完井作业
《固井与完井作业》1
组合回压凡尔可起双保险作用，应用 广泛；
五、扶正器
1．定义 装在套管体外面，起扶正、居中套管作用的装置称为套管扶正器。 2．作用 a、用来扶正套管，保持套管在井眼中居中，为驱替洗井液提供均匀畅通 的流道，保证套管柱与井壁环形空间的水泥浆分布均匀，提高水泥环 质量。 b、防止套管在高渗透地层段粘卡，减少套管磨损，保证套管顺利下井。 c、还可刮掉井壁上的疏松泥饼，提高水泥与地层的胶结质量。 3．安放原则 要使扶正器能起到扶正作用，必须合理设计扶正器的安放位置、数量及 相邻两个扶正器之间的距离。 一般原则是：安放在油气层部位、井径和井斜方位变化较大的井段。
三、固井胶塞
胶塞结构：
由内心、胶皮碗和帘布层组成。心体用生
铁、铸铝、玻璃钢或硬质橡胶等制成，然后将
其硫化在内心体上即成胶塞。现在大多内心用 硬橡胶，在底部加铝板制成。 上胶塞的作用：当全部水泥浆注完后，压 上胶塞，它顶着水泥浆下行，用来刮净粘附在
套管内壁上的水泥浆，并防止驱替钻井液与水
泥浆混合，避免尾部水泥浆污染，保证底部水 泥胶结质量。当到达阻流板时，显示碰压，则
3．作用
(1)下套管过程中，进行中途循环 洗井。
(2)下套管结束后，进行循环洗 井。
一、循环接头
4．结构
(1)大小头式循环接头一端为套 管外螺纹，另一端为钻杆内螺纹 式的大小头。 (2)活接头式循环接头一端为套
管外螺纹，另一端顶部(或侧面)焊
一活接头短节的两通接头。
二、固井水泥头
1．定义
水泥头是联接联顶节和固井管汇之 间的完成注水泥作业的井口装置。 2．作用 (1)联接套管串和各种管汇，通过它 来完成循环、注隔离液、注水泥浆、释 放胶塞、替浆等施工工序。它是固井作 业地面管汇井口总枢纽。 (2)承受高压，适应各种工艺固井。 (3)如果回压阀失灵，可实现憋压， 控制水泥浆倒流。 (4)通过它实现活动套管操作。
钻井完井流程 及所需设备材料
三、钻井过程中所需设备Байду номын сангаас料简介
其他
还包括硫化氢监测仪，可燃气体检测报警器等
三、钻井过程中所需设备材料简介
7）其他辅助设备材料 在国外、国内新的钻机配备标准一般要求井队配备叉车、 吊车、 值班车等、重点探井钻到重点地层要配备消防 车、救护车等，有些井还要求配备实时传输设备等。
三、钻井过程中所需设备材料简介
一、流程简介
4、安装井架，主要用于塔型井架，目前基本不用。 5、搬家是把钻井设备及井队人员的生活设施搬迁到新井场。 6、安装设备是将搬家拆开的设备、工具等在新井场重新组 装起来，形成完整的钻井设备系统。 7、导管钻进，是为下入导管而进行的钻井施工，国外一般 用气锤砸击导管，而不用钻头。 8、一开钻井，在导管内进行钻进，达到设计井深下入表层 套管固井的过程，是一开钻井标志着一口井正式开钻。
井控系统包括四个主要部分：
以液压防喷器组为主体的钻井井口；
防喷器的液压控制系统；
节流压井管汇； 钻具内防喷工具；
三、钻井过程中所需设备材料简介
三、钻井过程中所需设备材料简介
以液压防喷器 组为主体的钻井 井口，包括环行 防喷器和闸板防 喷器、套管头等；
三、钻井过程中所需设备材料简介
控制系统是 开关防喷器和 液动放喷阀的 装置。主要由 远程控制台、 司钻控制台、 联接管汇等组 成。
三、钻井过程中所需设备材料简介
除砂器、除泥器：
除砂器、除泥器是用 来清除振动筛清除不 掉的较细固体颗粒。 除砂器是用来分离 60 ～ 100 μm的粗泥和 砂粒；除泥器分离 10～30 μm的粘土微粒 和细泥粉砂。
三、钻井过程中所需设备材料简介
中完、完井作业常见问题及技术措施
中完、完井作业常见问题及技术措施一、概述固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也所占权重越来越大，目前（占20%～30%）。
甲方对固井质量的评定越来越严格，如果固井质量不合格扣工程款（ 10%～30% ），因此公司对固井工作的重视已经提到了前所未有的高度。
固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故来运行。
固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下几个方面：1、固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。
2、固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。
3、固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。
目前我们在中完、完井作业中存在不少问题，其中很多都是因工作不细致导致的低级失误，希望通过学习大家养成良好的习惯。
但是目前还是有一些井队领导和技术干部对固井作业重视程度不够，导致在固井前各项条件无法满足固井施工要求。
钻井公司以追求进尺和效益为根本，这是传统思路。
随着QHSE观念的提出及推广，工程质量和施工安全的地位逐渐攀升，甲方对这两方面的要求越来越严，惩罚力度越来越大，尤其是固井质量直接影响后期储层改造，甲方对固井质量不合格的井扣款力度已达工程款的10%-30%。
和公司平均利润率对比就发现，如果因固井质量造成扣款直接导致该井亏损，公司对固井质量的重视已达新的高度，因此这种观念必须马上改变。
还有就是一些技术干部和井队领导总以为固井就是固井队的事情，即使固井质量不好也是他们的责任，跟井队没什么关系。
固井作为钻井的一个重要环节，无论是从经济效益还是公司荣誉上来说，钻井方永远是最大受害者。
二、下套管前作业常见问题1、打完进尺后只考虑短期经济效益，对钻井液性能调整不重视，往往在固井前泥浆性能恶化，流变性差，导致在中完、完井作业环节中易发生井漏和其他事故。
水平井筛管完井作业操作规程
Q/SH1030 中国石化河南石油勘探局企业标准Q/SH1030 367—2012 水平井筛管完井作业操作规程.2012-03-10发布2012-04-01实施中国石化河南石油勘探局发布目次前言............................................................................. - 2 -1 使用范围 ................................................................................................................................................... - 3 -2 引用标准 ................................................................................................................................................... -3 -3 水平井筛管完井作业准备工作 ............................................................................................................... - 3 -4 水平井完井作业步骤及技术要求 ........................................................................................................... - 3 - 5水平井筛管完井作业注意事项及安全要求............................................................................................. -5 -6 水平井完井作业采油树安装 ................................................................................................................... - 6 -前言本规范由中国石化集团河南石油勘探局钻井工程公司提出。
完井与井下作业
石油与天然气工程学院油气田开发教研室 焦国盈
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
2、封隔器
作用：封闭裸眼层或套管内的 某些层位
原理：橡胶筒，在液压或机械 作用下张开，封堵裸眼的岩层 或套管的内壁
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
分层开采 适合的开 采工艺
压裂酸化
多层完井 适应性：各种油气藏
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
三、割缝衬管完井法
第一种在钻完油层后，下入下端连接衬管的套管柱 到油层部位，使用套管外封隔器注水泥封固油层以 上井段的环形空间。 缺点：如果衬管损坏了，修理困难。 第二种完井方式（常用）：当钻头钻到油层顶部， 下人套管至油层顶部，注水泥固井，下入钻头从套 管鞋继续向下钻穿油气层至完井井深，再下入带割 缝衬管的管柱，用封隔器密封的环形空间。 优点：当衬管损坏时可以起出更换。
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
缝眼宽度:e≤2d10 缝眼长度：一般长为20~30mm，由于横向 衬管强度低，故缝长较短，多为20~50mm。 纵向割缝的缝长一般为50~300 mm。 缝眼的排列：缝眼的排列有两种：一种是 与管的轴线相平行，即纵向排列，又有直 缝式、楔缝式、组合楔缝式三种排列；另 一种是与管的轴线垂直的横向排列，又称 为水平式。 缝眼数量：缝眼的总面积为衬管外表总面 积的2％。
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完井工作内容
完井工作内容
完井工作是指钻井作业完毕后对井眼进行封堵和完善的工作，主要包括以下内容：
1. 封堵井眼：根据实际情况选择适当的封堵材料（如水泥、浆液等），通过泵浆或压力送入井眼中，封堵井底和井壁，确保井眼的稳定和安全。
2. 完善井口：进行防喷装置的安装，以防止井口可能出现的油气喷溅事故或井喷事故。
此外，还需要安装井口设备（如井口阀门、管线等），以便后续的生产操作和监测。
3. 进行井口美化：对井口周边环境进行修整和美化，包括清理井口周围的杂物和垃圾，修剪植被，修整场地等，以提升工作环境的整洁度和美观度。
4. 提供井标和井口标识：根据规定，在井口附近设置井标，标明井号、井主、采油单位等相关信息。
同时，在井口上方设置井口标识牌，以方便识别和管理。
5. 完成相关记录和报告：对完井工作过程中的操作记录进行整理和保存，编写完井报告，描述井眼封堵情况、井口装备情况等，供后续的监测和评估使用。
6. 进行安全检查和验收：在完井工作完成后，进行安全检查和验收，确保工作符合相关安全规范和标准，井眼封堵合格，并具备投入生产的条件。
完井工作的目的是为了确保井眼的稳定和安全，为后续的生产操作创造条件。
同时，通过对井口区域的美化和标识，提高工作环境的整洁度和操作的便捷性。
石油工程技术 井下作业 井身结构及完井方法
井身结构及完井方法1井身结构所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。
如图1所示。
图1井身结构示意图1—导管；2—表层套管；3—技术套管；4—油层套管；5—水泥环1.1导管井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。
导管的作用是：钻井开始时保护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，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不同。
钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。
下入导管的深度一般取决于地表层的深度。
通常导管下入的深度为2～40m。
下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心铅垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。
1.2表层套管井身结构中的第二层套管叫做表层套管。
表层套管的下入深度一般为300～400m，其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。
表层套管的作用是加固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。
1.3技术套管在表层套管里面下入的一层套管(即表层套管和油层套管之间)叫做技术套管。
下入技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油(气、水)层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。
下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂程度以及钻井队的技术水平来决定。
一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。
下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。
技术套管的技术规范应根据油层套管的规范来确定。
1.4油层套管油井内最后下入的一层套管称为油层套管，也称为完井套管，简称套管，油层套管的作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。
油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。
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。
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93/8"井眼 17426~24388' 73/4" 46.1#P-110 尾管， 17150~22498' 9"井眼 24388~24402' 81/2"井眼 24402~24426' 5" 23.2#P-110 割缝尾管， 22295~24424'
图 1—3 934—29 R 井套管程序
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一、国内深井超深井典型套管程序及分析
（二）对国内现用套管钻头系列的分析评价
国内现有的套管钻头系列在地质条件不太复杂的地区是很适用的， 这已为钻井实践所证明。但在复杂地质条件下，尤其是对深探井钻井来 说，这种单一的套管、钻头系列便显示出局限性。从调研情况看，目前 采用的套管、钻头系列主要存在以下几方面的问题： 1、套管层数少且系列单一，难以满足封隔多套复杂地层的要求。 2、目的层套管（7＂和5＂）与井眼的间隙小，易发生套管阻卡，固 井质量也难以保证。 3、下部井眼尺寸小（6”或5 7/8”），难以满足采油方面和地质加 深的要求，也不利于快速、优质、安全钻井。
完井作业
2009年7月
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目录
第一部分
套管 第二部分 固井 第三部分 完井方式
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二、国外深井超深井典型套管程分析
2. 36〃- 26〃- 20〃- 16〃- 10 3/4〃- 7 3/4〃-5〃
这是美国加利福 尼亚最深井943-29R 井采用的套管程序。 这种设计的主要目的 是使全井都能用5"钻 杆及较大尺寸钻头钻 进，以避免因水敏性 页岩在水基泥浆中浸 泡时间过长引起的井 壁坍塌而造成钻具扭 断和钻杆扭断等井下 事故。
(2) 顶替效率与环隙的关系
在水泥浆流量相同的情况下，小间隙环空更容易达到紊流状态，有利于提高水泥浆的 顶替效率。但间隙较小的情况下，居中度很难达到67%以上。在斜井眼和水平井眼中， 居中度更难以保证。 研究及现场实践证明：在直井段，0.4375”的环空间隙内仍可以获得界面胶结良好的水 泥环。在斜井段或水平井段，最优的环空尺寸为0.75”~1.5”。小于0.75”时，套管居中是 关键。大于1.5”时，环空体积大，需要很大的流量来保持高速。
无接箍套管包括直连型（XL）、平齐式（FJ）和整体连接型（IJ）套管。根据其结构尺寸 可分成两大类：一类是螺纹连接部分和管体内外径完全相同，即完全平齐型；一类是螺纹连接 部分较管体内外径微加厚，即加厚型。这种套管由于不采用接箍连接，从而减小了整个套管柱 的尺寸，增大了套管与井壁的间隙。正是因为这一优点，使其在深井超深井钻井、小间隙固井 等作业中得到广泛的应用。
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套管与井眼的合理间隙
1.
注水泥的合理间隙
(1) 避免形成水泥桥的最小间隙
当套管与井眼的环隙较小时，水泥滤饼填满环形空间的最大允许失水量就比较小， 很容易造成局部先期脱水形成水泥桥。美国的几家固井公司建议套管每边的最小环隙为 0.375”~0.5”，最好为0.75”。是否形成桥堵还取决于水泥浆的失水性能、地层的渗透性、 井内压力与地层压力之差以及注水泥时间。
井 深
表套
破裂压力 技套
地层压力
油套 1.6 1.8
1.0
1.3
当量密度，g/cm3
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(Ⅰ)国内外深井超深井典型套管
程序及分析
一、国内深井超深井典型套管程序
若干壁厚尺寸和接箍类型，组成不同的强度等级和品种供选用。表2-1列出了API套管标准尺寸。
（2）非API套管
表2-2列出了包括在套管规划方案的最新指南中的25种非API套管和接箍尺寸。非API标准 尺寸的套管的生产和应用，为套管程序的优化设计提供了更大的灵活性。
（3）新型无接箍套管
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套管、钻头及井控装置系列
1．套管尺寸系列
（1）API套管
从4.5“ (114.3mm)到20” (508mm)共14个尺寸系列。对于同一外径的套管，API标准规定了
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二、国外深井超深井典型套管程分析
（一）国外深井超深井典型套管程序
对美国、法国、罗马尼亚、奥地利、沙特阿拉伯及阿联酋等国家的深 井超深井钻井资料调研及分析发现，国外在深井超深井钻井中采用的套 管、钻头系列的种类很多，随地区、井深、钻井目的及钻井工艺技术水 平的不同而不同。套管层次有三层、四层、五层、六层、七层等。套管 尺寸最大达到36＂(914.4mm)，最小为3 1/2＂(88.9mm)。井眼尺寸最大 到42＂(1066.8mm)，最小到4 3/4＂(120.7mm)。套管与井眼之间的间隙 为9.5mm～76.2mm。
表 1-4 国外通常采用的套管与井眼小间隙配合关系
套管尺寸 （in） 24 20 16 13-5/8 10-3/4 9-5/8 8-5/8 7-5/8 7 6-5/8 5-1/2 5 钻头尺寸 （in） 26 22 17-1/2~18-1/2 14-3/4 12-1/4 10-5/8 9-1/2 8-1/2 8-3/8 7-1/2~7-7/8 6-1/2 5-7/8 管体—井眼间隙 （mm） 25.4 25.4 19.0~31.7 14.3 19.0 12.7 11.1 11.1 17.5 11.1~12.7 12.7 11.1 外层套管尺寸 （in） 30 24 18-5/8~20 16 13-3/8 11-3/4 10-5/8 9-5/8 9-5/8 8-5/8 7-5/8 6-5/8~7
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二、国外深井超深井套管、钻头系列分析评价 （一）国外深井超深井套管、钻头系列
4. 36〃-30〃-24〃- 18 5/8〃-13 3/8〃-9 5/8〃-7〃-4 1/2〃 阿拉伯美国石 油公司在沙特阿 拉伯钻Khuff地层 时成功地采用了 这种套管程序。 7 8 3 8
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第一节 井身结构设计
三、套管层次和下深的设计计算方法
1. 基本思路
依据两个压力剖面，以保证 钻进套管以下的井段时的最大井 内压力梯度不压裂该套管鞋出最 薄弱的裸露地层为原则，从全井 最大地层压力梯度处开始，由下 向上确定套管的层次（技术套管 和表层套管）和各层套管的下入 深度。
及分析 （一）国内深井超深井典型套管程序
1. 13-3/8—9-5/8—5-1/2 2. 20—13-3/8—9-5/8—7—5 3. 30—20—13-3/8—9-5/8—7—5
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第一部分
套管
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第一节 井身结构设计
一、套管的类型 1. 表层套管 ☆ 用途：1）封隔地表浅水层及浅部疏松和 复杂地层，防止井漏。2）安装井口、悬挂和支 撑后续各层套管。 ☆下深：根据地表状况和地层压力特性确定。 2. 生产套管（油层套管） ☆ 用途：保护生产层，提供油气流动通道。 ☆下深：根据目的层位置及完井方式而定。 3. 技术套管（中间套管） ☆ 用途：封隔复杂地层，确保安全顺利钻井。 ☆下深：根据复杂层位和地层压力特性确定。 4. 尾管（衬管） 悬挂在上一层套管底部的套管，不延伸到井 口，可减小负荷和降低成本。深井超深井常用。
36"/42",封漏层
30"/34",X-42SJ,封漏层
18 5
24"/28",X-42,封水敏性页岩 22 8 ,K-55,封水敏页岩
1 7
13 3
8
,S-95,封水层
95
8
12 ,S-95,封高压层
，L-80，封水敏性页岩
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