水平井完井主要有三种方式
技术论文-浅谈水平井作业规程及注意事项
浅谈水平井作业规程及注意事项随着油田不断开发，水平井作业井次越来越多，给井下作业提出了新的挑战，水平井作业具有斜度大、水平井段长、施工难度大等特点，下面就水平井作业做简单介绍。
一、水平井完井的投产作业1、固井射孔完井的水平井投产作业施工步骤：（1）下导锥通井，核实人工井底。
进入井斜60°以下的油管接箍两端打3×45°倒角。
（2）替泥浆：由于水平段与常规井液体流态不同，加之钻井过程为了降低磨阻，部分井泥浆中混入了原油，替泥浆液量一般达井筒容积4倍，相当于同深度常规井新井投产的2～3倍。
（3）通井：通井规采用橄榄形,其下部收口外径10mm以上，上端面采用园台侧面,底角大于70°。
（4）射孔：水平井射孔一般不负压、定向射孔、打压引爆。
（5）下完井管柱：水平井在直井段下防落物管柱，防止井口落物进入水平段。
举升管柱以螺杆泵、电潜泵、双作用泵为主。
2、分级注水泥筛管完井的水平井投产作业施工步骤：①下入钻头，钻掉胶塞、分级箍内套和盲板，打开油层；②下入后期作业管柱（替泥浆、酸洗、胀封封隔器一次性完成管柱）。
③反循环替泥浆、酸洗泥饼，替残酸，之后正打压胀封完井管柱上的管外封隔器；④打开泄压阀，起出作业管柱；⑤下入防落物管柱；⑥下泵生产。
3、悬挂筛管完井的水平井投产作业悬挂筛管完井技术由于使用多级悬挂，减少了套管成本的投入；不用分级注水泥，节约了钻塞（钻分级箍、盲板）投入，缩短了投产周期，是一种值得推广的完井方式。
但是，大套管、悬挂尾管（筛管）内径小，也使得完井井身结构趋于复杂，给井下作业带来了一定的难度，对井下作业设备、工具仪器、作业技术有了更高的要求。
施工步骤：替泥浆、胀封、下防落物管柱、下泵投产。
二、水平井与常规井作业的区别（1）下井工具和管柱不同油管：进入井斜60°以下使用接箍倒角的油管。
短曲率侧钻水平井使用连续油管。
通井规：采用橄榄形,其下部外径收口10mm以上，上端面采用园台侧面,底角大于70°。
浅论油田水平井完井方式
浅论油田水平井完井方式随着技术的不断进步，水平井对复杂油气藏的适应性将越来越强。
在新区产能建设方面，应用水平井技术将使得开发方案更加优化，“少打井、要打就打高效水平井”的开发理念将进一步深入人心。
对于低渗透、稠油、缝洞型碳酸盐岩等边际油田来说，水平井以其更大的钻遇率和更大的泄油面积，可大大提高油藏的动用程度。
近年来，油区在水平井应用方面，随着钻井技术日臻完善，已经从先导试验阶段逐步向规模推广阶段过渡。
但完井方式优化选择缺乏理论指导及现场试验依据，完井方式较单一，这一点已经成为制约油田水平井产能提高的的重要因素。
一、水平井主要完井方式目前国内外常用的水平井的完井方式主要有4种：裸眼完井、割缝衬管（筛管）完井、套管射孔完井和砾石充填防砂完井。
每一种完井方式都有其的优、缺点和适用条件，在确定完井方式时，必须综合考虑开发方式、储层地质特征、储层保护、增产措施、后期井下作业要求、经济综合评价等因素。
自1999年引进水平井技术以来，已成功试验应用了多种水平井完井方式，其中绝大多数水平井采用套管射孔完井。
对裸眼完井，割缝衬管（筛管）完井也做了一定的尝试。
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。
套管射孔完井是钻穿油层直至预定位置，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。
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。
1.1套管射孔完井方式的优点是：1.1.1能有效分隔目的层段，避免层段之间的串通。
1.1.2可以有选择进行生产控制、生产检测和增产增注措施作业。
1.2其缺点是：1.2.1相对较长的完井作业周期和较高的完井成本；1.2.2井底完善程度低：一方面固井泥浆容易对储层造成伤害，另一方面射孔参数受限且作业过程中可能进一步对油层造成伤害，降低产能；1.2.3水平井的固井质量难以保证，且检测成本较高。
水平井完井方式及其在现场的选择应用
901 水平井常用完井方式的特点及应用水平井配套的完井方式具有多种类型，不同的完井方式往往具有其各自的适用条件，因此，为在生产过程中恰当选择完井方式，需对各种常见水平井完井方式的特点及其适用情况进行一定的了解。
1.1 割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式是一类较为简单的完井方式，完井过程中，将割缝衬管悬挂于技术套管下部，并通过悬挂封隔器对管外部的空间进行封隔。
为确保割缝衬管能够准确地位于水平井井眼的中心位置，需在衬管周围配设扶正器对衬管位置进行控制。
割缝衬管具有比较突出的优点，首先，设备及安装成本相对较低；其次，能够保护井周储层不会受到水泥浆的破坏；能够有效防止井眼的坍塌。
同时，割缝衬管也具有一定的缺点，例如无法实现不同层段间的分隔开发，从而难免会导致层间干扰，出现优势层对差物性层位的渗流屏蔽现象；此外，还无法控制衬管与井壁间环空的空间，因而难以灵活实施增产增注作业。
割缝衬管适用的地层条件通常包括天然裂缝发育的碳酸盐岩及硬质砂岩储层，厚度较大的单一储层，无需进行分层开发的层段等。
1.2 射孔完井方式射孔完井是各完井方式中最为常用的一种，根据其射孔位置的不同，又可进一步划分为套管射孔完井、尾管射孔完井两种主要方式。
以套管射孔完井为例展开分析。
套管射孔完井的主要操作过程为当钻井钻达预计生产层位后，将生产套管下入至油层底部，然后注入水泥进行固井。
固井之后，对准产层进行射孔，从而建立起生产层位的油流通道。
射孔完井方式的突出优点为能够对指定生产层位进行射孔生产，避免了层间干扰及夹层坍塌，使得分层开发成为可能。
为确保套管射孔完井的有效性，需确保固井质量较好、产层评价技术水平较高且射孔层位深度准确。
射孔完井的突出优势表现为能够进行分层开发，避免了层间干扰、串流等现象的发生；此外，一旦某一生产井段发生故障，则可以针对故障井段进行选择性的维修，提高了维修效率。
此外，该方式适用范围较广，对类型油藏完井均适用。
该完井方式的缺点在于技术成本较高，储层受水泥浆的污染较为严重，且就目前的生产技术而言，尚未开发出固井质量的保障方法。
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)。
水平井完井工艺介绍
割缝腐蚀后变差 存在大的漏砂滤孔 过滤元件过多 多层滤网复合,结构可靠 中 良 良 优 缝宽较大，在水平井 不适应 一般 适应性好 经过狗腿处和水平段推 中防砂效果差，在轻 防砂 效果 差，外 径 外 表 光 滑 ， 外 径 结构紧凑，重量轻，有 动时缝宽可能变化，砾 微出砂地层作衬管用 较大，不便下入 小，易下入 外保护套，容易下入 石充填效果不好时出砂 是 是 否 否 是/否 较长 较长 较短 较短 长 较小 小 大 小 较小 较轻 轻 重 重 较轻 优 良 良 差 良 优 优 良 差 良
4）、金属纤维/金属粉末烧结防砂管的特点：
a. 孔隙大小不均，尺寸分布范围宽； b. 孔隙不稳定，大孔隙漏砂，小孔隙堵塞
c. 防砂可靠性差
常用筛管的性能特点对比
绕丝筛管 过滤面积百分比 滤孔尺寸精度 滤孔的稳定性 抗挤压变形能力
管体拉伸强度 Wire-Wrap Screen ≈3% 优 误差±30μ m 优 差 管体变形缝宽变化 优 优 好 不锈钢绕丝，耐腐蚀 直接防砂可靠性差 配合砾石充填较好 中 不适用于水平井，
割缝筛管
Slotted Screen ≈2% 良
金属棉筛管
Metal Fiber Screen ≈80~85% 差
镶块式筛管
Block Screen ≈10~15% 取决于过滤材料
整体焊接精密筛管
PMC Screen ≈80~85% 优
抗内压能力 筛缝抗腐蚀性 防砂可靠性 防堵塞性能 水平井适应性 是否砾石充填 有效防砂寿命 最大外径 每米重量 工艺性 经济性
四、配套防砂完井工具的选择
配套的防砂完井工具主要包括：筛管悬挂（充填）
服务器、优质防砂管及裸眼封隔器、分级箍等。
（一）、筛管悬挂（充填）服务器 根据施工要求，设计的筛管悬挂（充填）服务器具有 以下特点： 1、一趟管柱实现替泥浆、酸洗、座封、丢手（充 填）全部工序，降低施工风险，减少作业工序。 2、 丢手后的服务器最小内通径与筛管一致，鱼顶 为喇叭口，方便后期冲砂等措施的实施并为二次防 砂提供了足够的空间。
第8讲 完井方式
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
（二）裸眼完井方式（
Open-hole Completion
）
1）定义：裸眼完井就是井眼完全裸露，井内不 下任何管柱的完井方式。
2）分类：分先期裸眼完井、后期裸眼完井和复 合型完井。
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1、先期裸眼完井
是钻头钻至油层顶界附近 后（在油层顶界20m左右）， 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。 此为先期裸眼完井。
（一）射孔完井方式（Perforating Completion） （二）裸眼完井方式（Open-hole Completion） （三）割缝衬管完井方式（Slotted Liner Completion） （四）砾石充填完井方式（Gravel Packed Completion） （五）其他防砂筛管完井
2、分类：一般的射孔完井包括
套管射孔完井和尾管射孔完井
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1、套管射孔完井
1）工艺技术： 是钻穿油层直到设计井深，然后下油层套管至 油层的底部，注水泥固井，最后射孔。 射孔弹穿透套管、水泥环和一定深度的油层， 进而建立起油气流通的通道。 2）套管射孔完井的特点： ●可以有选择的射开不同压力体系、不同物性 的油层，以避免层间干扰。还可以避开夹水层、 底水、气顶和易坍塌段地层。 ●具备实施分层注、采和有选择性的压裂或酸 化等分层作业条件；
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1、割缝衬管
3）割缝衬管的技术参数
（5）割缝衬管的尺寸 根据技术套管尺寸，裸眼井段的钻头直径，可确定割缝衬管外径，如 下表所示:
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直(斜)井完井方式
直（斜）井完井方式目前国内外常用的完井方式有裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井以及基于防砂目的的裸眼或管内砾石充填完井。
为了降低完井及开发成本以利于经济地开发低产油层，又出现了永久完井法、无油管完井法以及多油管完井法等新工艺。
本节主要介绍裸眼完井法、射孔完井法、割缝衬管/筛管完井及砾石充填完井方式。
1.裸眼完井裸眼完井（open hole completion）分为先期裸眼完井、复合型完井和后期裸眼完井三种方法。
先期裸眼完成法是钻头钻至油层顶部附近后，取出钻具下套管注水泥浆固井，水泥浆从套管和井壁之间的环形空间上返至预定高度，待水泥浆凝固后，从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞和油层，直至达到设计井深。
对于油层较厚、油层上部有气顶或顶界附近有水层时，此时可以将生产套管下过油气界面，用以封隔上部的气顶，然后下部裸眼完成，必要时可以再将上部的含油段射开。
这种类型的完井称为复合型完井法。
后期裸眼完井是当钻头钻至油层顶部附近后，不用更换钻头，用同一尺寸的钻头钻穿油气层直至设计井深，然后下套管至油气层顶部，注水泥固井。
为了防止固井时水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或替入低失水、高粘度的钻井液，防止水泥浆下沉。
裸眼完井方式的主要优点是产层完全裸露，产层具有最大的渗流面积，流线平直，符合平面径向渗流规律，这种井称为水动力学完善井，其产能较高。
此外，由于井底没有任何设备，也不需要诸如射孔、砾石充填等工序，因此工艺简便，成本低，完井速度快。
与后期裸眼井完井方式相比，先期裸眼完井还具有下述优点：（1）先期完井由于在钻开之前已经完成了固井工序，因此在起钻、下套管、挤水泥浆期间，泥浆对产层没有任何影响。
即缩短了泥浆对产层的浸泡时间；（2）消除了高压油气对固井的影响，有利于提高固井质量；（3）钻开产层时已经排除了上部地层的干扰，为采用清水或其他符合产层特性的优质钻井液打开产层或采用平衡钻井创造了良好条件。
《完井与井下作业》综合复习资料
《完井与井下作业》综合复习资料一、判断题（对的打“√”，错的打“╳”）1、同一类型的油气藏可采用不同的完井方式。
2、目前射孔作业用的射孔弹一般为高压聚能射孔弹。
3、低渗油气藏的孔隙度和渗透率很低，因此受污染的程度较小。
4、国外常用API度表示原油的密度，API度越大，表示原油的密度越大。
5、分支井技术是对水平井技术的发展和改进。
6、与射孔完井方法，衬管完井对产层的损害较大。
7、孔隙度大于20%的地层称为高孔隙地层。
8、一般砂岩的孔隙度较低，在砂质岩石中易形成孔隙性的油气藏。
泥页岩、碳酸岩等岩石的孔隙度一般都较高，易形成裂缝性油藏。
9、与普通的衬管完井相比，膨胀衬管完井具有更好的预防井壁坍塌及防砂效果。
10、分支井的完井方式分为1～6及6S 共7 个等级，其中1级完井难度最大。
11、在水泥中掺加大量的细石英砂可提高水泥石的抗高温性能。
12、裸眼砾石充填完井是直接在裸眼井筒内充满砾石的完井方法。
13、由于大多沉积岩地层具有层状结构，表现出各向异性，因此，在不同方向上岩石的渗透性具有一定的差异。
14、射孔相位角的大小对油井完善系数无影响。
15、采用衬管完井时，一般都要在衬管外注水泥固井。
16、高密度水泥浆体系可减小水泥浆失重引起的气窜，提高固井质量17、膨胀管柱主要有膨胀套管（或膨胀式衬管）和膨胀式管外封隔器等组成。
18、衬管完井方式属于敞开式完井底结构。
19、目前，化学防砂主要以化学固沙为主。
20、在水平井中广泛采用电缆传输射孔。
21、完井方式与油气层的性质和采油工艺有关。
22、射孔完井法是目前适用范围最广，采用最多的完井方法。
23、产层中的原油粘度在100 mPa.s以下的称为常规油层。
24、钻井液对产层的伤害与固相含量、颗粒大小及失水量有关，与产层性质无关。
25、裸眼砾石充填完井是在衬管与裸眼井壁之间充填砾石。
26、对裂缝型油气藏，最好采用水平井和裸眼或衬管完井方式进行开发。
27、裸眼完井可获得较高的油气产量，因此，它是目前最常用的完井法。
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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。