完井设计
水平井中限流压裂完井设计
的 冲扩程度 比趾 部的 大得多 。 多数压 裂作业 将在 根 部 （ ｅ１ ｈ ｅ）进行 ，在 趾 部 （ｏ ）进行 的压裂 作业 少些 。通 过减 少 根部孔 眼 的 ｔｅ
数 目 和 （ ） 增 加 趾 部 孔 眼 的 数 目来 增 强 冲 扩 或
效应 。
三 、射 孔作 业
水 力压裂 和开采作 业 中的射孔 是不 同 的 ，水平 井中的水 力压裂 射孔不 同 于垂 直 井 中的水 力 压裂射 孔 。应 考虑的 变 量包 括 ：射 孔 器 规格 、射孔 相 位 、 射孔 密 度 、炸药 类型 （ 孔 和贯 穿 ） 人 、射孔 层 段 长
影响 限流压 裂的 其他 因素是水 平井 中的弯 曲效
应或 近井摩 阻 （ ＮＷＦ ）以及水 平井 中应力 的变化 。
度 、压 力条件 和裂缝／ 简方位 。 井
射孔 层段 长度影 响着水 平井 和直井 中水 力压 裂 作业的 成功 。射 孔层段 太长 可 以导致井 筒 附近 区域
一、 Ｉ嗣问 二 、层 － 隔离 仉 Ｎ ．
这种水 泥在酸基 产 液中有 很快 的溶解速 率 和很高
的溶解度 （ ０ 。ＡＳ ９ ％） Ｃ的物 理特 性 与 常规 水 泥很 相似 。对 特定 的油井可 以配 制 出具 有适 当质量 、流 体滤失量 、 自由水 、压 缩 强度 和 泵送 次 数 的 ＡＳ 。 Ｃ 水 泥浆 密度和 产 量 比分 别为 １ ． ～ １． ｂ ｇ ｌ ３ ０ ５ ８Ｉ／ ａ 和 ３ ５ ～２ ０ ｆ ／ ｋ （ｋ ． ５ ． ０ｔ ｓ ｓ 一袋 ） 如 果 需 要 的 是 低 密 。 。 度水泥 浆 ，ＡＳ Ｃ还可 以发 泡 。
相连通 ，设计 的射： 眼摩 阻控 制着井 筒 中的流 体 ｆＺ ＬＬ ｆ 分布 。未敞开 的炮 眼和常规 水泥 弯 曲产 生 的近井摩 阻可 以改变流 体分 布并对 压裂增 产效果 产生 不利 的 影响 。酸溶解度 小 于 ５， 的常 规 高强 度 压缩 水 泥 不 ９ ６ 易去除 。采用可 回收工 具并 用炮 眼充填球 密 封垫 向 外封堵炮 眼来 隔离每个 炮 眼组 ，这 是疏 通所 有炮 眼
河南油田侧钻井完井设计应关注的问题
利用侧钻工艺技术对报废老井 、事故井实施套管侧 为挖潜对象 。具体选井对象 在下二 门、魏 岗、王 钻定 向井 或水 平井 ，对 于老 油 区进行 二 次或 三 次开 集 、张店 、东庄 、双河油 田的南部 、江河的西南部 采剩余油气资源 、提高油气资源采收率来说 ， 是一 等。针对河南油田剩余油分布特点 ，选井应持以下 种行之有效 的方法 。河南油 田从 ２ ０ ０ ０ 年就开始进 原则 ：①侧钻井为报废井 、低效井 、未利用井 、套 行侧钻定向井技术 的研究与应用工作 ，已累计完成 变或套变加落物井 ，大修手段无法解决 ；②老井需 各种侧钻井 ２ ４口 ， 目前 ，该 技 术 已 日趋 成 熟 ，进 要改层生产或在老井附近寻找并挖潜剩余油 ，需进
第３ ２ 卷第 １ ０ 期 （ ２ ０ １ ３ ． １ ０ ）（ 行业 论 坛＞
河南油田侧钻井完井设计应关注的问题
苏 新 徐 时桃 刘远 洋 刹 、 友 中国 石化河 南 石油工 程有限 公司 钻 井公司
摘 要 ：侧 钻 井 效益 的好 坏 ， 关键 在 地 质 选 井 。 河 南油 田侧 钻 井 完 井设 计 应 关注 五 大 问题 ： 即侧 钻 选 井应 持 的 原 则 、侧 钻 选择 的 工 艺 条 件 、侧 钻 完 井 方式 选择 方 法 、 完 井套 管 选择 方 法 、 开 窗侧 钻 窗 口位 置 的 选择 方 法与 原 则 。 河 南 油 田油 气藏 属 于典 型的砂 岩 油 气藏 ，完 井方 法选 择 必须 依 据 地质 和 油藏 工程 特 点 ，同 时要 考虑 到 后 期 采 油 工程技 术要 求 。 目前 ，该 油 田常 用侧 钻 井 完 井方 式 归 纳起 来 主要 有 两种 ：一种 是 拔 套 侧 钻 ，另一 种是 套 管开 窗侧 钻 。合 理 选 择 开 窗位
全国石油工程设计大赛钻完井工程设计PPT资料34页
G类
地面
常规
G类
300m
常规
G类
323m
常规
G类
314m
油套
2.1 钻机选择依据
DX井井深设计1839.49米，考虑到预应力固井和上提解卡的需要，选择 30钻机。
2.2 ZJ30主要设备简介
ZJ30部分设备表
名称 钻机 井架 天车 游车 大钩 水龙头 转盘 井架底座 柴油机 发电机
…
型号 ZJ30 TJ170131 TC-250 YC-250 DG-250 SL-225 ZP-520A
岩石力学参数分析图
层的力学不稳定性，地层整体强度 降低。
3.3 D1井实例分析
泥质含量、实测井径扩大率曲线 三压力剖面图
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析
采用Hoek-Brown准则计算泥煤互层段 的坍塌压力当量密度。
坍塌压力 当量密度最高
井深 H(m)
1094
1097
泥煤互层段坍塌压力变化示意图
井身结构设计图
4.2 井身剖面设计(直—增—稳)
井身剖面参数
测深 (m) 0.0 1209.0 1539.5 1839.5
井斜角 (deg) 0.0 0.0 88.0 88.0
方位角 (deg) 55.00 55.00 55.00 55.00
垂深 (m) 0.0 1209.0 1424.0 1434.5
23.56
28.94
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析(续)
Y-displacement 位移 mm
Y-displacement 位移 mm
井深1094m处的井筒Y方向位移云图
井深1097m处的井筒Y方向位移云图
3.4 泥煤互层段井壁稳定性分析(续)
【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。
2011石工创新班《完井工程》-课程设计
石工08级创新班完井工程课程设计 石工08级创新班完井工程课程设计 08
井身结构设计结果
名称 表层套管 技术套管 生产套管 套管直径（ 套管直径（mm） 下入深度（m） ） 下入深度（ ） 钻头直径（ 钻头直径（mm） ）
表层套管（技术套管、生产套管） 表层套管（技术套管、生产套管）设计结果
下入 井段 (m) 外径 (mm) 内径 (mm) 钢 级 壁厚 (mm ) 抗内压 强度 (MPa) 抗外 挤强 度 (MPa ) 抗拉 强度 (KN) 单位长 度重量 (Kg/m) 抗内 压安 全系 数 抗外 挤安 全系 数 抗拉 安全 系数
套管强度设计安全系数
名称 数值 抗拉安全系数 1.8 抗外挤安全系数 1.0 抗内压安全系数 1.1
石工08级创新班完井工程课程设计 石工08级创新班完井工程课程设计 08
钻井泥浆泵性能参数
缸套直径 （mm） ） 120 130 140 150 160 170 额定泵冲 （次 分） 150 150 150 150 150 150 额定排量 （L /S） ） 19.9 23.4 27.1 31.1 35.4 40.0 额定泵压 （Mpa） ） 33.1 28.2 24.3 21.2 18.6 16.5
石油工程2008级创新班 石油工程2008级创新班 2008
第8讲 完井方式
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
（二）裸眼完井方式（
Open-hole Completion
）
1）定义：裸眼完井就是井眼完全裸露，井内不 下任何管柱的完井方式。
2）分类：分先期裸眼完井、后期裸眼完井和复 合型完井。
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1、先期裸眼完井
是钻头钻至油层顶界附近 后（在油层顶界20m左右）， 下技术套管注水泥固井。水 泥浆上返至预定的设计高度 后，再从技术套管中下入直 径较小的钻头，钻穿水泥塞， 钻开油层至设计井深完井。 此为先期裸眼完井。
（一）射孔完井方式（Perforating Completion） （二）裸眼完井方式（Open-hole Completion） （三）割缝衬管完井方式（Slotted Liner Completion） （四）砾石充填完井方式（Gravel Packed Completion） （五）其他防砂筛管完井
2、分类：一般的射孔完井包括
套管射孔完井和尾管射孔完井
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
1、套管射孔完井
1）工艺技术： 是钻穿油层直到设计井深，然后下油层套管至 油层的底部，注水泥固井，最后射孔。 射孔弹穿透套管、水泥环和一定深度的油层， 进而建立起油气流通的通道。 2）套管射孔完井的特点： ●可以有选择的射开不同压力体系、不同物性 的油层，以避免层间干扰。还可以避开夹水层、 底水、气顶和易坍塌段地层。 ●具备实施分层注、采和有选择性的压裂或酸 化等分层作业条件；
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1、割缝衬管
3）割缝衬管的技术参数
（5）割缝衬管的尺寸 根据技术套管尺寸，裸眼井段的钻头直径，可确定割缝衬管外径，如 下表所示:
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完井及修井设备工
二、完井概述
5 完 井 的 过 程
钻开油气层 确定完井方式 安装井口及井底装置 试油
二、完井概述
6、完井方法优选 决定油气通过什么渠道（连通方式）流入井筒 的问题。 7、井筒尺寸大小（生产套管尺寸）合理设计 决定用多大的井筒来生产的问题。 显然，连通方式不一样、井筒大小不一样，成 本也不一样，产出效果和整体经济效益也不一 样。
高压地层（ 高压地层（油、气、水） 易坍塌地层
一、井身结构 导管
1、保护井口附近地表层； 表层套管 2、保证钻具正常钻进，及井眼垂直。 2～40m 1、加固地表松软地层、流砂层，保证 钻井工作顺利进行。 2、承担以后几层套管的部分重量。 技术套管 表层套管外的水泥必须返至地面。一 一 般300 ～400m 封固高压气、水层， ， 低压漏失层、易坍塌 生产套管 的层。防喷防漏。下 入深度根据复杂层位 置而定。 也称生产套管，其作用是 ， 保护井壁，形成油气通道， 隔绝油、气、水层，达到 分层开采、分层测试、分 层改造的目的。保证油井 的正常生产。
二、完井概述
4、海上油气田完井 是海上油气田开发中的一个重要环节，它是 衔接海上钻井、工程和采油采气工艺，而又 相对独立的系统工程。它涉及油藏、钻井、 海洋工程、采油采气等诸多专业，涵盖上述 各个专业的有关内容。作为油气井投产前的 最后一道工序，完井工作的优劣直接影响到 海上油气田开发的经济效益。
二、完井概述
2、完井的定义：完井，顾名思义，指的就是油气 井的完成(Well Completion)。科学地讲是根据 油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在 井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通 渠道或连通方式。
二、完井概述
3、完井工程的定义: 完井的过程就是完井工程，包括完井前的 设计、完井方法、完井工艺和完井投产。 是衔接钻井工程和采油（气）工程而又相 对独立的一门技术工程。具体地讲，是从 钻开油（气）层开始，到完井方法优选、 完井作业、下生产管柱、排液，直至投产 的一项系统工程。 其中:完井方法不一样,具体的完井作业也 不一样，完井工艺也就千差万别。
采油工程设计指南
采油工程设计指南采油工程设计第一节完井工程设计一、完井方法1、油藏工程及采油工程对完井的要求列出各方案的井别及数量：采油井、注水井（或注气井）、水平井、丛式井、多底井、观察井及水源井等。
2、井身结构确定1）套管程序的确定根据原始地层压力和破裂压力剖面、注水压力，确定井身结构层次、下深和水泥面返高。
根据采油工程要求确定完井方式、完钻井眼尺寸及油层套管尺寸。
给出套管程序：（1）表层套管：钢级×外径×壁厚（2）技术套管：钢级×外径×壁厚（3）生产套管：钢级×外径×壁厚绘出完井工程示意图。
2）水泥固井根据要求确定注水泥方式（一次注水泥，分级注水泥或管外封隔器注水泥），根据油藏要求确定水泥性能、返高及主要外加剂和外加剂的数量。
3、完井设计根据油藏特性优选完井方法。
①.套管固井射孔完井若采用套管固井射孔完井，生产套管内径应与最大产油量油管相匹配，并要考虑大修和侧钻更新的要求。
在此基础上选择生产套管的尺寸、钢级、强度、壁厚、螺纹连接类型、螺纹密封脂的类型及上扣扭矩。
若尾管完井，则要给出悬挂深度及悬挂方式。
②.裸眼完井确定是采用先期裸眼完井还是后期裸眼完井。
③.割缝衬管完井割缝衬管完井，要确定缝割的形状、缝口宽度、缝眼排列形式及数量。
若尾管完井，给出悬挂深度及悬挂方式。
若选用定向井和水平井则要考虑套管弯曲，套管螺纹承受的拉力、螺纹的密封问题，造斜段过泵及井下工具等问题。
④.砾石充填完井砾石充填完井时要根据筛管及砾石充填设计要求，（比如绕丝筛管尺寸及缝隙尺寸要求，砾石质量要求、扩眼尺寸及工艺要求等确定充填砾石中径，携砂液配方及性能。
⑤.预充填烧丝筛管完井对预充填烧丝筛管完井进行施工设计。
⑥.其它防砂完成井是否选择有金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂、化学预包砂人工井壁等完井，根据具体储层条件来筛选。
对事故井和抢险井的完井方法按现场条件来决定。
4、自喷井系统装置选择1）井口装置优选自喷井井口装置（采油树）的型号、连接基本形式（法兰、卡箍连接）、最大工作压力及公称通径和试压等级。
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完井设计（海上）well completion design
一、油田基本概况oil field basic overview
1.位置及环境数据location and environmental data
（1）井名well name；
（2）井型well type
（3）地理位置geographical position
（4）构造特征structural feature
（5）作业模式operation mode
（6）目的层位purpose position
（7）设计井深design well depth
（8）完井方式well completion system
2.油藏数据reservoir data
（1）孔隙度porosity
（2）渗透率permeability
（3）原始地层压力initial formation pressure
（4）油层温度reservoir temperature
（5）原油密度oil density
（6）原油地下粘度underground oil viscosity
（7）泥质含量argillaceous content
（8）地层水矿化度formation water salinity
（9）岩性资料lithology data（矿物成分、粒度分析、防砂分析资料）3.钻井数据drilling data
（1）井名well name；
（2）井型well type
（3）井口坐标well head coordinate
（4）套管程序casing program
（5）井身结构well construction
4.完井液设计well completion fluid design
（1）完井液体系well completion fluid system
（2）完井液体系特点characteristic of well completion fluid system （3）完井液性能completion fluid main performance
（4）完井液配方completion fluid formulation
5.筛管规格sand screen standard
（1）优质筛管premium sand screen
（2）盲管规格blank tubing standard
6.油管强度校核oil tube strength check
（1）抗外挤resistance to external pressure
（2）抗内压resistance to internal pressure
（3）屈服强度yield strength
7.井下工具down hole tools
（1）SC-1R顶部封隔器top packer
（2）井下安全阀downhole safety valve
（3）滑套sliding sleev
（4）工作筒nipple
（5）偏心工作筒side pocket mandrel（堵塞器blanking plug、循环阀circulation valve、气举阀gas lift valve、化学剂注入阀chemical fillup valve、配水嘴flow regulator）
（6）伸缩节expansion joint
（7）流动短节flow coupling
（8）安全接头safety apparatus joint
二、作业前准备preparation before operation
三、施工程序construction program
1、刮管洗井well clean up
2、下防砂管柱down pass sand control string
3、下生产管柱down pass production string
4、装采油树install Christmas tree
四、完井质量控制标准well completion quality control standardized
五、完井的工期和费用。