段时间后进行人工解堵或自动解堵。在作暂时封堵油层设计时首要考虑的问题是堵漏剂的性能。

3．临时完井管柱

由于一些原因，完井后暂时不能马上投产，仅下临时管柱，并对生产井进行暂时关闭。该设计必须考虑井下和地面安全以及保护油层和暂时关闭的密闭性能。

4．投产措施

地面工艺流程设备及井下管柱全部就绪后，经地面流程预热、试运转达合格标准。

5．其它措施设计

如射孔封窜等。

九、施工程序的设计和安全防污染应急计划的制定

按施工阶段的条件、环境作好每个阶段的施工内容和要求的设计，并编制安全、防污染应急计划。

十、施工机具、装备的设计

1．施工设备的选择

1）施工设备的选择。

①适应不同水深条件，选择自升式钻井船或半潜式钻井平台。根据海底地质条件选用座底式或自升式。

②在生产平台导管架作业时要求钻井平台有悬臂钻台并可以复盖作业区的能力。

③用平台修井机和平台钻机作业时，要求其井架大钩负荷及相应的设

备、场地能满足作业要求。

2）完井液循环系统设备的选择。

应按排量、压力及循环功能选择，同时应配套相应的过滤设备和相应的罐、容器和管汇等。

3）平台吊机能力的校核和工作甲板、钻台面积及承载能力的校核。 4）防喷系统按照要求的压力，通径及循环压井功能选择，并配备相应的内防喷器。

2．施工机具的选择

1）一般必要的施工机具如卡瓦、吊卡油管钳等。

2）专用的施工机具，如下双管卡瓦、下电缆及控制管线的绑扎工具等等。

3）其他工具设备的选择。

对施工机具选择时还应对其占地面积和设备重量进行设备布置设计和甲板载荷的校核。

第四节不同阶段完井设计要求

由于完井设计和采油工艺方案、油藏开发方案、海上工程方案互相紧密联系，随着开发方案及海上工程方案等各方面工作的深入完善和对完井要求的具体化，完井设计也必须分阶段深入确定。

一、编制海上完井设计的阶段

海上完井设计编制分三个阶段进行：

l）完井方案（概念设计）编制研究阶段；

2）分类井设计（基本及详细设计）编制阶段；

3）施工设计编制阶段。

这三个完井设计阶段是和油田开发实施的阶段一致的。完井设计审批程序详见第十四章“海上油气田完井工作程序”。完井方案概念设计在油田ODP报告编制阶段内完成。随ODP报告一起审批。分类井设计是和海上工程基本及详细设计阶段相应的，其审查是与工程基本设计、钻井设计同步进行。分类井设计要和工程设计及钻井设计互相协调。施工设计阶段基本上是和海上工程建造、开发井钻井阶段相应的。

二、各阶段完井设计的要求

1．完井方案（概念设计）阶段

1）完井方案是根据油藏开发方案和采油工艺方案的要求来设计的，例如采油工艺方案中的人工举升方案、分采方案、注水方案及测试工艺和措施方案等决定了完井设计的要求和内容。完并方案是隶属于采油工艺方案，是油田开发总体方案（ODP）报告中采油工艺方案中的一部份。

2） ODP是包括油藏、采油工艺。钻井工程及海上工程等各专业的综

合方案，是各专业互相协调的系统方案。因此完井方案也要和其他专业方案一样必须和油藏工程、海上工程方案、钻井工程方案等相互协调。 3）在此阶段受探井、评价井的资料限制，决定了完井方案设计阶段只能是概念性原则性的研究，是作为以后阶段进一步深化设计的基础。 4）概念设计应和采油工艺方案研究一样，从探井、评价井阶段进行跟踪一直继续到ODP报告编制出来才算这一阶段结束。

2．分类井设计（基本及详细设计）阶段

1）该阶段时间应从ODP报告批准后直至完井装备器材采办工作开始。

2）由于各油气田开发的复杂程度不同，在该设计阶段可分二步进行，即基本设计和详细设计。基本设计是在概念设计的基础上做的。详细设计，应完成器材采购、租赁清单、服务、项目清单和施工计划。 3）这阶段的设计应随着油藏、工程、工艺研究的深入，在原概念设计的基础上作进一步的修改补充完善，调整费用预算，若有重大改动，应按工作程序另行申报批准。

4）这阶段的设计应是全面的正式设计，应和采油工艺方案、钻井工程方案和海上工程详细设计方案协调一致。一般在分类完井设计后方案不应再有变更。

3．施工设计阶段（实施阶段）

1）这阶段以器材采办和服务合同开始至施工结束。

2）施工设计不仅要有单井及各工序的设计，而且各工序的施工参数，施工机具的选型，服务公司的设备和人员都已确定。施工设计是单井施工的依据。

3）施工设计在分类设计基础上进行，其工作计划、费用都应和分类设计吻合。该阶段还应有详细的后勤服务工作计划如供应船、直升飞机及器材准备等。

三、完并设计的内容与格式

1．完井方案（概念设计）的内容和格式

（1）完井方案（概念设计）的内容

1）储层及采油工程的相关研究。

①储层保护研究；

②储层改造措施研究；

③地应力及岩石力学研究；

④井筒流态、能耗及人工举升方式研究；

⑤分层开采及水平井、多底井开采方式研究；

⑥注入（气、液）方式研究；

⑦化防（砂、蜡、水、垢）及出砂预测研究；

⑧测试及动态监测工艺研究；

⑨不同地面及水下环境条件下对生产及井口装置要求的研究。

2）完井设计研究。

①防砂方式及工艺研究；

②射孔工艺及参数研究；

③分层采注完井方式，特殊完井方式及管住研究；

④对流体、环境的防腐方法及管材研究；

⑤封堵卡措施的工艺研究；

⑥不同类型完井液配方研究；

⑦不同环境条件下施工机具及井口装置研究。

3）不同类型井的完井费用测算。

4）提出需要进一步深化研究的问题。

（2）完井方案（概念设计）的格式

1）基本情况和开发方案及采油工艺要求。

①油藏基本情况和环境基本情况；

②油藏开发方案及采油工程方案要求；

③有关油藏基础研究和采油工程研究的结果及要求。

2）完井方案（概念设计）和相关研究结果。

①不同类型井的完井设计及相关研究结果论证；

②采油方式论证；

③不同类型井的完井管柱形式及相关研究结果论证；

④不同类型井的完井井口形式设计及相关研究结果论证：

⑤不同类型井的完井液种类设计及相关研究结果论证；

⑥不同类型井的完井措施设计及相关研究结果论证；

⑦不同类型井的完井作业装备选择论证。

3）需要继续研究的问题。

①存在问题；

②建议继续研究的项目。

4）费用预算。

5）计划工时。

2．分类井（基本及详细）设计的内容及格式

（1）分类设计的内容

在概念设计后继续研究的项目和开发方案在深化过程中变更的基础上，完井设计进一步进行细化。

1）不同类别井的详细完井设计，要求细化到单井：

2）对设备、工具提出具体的压力等级、规格要求、数量；

3）对完井液提出具体的配方材料，不同类型液体数量；

4）确定射孔方式，射孔枪、射孔弹类型和射孔参数；

5）对各种措施应提出相对应的施工工艺、施工所需的设备器材及各种措施液的配方及服务商等；

6）对施工所用作业机具应提出规格及数量要求；

7）制定出设备、器材的订货清单，制定施工所需服务内容、设备、机具材料清单；

8）进一步核实的进度计划和费用测算，要求费用调整不超过概念设计的15％。

（2）分类设计的格式

1）油藏及环境基本情况；

2）开发方案及各项工程的要求；

3）设计所遵循的标准和原则；

4）概念设计后继续研究项目的结果；

5）不同类型井的详细技术设计：

①单井井口、管柱设计；

②采油、人工举升设计；

③完井液详细配方、用量、工艺设计；

④各种措施工艺、配方、施工设备器材设计；

⑤作业施工机具设计；

⑥完井作业的安全及防污染设计。

6）编制完井器材、服务器材的采购清单及编制服务商清单；

7）编制后勤供应船、飞机初步计划；

8）费用预算详细测算。

3．施工设计的内容及格式

（1）施工设计的内容

根据油田开发方案的深化，在详细设计基础上编制可操作的具体实施的单井施工设计及后勤船、飞机的实施计划。

1）单井施工工序及各工序施工参数、技术要求；

2）各措施的施工设计及各工序的参数；

3）各工序使用施工机具器材的设计及布置图；

4）各工序安全防污染设计；

5）施工参数记录报表设计及要求；

6）各工序的施工质量标准及要求；

7）编制各井的详细施工计划和后勤供应船、飞机及器材物资运送计划。

（2）施工设计的格式

1）单并施工设计及各种措施设计。

①单并基本情况；

②单井施工目的要求；

③单并施工工序内容及要求；

④完井液设计要求；

⑤安全措施、防污染措施及录取资料要求；

⑥服务商租用器材及施工器材清单；

⑦附图：施工布置图（包括措施施工布置图），管柱图，井口装置图。

2）总体施工计划。

按各井各工序编制的分项计划（包括各服务商设备、施工器材的运送，人员倒班及供应船、直升机计划等内容）汇总编制成总运行计划表。

3）如果不是利用原钻机完井而需动用船式作业机，还应编制作业船拖航、就位、升船等计划。

第五节完井计划和预算编制

一、完井计划的编制

1．编制完井计划应考虑的因素

（1）完井工作的阶段

完井计划分设计阶段及实施阶段。实施阶段分施工准备阶段和施工阶段。施工准备阶段主要包括器材的采办、验收、服务商及工具设备的租用，钻井船及修井机的准备（租用）及其他辅助船及设备的租用。各项工作准备完毕后即进入施工阶段。在施工阶段中由于总体安排的需要往往又分成若干阶段，因此准备阶段的工作有时也可分成若干阶段。（2）各种不同类型井的不同作业类型

由于开发井的类型不同，完井作业内容也不同，如注水井、人工举升井、自喷井等等。不同类型井的完井作业措施要求不同，有的要封堵水层、气层，有的要进行酸化或酸压作业，有的需要回接井口，有的是水下井口等等，因此作业计划应按不同类型井及不同类型措施的要求来编制。

（3）实施计划应按照工艺步骤编制

不同类型井及不同类型作业措施工艺步骤也不一样，实施计划应按其步骤编制，每个工序的计划时间应按定额指标来制定，有的工序没有定额指标应按照起下管柱的标准定额来估算。

（4）在制定计划时还应考虑其它的因素

气象因素的考虑，由于风浪影响供应船不能及时将器材送达现场或大台风超过安全作业规定而暂停作业等因素，需要在计划编制时考虑进去。其次由于作业甲板面积的限制，作业的设备器材不能一次就位，必

须等上道工序完毕后挪动场地后才能进行下步作业。

2．完井计划编制的内容及格式

（1）完井计划编制的内容

完井计划分总体计划和实施计划两大类：

1）总体计划应和工程设计建造计划、钻井计划及开发方案计划协调在一起，并服从总的开发计划。总体计划应包含分阶段内容并有各阶段完成的时间控制点，对各设计阶段及实施阶段的计划编制应有测算依据。

2）分阶段实施计划，应按各阶段的工作内容及工作量来编制。方案研究及设计阶段应根据油层油藏特点考虑有关岩心、流体及井的试验等。施工阶段的计划应分采办验收，施工准备及各井的施工计划。阶段实施计划应和总体计划中各阶段计划的时间控制点吻合，同时也应有各工序计划时间的测算依据。

（2）计划编制的格式

1）总体计划。

①线条图纵项为阶段内容，一般应有方案编制、正式设计、施工设计、器材采办、钻井平台就位、各类井施工及投产等内容，可根据不同油田不同的内容设定。横项为时间应细分至月或旬甚至日。

各阶段的线条起止应标注控制的时间点。

②总体计划应附有各阶段测算依据及说明。

2）实施计划。

①按一个阶段或几个阶段编制详细的实施计划也可编成线条图，纵项为各阶段的详细工序内容，横项为时间。

②应附有编制计划的测算依据及说明。

③由于实施计划经常调整，因此必须在实施计划上标明每次的编制日期以防混乱。

④施工时还可将计划分成不同内容的独立计划，如编制独立的供应船和人员倒班计划、钻井船拖航就位计划等，但各计划之间必须要协调，并符合阶段计划要求。

二、完井作业费用预算的编制

1．完井作业费用预算内容

（1）分项预算内容

l）设备、器材及化学药品费用。

油管；

井口装置；

井下工具及设备；

防砂器材；

射孔器材；

人工举升设备工具，如电潜泵机组及配套设备（包括变压器、控制柜、变频器、电缆等）；

完井液材料；

其他药品材料；

柴油及消油剂；

运费及保险。

2）作业工程费及后勤。

钻井船费（及拖航费）；

供应船及其它辅助船舶（如破冰船等）的费用（大部分为租用），平台修井机及配套设备（如泥浆泵、防喷器等）费用；

潜水作业费用；

水下施工费用；

直升机费用；

通讯、气象、港杂、含油污水处理费用；

测井及射孔（或TCP）设备租用服务费；

防砂作业设备租用费及服务费；

井下作业工具租用费及服务费；

钢丝测试设备租用及服务费；

酸化压裂设备租用及服务费；

连续油管及液氮缸租用及服务费；

其它费用。

3）保险及管理费。

管理费；

保险费；

不可预见费。

（2）全油田完井费用预算

1）各平台完井费用预算；

2）全油田完井费用预算；

3）全油田平均单井费用预算。

2．完井费用预算编制的格式

1）作业阶段的分项预算按上述内容编制（附表）；

2）编制汇总全油田各平台各阶段费用（附表）。

附表1 完井工作计划（一）①

序号工序需要时间，d

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17移井架、装BOP、压井管线、试压

刮管、洗井、替完井液

γ射线测井

射孔（50m/段），γ射线测井

刮管、洗井

下管充填

投堵塞器

射孔（50m/段），γ射线测井

刮管、洗井

捞堵塞器

下管充填

射孔（50m/段），γ射线测井

刮管、洗井

取塞

下管充填

下生产管柱、装井口、钢丝作业、坐封隔

器、替柴油

总计

1.5

1.0

0.5

1.5

0.5

2.0

0.5

1.5

0.5

2.0

1.5

0.5

2.0

18.5

1 此表仅作为参考格式

附表2 完井工作计划（二）①

序号工序需要时间，d

1 2 3移井架、装BOP、压井管线、试压

刮管、洗井、替泥浆

γ射线测井

2.0

1.0

0.5

4 5 6 7 8射孔（50m/段），γ射线测井

刮管、洗井

下绕丝筛管

装井口、试压、钢丝作业

总计

2.0

0.5

1.5

2.0

11.5

1 此表仅作为参考格式。

附表3 完井计划表（二）①

井号

第一阶段第二阶段

作业

方式

作业内

容

作业天数

作业方

式

作业内

容

作业天数

××井钻井

船

三段防

砂完

井，投

堵塞器

封井

8天/井

×22=176

天

钢丝绞

车

投堵塞

器

诱喷开

井

1天/井

×22=22天

××井钻井

船

三段防

砂，投

堵塞器

封井

8天/井

×8=64天

钢丝绞

车

投堵塞

器

诱喷开

井

1天/井

×6=6天

××井钻井

船

防砂完

井下泵

8天/井

×2=16天

总计256天28天①此表仅作为参考格式。

附表4 完井作业时间安排表①

平台作业

方式

作业时间

作业

井数

口

作业天

数，d

作业内容备注

完井设计

第八章完井设计 8.1 海洋完井工程的原则与操作程序完井，顾名思义指的是油气井的完成，科学地讲是根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间最合理的连通渠道或连通方式，也包括确定最合理的井筒尺寸。 1、海洋完井工程的原则（1）尽可能减少对油气层的伤害，使油气层自然产能得以更好地发挥；（2）提供必要条件来调节生产压差，从而提高单井产量；（3）有利于提高储量的动力程度；（4）为采用不同的采油工艺措施提供必要的条件，方便于长期的采油，并有利于保护套管、油管，减少井下作业工作量，延长油气井寿命。（5）近期和远期相结合，尽可能做到最合理的投资和操作费用，以海洋油气田开发的综合经济效益最高为目标。 2、海洋完井工程操作程序如图8-1所示。首先，在方案设计阶段，要在勘探以及探井所取得的油气藏资料的其体下进行地质开发方案设计，在此基础上进行的完井工程方案设计是为了确保地质开发方案的顺利实施并满足地质开发方案的要求。完井工程方案确定后，再进行钻井工程方案的设计，而钻井工程方案必须确保完井工程方案的实施并满足完井工程方案的要求。其次，在实施阶段，则是先进行钻井，然后进行完井，建好井后交生产部门，油气井进入开发阶段。图8-1 海洋完井工程操作程序

8.2 井眼力学稳定性和出砂判定 8.2.1井眼力学稳定性判定海洋完井方法包括：海洋裸眼系列完井、分段完井、水平井均衡排液完井、分支井完井、大位移完井、深水完井、智能完井。其中只有裸眼完井不具备有支撑井壁的功能，而其它的完井方法均具有支撑井壁的功能。但由于裸眼完井的优点突出，在选择完井方法时，需要考虑是否满足裸眼完井的条件。生产过程中井眼的力学稳定性判断的目的就是要判定该井是采用能支撑井壁的完井方法还是裸眼完井。井眼的稳定性受化学稳定性和力学稳定性的综合影响。化学稳定性指油层是否含有膨胀性强容易坍塌的黏土夹层、石膏层以及盐岩层。这些夹层在开采过程中，遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从而导致油层失去支撑而垮塌。采用Mohr-Coulumb剪切破坏理论判断井眼力学稳定性，不考虑热应力的影响，按照忽略中间应力的Mohr-Coulumb剪切破坏理论，作用在岩石最大剪切应力平面上的剪切应力和有效法向应力为： τmax= σ1?σ2 σN=σ1+σ3 ?p s 式中τmax——最大剪应力，MPa； σN——作用在最大剪切应力面上的有效法向应力，MPa； σ1——作用在井壁岩石上的最大主应力，MPa； σ3——作用在井壁岩石上的最小主应力，MPa； p s——地层空隙应力，MPa。根据直线剪切强度公式，计算井壁岩石的剪切强度，即： τ=C?+σN tanφ C?=1 2 σc?σt φ=90°?arc cos σc?σt σc+σt 式中τ——油层岩石的剪切强度，MPa； C?——油层岩石的内聚力，MPa； φ——油层岩石的摩擦角，（?）； σc——油层岩石的单轴抗压强度，MPa； σt——油层岩石的单轴抗拉强度，MPa； σN由式（8-1）计算出的有效法向应力，MPa。式（8-2）表明，只要已知油层岩石的单轴抗压强度σc和抗拉强度σt，便可以计算出油层岩石的剪切强度τ。若由式（8-2）计算出的油层岩石剪切强度大于由式（8-1）井壁岩石最大剪切应力，即τ>τmax，表明不会发生井眼的力学不稳定，可以采用裸眼完井方法；反之，将发生井眼的力学不稳定，即有可能发生井眼坍塌，因而不能采用裸眼完井方法，必须采用支撑井壁的完井方法。计算得到τmax=σ1?σ2 2 =0.173MPa，τ=C?+σN tanφ=3.5028MPa，显然 τ>τmax，此时井壁稳定。详细计算见附录。 8.2.2 出砂判断

Wellcat钻井完井管柱设计介绍

高温高压井管柱设计和分析软件– WellCat WellCat可为管柱设计提供一体化设计和分析解决方案。WellCat解决了管柱设计学科中的最复杂问题，即精确预测井下温度、压力剖面、管柱载荷和由之引起的位移等难题。在Windows操作环境下的Wellcat软件由5个可独立运行的模块（Drill钻井、Pro开发、Casing套管、Tube油管、Multistring多管串）组成。对高温高压油井不采用WellCat进行设计的潜在危险是，由于环空流体膨胀可能造成管柱失效，造成井漏和井喷，考虑到油藏的油气损失、勘探和开发费用以及对健康安全和环境（HSE）的影响。该软件主要解决常温套管设计软件所不能解决的如下管柱设计中的最复杂的难题： ①水下油井的环空热膨胀是否会引起套管损坏――内层管柱挤毁，外层管柱崩裂？ ②由温度、压力产生的对整个套管和油管系统的载荷会不会引起井口移位运动及载荷的重新分布？ ③如何消除套管和油管的弯曲，或将其限制在一定的范围内？ ④在深井钻井过程中，套管在未凝固的水泥是否弯曲，在采油过程中，如何避免这类问题？ ⑤小排量的反循环顶替封隔液对油管是起加热还是冷却作用？ ⑥在确保安全和可靠的前提下，有没有大幅度降低管材成本的途径？解决以上问题，需要解决三大重点问题，这也是WELLCAT所具有的三大主要功能：功能之一：精确模拟井的生命周期中任何时刻时的井下温度场与压力场功能之二：分析各种工况下管柱的受力情况，完成三轴应力校核功能之三：模拟流体膨胀与管柱变形情况，计算由此而来的附加载荷 WELLCAT具有五个独立的模块，分别是：Drill钻井、Pro开发、Casing套管、Tube 油管、Multistring多管串。瞬态及稳态分析在分析热交换过程中，考虑井眼周围一定范围内的地层温度的变化，提高了温度模拟精度

钻井工程(含课程设计)1

钻井完井工程设计姓名：班级：1303 学号：中国石油大学（北京）远程教育学院 2012年 12 月

目录 1.地质概况---------------------------------------------------------------- 3 2.技术指标及质量要求----------------------------------------------------- 18 3.工程设计----------------------------------------------- 错误！未定义书签。 4.健康、安全与环境管理 ----------------------------------- 错误！未定义书签。

第一章地质概况一、地质概况表A-1 井别探井井号A5 设计井深3511 目的层石炭系-泥盆系井位坐标地面海拔m 50 纵（）m 4275165 横（y）m 20416485 测线位置504和45地震测线交点地理位置新疆自治区吐鲁番市东90Km 构造位置丘陵石炭系钻探目的了解石炭系构造，石炭系-泥盆系含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则进入石炭系-泥盆系150m完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m 分层厚度，m 主要岩性描述故障提示 A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏 B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏 C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌 D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜 E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏 F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜 F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡 F2K 3150 250 泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互 F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡 Q J 3650 (未穿) 150 深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩防漏、喷、卡二、井身结构设计确定完钻探目的层为石炭系-泥盆系灰岩地层，井方法为先期裸眼完井。油气套管下入石炭系-泥盆系层3－5m。根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。

钻井工程课程设计报告书

表A-1 钻井工程课程设计任务书一、地质概况29：井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层：当量密度为：g/cm3 表A-2设计系数石工专业石工（卓越班）1201班学生：木合来提.木哈西

图A-1 地层压力和破裂压力

一．井身结构设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。由图A-1得，钻遇最层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, ρf1400=1.36 g/cm3> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，该井段最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段的最小地层压力梯度为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm3，给定溢流数值

中国石油大学采油工程课程设计

采油工程课程设计姓名：魏征编号：19 班级：石工11-14班指导老师：张黎明日期：2014年12月25号

目录 3.1完井工程设计 (2) 3.1.1油层及油井数据 (2) 3.1.2射孔参数设计优化 (2) 3.1.3计算油井产量 (3) 3.1.4生产管柱尺寸选择 (3) 3.1.5射孔负压设计 (3) 3.1.6射孔投资成本计算 (4) 3.2有杆泵抽油系统设计 (5) 3.2.1基础数据 (5) 3.2.2绘制IPR曲线 (5) 3.2.3根据配产量确定井底流压 (7) 3.2.4井筒压力分布计算 (7) 3.2.5确定动液面的深度 (21) 3.2.6抽油杆柱设计 (24) 3.2.7校核抽油机 (25) 3.2.8计算泵效，产量以及举升效率 (26) 3.3防砂工艺设计 (30) 3.3.1防砂工艺选择 (31) 3.3.2地层砂粒度分析方法 (31) 3.3.3 砾石尺寸选择方法 (32) 3.3.4支持砾石层的机械筛管规格及缝宽设计。 (32) 3.3.5管外地层充填砾石量估算。 (33) 3.3.6管内充填砾石量估算 (33) 3.3.7携砂液用量及施工时间估算 (33) 3.3.8防砂工艺方案施工参数设计表 (34) 3.4总结 (34)

3.1完井工程设计 3.1.1油层及油井数据其它相关参数：渗透率0.027 2m μ ，有效孔隙度0.13，泥岩声波时差为3.30 /s m μ，原油粘度8.7Mpa/s,原油相对密度为0.8，体积系数为1.15。 3.1.2射孔参数设计优化（1）计算射孔表皮系数 p S 和产能比 R p 根据《石油工程综合设计》书中图3-1-10和图3-1-11得 36.8 t = 18.38min 2 V Q ==注注=2.1，t S =22，R p =0.34。（2）计算1 S ， 1 R p ， dp S ， d S a) PR1=-0.1+0.0008213PA+0.0093DEN+0.01994PD+0.00428PHA-0.00142 7+0.20232z /r K K -0.1147CZH+0.5592ZC-0.0000214PHA2 =0.59248 b) PR1= 1(/)/[(/)] E W E W Ln R R Ln R R S +,得1S =5.03018 c) 因为S1=Sdp+Sp,所以Sdp=S1-Sp=5.03018-2.1=2.93018 d) 因为St=Sdp+Sp+Sd,所以Sd=St-Sdp-Sp=22-2.93018-2.1=16.96982

完井管柱图安装及使用说明

完井管柱图安装及使用说明一、安装 1、将gztsetup.zip解压缩到硬盘某一新建目录，里面会出现5个文件（gzt.zip;gzt.exe;setup.exe;setup.lst,gztn.mdb）,双击鼠标运行setup.exe,根据安装程序提示自动完成安装过程。 2、将解压缩文件中的gztn.mdb复制到安装目录。 3、将解压缩文件中的gzt.exe复制到安装目录。二、使用说明依次点击开始——程序——管柱图绘制软件运行该软件出现如下界面：几秒钟后进入操作主界面：

左侧为绘制区，右上侧为井下工具选件，右下角为管柱图保存条件，包括保存路径和文件名。下面介绍一下使用注意事项： 1、选择绘制工具：如“人工井底”，只要点击相应的标签即可：然后填写下入深度按“确定”按钮，相应的工具就出现在管柱上，

同时在管柱的右侧标注名称型号和下入深度。 2、工具间距的调整：如果出现如下情况（工具之间间距不合理）可以进行调整：方法是拉动管柱图右侧的两个调整按钮进行调整，直到满意，调整后

如下：此外也可以通过在两个工具间插入“空件”进行调整。两个工具间可以插入多个空件，只要把空件的下入深度设在两个工具之间即可，要查看管柱工具及其下入深度排列，只需点击右上角的工具数据就可以了。

3、工具数据的删除修改：只需双击相应的工具就可以实现型号下入深度的修改： 4、管柱图的保存：首先选择路径，再选文件名，格式可以bmp或jpg 格式，默认bmp格式，之后按保存即可。

5、管柱图的使用：绘制完毕保存后就可以使用。如需在word文档中使用：“插入”——“图片”——“来自文件”——从你保存的位置找到该文件即可，请浏览以下上图中保存的管柱图的效果：

完井工程答案

中国石油大学（北京）远程教育学院《完井工程》标准答案期末复习题一、名词解释 1. 泥侵：钻井液中的固相物质侵入储层的现象 2. 井身结构：主要包括套管层次、每层套管的下入深度以及套管和井眼尺寸配合。 3. 后期裸眼完井：先用符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层，再下入油层套管固井在油气层之上固井的完井方法。 4. 射孔孔眼参数：主要包括孔眼深度、孔眼密度、孔眼直径和孔眼相位。 5. 石油井口装置：主要指套管头、油管头和采油(气)树三大部分。 6.地应力：岩层内部产生反抗变形、并作用在地壳单位面积上的力 7.水浸：钻井液中自由水侵入储层的现象。 8.水灰比：水与干水泥重量之比。 9.水泥浆稠化时间：水泥浆从配制开始到其稠度达到其规定值所用的时间。 10.窜槽：水泥浆不能将环空中钻井液完全替走，而使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的现象。 11.射孔：射孔枪在油层某一层段套管、水泥环和地层之间打开一些孔道，使地层中流体能流出。

12.正压射孔：通常井筒内液柱压力高于或近似等于地层压力，称为正压射孔或平衡射孔。 13.完井：完井是使井眼与油气储集层（产层、生产层）连通的工序，是联系钻井和采油生产的一个关键环节。 14. 出砂：是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。 15.砂桥：地层砂粒或充填砂粒在炮眼周围构成的圆拱结构。 16.端部脱砂：使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。二、判断正误（正确的打√，错误的打×） 1. 地应力是地壳外部作用力（×） 2. 轴向拉力作用下，套管的抗外挤强度提高（×） 3. 套管柱的设计通常是由下而上分段设计的（√） 4. 通常用套管的抗滑扣力表示套管的抗拉强度（√） 5. 中间套管的作用主要是封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层安装井口（×） 6. 固井时前置液的作用是将水泥浆与钻井液隔开（√） 7. 无枪身射孔器的使用容易受到井下温度、压力的影响（√） 8. 铅模通井应该快速下钻（×） 9. 套管头用来安装采油树的井口装置（×）

钻完井工程设计方案(

作品简介本次钻完井设计研究目标为以直井W10为基础钻一孔侧向水平井，且要求穿过靶点1和靶点2，难点在于靶点1、靶点2与直井W10不在一个平面内。本设计在完成设计要求的前提下提出了一套有效、安全、经济的设计方案。（1）井眼轨道设计侧井采用两段式井眼剖面轨道，绘制了井眼剖面图。（2）井身结构设计设计了满足压力约束条件的井身结构，绘制了井身结构示意图（3）钻井液设计选择了各井段钻井液体系，确定了各井段钻井液配置，针对储层性质，提出了完井液的储保护措施（4）钻柱设计钻具组合必须满足剖面设计要求，以充分提高钻井速度。（5）机械破碎参数设计适应地层特点，提高效率。（6）固井与完井设计得到各层套管固井设计结果，确定了各层套管固井施工程序。（7）HSE 要求确定了HSE 管理体系中有关健康、安全、环保的有关要求。

钻完井工程设计第1章地质概况 1.1自然地理概况现有XXX 油田某区块，W1-W8 为8 口生产井，已经投入生产多年，目前开发面临着诸多问题。W9、W10 为评价井。W1-W8中，仅W7 曾经进行过强化注水。10 口井井位大地坐标见表1-1，井位分布见图1-1。该区域地势比较平坦，主要地貌为波状起伏的低平原，海拔高度在131.77m-141.93m。境内无山岭、丘陵和河流，而多自然泡泊，排水不畅。夏季雨热同期，冬季寒冷漫长，气温变化急剧且多风沙。年平均气温3.4℃，一月份平均气温-19.1℃，七月份平均气温22.9℃，最高气温37.4℃，最低气温-36.2℃。年降雨量445mm 左右，降水主要集中在夏季，属于北温带大陆性季风气候。该区周围有居民点，附近有铁路穿过，交通便利。移动、联通网络均覆盖该地区，通讯发达。该区域生产井集输管网拓扑结构如图1-2 所示表1-1 W1-W10 井位大地坐标井号Y（m）X（m） W1110235201007920 W2110234191008309 W3110233321008646 W4110232271009067 W5110232771007249 W6110230801008020 W7110228801008798 W8110228251009439 W9110228261010300 W10110232571010200 图1-1 XXX 油田某区块井位分布图

钻井工程课程设计报告

东北石油大学华瑞学院课程设计年月日

东北石油大学课程设计任务书课程题目专业学号主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容：根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求：要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料：王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限

指导教师专业负责人年月日

前言钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。

钻井工程课程设计报告书

东北石油大学课程设计年月日

指导教师专业负责人年月日

四川高压气井完井生产管柱优化设计及应用

石油地质与工程 2011年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING第25卷第2期文章编号:1673-8217(2011)02-0089-03 四川高压气井完井生产管柱优化设计及应用胡顺渠1,许小强1,蒋龙军2 (1.中国石化西南油气分公司工程技术研究院,四川德阳610008;2.中国石化西南油气分公司开发处) 摘要:四川深层气藏普遍具有高温、高压、含酸性介质特征,复杂的工程地质条件给完井管柱结构设计、承压、受力变形等方面带来了系列问题。探讨了不同工况条件下完井管柱结构设计思路,针对川西须家河组、川东北嘉陵江组和飞仙关组不同储层特征,进行了封隔器、循环滑套、伸缩短节等井下工具优选,通过管柱强度校核,确定出了川西高产井的完井生产管柱结构,提出了川东北以T1f3为目的层、勘探转开发的完井生产管柱设计思路。关键词:四川地区;高压气井;完井生产管柱;井下工具;结构优化中图分类号:TE834文献标识码:A 1设计存在的难点及技术对策四川深层气藏具有高温、高压、含酸性介质、易钻遇高产气层的特点,川西深层气藏储集类型以裂缝型、裂缝-孔隙型为主,非均质性强,气水关系复杂,川东北深层气藏纵向上发育多套产层且流体性质差异较大,复杂的工况条件给完井生产管柱设计带来了系列问题: (1)光油管完井不利于保护井筒,可能导致生产套管破裂、腐蚀破坏以及井口失效等事故。 (2)若盲目下入永久式封隔器、伸缩短节、循环滑套等工具,可能导致井下工况复杂化、不利于后期施工作业。 (3)川东北T1j2和T1f3流体性质差异较大,增加了井下工具及完井生产管柱结构合理设计的难度。针对以上系列问题,为确保气井安全、顺利、经济投产,确定四川高压气井完井生产管柱设计技术对策如下: (1)完井管柱设计时考虑区域、构造特点,同时考虑储层的钻、录、测井显示情况。 (2)选择满足气井安全、顺利施工作业的井下工具。 (3)在满足安全和工程需要前提下,尽量减少井下工具数量,管柱结构尽量简化。伸缩短节是否下入及补偿量根据管柱力学分析结果确定,循环滑套视具体工况确定是否下入。 ()考虑工况条件进行材质优选。2井下工具优选高温高压气井完井生产管柱的核心井下工具有封隔器、井下安全阀、循环滑套等,各井下工具优选如下。 2.1封隔器选择封隔器类型选择需考虑尽可能满足多项作业,坐封可靠、节约作业时间,利于后期修井等因素;封隔器耐压等级应等于或高于生产管柱所承受的最大工作压差;结合油套管尺寸选择封隔器尺寸。对于高温、高压、高产气藏,为尽可能减少事故发生可能性,缩短测试施工时间,推荐采用一趟管柱即可进行坐封、完井、酸化和投产等多项作业的封隔器。永久式封隔器具有耐高温高压及密封性能好等优点,但其打捞难度大、不可回收的缺点一定程度尚限制了其应用。目前国外发展成熟了可取式锚定插管封隔器,如H PH封隔器,其最高工作压差达105 MPa,采用内置型插管的形式,可一次下入管柱。最大特点是可通过倒扣的形式提出插管管串,下专用工具即可打捞封隔器,且封隔器可重复使用,可用于测试、挤水泥和酸化压裂作业,大大降低了经济成本及施工难度。川西T3x2气藏气水关系复杂、储层非均质性强,结合气井所处区域及钻录井显示情况进行封隔器选择:构造高点且钻录井显示良好、不产水的气收稿日期3 作者简介胡顺渠,年生,硕士研究生,现从事油气井完井测试技术工作。 4:2010-10-1 :1977

《钻井工程》学习指南

《钻井工程》学习指南一、课程性质与任务课程名称钻井工程课程性质《钻井工程》是石油工程专业三大主干专业课之一，是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程。课程简介《钻井工程》从钻井工程地质环境、钻进工具、钻井液、现代钻井技术、钻井控制技术、固井完井、钻井工程设计、特殊钻井作业及技术等多方面，系统讲述钻井工程涉及到的基本理论、基本计算、基本设计和现代主要钻井技术的基本工艺过程。课程教学目的培养创新型高素质石油工程专门人才，紧密结合专业特点，以传授现代钻井工程的基本理论与方法为主线，理论联系实际，与多种教学和训练方式相结合，通过整个《钻井工程》课程中的生产实习、课堂教学和实验、课程综合设计三个教学环节，再与最后的毕业设计相结合，使学生准确理解钻井工程中的基本概念，掌握钻井的基础知识、基本理论和主要工艺技术，并能够运用所学知识进行基本的计算、设计和综合性分析。达到能够运用所学知识从事工程施工、工程规划和设计、解决工程实际问题、从事科学研究的能力。使学生在工程实践能力方面达到“认识专业--有能力从事生产--有能力进行工程设计和规划生产--有能力进行科研攻关、解决工程或生产中存在的问题”四个层次的提高。课程学习特点课程学习主要通过课堂教学、室内实验、专题讲座、网络课件、生产实习、教具战士、网络录像片观看、现场专家讲座及自学多种途径完成。让学生认识钻井对象（地层和岩石）的特征及掌握特征描述的理论及方法、掌握钻井工程及工艺设计的理论基础及基本方法、掌握现代钻井技术的基本原理。利用网络等现代

教育技术的教学方法和教学手段，理论与实际工程相结合，注重突出钻井工程的基础理论以及实用技术讲授，形成实践课堂教学和创新型人才培养体系，从多视角传授知识，使课堂教学与现场参观相结合，便于学生理解和掌握。课程学时本课程的整体知识模块分为三个部分，按教学实施顺序分别为：生产实习-课堂教学及实验-综合课程设计。其中：认识实习3天；生产实习2周，主要在油田现场的实践教学基地进行；“课堂教学及实验”56学时（课堂教学50学时，实验4学时，上机2学时）；“综合课程设计”2周，主要在学校进行。其中，课堂教学内容的知识讲授顺序及学时分配如下：第一章钻井的工程地质条件（6学时，其中岩石力学实验2学时）第二章钻进工具（6学时）第三章钻井液（4学时）第四章钻进参数优选（10学时，其中上机1学时）第五章井眼轨道设计及轨迹控制（11学时，其中上机1学时）第六章油气井压力控制（6学时）第七章固井与完井（10学时，其中水泥实验2学时）第八章其它钻井技术及作业（3学时）二、各章学习指南本课程是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程，用于培养学生走向工作岗位必需的基本能力。第一章钻井的工程地质条件内容简介本章内容包括地下压力特性及岩石的工程力学性质两部分。地下压力特性：地下各种压力的概念、异常高压地层成因、地层压力评价方法、地层破裂压力及预测方法；岩石的工程力学性质：岩石的类型及结构特点、力学性质及影响因素分析、可钻性和研磨性等。学习目标与要求掌握地下各种压力的概念，包括静液压力、上覆岩层压力、基岩应力、地层

石油工程专业第二学士学位人才培养方案

石油工程专业第二学士学位人才培养方案一、基本学制：二年。二、培养目标石油工程专业第二学士学位为已经获得第一学士学位并在油田工作的学员开设，本专业在全脱产的学员具有扎实的基础理论的前提下，培养适应能力强，掌握石油工程领域基础理论、基本知识和基本技能，能在石油工程领域从事油气钻井与完井工程、采油工程、油藏工程、油田化学等方面的工程设计、工程施工与管理、应用研究与科技开发等方面工作的复合型技术人才。三、业务培养要求本专业学生主要学习与石油工程领域有关的基本理论和基本知识，受到石油工程方面的基本训练，具有进行油气钻井与完井、油气开发工程及油田化学领域的设计、施工以及初步的应用研究和科技开发的基本能力。毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1．掌握与石油工程有关的基本理论、基本知识； 2．具有应用数学、地质学方法及系统的力学理论进行油气田开发设计的基本能力； 3．具有较强的英语写作能力，能顺利地阅读本专业外文方面的书刊，能起草本专业的文本等； 4．具有应用基础理论和专业知识进行油气钻采工程设计和油气开发设计的基本能力； 5．具有应用基础理论和专业知识分析和解决石油工程实际问题、进行技术革新和科学研究的初步能力；四、主干学科、学位课程及主要实践性教学环节 1．主干学科：石油与天然气工程。 2．学位课程：理论力学、材料力学、工程流体力学、渗流力学、油藏物理、钻井工程、完井工程、采油工程、油藏工程基础、油田化学。 3．实践性教学环节：地质认识实习、石油工程生产实习、石油工程课程设计、毕业设计。五、毕业规定学生在毕业时，应获得最低总学分93.5学分，其中理论教学71.5学分，实践教学22学分。自主发展计划6学分。六、授予学位工学学士。

完井方案设计与试油-采油工程

第九章完井方案设计与试油一、名词解释 1、完井工程：是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程的系统工程。 2、完井工程系统设计：是在对油藏地质特征、未来油藏开发目标和需要采取的开发技术措施进行综合分析研究基础上进行的极为重要的工作。 3、导管：用以保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮。 4、表层套管：在钻井中用以巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层，还可用于安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象。 4、技术套管：在钻井中用以封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层。 5、先期裸眼完井方式：是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。 6、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。 7、套管射孔完井：钻穿油层直至设计井深，然后下生产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、水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道。 8、砾石充填完井方式：人为地在衬管和井壁之间充填一定尺寸的砾石，使之起防砂和保护生产层的作用。 9、油气层保护：指在完井、试油和采油过程中为防止油层损害所采取的一系列措施，其目的是保证油气畅流入井。 10、速敏性：指在流体与地层无任何物理和化学作用的条件下，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞吼道造成油气层渗透率下降的现象。 11、水敏：油气层中的粘土矿物在原始油藏条件下处于一定矿化度的环境中，当淡水进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减少或堵塞地层孔隙和吼道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象称为水敏。 12、酸敏：指油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。二、叙述题 1、完井工程设计的任务是什么？答案要点：通过对油气层的研究以及对油气层潜在损害的评价，提出从钻开油层开始到投产每一道工序都要保护油气层的措施，尽可能减少对储层的损害，使油气层与井筒之间保持良好的连通，保证油气层发挥其最大产能；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的特点以及开发过程中所采取的各项措施来选择完井方式、方法和选定套管尺寸，为科学和经济地开发油田提供必要的条件。 2、完井工程设计的内容包括哪些内容？答案要点：○1根据勘探预探井或评价井所取的岩心，以及测井和试油等资料，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、增产措施的压裂液和酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 ○2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开油层时的钻井液类型、配方和添加剂，以防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层损害，同时又能安全钻进。○3根据油田地质特点、油田开发方式和井别，选择完井方式。 ○4采用节点系统分析方法，进行油层—井筒—地面管线的敏感性分析，选定油管和套管尺寸。

钻井工程石油工程课程设计答案

远程教育学院石油工程专业《钻井工程》课程设计任务书中国石油大学（北京）远程教育学院 2012年5月

目录一、地质设计摘要二、井身结构设计三、固井工程设计四、钻柱设计五、钻井设备选择六、钻井液设计七、钻进参数设计八、下部钻具组合设计九、油气井控制十、各次开钻或分井段施工重点要求十一、地层压力监测要求十二、地层漏失试验十三、油气层保护十四、完井井口装置十五、环保要求十六、钻井进度计划十七、成本预算

XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）一、地质设计摘要（√）；根据《xx井钻井地质设计》，本井设计井深米，预测压力系数为0.95~0.98，属于正常压力体系。主要目的层为。因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。二、井身结构设计（√）；井身结构设计设计系数抽吸压力系数：0.04g/cm3 激动压力系数：0.04 g/cm3 地层破裂安全增值：0.03 g/cm3 井涌条件允许值：0.05 g/cm3 正常压力压差卡钻临界值：12~15MPa 异常压力压差卡钻临界值：15~20MPa

一、地质概况表A-1 井别探井井号A5 设计井深目的层 J Q 井位坐标地面海拔m 50 纵（）m 4275165 横（y）m 20416485 测线位置504和45地震测线交点地理位置XX省XX市东500m 构造位置XX凹陷钻探目的了解XX构造 J Q含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则进入 J Q150m完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m 分层厚度，m 主要岩性描述故障提示 A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏 B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏 C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌 D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜 E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏 F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜 F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡 F2K 3150 250 泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互 F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡 Q J 3650 (未穿) 150 深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩防漏、喷、卡

第一章完井设计

完井设计

Wellcat钻井完井管柱设计介绍

钻井工程(含课程设计)1

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中国石油大学采油工程课程设计

完井管柱图安装及使用说明

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