完井工程新技术(2)
几项国际钻完井新技术
几项国内外钻完井新技术一、智能井技术 (1)二、激光钻井技术 (1)三、钻工对未来钻井的设想 (3)四、优化四维地震流体成像 (4)五、用智能井开采海上边际油田 (5)六、应用油藏性描述及3D可视化技术促进海上油田的二次开发 (6)七、高温高压深井钻井前沿专项技术研究 (7)一、智能井技术智能井技术并不是新近才出现的。
早在1997年第一次智能完井即采用了SCRAM 专利系统。
它的特点是可以进行永久的监测，能够控制油藏内流体的流动。
而6年之后，供应商与专业服务公司就在世界范围内安装了超过185个智能井系统。
一些论坛分析认为，对智能井技术的投资已接近10亿美元。
智能井技术要想在经济上可行，就不能仅仅局限于试验基础上单方面的应用，而要在各种各样的油井中作为油田开发一个重要而不可缺少的部分。
可喜的是，虽然发展速度缓慢，但这一切正在得以实现。
智能井技术是油藏实时管理的主要构成部分。
通过安置在油藏平面上的传感器与控制阀，石油工程师们就可以对油藏与油井的动态进行实时监测，分析数据，制定决策，改变完井方式，以及对设备的性能进行优化。
智能井技术的应用智能井技术的应用范围很广，主要用于油藏开采过程的管理，这对于二次采油与三次采油非常重要。
它可以控制一口油井的注入水或注入气在不同产层或不同油藏之间的分布，也可以封堵产自其他产层的水或气，因而可以控制注入水或驱替出的油扫过油藏中未波及的区域。
这对于复杂结构井，如大位移井、长水平井或多分支井以及各向异性的油藏来说非常重要。
作为一种有力的工具，智能井技术不仅可以处理油田开发中经常出现的问题，也可以处理很多井下突发事件，并通过对这些突发事件的处理创造价值，从而给资产增值。
智能井技术在油田开发中的优点主要在于：优化油藏性能，从而提高油藏采收率，增加油井产量；减少作业中投入的劳动力，从而减少安全事故，更有效地进行油藏管理。
目前，已采用智能井技术的油井接近200口。
这同那些正计划采用与正在采用该技术的多口油井开发项目共同表明了，该技术可以实现预期的目的。
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。
国外钻井完井技术新进展
国外钻井完井技术新进展1 水平井钻井技术1.1 水平井应用的油藏和地区目前，水平井已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、高渗油藏等。
除了传统意义的水平钻井之外，近年来，水平井又有了许多新的应用：•水平井作为注入井，提高产量•分支水平井开采多个产层•开采老油田剩余油•多目标开发产层•开采气藏或疏松砂岩油藏•水平井资料用于油藏描述•薄层油藏、注水剖面修正、持续增产1.2 水平井的效益近年来，水平井钻井成本已降至直井的1.5~2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井的产量是直井的4~8倍。
1.3 国外水平井钻井技术指标•水平井最大水平段达6118m；•水平井最大垂深6062m；•水平井最大单井进尺10172m；•双侧向水平井总水平段长度达到4550.1m（该井垂深1389.9m）；•多分支水平井总水平段长度达到11342m。
1.4 国外水平井钻井新技术1.4.1国外水平井钻井技术正在向集成系统发展以提高成功率和综合经济效益为目的，结合地质、地球物理、油层物理和各工程技术，对地质评价和油气藏筛选、水平井设计和施工进行综合优化。
兰德马克图形公司开发出一种名为决策空间（DecisionSpace™）的新一代定向井设计软件包，可显著降低油田开发中井眼轨迹的设计周期。
这个集成软件包由三部分组成：资产设计师（Asset- Planner™）、轨迹跟踪设计师（TracPlanner™）和精确定位（PrecisionTarget™）。
利用该软件包，可以迅速地为新老油田开发方案提供多井平台下的油田开发井眼轨迹设计方案，借助先进的井眼轨迹设计技术和工作流程技术缩短井眼轨迹设计周期。
“资产设计师”可以根据储层模型自动生成储层靶区目标。
应用该软件在储层模型内对储层特性进行筛选，从而产生储层油藏目标，使用者可以根据自己的泄油要求优化现场设计。
“轨迹跟踪设计师”可以快速有效地以人机对话的方式建立并显示多种勘探或油田开发方案，在详细的计划实施前，就可以得到可靠的估计。
现代智能完井技术
现代智能完井技术摘要：本文针对完井技术方法落后、完井仪器设备陈旧的状，为了解决这些问题，提高老油田的采收率，国内外逐渐发展了水平井、套管内侧钻井、大位移井、小井眼井、多分支井和自动旋转导向钻井及重钻井技术。
为此专家提出了现代智能完井的新思想，将现代智能测控技术、微机电技术、机电一体化技术、计算机与网络多媒体技术等应用于完井工程领域，研究和开发一套可用于多储集层、多分支井油气开采，能够在线、动态、实时地进行井下多参数测试、多功能操作，井下闭环自动控制与地面联网协同决策相结合的现代智能完井综合系统的技术方法体系，为油气层开采打下良好的基础，实现油气开发工程的信息化、数字化、现代化管理，从而达到降低施工成本、提高开采效率的目的。
关键词：现代智能完井钻井技术信息化一、现代智能完井概念现代智能完井技术是根据不同地层能在多层段、多分支油井、水平井和大位移井中从地面控制、分析，从而实施最佳完井方法并能高效的提高完井质量的完井技术。
该技术包括智能完井技术、新射孔完井技术、膨胀管完井技术、割缝衬管完井技术等。
智能完井系统是带有井下传感器，并能实时采集有关数据的遥测与控制系统. 可允许操作人员从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制，最大限度地减少油气井生产期间的修井次数，保持有效的开采速度，获得较高的油气采收率，降低油气生产成本. 该系统可以通过控制油层的流动特性来恢复油层能量，延迟地层水侵入采油层段，增加油、气产量. 该系统特别适用于调整井和修理费用高或复杂环境下的油井，如海上油井、深水油井、多分支井、水平延伸井、直井、远距离操作的油井等.现代智能完井系统一般包括以下几部分：井下信息收集传感系统；井下生产控制系统；井下数据传输系统；地面数据收集、分析和反馈控制系统。
井下信息收集传感系统主要由多种传感器构成，其中多相流流量测量采用普通传感器；井下温度和压力的测量采用光纤传感器；井筒和油藏中流体的粘度、组分、相对密度的评估采用微电子传感器。
水平井完井新技术
专题1：水平井完井方法与实例
水平井完井方法与实例
一、水平井的完井方法
目前，水平井的完井方法多达近30种，其 中主要的完井方法是针对出砂油气田。用于不 出砂的油气田的完井方法种类反而少一些。 一）不防砂的水平井完井方法
1）裸眼完井
水平井完井技术--完井方法与实例
水平井完井技术--完井方法与实例
射孔完井实例： 国内有很多实例，就不再一一列举；但是 对于不出砂的地层（不论是低渗透砂岩还是碳 酸盐岩或者裂缝性变质岩），本人认为水平井 采用射孔完井是不科学的。而且经济上也不划 算。本人偏向于采用前面四种完井方法，而不 喜欢在水平井采用射孔完井。低渗透地层用水 平井开发是否合算必须与垂直井＋压裂开发进 行系统对比。也许，垂直井＋压裂开发更加划 算。
水平井完井技术--完井方法与实例
实例2：大港油田 1）孔102－馆三油田，推荐水平井裸眼直接下梯形 广谱多层变精度防砂筛管完井； 2）羊二庄－馆陶油田推荐水平井裸眼直接下梯形 广谱多层变精度防砂筛管完井； 3）羊二庄－明化油田推荐水平井裸眼直接下梯形 广谱多层变精度防砂筛管完井；
4）枣1281-枣4油田，推荐割缝衬管完井；
10、裸眼高级优质筛管防砂完井(*2) *注2：高级优质筛管包括如下几种：精密微孔复合 防砂筛管、精密微孔网布筛管、自洁防砂筛管、加 强性自洁防砂筛管、梯型广谱多层变精度防砂筛管 等。制造这些筛管的厂家主要有：福建的福州榕鼎 冶金环保设备有限公司、北京的海能海特、中国海 洋石油的cosl、浙江的苍南筛管厂（ STARS ）、 淄博的东森石油技术发展有限公司等。
水平井完井技术--完井方法与实例
裸眼完井实例： A）塔河油田奥陶系油藏；
B）塔里木奥陶系油田；
【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。
钻井和完井新技术
算出aw和Lw后，便可进行井身轨迹设计计算了。
式中：Lw——稳斜段长度，m；
(3). 设计举例 某储层的油层倾角 =3 、下倾方位角 =60 ，要求水平 段的井眼方向与油层下倾方向的偏离角=15。预计在两个增 斜井段上所用工具的最小造斜率分别为3.5/30m和9/30m，设 计造斜率分别为4/30m和10/30m。若目标点垂深HT=500m， 水平井段的控制体参数 =0 ， LH=300m ， H1=8m， H2=12m。 假设采用斜井钻机，其初始井斜角ai=30，试设计该水平井轨
2
Lw 243.1916 cos 45.1327 121.1548 sin 45.1327 85.6961m
水平井钻井完井技术
4.水平井完井方法
4.1水平井完井应遵循的原则
水平井完井的目的是为了获得更高的油井产量和生产寿 命。水平井完井应遵循如下的原则： ①最高的主要流体的产量，即原油、凝析油或天然气； ②最小的其它流体产量，即气、水或注入液；
2 2 2 Lw H o Ao Ro
或
其中：
Lw H o cos aw Ao sin aw
H o Dv R1 sin a i R2 sin a t Ao DH R1 cos a i R2 cos a f Ro R1 R2
水平井钻井完井技术
3.水平井井身剖面类型及轨道设计
(1)裸眼完井（见图7） 裸眼完井的缺点： ①疏松储层，井眼可能坍塌；
②难以避免层段之间的窜通；
③可选择的增产作业有限，如不能进行水力压裂；
④生产检测资料不可靠。
水平井钻井完井技术
4.水平井完井方法
4.2水平井完井方式分类
国内外钻完井技术新进展
国内外钻完井技术新进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，石油和天然气等能源资源的勘探与开发显得尤为重要。
钻井技术是石油天然气勘探开发过程中的核心技术之一，其技术水平的高低直接影响到勘探开发的成功与否。
近年来，随着科技的不断进步，国内外钻完井技术也取得了显著的新进展。
本文旨在概述这些技术进展，包括新型钻井设备、钻井液技术、完井技术等方面的创新与应用，分析其对提高钻井效率、降低开发成本、提升油气采收率等方面的作用。
本文还将探讨未来钻完井技术的发展趋势和挑战，以期为相关领域的科技人员和管理者提供参考和借鉴。
二、国内钻完井技术新进展近年来，随着国内石油天然气勘探开发力度的不断加大，我国钻完井技术也取得了显著的新进展。
这些进步不仅体现在技术创新和装备升级上，更体现在提高钻井效率、降低开发成本以及保障生产安全等多个方面。
在钻井技术方面，国内已经成功研发并应用了多项新技术，如旋转导向钻井技术、水力喷射钻井技术、三维地震导向钻井技术等。
这些技术的应用大大提高了钻井速度和精度，减少了钻井事故的发生率，同时也为复杂地质条件下的油气勘探开发提供了新的解决方案。
在完井技术方面，国内同样取得了显著成果。
例如，随着水平井、大位移井等复杂井型的大量应用，国内已经成功开发出多种完井工艺和工具，如套管开窗侧钻完井技术、水力压裂完井技术等。
这些技术的应用不仅提高了完井质量，也有效降低了完井成本，为油气田的高效开发提供了有力保障。
在钻井液和完井液技术方面，国内也取得了重要突破。
通过不断研究和探索，国内已经成功开发出多种新型钻井液和完井液体系，如环保型钻井液、高性能完井液等。
这些新型钻井液和完井液的应用不仅提高了钻井和完井效率，也有效保护了油气田的环境，实现了绿色、环保、高效的开发目标。
国内钻完井技术的新进展为油气勘探开发提供了强有力的技术支持和保障。
未来，随着技术的不断创新和进步，相信国内钻完井技术将取得更加显著的成果，为我国的石油天然气工业发展贡献更大的力量。
现代完井工程及技术ppt课件
更换完井液 钻开油气层
取芯 钻杆测试
完钻测井 下套管或衬管
投产
射孔或测试 下入生产管柱
注水泥 固井质量评价
二
完井设计原则和要求
油井完井方式是构成油井的基本条件，直接 影响井的性能，是油、水、气井的生产通道，不 但要保持井眼畅通，而且要保持油藏和井底的畅 通，同时要能适应开发全过程的井下作业、人工 举升、生产测试的要求。
后期裸眼完井
①一般情况下地层井 壁坚固稳定，不坍塌； ②一般用于地质分层 掌握不够准确的井 （如探井）。
2
射孔完井
套管射 孔完井
一般是钻穿产层后，下入生产套管，在套 管与地层环空注入水泥，用射孔弹射穿套 管和产层，建立井筒与产层油气通道。
尾管射 孔完井
将技术套管下到油层顶部并固井，钻开产 层后再下入尾管并悬挂在技术套管上，经 注水泥和射孔后构成井筒与油层的通道。。
➢该完井方法可有效避免注水泥作业和射孔作业时对油 层的伤害，并具有较强的防砂能力。
四
完井新技术及发展
1、小井眼完井技术
井眼内下入的套管尺寸和层数受限，
井
复杂地层钻进应急措施难以展开。
完善管柱结构，
眼
小
的 完 井
完井管柱尺寸受限，一些完井工具 如管外封隔器等使用和数量受限， 难以保证完井质量，施工难度大。
后期裸眼完井是在钻 穿产层以后，将产层 套管下到产层顶部注 水泥，产层裸眼或下 筛管的完井方法。
先期裸眼完井方式 后期裸眼完井方式
适用条件
先期裸眼完井
①产层物性基本一致，无 气顶、夹层水和底水； ②产层胶结良好，井壁坚 固，不坍塌； ③地层界面清楚，能准确 地在产层顶部下入套管； ④适用于不进行增产作业 的产层。
钻井完井新技术及应用实例介绍
次井控技术、保护油气层钻井技术、防漏技术和提高机械钻速的
方法。
31
（一）欠平衡钻井配套技术
CNPC欠平衡钻井施工
年度 2005 2006 2007 2008 2009
欠平衡钻井 81 80 155 225 240
比例 0.09% 0.12% 0.22% 0.21% 0.16%
截止2009年，中石油 共完成欠平衡超过1200口， 其中2000年～2002年完成 欠平衡井47口，2002-2005 年完成411口,2005至2009 年完成781口，占中石油所 钻欠平衡井总数的65%。
空气/天然气 雾化 充气 泡沫
2、充气钻井
3、低密度钻井液钻井
4、平衡固井
99% - 100%
96% - 99%
< 55%
55% - 99%
35
（一）欠平衡钻井配套技术
特点
2007—2009年CNPC欠平衡钻井
时间 井数
特
点
2005 155 ➢从单纯探井向开发井发展（发现 增产）
2007 225 ➢从单纯储层向全井发展 2009 240 ➢从单纯低密度泥浆向多元介质发展
储层保护仍不尽人意
3
难点一 深探井周期长，钻井慢，成本高
塔里木
塔里木盆地探井、开发井情况
年度 平均井深(m) 钻井周期（天） 平均钻速(m/h) 事故时效
探 2008 井
2009
开 2008 发 井 2009
5006 4972 4315 4509
178.58 150.62 67.11
81.6
3.06 3.75 6.63 5.0
难点三 井漏、井斜等复杂仍是制约钻井速度的瓶颈
井斜