常规完井工艺
煤层气井常规修井作业工艺
种情况进行区分。
首先值得一提的是，卡泵特别明显，外在表现便是驴头停止上下运动。
然而对于断脱与煤粉包裹凡尔来说，则需要通过示功图来进行区分。
煤粉包裹凡尔包括三种情况：煤粉包裹游动凡尔、煤粉包裹固定凡尔，煤粉同时包裹游动凡尔与固定凡尔。
Ⅱ类故障的外在表现是产液，但仍需进行修井作业，主要包括泵效低与液面不降。
一般来说，泵效的高低需要结合具体的井来分析，并不是泵效低于某个数值才将其称为泵效低，例如：当一口井的液面已经降至煤层顶板，日产水0.1m 3，泵效仅为1%，我们仍然认为该井正常运行；然而当一口井液柱几十米，日产水0.2m 3，泵效为4%，我们亦认为该井在低泵效运行。
泵效低的原因有多种，包括：(1)泵本身密封不严，出现漏失；(2)泵挂位置较高，造成供液不足；(3)地层供液量减小，原来的泵不适应目前的排采制度；(4)冲次较小，不符合该井的排采制度。
对于(4)来说，只需调高冲次即可；而对于(1)(2)(3)来说，则需要进行修井作业。
同样地，液面不降的原因也有多种，包括：(1)泵本身密封不严，出现漏失；(2)地层供液量增大，原来的泵不适应目前的排采制度。
2 泵型选择修井作业是煤层气井排采过程中较为常见的一项措施，其中，确定泵的类型与泵挂深度是作业中的重中之重，两者的选择将直接影响后续的排采与产量。
选泵时需考虑泵效，还要满0 引言煤层气作为一种新型洁净能源，是常规天然气的重要战略补充[1]。
在开采过程中，井下会出现一些故障与问题，如果不能及时发现并处理，会对煤层气产能造成较大的影响[2]。
因此，根据井暴露出来的问题合理地进行修井作业，对于确保煤层气井正常运作、恢复产量有着重要的现实意义。
1 井下故障类型简介在前期的勘探，井位选择，钻井，射孔，压裂，完井等一系列工作完成之后，便进入了煤层气的排采阶段。
该阶段通过抽排煤层中的承压水，降低煤层压力，使煤层中吸附的甲烷气，即煤层气释放出来[3,4]。
在排采过程中，井下会出现各种各样的问题，如出现负荷重、砂埋、套管出现问题，需要作业队进行钻、铣、套、磨，这种情况下通常会选择大修。
钻完井工艺流程
Notes:
1. 施工总天数＝作业天数＋准备天数＝28＋2=30天
2. 本进度表不包括台风等偶然事件导致的工期加长天数。
钻完井工艺简介
14
一些钻井设备
钻完井工艺简介
15
一些钻井设备：井架
井架为塔型，最大静 钩载450吨，高47米， 二层台位置26.5米
钻完井工艺简介
16
一些钻井设备：钻井绞车
滚筒动力由两台 800kW主电机通过 齿轮减速箱提供。 滚筒转速可在0～ 305r/min范围,大 钩速度0～1.26m/s 范围内，通过电机 速度给定手柄任意 调速。最大快绳拉 力487KN。
浓度（ppb）
34 0.3 1 浓度（ppb） 34 0.5 2 1
钻完井工艺简介
25
Control line Sliding sleeve Nipple
4-1/2”EU Tubing SSSV Cabl e Penet rator 9-5/8” ESP Packer 4-1/2” EU Tubing
下入300 m 高级控水
筛管（ICD) (挡砂精度 250μm），4.8”OD, 4” 9.5PPF L80 基管; 电泵下深设计1550米， 9-5/8“套管内。带Y接 头; 井下完井工具均为 L8013Cr材质，电泵 为9Cr 油管：41/2“,12.6PPF, L80,13Cr油管； 31/2”, 9.3PPF, L80 13Cr油管;
1.5
1.6 1.7 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
拆采油树，组合防喷器、试压
解封，循环 起甩生产管串 9-5/8"套管开窗 9.625"套管腐蚀性检测（钢丝设备） 接钻杆3000米，冲洗，起立柱 下钻杆送桥塞，座桥塞到2800米 打水泥塞，起钻 刮管作业到1250米 电缆座桥塞到1200米
钻完井工艺流程
井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的 是：
钻井设计的基本原则
保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。 压差不要过大，以免发生压差卡钻。 封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻的井段。 探井的套管预留。 多层套管程序。
高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶 部。浅层气顶部
张力系统
防喷器运送设备 阻流管汇及控制台
防喷器组的组成 从下至上的排列：
井口连接器
下双联闸板防喷器 上双联闸板防喷器 下万能防喷器 事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口 防喷器组框架
以上组成，称为BOP STACK（防喷器组－避台风时，留 在海底）
防喷器组的组成
•
如果预测有浅层气，则需要钻17-1/2"领眼。
水下与地面井口装置
钻井程序
17-1/2"井眼与13-3/8"套管段作业（三开）
组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后5-10米，做地漏试验。 17-1/2”井眼钻具组合：17-1/2"BIT+8"DC1+STB+8"DC2+STB +8"DC6 +8"(F/J+JAR)+SUB+5"HWDP17
平台就位设计 井身结构设计
钻井设计内容
钻井作业程序 弃井作业程序 特殊作业程序 钻井风险分析 应急计划 作业进度计划
防喷器和井口系统
套管柱设计 固井设计
钻井液设计
完井射孔介绍
完井射孔简单介绍一、油井的完井完井方式：指油井的目的层与井底的连通方式、井身结构及完井工艺。
完井方法总要求：1、使油气层与井底能有效地连通起来；2、妥善地封隔油气层，防止层间干扰，便于分层开采；3、克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油井长期正常开采；4、能为今后修井与增产措施提供方便；5、工艺简单，完成速度快，成本低。
目前一般有四种完井方式：裸眼完井、射孔完井、衬管和尾管完井、砾石填充完井。
裸眼完井：适用于灰岩、花岗岩、变质岩及较坚硬的致密地层。
分为：先期裸眼完井：钻达油气层顶部，下套管固井，再用小钻头钻开油气层，完井；后期裸眼完井：用同一尺寸的钻头钻过油气层，再把套管下至油气层顶部。
射孔完井：钻穿油气层，下套管固井，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油气层射开，为油气流入井筒打开通道。
该方法有利于分层开采、注水及增产措施。
目前采用最多。
衬管完井：与先期裸眼完井相近，是在钻达油气层之前，下套管固井，换小钻头钻开油气层，然后下衬管（筛管或割缝套管），用封隔器固定在套管上，并把套管与衬管间隙堵塞。
尾管完井：小直径的套管悬挂在上部较大直径的套管上，其余同射孔完井法。
目前辽河一般有f177.8挂f127.0，f244.5挂137.5。
砾石充填完井方法：人为地在井筒（裸眼或衬管）内充填一定尺寸的砾石，起防砂和保护生产层的目的。
二、射孔：概念：射孔是把专门的井下射孔器下放至油层套管内预定的深度，引爆射孔弹爆炸后产生的高能粒子流射穿套管、管外水泥环，并穿进地层一定深度，打开油气层与井筒的通道。
射孔一般分为电缆输送射孔和油管输送射孔两种方式。
（一）电缆输送射孔：用电缆将射孔器下放到井筒内对套管进行射孔。
适用于已探明的低压油气井的射孔，一般要求井内压井液液柱压力不小于预测地层压力。
电缆射孔分为：1、过油管射孔：优点：①、清水代替泥浆或无固相等高密度压井液，减少了射孔正压差，对地层伤害小；②、有枪身射孔时，可使全井射孔处在平衡压力下射孔；③、无枪身射孔时，可配合气举、抽汲等进行全井负压射孔。
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。
MHR封隔器 常规完井管柱标准化操作程序
塔中常规完井管柱工艺规程当井筒情况、地质情况同时具备以下条件时，优先考虑此种完井方式：1、直井、大斜度井或水平井均可；2、无漏失、或漏失量很小；3、采油四通已安装；4、要下长期完井管柱；5、管柱回插部分可以回收，便于后期修井作业。
在同时满足以上前4个条件的情况下进行完井试油及酸压施工都优先考虑此种管柱组合。
一、管柱操作规程1、管柱配置：采用7〞MHR液压永久式封隔器单趟完井管柱2、工具系统功能2．1井下安全阀–作为紧急情况下的安全保障，可实现井口失控状态下的井下关井，作为井控安全的最后保障工具。
2.2棘齿锁定密封、完井封隔器系统–满足一趟管柱锁定、密封，油套隔离，如需修井则可以从棘齿锁定密封处脱手起出上部管柱。
3、井下工具工作原理及技术参数3.1采用NE™ 型油管携带可回收式井下安全阀哈里伯顿公司井下安全阀为全金属密封,自平衡安全阀。
金属材质INC718，具有超高抗腐蚀性，保证了在H2S 、CO2腐蚀环境下正常工作。
安全阀设计简单可靠，现场操作方便。
并提供配套的安全阀附件。
这种井下安全阀地面液压控制开关，压力通过控制管线传递，实现远端控制。
NE油管回收井下安全阀技术参数●阀的类型：非弹性密封●尺寸：3-1/2”●锁定类型：X●最大外径：5.3”（134.62mm）●最小内径：2.813”（71.45mm）●材质：NICKEL ALLOY 718●服务环境：H2S/CO2●螺纹连接：3 1/2-9.20 FOX-K BOX-PIN●压力等级：10000 PSI（68.94MPa）●温度等级：20 TO 300 Deg. F （-7 TO 149 DEG C）●最大开启压力：1900 pounds/sq. inch （13100 KPA）●最小关闭压力：600 pounds/sq. inch （4137 KPA）3.2采用哈里伯顿MHR液压永久封隔器封隔器应用于大斜度生产和注水井，单趟完井，特别适合于海上和施工环境较差的完井。
固井工艺技术
固井工艺技术常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管(裸眼）顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术（一）常规固井工艺常规固井工艺是指在井身质量较好，且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下，将配制好的水泥浆，通过前置液、下胶塞（隔离塞）与钻井液隔离后，一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内,从管串底部进入环空，到达设计位置,以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。
套管串结构：引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串.施工流程：注前置液→注水泥浆→压碰压塞（上胶塞）→替钻井液→碰压→候凝。
保证施工安全和固井质量的基本条件：（1）井眼畅通。
（2）井底干净。
（3）井径规则，井径扩大率小于15％。
（4）固井前井下不漏失。
（5）钻井液中无严重油气侵，油气上窜速度小于10m/h.（6）套管居中，居中度不小于75%。
（7)套管与井壁环形间隙大于20mm。
（8)钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下，应保证低粘度、低切力、低密度,具有良好的流动性能。
（9）水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。
（10)水泥浆和钻井液要有一定密度差，一般要大于0。
2. （11）下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管汇等，性能满足施工要求。
（二）内管法固井工艺内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋)，与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。
采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间。
用该工艺进行表层时，水泥浆可提前返出,从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染.该工艺一般用于大直径套管固井。
提高常规完井测试工艺成功率
５
管 外串 合计
１ ８
８ ８
ｌ ２ ． ５ １ ０ ０
ｉ ０ ０ １ ０ ０
１ 、 经 济 效 益
（ １ ） 通 过小组 的大 量细致 的工 作，使近 年来 的测试 成功 率 比 ２ ０ ０ ７ 、 ２ ０ ０ ８年提 高了 ｌ ４个百分 点 ，节 约了测试 成本 ，创造 了可观 的经济效 益 。 措施 实施后 ，共 测试 １ １ 层 ，按 “ 胜利 石油管 理局石 油工程 定额 ”每 层 １ ０ 万元计算：效益为 ：
为测试设计提供依据 ，并 依据 设计选择 测试工具及密封件 ，。 措施 四：对测 试用 的油管，进行仔细检查 ，测试前进行压力试验 。 措施 五：针对 高温 高压井测试时 ，优化测试设计 ，减少开关井次数 。
四 、 结论
４
工具堵塞
１
７
１ ２ ． ５
８ ７ ． ５
三 、 对 策 实 施
通过完井测试工 艺的改进 和监 控，完井测Байду номын сангаас 工艺成功率提高 １ ４个百分 点，避免 了大量 的无功作业 ，大大加快勘 探速度 ，为 油田节约 了大 量勘探 成 本，为上级有 关部门制定下部勘探措施争取 了时 间。
失败原因 Ｖ Ｒ皮碗损坏 油管渗漏
一共 泔 乘
频次 累计频次 频率 （ ％） 累计频率 （ ％） ３ ３ ３ ７ ． ５ ３ ７ ． ５ ２ ５ ２ ５ ６ ２ ． ５
１ ６ ｌ ２ ． ５ ７ ５
高温 高压井性能 。 根据本 井或邻 井钻井 、 录井资料 ， 预测地 层压力、 渗透性 ，
一
、
现状介绍
２ 、改进后管柱结构 （ 自 上而下 ）： “ 油管 ＋反循环 阀 ＋ 油管＋ 压 力计 托筒 ＋ Ｍ Ｆ Ｅ ＋ 锁紧接 头 ＋ Ｖ Ｒ 安全接 ＋ Ｒ Ｔ Ｔ Ｓ 封 隔器 ＋ 开槽尾管 ＋ 压力计 ＋ 压力
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充填工具
信号筛管
主体筛管
丝堵
二、水平井完井方式
套管固井管内滤砂管防砂完井
悬挂封隔器
金属毡滤砂管
丝堵
炮眼
人工井底
二、水平井完井方式
尾管固井射孔完井
二、水平井完井方式
水平井造斜段注水泥、裸眼封隔器分段及滤砂管完井
二、水平井完井方式
尾管悬挂、裸眼封隔器分段滤砂管完井
二、水平井完井方式
射孔完井 管内砾石充填
复合型完井方式。
一、常规完井方式
•割缝衬管完井： • 用同一尺寸钻头钻穿油层后，
套管柱下端连接衬管下入油层部位， 通过套管外封隔器和注水泥接头固 井，封隔油层顶界以上的环形空间。
如图示。
一、常规完井方式 悬挂衬管： 钻头钻至油层顶界后，先下 套管注水泥固井，再从套管中 下入直径小一级的钻头钻穿油 层至设计井深，然后在油层部
位下入预先割缝的衬管。如图。
一、常规完井方式
砾石充填完井：
（疏松砂岩）将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用 充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井 眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石 充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防止 砂流入井内。
一、常规完井方式
裸眼砾石充填完井：
通常在油层段垫砂或者替人低失水、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分级箍，以承托环空
的水泥浆，防止其下沉。
一、常规完井方式
复合型完井：
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。
分段开采 筛管完井技术
二、水平井完井方式
裸眼完井技术
二、水平井完井方式
裸眼分段压裂完井技术
二、水平井完井方式
裸眼分段压裂完井技术
二、水平井完井方式
管外砾石充填完井技术
二、水平井完井方式
分段完井
表层套管
油层套管 分级箍
膨胀式封隔器
钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底
部，注水泥固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔 密（30孔/m左右），大孔径（20mm左右）射孔，以增大 充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于 向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层砂混和 增大渗流阻力。由于高密度充填（高粘充填液）紧实， 充填效率高，防砂效果好，有效期长，故当前大多采用 高密度充填。
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。
一、常规完井方式
尾管射孔完井：
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钻穿油层至设计井深， 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。
钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注 水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油 层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的 井径扩大到技术套管外径的1.5至2倍，以确保充填 砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提 高防砂效果。一般砾石层的厚度不小于50mm.
一、常规完井方式
套管砾石充填完井：
常规完井工艺简介
一、常规完井方式
射孔完井：
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。
一、常规完井方式
套管射孔完井：
套管射孔完井是钻穿油层直到设计井深，
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。
二、水平井完井方式
打孔管 割缝管完井
二、水平井完井方式
悬挂筛管完井技术
பைடு நூலகம்为了保护油层，提高 水平井产能，对水平井井
身结构进行了修改，钻井
程序由二开钻井改为三开 钻井，二开钻到油层顶部，
下技术套管固井，三开打
开油层，实现油层专打。 采用水平井尾管悬挂、裸 眼封隔器分段筛管完井技 术。
二、水平井完井方式
一、常规完井方式
砾石充填防砂方法是应用较早的防 砂方法。由于近年来理论、工艺及设备 的不断完善，被认为是防砂效果最好的 方法之一。 筛管砾石充填防砂方法是指将绕丝 筛管或割缝衬管下入井内防砂层段处， 用一定质量的流体携带地面选好的具有 一定粒度的砾石，充填于筛管和油层或 套管之间，形成一定厚度的砾石层，以 阻止油层砂粒流入井内的防砂方法。砾 油层 石粒径根据油层砂的粒度进行选择，预 期将油层流体携带的砂粒阻挡于砾石层 之外，通过自然选择在砾石层外形成一 个由粗到细的砂拱，既有良好的流通能 力，又能有效地阻止油层出砂。
一、常规完井方式
先期裸眼完井：
钻头钻至油层顶界附近后，下套管注 水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度
后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻
穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。如 图。
一、常规完井方式
后期裸眼完井：
钻头直接钻穿油层至设计井深，然后下 套管至油层顶界限近，注水泥固井。如图。
为防止水泥浆伤害套管鞋以下的油层，
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。
一、常规完井方式
裸眼完井：
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，因而 油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善 井，其产能较高。