完井方法类型及其特点
完井方法类型及其特点
完井方法类型及其特点完井是指将井底岩心取出，使地面井完井的工艺技术，是地质勘探中最关键的环节，其重要性不言而喻。
完井过程包括活井、完井和原油井等三个组成部分，工艺技术很复杂，可以根据井型、井底介质、井底地层等不同情况而采取不同的完井方法。
1. 井内备孔完井：井内备孔完井是指在钻井的过程中，将取心筒插入井内成为井柱，形成一个取心孔，并在取心孔旁凿备孔，以方便取出岩心的完井方法。
它的优点是井柱可以固定，岩心可以被准确取出，取心及备孔的耗费也较少。
但是它的缺点也不可忽视，需要在钻井的时候先进行井内备孔工作，会使得钻井的时间被延长，钻井的成本增加，而且还会有一定的井柱抗拔能力，井眼倾角容易大，影响取心的准确性。
2. 井筒式完井：井筒式完井是指将取心的井筒在井中插入，以液压把岩心压碎或把岩心吊取出来的完井方法。
它的优点是可以大大减少钻井时间和成本，在不改变井柱抗拔能力和井眼倾角的情况下，也可以取出准确的岩心。
但是它也有缺点，即当岩心类型多变时，岩心取心很容易堵塞，影响取心效率。
3. 井底流体完井：井底流体完井是指在井底注入足量的水、油、气或其他流体的完井方法。
它的优点是井内岩石破坏程度小，取心效率高，可以将岩心吸入注入的流体，而且不受岩心形状的影响。
但是它也有一些不利的地方，需要在井底注入大量的流体，耗费经济，而且当岩心类型多变时，容易产生岩心堵塞现象。
4.孔完井：炮孔完井是指用爆破弹或砂轮将井底岩心破碎，再将岩碎和液体一起吸入井筒的完井方法。
它的优点是可以快速取出岩心，取心效率高，且取出的岩心质量较高，缺点也很明显，即由于破坏会大大加重完井液体对井底的冲击力，会影响井柱的稳定性，而且会污染环境，可能造成其他隐患。
通过以上介绍，可以看出，完井方法有很多，但因地质条件不同，需要采取不同的完井方法。
在这里强调，选择完井方法时，必须根据实际情况综合分析，以有效把握完井的风险和成本，使完井工作顺利完成。
水平井完井技术
非API套管螺纹：金属密封和弹性密封结构，较高的气密性, 适应高温高压气井
二、水平井固井技术
API套管钢级统计表
钢级 H-40 颜色 标志 无色或黑色 最小屈服强度 psi 40 MPa 276 最高屈服强度 MPa 552 最低抗拉强度 MPa 414
J-55
K-55 N-80 C-75 L-80 C-90 C-95 P-100 Q-125
浅绿
绿色 红色 蓝色 红夹棕色 紫色 棕色 白色 白色
55
55 80 75 80 90 95 110 125
379
379 552 517 552 620 665 758 861
552
552 758 620 665 725 760 965 1040
517
665 689 665 665 690 720 865 930
套管外封隔器完井
固井射孔完井 固井射孔完井
三、完井方式的选择
（3）针对不同油气藏类型选择完井方式
油气藏类型 天然裂缝性油藏 特点 以碳酸盐岩或灰岩为主, 岩性致密 胶结程度好,不易出砂 砂岩油藏 胶结疏松, 易出砂 原油比较稠, 须注蒸汽热 采 渗透率低，岩性致密，需 压裂改造 完井方式 裸眼完井 割缝筛管完井 固井射孔完井 砾石充填完井 固井射孔完井 套管外封隔器完井 固井射孔完井
二、水平井固井技术
（7） 加强井眼净化工作
井眼净化在钻井施工过程中要以预防工作，主要是 钻井液体系的选择和钻井液性能参数的优化
提高钻井液环空返速 增加钻井液的屈服值 增加钻井液的动塑比（YP/PV） 降低钻井液的动切力
二、水平井固井技术
（8）提高封固井段的密封性
低渗透储层水平井需要压裂改造，因此对固井质量 提出了更高的要求，但是由于水平井的特殊原因固井质
井身结构
套管射孔完井是钻穿 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。
套管射孔完井优点
可选择性的射开不同压力，不同物性 的油层，以避免层间干扰 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
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× × √
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×
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产层中含有易塌的粘土夹层或含水夹层
产层被分割为压力、物性不同的若干分层 产层和井眼之间具有最大的渗流接触面积 产层受钻井液伤害小
×
× √ √
×
× √ ×
×
× √ √
√
√ √ ×
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√ √ ×
工 程 要 求
产层受水泥浆伤害小
能为使用优质钻井液或平衡钻井创造条件 具备进行选择性增产措施或选择性采油条件 完井工艺简单成本低
适用的地质条件
无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层 单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层
割缝衬管完 井
不准备实施分隔层段及选择性处理的储层
岩性较为疏松的中、粗砂粒储层
无气顶、无底水、无含水夹层的储层
裸眼砾石充 填 单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层 不准备实施分隔层段及选择性处理的储层 岩性疏松且出砂严重的中、粗、细砂粒储层 有气顶，或有底水，或有含水夹层及易塌夹层等复杂地 质条件，因而要求实施分隔层段的储层 套管内砾石 充填 各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施选择性处理 的储层 岩性疏松且出砂严重的中、粗、细砂粒储层
完井原则及完井方式的选择
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完井方法选择
裸眼完井适应的地质条件 1）岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩； 4）短或极短曲率半径的水平井。
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完井方法选择
割缝衬管完井适应的地质条件 1）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层。
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完井方式
3.1 裸眼砾石充填完井 钻开产层之前下套管固井
，钻开产层并在产层段扩眼 ，下筛管，井眼与筛管间环 空充填砾石。
砾石和筛管对地层的出砂 起阻挡作用。
2
完井方式
3.2 套管砾石充填完井
在套管射孔完井的出砂井 段下筛管，筛管和油层套 管之间环空中充填砾石。
砾石直径：6～8倍砂粒中径
砾层厚度： ≥8倍砾石直径
4完Biblioteka 方式2、裸眼完井 不下套管柱支撑井壁，油气直接从地层经过
井壁流入井内。 裸眼完井方式有两种完井工序： 先期裸眼完井
后期裸眼完井
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完井方式
(1)先期：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。
裸眼砾石充填砾层厚≥30mm 套管砾石充填砾层厚≥15mm
3
完井方式
3.3 人工井壁完井： 渗透性可凝固材料注入出砂层，人工井壁阻挡沙砾 。 渗透性固井射孔完井法： 渗透性良好材料注入套管和地层之间，小功率射孔 弹射开套管但不破坏注入的渗透层。 渗透性衬管完井法： 在衬管与裸眼之间注入渗透性材料 渗透性人工井壁完井法： 裸眼井段注入渗透性材料形成人工井壁。
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完井方式
2_完井方法选择
(2)渤海某油田定向井防砂 油田井深为1810~1870m，原油 相对密度0.955，地下粘度平均为57 mPa· s，井斜40°，70年代初期试 油时出砂严重，下预填充滤砂管防 砂效果不好。80年代后期，在7in 套管内采用绕丝管大段砾石充填完 井，该井自1985年投产以后，开始 自喷，后转喷射泵及电潜泵生产， 生产压差30~60MPa，现已生产10 年，日产100t左右，没有发现出砂 问题。
小的钻头，钻穿水泥塞，
钻开油层至设计井深完 井。如图。
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(2)后期：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。
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复合型完井 裸眼完井与射孔 完井相结合的一种完 井方式。 主要针对有气顶或
顶部有夹层水的适合
裸眼完井的厚油层。
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裸眼完井的优缺点
最大优点： 油层或气层直接与井眼相通，油或 气流入井内的阻力小；最经济。 主要缺点：井壁易跨塌和油层易出砂；不能分
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(2)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。
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4、砾石充填完井
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。
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易出砂地层的胶结方式
易出砂的油层岩石以 “接触胶结”方式为主， 胶结数量少，胶结物中含 有粘土。这种产层的孔隙 度大，渗透率高。 在其它条件相同时， 渗透率愈高，砂岩强度愈 低，愈容易出砂。 原油粘度高、密度大 的油层容易出砂。因原油 流动阻力大，携砂能力强。
完井基本知识介绍
生产筛管
偏心注水工作筒
注水层
套管
注水管
定位密封接头 防砂封隔器
注水层 分层密封 隔离封隔器
注水层
盲堵导向器
注水层
盲堵导向器
人工井底
注水层 底部封隔器
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四、完井作业施工程序
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现场实施阶段
主要作业步骤
1）按设计要求摆放地面设备 2）立钻杆或管柱 3）装防喷器/功能/压力试验 4）刮管洗井（见图示）
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。
水平井射孔完井：一般是技术套管下过直井段注水泥固 井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井。完井 尾管和技术套管宜重合100m左右。最后在水平井段射 孔。
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采油树
油管四 通
套管头
地面安 全阀
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三、完井管柱
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完井管柱
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产 是完井的最后一个环节。井的类型（采油井、采气 井、注水井、注蒸汽井、注气井）不一样，完井管 柱也不一样。即使都为采油井，采油方式不同，完 井管柱也不同。目前的采油方式主要有自喷采油和 人工举升（有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举） 采油。
套套管管闸闸门 门
为了最大限度的降低油气层的污 染，射孔前彻底清洗套管/钻杆，确 保最后清洗后的返出液在半小时内的 连续浊度值（NTU）≤30μm
5）射孔校深（见图示） 6）投棒点火
人工井底
用用不不同同的清的洗清液洗清洗液清洗
返返出出（液赃）液 钻杆 套管
完井方法类型及其特点
完井方法类型及其特点
钻井方法作为采油气行业的基础工艺，在各类采油气项目中扮演着极其重要的
角色，因此钻井工艺的合理选择和安全施工对采油气项目的经济效益有着决定性的作用。
目前在工业界，主要有5种钻完井方法，分别是全钻井法、整经法、纵穿法、边穿法以及折线法，其中各种钻完井方法的应用均需根据具体钻井项目以及当地井位特点而定。
我们将对每种钻井完井方法进行详细分析介绍。
首先、全钻井法，也叫闭口法或者持久法，是采油气行业最为常用的一种钻完
井工艺。
该钻完井方法的特点是钻头一路下穿井斜，基本无缝隙，具有采收率高、施工效率快的特点。
接着、整经法是应用较为普遍的一种钻完井方法。
由于这种钻完井工艺的特殊性，可以使钻头反复折线，既将合理的缝隙留在井壁上，又能在较短的时间内完成钻井施工，因此采收率较高。
此外、边穿法比较适合钻头完全能够通过当地岩层的紧折井项目，该钻完井工
艺的优势在于能够将钻头穿入岩层的较深处，保证排采遍地，另外，也可以有效节省钻井时间，使井能及时投入生产。
再者、纵穿法因其施工效果好而得到广泛使用，该钻完井方法可以使钻头一直
下穿井斜，另外，不妨碍探测仪表的照射，能够使钻头一路下穿井斜，从而节省钻井时间。
最后、折线法最终能将井底达到预定位置，并且具有易于施工、效率高、安全
可靠的优点，因此在采油气行业有着广泛的应用。
综上所述，以上5种钻井完井方法各有运用范围，合理的选择钻完井工艺，钻
井项目才能获得预期的经济效益和安全性。
【现代完井技术】完井技术_分支井和膨胀管完井
双膨胀锥系统工作原理
可膨胀式尾管悬挂器
可膨胀管尾管悬挂器不仅具备悬挂器的 功能，拥有很高的承载能力，而且具有 很高的环形封隔能力，不需要外加封隔 器来提高其封隔能力。
TORXS膨胀式尾管悬挂器
可膨胀式管外封隔器
可膨胀管内涂层技术
合适的摩擦因数，不仅能够降低可膨胀套管内的残余应力，而且 可以不因为超过套管的抗内压强度而导致膨胀过程的失败。
斜器的定向、坐放及套管开窗，如Sperry-Sun公司的RDS系统。 （2）预设窗口
将一个特制的留有窗口的短节接到套管柱中，窗口由易钻的复合 材料组成，下井后用专用工具打开窗口。 （3）裸眼侧钻
运用封隔器及造斜器直接进行裸眼侧钻，或打水泥塞，然后从水 泥塞中造斜，或下裸眼造斜器进行侧钻。 （4）井下分支系统（Down hole Splitter System） 集侧钻、完井于一体的多用途系统。它便于在主、分井眼钻出后 安装回接完井管柱。下图为胜利油田采用的定向回接系统。
(2) 封隔缩径、坍塌、井漏或高压层
2、套管修补作业
3、完井衬管膨胀
膨胀割缝衬管或筛管用于更好的支撑井壁和防砂。
二、膨胀管种类
1、实体管膨胀
一般用于尾管膨胀，增大井径。膨胀管+可膨胀式悬挂封隔器。
损坏套管的补贴
割缝膨胀管技术的应用
河坝1井是中国石化总公司南方勘探开发分公司在川东北 布署的一口重点详探井，位于四川盆地东北部通南巴构造带 河坝场高点，设计井深6100m，是川东北设计最深、施工 难度最大的一口井。
2010年9月17日，由中国石油集团钻井工程技术研究院研发 的具有自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器在哈萨克斯坦实验成 功。这不仅仅是我国石油公司面向海外市场的首次商业应用， 而且打破了国外石油公司在技术上的垄断，标志着中国石油膨 胀管技术获得重要突破。
油气田地下地质学4--完井及完井总结
坍塌层
表层套管
12′20m
钻头尺寸及井深
油气层
油气层 水层 油气层
技术套管
8′1800m
油层套管 5′2500m
套管程序示意图
1、套管程序的设计
② 技术套管：● 封隔钻井液
难于控制的复杂地层
(漏失层、严重塌层、高 坍塌层
压水层、非目的层的油气层
等）； 油气层 ● 在井斜较大的定向井中，
为防止井下复杂情况，
4、附图目录
⑴ 过井“十字”地震剖面图 ⑵ 本井与邻井地层对比
图
⑶⑹ 综岩合心录油井 层图 物理性质分⑷析成综果合测井图
⑸ 岩心综合图
⑺ 地球化学资料综合图
⑻ 测试层位简图
⑼ 压力恢复曲线图
⑽ 测试油层原始压力与深度关系曲线图
⑾ 井斜水平投影图
完井地质总结报告
根据中国海洋石油有限公司勘探监督手册（2002）要求，
① 射孔完井
--国内外最广泛使用的完井方式。 包括：套管射孔完井、尾管射孔完井
● 套管射孔完井
钻穿油气层直至井深，然后下 生产套管至油层底部、注水泥固 井；最后，下入射孔器在油气层 部位射孔，射穿油层套管、水泥 环，并穿透油层一定深度，建立 油流通道。
套管射孔完井示意图
(《油气井工程》，2003)
深度比例尺 一般1：500； 横向比例尺 避免曲线之间交错过多。
◆ 编制完井总结图，应解决好以下3个问题：
⑴ 确定分层界线 以1：500标准曲线的2.5米(或1米)底部梯度曲线和SP
曲线为主；必要时参考组合微侧向、微电极等曲线。
⑵ 确定岩性--以岩心、岩屑为基础，其他资料作参考；
⑶ 油气水层的识别 必须以岩心、岩屑、井壁取心、钻时、气测、槽面油
完井技术
裂缝性储集层的完井 裂缝性储集层是指岩石中的裂缝提供了储油空间和渗透率的储集层，岩石可 以是灰岩、泥、页岩、硅酸盐等沉积岩石。 特点：裂缝的展布及发育不是均匀的，裂缝遇有方向性。 应使井眼经可能的多与裂缝相交（钻井） 应使裂缝与井眼很好地连通，防止钻井、完井过程中裂缝的闭合与堵 塞（完井）。 原则：使井眼尽可能多地穿过储集层的裂缝，采用水平钻井使水平井眼与垂 直发育的裂缝尽量多地相交 方法：采用裸眼完井及其变种的完井方法。
完井是使储集层与井眼有良好的连通，并使储集层岩石受到的不良影响降 低到最小程度。钻井的最终目的是迅速有效地开发油气资源，在整个钻井、 完井过程中应当尽量保护储集层，不使储集层收到伤害。因此，钻开储集 层是完井的一个重要环节。
钻开储集层储油性质的变化 在钻开储集层岩石时，钻井液与岩石相接触。由于两者处于不同压力体系、浓 度体系及化学物质的体系之中，因而钻井液会对储集层岩石造成污染。 1.压力体系的影响 在一般情况下，钻开储集层时钻井液的液柱压力比地层压力要大。在这个钻井 液柱压力之下，钻井液中的液相和固相都会进入储层岩石孔隙或裂缝之中，造成 孔道的堵塞，使储集层收到污染。 2.化学物质体系的影响 钻井液中的化学物质不可能与构成储集层岩石的物质和岩石中所含流体物质的 化学成分完全相同。有些时候两种化学物质会发生反映，生成不溶于谁的物质沉 淀在孔道边壁，将孔道堵塞，或是钻井液的化学物质井岩石某些成分溶蚀、剥蚀， 使胶结物收到破坏，使岩石坍塌、膨胀，也会使储集层岩石的渗透发生变化 3.浓度不平衡的影响 由于钻井液和地层流体这两种液体体系中的化学物质的浓度不一致，会发生化 学物质的渗透现象，产生一定的渗透压力。在渗透压力的作用下使岩石胶结物产 生破坏，或是使油气流动受阻。
水平井完井 水平井一般是难以用套管固井完成的。多采用罗雅安、筛管等方式完井。
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完井方法类型及其特点
油气井是油气开采的关键，完井方法是油气井完工的重要环节，不仅直接关系到井的有效性，而且影响着后期的油气开采。
因此，深入了解完井方法的种类及其特点对于石油开发者来说至关重要。
完井方法可以大致分为三类：一是胶结完井，二是堵漏完井，三是调剖完井。
首先，胶结完井是通过将胶结剂注入井中，使井壁结合在一起，起到密封作用的完井方法。
这种完井方法一般用于深井和高温井，可以起到提高井眼和盘柱稳定性的作用，从而控制气体和液体的渗漏。
其次，堵漏完井是一种通过在流体渗漏的部位注入密封材料，实现密封的完井方法。
堵漏完井也称作流体封堵，它可以有效控制井口渗漏和井壁渗漏，还可以有效控制井口应力，延长油气井的生产寿命。
最后，调剖完井是通过将水泥浆在井柱壁、盘柱和油层间，实现密封的完井方法。
在调剖完井过程中，井眼被彻底隔绝，油气不会再从井眼渗出。
同时，它还可以增强井壁稳定性，有效抑制井筒坍塌，从而控制井口应力。
完井方法的类型和特点的不同，主要考虑完井的实际要求和环境特征，也要考虑渗漏剂的特性和渗漏程度。
通常来讲，胶结完井可以有效抑制气体和液体的渗漏，尤其是对深井的密封作用尤为明显；堵漏完井可以有效控制井口渗漏和井壁渗漏，延长油气井的使用寿命；而调剖完井可以彻底隔绝井眼，并增强井壁稳定性，从而控制井口应力。
不管何种完井方法，都必须要确保完井质量，避免在完井过程中出现失效，从而影响后期油气开发和生产效率。
因此，石油开发者在选择完井方法时，一定要认真考虑实际情况，根据实际要求和环境特征来选择适当的完井方法，确保完井质量，正确把握完井过程，为后续油气开发提供保障。
以上就是完井方法类型及其特点。
完井方法虽然多种多样，但石油开发者在选择完井方法时，应考虑实际情况，综合考量各种因素，确保完井质量，为后续油气开发提供保障。