8固井、完井与试油58988
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8固井、完井与试油
在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双 层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井 内，对准出砂层位进展防砂。
二、完井方式选择
完井方式选择需考虑的因素
油田地质及油藏工程条件
采油工程技术措施要求
块薄多古气 状互套潜顶 油油油山、 层层层油底
藏水 油 层
层层裂高 间间缝陡 渗压性角 透力地地 率差层层 差异 异
一般要求水泥环在最上部油层50～100m以上。
其次节 油气井完成
完井工程：
是连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组成的系统工程。
完井工程设计的任务
★ 对油气层潜在损害进展评价，提出相应爱护措施，尽 可能削减对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的 连通条件，最大程度发挥其产能；
射孔 液性 能要 求
① 密度可调整 ② 腐蚀性小 ③ 高温下性能稳定 ④ 无固相 ⑤ 水射孔液 ② 聚合物射孔液 ③ 油基射孔液 ④ 酸基射孔液
第四节 油气层爱护
一、油气层损害 入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带 油层渗透率下降的现象。
分增人防调腐定水
层产工
整蚀向平
注措举砂井流井井
水施升
体
第三节 射孔方案设计
一、射孔参数设计
主要考虑的问题：
参数组合的产能比、套管损害状况和孔眼的力学稳定性 1.资料预备
① 收集射孔枪、弹的根本数据 ② 进展射孔弹穿深、孔径校正 ③ 计算钻井损害参数
2.射孔参数优选过程
① 建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系 数学模型,获得各种条件下射孔产能比定量关系；
② 收集本地区、邻井和设计井有关资料和数据，用以 修正模型和优化设计；
二、完井方式选择
完井方式选择需考虑的因素
油田地质及油藏工程条件
采油工程技术措施要求
块薄多古气 状互套潜顶 油油油山、 层层层油底
藏水 油 层
层层裂高 间间缝陡 渗压性角 透力地地 率差层层 差异 异
一般要求水泥环在最上部油层50～100m以上。
其次节 油气井完成
完井工程：
是连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组成的系统工程。
完井工程设计的任务
★ 对油气层潜在损害进展评价，提出相应爱护措施，尽 可能削减对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的 连通条件，最大程度发挥其产能；
射孔 液性 能要 求
① 密度可调整 ② 腐蚀性小 ③ 高温下性能稳定 ④ 无固相 ⑤ 水射孔液 ② 聚合物射孔液 ③ 油基射孔液 ④ 酸基射孔液
第四节 油气层爱护
一、油气层损害 入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带 油层渗透率下降的现象。
分增人防调腐定水
层产工
整蚀向平
注措举砂井流井井
水施升
体
第三节 射孔方案设计
一、射孔参数设计
主要考虑的问题：
参数组合的产能比、套管损害状况和孔眼的力学稳定性 1.资料预备
① 收集射孔枪、弹的根本数据 ② 进展射孔弹穿深、孔径校正 ③ 计算钻井损害参数
2.射孔参数优选过程
① 建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系 数学模型,获得各种条件下射孔产能比定量关系；
② 收集本地区、邻井和设计井有关资料和数据，用以 修正模型和优化设计；
第一部分 完井与试油
二、完井方式
1、裸眼完井 裸眼完井：是指在钻开的 生产层位不下入套管的完 井方式。 裸眼完井有两种：先期裸 眼完井和后期裸眼完井。 先期裸眼完井：是钻头钻至 油层顶界附近后，下套管注 水泥固井。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。
先期裸眼完井方式
二、完井方式
后期裸眼完井方式
先期裸眼完井方式
后期裸眼完井方式
复合型完井方式
２、 射孔完井 射孔完井包括套管射孔 完井和尾管射孔完井。 套管射孔完井是钻至油 层直至设计井深，然后下套 管到油层底部注水泥固井， 最后射孔，射孔弹射穿套管、 水泥环并穿至油层某一深度， 建立起油流通道。
套管射孔完井方式
２、 射孔完井 尾管射孔完井是在钻头钻至油层 顶界后，下套管注水泥固井，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 挂在套管上，再对尾管注水泥固 井，然后射孔. 优点：①密封性好，防串能力强。 ②适用于分层开采。 ③有效的防坍塌。 缺点：①油层裸露面积小渗流阻力大。 ②钻井液损害油气层。 应用：适用于分层开采的砂岩油气层。
二、试油工艺
（一）注水泥塞试油 注水泥塞试油一般是从下往上试，最下一层试油后，就得从地 面将一定数量的水泥浆顶替到已试油层与待试油层的套管中， 待水泥浆凝固后形成一个水泥塞。 （二）用封隔器分层试油 是在一口井中可一次射开多层，根据需要下入多级封隔器将测 试层段分成二层、三层或四层，同时进行多层试油，也可以取 得几层合试的资料。 （三）中途测试工具试油 中途测试是指在钻井过程中遇到油气显示马上进行测试的工艺。 特点：降低钻探成本、提高试油速度、能及时发现油气层
（三）气举法
气举法是利用压缩机向油管或套管内注入压缩气体，使井
第9章 固井、完井与试油
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（3）铝酸三钙 3CaO Al2O3(简称C3A) • 促进水泥快速水化 • 其含量是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素 • 对水泥浆的流变性及早期的强度有较大的影响 • 对硫酸盐极为敏感 • 对于有较高的早期强度的水泥，其含量可达15%。 （4）铁铝酸四钙 4CaO2 Al2O3 Fe2O3(简称C4 AF)
套管外径(mm):273.1
的
套管下深(m):20
套管下深(m):4150
高
水泥返高(m):地面
水泥返高(m):地面 4)三开： 井眼直径(mm):241.3
危
2)一开：
气
井眼直径(mm):444.5 所钻深度(m):502
所钻深度(m):6222.99
井
套管外径(mm):339.7
套管外径(mm):177.8
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井身结构设计
三、下套管
1、定义： 将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套管柱下入 井眼内的工艺。
2、套管性质：
油井用套管使用无缝钢管制成的，长度一般为10m左右， 要满足钻井和采油的需要，必须要有足够的强度。
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2、套管性质：
⑴套管抗拉强度 套管所受的轴向拉力：自重、附加应力（套管弯曲引起的、 注水泥引起的）。
第8章 固井、完井与试油
主要内容
● 固井 ● 完井方式 ● 射孔方案设计 ● 试油
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第一节 固井
固井定义：
在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管 柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁 固结在一起的工艺过程。
主要包括：下套管和注水泥两个过程。
固井、完井与试油
薄金属带连起来，直接下井射孔。
.
聚能式射孔器
最常用，是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高
温高压高速聚能射流来射穿套管、水泥环及地层，
完成射孔作业。
按结构分有枪身射孔器和无枪身射孔器两类，核
心组成部分是聚能射孔弹。
.
1）聚能射孔弹
根据火药爆燃时聚能效应原理制造的，不同形状火药
在爆燃时能量传递方式不同。主要由弹壳、主炸药、
油管下入到所要射孔井段上部，电缆输送小直径射孔器，穿过油
管下到射孔井段，在套管中定位射孔。
可采用有枪身射孔器和无枪身射孔器。
可以降低油管内液面，使之达到负压射孔，减少储层伤害
适合于生产井不停产补孔和射开新层位，减少压井和起下油管作
业
过油管射孔枪直径受油管内径限制，无法实现高孔密、深穿透。
.
.
2-3 油管输送式射孔
地层和孔眼内爆炸残余物，畅通油流通道，同时避免井内液
体进入地层，防止油层内发生土锁和水锁。
•降低射孔损害、减少孔眼堵塞、提高产能有效方法
.
3、尾管射孔完井方法
特点 除具有套管射孔完井方
法的优点外，还可以减少套
管用量和固井水泥的用量，
从而降低完井成本。
完井方法(Completiom)
oil
zone
大类。
先期裸眼完井：
钻至油气层顶部时，先下入油层套管固井，然后换小尺寸的
钻头，用符合打开油气层条件的优质钻井液打开油气层裸眼
完成的完井方法。
后期裸眼完井：
先打开储集层，后将油层套管下入油气层顶部固井。
先期裸眼完井方法
后期裸眼完井方法
产层全部钻穿后应继续钻进一段，留足口袋停钻。口袋长度一般在
.
聚能式射孔器
最常用，是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高
温高压高速聚能射流来射穿套管、水泥环及地层，
完成射孔作业。
按结构分有枪身射孔器和无枪身射孔器两类，核
心组成部分是聚能射孔弹。
.
1）聚能射孔弹
根据火药爆燃时聚能效应原理制造的，不同形状火药
在爆燃时能量传递方式不同。主要由弹壳、主炸药、
油管下入到所要射孔井段上部，电缆输送小直径射孔器，穿过油
管下到射孔井段，在套管中定位射孔。
可采用有枪身射孔器和无枪身射孔器。
可以降低油管内液面，使之达到负压射孔，减少储层伤害
适合于生产井不停产补孔和射开新层位，减少压井和起下油管作
业
过油管射孔枪直径受油管内径限制，无法实现高孔密、深穿透。
.
.
2-3 油管输送式射孔
地层和孔眼内爆炸残余物，畅通油流通道，同时避免井内液
体进入地层，防止油层内发生土锁和水锁。
•降低射孔损害、减少孔眼堵塞、提高产能有效方法
.
3、尾管射孔完井方法
特点 除具有套管射孔完井方
法的优点外，还可以减少套
管用量和固井水泥的用量，
从而降低完井成本。
完井方法(Completiom)
oil
zone
大类。
先期裸眼完井：
钻至油气层顶部时，先下入油层套管固井，然后换小尺寸的
钻头，用符合打开油气层条件的优质钻井液打开油气层裸眼
完成的完井方法。
后期裸眼完井：
先打开储集层，后将油层套管下入油气层顶部固井。
先期裸眼完井方法
后期裸眼完井方法
产层全部钻穿后应继续钻进一段，留足口袋停钻。口袋长度一般在
采油工程9-完井方案与试油PPT课件
2、根据获取的资料以及实践经验选择钻 开油层的钻井液类型、配方及添加剂， 以防止钻井液的滤液侵入油层而造成油 层损害。
完井
完井工程设计的内容：
3、根据油田地质特点、油田开发方式及 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，选择油管 和套管尺寸。
5、根据相关的资料选择套管的刚级、壁 厚以及连接螺纹类型等。
井身结构
稠油开采井的油管和套管尺寸：
稠油开采井油、套管尺寸=max{Tt1,Tt2,Tt3}
式中： Tt1----所选人工举升方式下所获得的油、套管尺寸； Tt2----满足稠油开采方式下所获得的油、套管尺寸； Tt3----其它特殊工艺要求的油、套管尺寸。
完井方式
（一）裸眼完井方式
裸眼完井方式可分为先期裸眼完 井方式、复合型完井方式和后期 裸眼完井方式。
（二）射孔完井方式
尾管射孔完井在钻开油层以前上部地层已被套管封 固，因此，可以采用与油层配伍的钻井液，采用平 衡或欠平衡的方式钻开油层，有利于保护好油层； 同时此类完井可以减少套管的重量和固井水泥的用 量，降低完井成本。
由于产层多数都存在层间干扰问题，加之射孔工艺 技术的发展使完井的某些缺点已经得到克服。因此， 目前国内外90%以上的油气井都是采用套管射孔完 成，对于较深的油气井大多采用尾管射孔完成。
各种不同完井方式适用的地质条件
各种不同完井方式适用的地质条件
射孔
射孔完井是油气井的主要完井方式之一，在采 用射孔完成的油气井中，井底孔眼是沟通产层和井 筒的唯一通道。如果采用合理的射孔工艺和正确的 射孔设计，并高质量地完成射孔作业，就可以使射 孔对储层的伤害降到最小，井底完善程度搞，从而 获得期望的产能。
完井
完井工程设计的内容：
3、根据油田地质特点、油田开发方式及 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，选择油管 和套管尺寸。
5、根据相关的资料选择套管的刚级、壁 厚以及连接螺纹类型等。
井身结构
稠油开采井的油管和套管尺寸：
稠油开采井油、套管尺寸=max{Tt1,Tt2,Tt3}
式中： Tt1----所选人工举升方式下所获得的油、套管尺寸； Tt2----满足稠油开采方式下所获得的油、套管尺寸； Tt3----其它特殊工艺要求的油、套管尺寸。
完井方式
（一）裸眼完井方式
裸眼完井方式可分为先期裸眼完 井方式、复合型完井方式和后期 裸眼完井方式。
（二）射孔完井方式
尾管射孔完井在钻开油层以前上部地层已被套管封 固，因此，可以采用与油层配伍的钻井液，采用平 衡或欠平衡的方式钻开油层，有利于保护好油层； 同时此类完井可以减少套管的重量和固井水泥的用 量，降低完井成本。
由于产层多数都存在层间干扰问题，加之射孔工艺 技术的发展使完井的某些缺点已经得到克服。因此， 目前国内外90%以上的油气井都是采用套管射孔完 成，对于较深的油气井大多采用尾管射孔完成。
各种不同完井方式适用的地质条件
各种不同完井方式适用的地质条件
射孔
射孔完井是油气井的主要完井方式之一，在采 用射孔完成的油气井中，井底孔眼是沟通产层和井 筒的唯一通道。如果采用合理的射孔工艺和正确的 射孔设计，并高质量地完成射孔作业，就可以使射 孔对储层的伤害降到最小，井底完善程度搞，从而 获得期望的产能。
完井与试油PPT优秀课件
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3、割缝衬管完井方式
割缝衬管的另一种方式为：钻头钻至
油层顶界后，先下技术套管注水泥固井
，再从技术套管中下大直径小一级的钻
头钻穿油层至设计井深。最后在油层部
位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部
的衬管悬挂器将衬管悬挂在技术套管上
，并密封衬管和套管之间的环形空间，
使油气通过衬管的割缝流入井筒。如图
16一7所示。
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3、割缝衬管完井方式
割缝衬管完井方式也有两种完井工
序。一是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16一6所
示。 由于此种完井方式井下衬管损坏后
无法修理或更换，因此一般都采用另一
种完井工序。
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割缝衬浆的伤害， 可以采用与油层相配伍的钻丹浓或其它保护油层的 钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时 也可以起出修理或更换。
• 割缝衬管完井方式时当前主要的完井方式之一。 它既可以起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁 坍塌堵塞井筒，同时在一定程度上起到了防砂的作 用。由于这种完井方式的工艺简单，操作方便，成 本低，所以在一些出砂不严重的中粗砂粒油层中使 用，特别在水平井中使用较为普遍。
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2、裸眼完井方式
裸眼完井方式有两种完井工序。一是钻头 钻至油层顶界附近后，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 技术套管中下人直径较小的钻头，钻穿水泥 塞，钻开油层至设计井深完井。如图16-3所 示。
有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气
固井、完井与试油
多学科交叉融合
未来固井、完井与试油技术的发展将更加注重多学科交叉 融合，包括地质学、物理学、化学、材料科学等领域，为 解决技术难题提供更多思路和方法。
谢谢观看
利用数字化技术，实现远程控制和智能化操作，提高试油效率。
环保试油技术
在试油过程中，注重环境保护，减少对地层和周边环境的污染。
04
固井、完井与试油的关 系
三者之间的相互影响
01
固井对完井的影响
固井是完井的基础，固井质量的好坏直接影响到完井的顺利进行。固井
的目的是封隔地层，防止地层流体互相渗透，为完井提供良好的基础。
固井的工艺流程
下套管
将套管下入井眼，并固定在预 定深度。
候凝
等待水泥浆凝固，期间需进行 加压、循环等操作，以确保水 泥浆充分凝固。
钻井准备
在钻达设计深度后，进行通井、 洗井等作业，确保井眼畅通无 阻。
注水泥浆
将水泥浆注入套管和井壁之间 的环形空间，以固定套管并封 隔地层。
起出套管
待水泥浆完全凝固后，将套管 起出井眼。
试油前的准备
包括钻井、测井等 前期工作，确保井 筒干净、无阻。
诱流
通过加压等方式， 使油、气、水层中 的流体流入井筒。
封堵
对已测试的层位进 行封堵，确保其他 层位不受影响。
试油技术的发展趋势
高压、高温、高含硫化氢等复杂油气藏的试油技术
针对复杂油气藏，发展相应的试油技术，提高测试成功率。
数字试油技术
完井技术的发展趋势
智能化完井
环保型完井
利用物联网、大数据等技术手段，实现完 井过程的智能化监测与控制，提高生产效 率和安全性。
注重环境保护，采用低毒、环保的化学剂 和材料，降低对环境的污染和破坏。
未来固井、完井与试油技术的发展将更加注重多学科交叉 融合，包括地质学、物理学、化学、材料科学等领域，为 解决技术难题提供更多思路和方法。
谢谢观看
利用数字化技术，实现远程控制和智能化操作，提高试油效率。
环保试油技术
在试油过程中，注重环境保护，减少对地层和周边环境的污染。
04
固井、完井与试油的关 系
三者之间的相互影响
01
固井对完井的影响
固井是完井的基础，固井质量的好坏直接影响到完井的顺利进行。固井
的目的是封隔地层，防止地层流体互相渗透，为完井提供良好的基础。
固井的工艺流程
下套管
将套管下入井眼，并固定在预 定深度。
候凝
等待水泥浆凝固，期间需进行 加压、循环等操作，以确保水 泥浆充分凝固。
钻井准备
在钻达设计深度后，进行通井、 洗井等作业，确保井眼畅通无 阻。
注水泥浆
将水泥浆注入套管和井壁之间 的环形空间，以固定套管并封 隔地层。
起出套管
待水泥浆完全凝固后，将套管 起出井眼。
试油前的准备
包括钻井、测井等 前期工作，确保井 筒干净、无阻。
诱流
通过加压等方式， 使油、气、水层中 的流体流入井筒。
封堵
对已测试的层位进 行封堵，确保其他 层位不受影响。
试油技术的发展趋势
高压、高温、高含硫化氢等复杂油气藏的试油技术
针对复杂油气藏，发展相应的试油技术，提高测试成功率。
数字试油技术
完井技术的发展趋势
智能化完井
环保型完井
利用物联网、大数据等技术手段，实现完 井过程的智能化监测与控制，提高生产效 率和安全性。
注重环境保护，采用低毒、环保的化学剂 和材料，降低对环境的污染和破坏。
完井与试油
主要工作: 诱导油流和测试。
二、诱导油流方法
替喷法 抽汲法 气举法
二、诱导油流方法
替喷法 抽汲法 气举法
二、诱导油流方法
替喷法 抽汲法 气举法
三、试油工艺
注水泥塞试油 用封隔器分层试油 中途测试工具试油
四、试油资料
(1) (2) (3) (4) 产量数据 原油及水的特性资料 压力数据 温度数据
(二)射孔完井方式
特点 有利于保护油层， 可以减少套管重量和固井 水泥的用量，从而降低完 井成本。
尾管射孔完井方式
完 井 方 式
(三) 割缝衬管完井方式
割缝衬管完井方式
改进后的割缝衬管完井方式
完 井 方 式
(四) 砾石充填完井方式 直接充填
先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，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，形成砾石充填层，阻挡油层砂流入井筒， 达到保护井壁、防砂入井的目的。
第二节
一、射孔参数设计
2.射孔参数优选过程
射
孔
④ 校正各种弹的井下穿深和孔径； ⑤ 计算各种弹的压实损害系数； ⑥ 计算设计井的钻井损害参数； ⑦ 计算和比较各种可能参数配合下的产能 比、产量、表皮系数和套管抗挤毁能力降低 系数，优选出最佳的射孔参数配合。
第二节
一、射孔参数设计
射
孔
影响油井射孔产能的因素:
薄 互 油 层
多 套 油 层
古 潜 山 油 藏
气 顶 、 底 水 油 层
层 间 渗 透 率 差 异
层 间 压 力 差 异
裂 缝 性 地 层
高 陡 角 地 层
分 层 注 水
增 产 措 施
人 工 举 升