現(xiàn)代完井理論與技術(shù)（2010年8月，熊友明）

1、現(xiàn)代完井理論與技術(shù),熊友明西南石油大學(xué)完井技術(shù)中心2010年08月02日,現(xiàn)代完井理論與技術(shù),熊友明簡介 熊友明，男 ，1984年華東石油學(xué)院采油專業(yè)畢業(yè)，1987年西南石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程專業(yè)碩士研究生畢業(yè)，1992-1993在美國進修完井、防砂和壓裂酸化技術(shù)，現(xiàn)為西南石油大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、國家二級學(xué)科“海洋油氣工程”學(xué)科帶頭人、國家二級學(xué)科“油氣井工程”完井工程學(xué)科帶頭人。主要從事現(xiàn)代完井理論與工程，防砂技

2、術(shù)，水平井技術(shù)、分支井技術(shù)，壓裂、酸化技術(shù)，油氣層保護技術(shù)等幾個專業(yè)方向的研究。為我國現(xiàn)代完井工程的最重要的奠基人之一。電話：13880551838 Email:xiongym@vip.sohu.com,引 言—歷史淵源,大約15-20年之前，完井工程處于兩不管的地位。首先，石油院校分鉆井、采油兩個專業(yè)；其次，油田上，分鉆井、采油兩大陣營 ；第三，開發(fā)方案上沒有完井工程方案（最多幾句話）。1）鉆井的說，完井應(yīng)該由搞采油

3、的來做；2）采油的說，完井應(yīng)該由搞鉆井的來做；當(dāng)時，大家共同的理解和認為是：完井僅僅是： 鉆井?下套管、固井、射孔。這是簡單理解。因為當(dāng)時的完井方法簡單和單調(diào)，而且主要是以射孔完井為主，由于采用射孔，油層段的固井也就成為主要工作。,自1990年起，西南石油大學(xué)在CNPC開發(fā)局的大力支持下，立足于聯(lián)合國援建的完井技術(shù)中心，開始對完井工程做系統(tǒng)的研究，CNPC開發(fā)局在項目支持的基礎(chǔ)上，組織我們編寫相關(guān)技術(shù)著

4、作，例如：1）萬仁溥、熊友明等于1995年出版《現(xiàn)代完井工程》第一版；2）萬仁溥、熊友明等于1997年出版《現(xiàn)代完井工程》英文版；3）萬仁溥、熊友明等于2000年出版《現(xiàn)代完井工程》第二版；,引 言—歷史淵源,4）萬仁溥、熊友明等于2008年6月出版《現(xiàn)代完井工程》第三版；5）萬仁溥等于2001年出版《油田開發(fā)模式---總論》，加進現(xiàn)代完井的內(nèi)容；6）萬仁溥、熊友明等于2000年出版《采油工程手冊》，加進現(xiàn)代完井的內(nèi)容；7

5、）熊友明于2001年為油田編寫《現(xiàn)代完井理論與技術(shù)》培訓(xùn)教材。目前已經(jīng)出版第三版（內(nèi)部出版，用于培訓(xùn)）。,引 言—歷史淵源,引 言—歷史淵源,從1995年起，我們先后為各油田舉辦完井培訓(xùn)班，例如：1、從1997年開始，為CNPC舉辦了12期培訓(xùn)班、培訓(xùn) 人數(shù)380多人；2、從1999年起，為中海石油舉辦了10余期培訓(xùn)班、 培訓(xùn)人數(shù)近200人；3、分家后，為中國石化所屬油田舉辦10余期培訓(xùn)班；4、應(yīng)邀為各油田進行短

6、期的完井工程講學(xué)30余次。5、在西南石油大學(xué)成教院為油田各類培訓(xùn)班進行短期的完井工程講學(xué)50余次。,引 言—目前現(xiàn)狀,通過近20年的努力，油田工程技術(shù)人員的觀念得到逐漸更新。目前，已經(jīng)取得很好的成果：1、目前，在政策性文件《油氣田開發(fā)方案編制要求》中已經(jīng)明確規(guī)定在新油田的開發(fā)方案上必須有完井工程方案；2、三大石油公司的下屬研究院（鉆井院、采油院、或者工程院）都基本上有了專門的完井所；3、各個采油廠基本上都有了完井研究室；4、

7、各個油田的領(lǐng)導(dǎo)也越來越重視完井工程；5、各個油田基本上開始按照油氣田開發(fā)系統(tǒng)工程的觀點進行完井工程的設(shè)計和操作。,引 言—建立目的,因此，我們建立《現(xiàn)代完井理論與體系》的目的是：改變完井的老概念，建立現(xiàn)代完井工程的新概念和技術(shù)體系。1、最新觀點認為石油工程=建井工程+油氣開發(fā)開采工程；2、或認為石油工程=鉆井工程+完井工程+油氣開發(fā)開采工程。 所以，完井工程就是要搭好鉆井?采油之間的橋，為科學(xué)地進行油氣田開發(fā)提供技術(shù)和物

8、質(zhì)基礎(chǔ)。 目前，我們進一步認為，完井工程就是石油工程所包含的三大工程之一，三大工程互相銜接，三位一體，缺一不可。,現(xiàn)代完井工程技術(shù)體系的構(gòu)成,1、完井定義、完井工程定義2、完井工程的核心3、完井工程的技術(shù)基礎(chǔ)4、完井工程的技術(shù)內(nèi)容5、完井工程的采油技術(shù)依據(jù)6、完井工程系統(tǒng)的目的,一、完井工程定義,1.完井的定義：完井，顧名思義，指的就是油氣井的完成(Well Completion)?？茖W(xué)地講是根據(jù)油氣層的地質(zhì)特性和開發(fā)

9、開采的技術(shù)要求，在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式。,一、完井工程定義,2.完井工程的定義:完井的過程就是完井工程，是銜接鉆井工程和采油（氣）工程而又相對獨立的一門技術(shù)工程。具體地講，包括完井前的優(yōu)化設(shè)計、鉆開油（氣）層（鉆開液）、完井方法優(yōu)選、完井工藝與施工（完井液）、下生產(chǎn)管柱、排液，直至完井投產(chǎn)（壓裂、酸化）的一項系統(tǒng)工程。其中:完井方法不一樣,具體的完井工藝、完井作業(yè)也不一樣，投入成本和油氣產(chǎn)出量也就千

10、差萬別，導(dǎo)致油氣田開發(fā)的經(jīng)濟效益完全不一樣。,一、完井工程定義,石油工程推薦操作方法：,地質(zhì)開發(fā)方案,,完井工程方案,,鉆井工程方案,,鉆井實施與作業(yè),完井實施與作業(yè),,采 油,,二、完井工程的核心,1、完井方法優(yōu)選 決定油氣通過什么渠道（連通方式）流入井筒的問題。2、井筒尺寸大小（生產(chǎn)套管尺寸）合理設(shè)計 決定用多大的井筒來生產(chǎn)的問題。 顯然，連通方式不一樣、井筒大小不一樣，成本也不一樣，產(chǎn)出效果和整體經(jīng)濟效

11、益也不一樣。,三、完井工程的技術(shù)基礎(chǔ),1、保護油氣層：從鉆開油氣層開始到油氣井投產(chǎn)的每一道工序都要保護油氣層，以保證油氣層發(fā)揮其最大的產(chǎn)能。2、節(jié)點系統(tǒng)分析：通過節(jié)點系統(tǒng)分析，充分利用油氣層能量，優(yōu)化壓力系統(tǒng)，根據(jù)油（氣）藏工程和油（氣）田開發(fā)特點及開發(fā)過程中的各項措施，確定油管及生產(chǎn)套管直徑，進而確定井身結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)科學(xué)開發(fā)油田之目的。,四、完井工程的技術(shù)內(nèi)容,包括12項技術(shù)內(nèi)容：1、巖心分析及敏感性評價；2、鉆開油層的鉆井液（不

12、包括打開油層之前所用的鉆井液）；3、完井方式或方法的優(yōu)選；4、油管及生產(chǎn)套管尺寸的優(yōu)選；,,四、完井工程的內(nèi)容,5、生產(chǎn)套管及井身結(jié)構(gòu)設(shè)計；6、注水泥設(shè)計及固井質(zhì)量評價；7、其他完井液的優(yōu)化設(shè)計；8、完井生產(chǎn)管柱；9、完井投產(chǎn)措施；10、完井工藝與實施 ；11、完井工程整體經(jīng)濟預(yù)先評價；12、完井效果評價。,,1、巖心分析及敏感性評價,巖心分析：常規(guī)分析、薄片分析、X射線衍射（XRD）、電鏡掃描（SEM）；特殊巖心分析

13、；這些都是地質(zhì)上要做的基本項目，還包括根據(jù)具體地層特點的一些選做項目。敏感性評價（7敏）：水敏、速敏、酸敏、堿敏 、鹽敏、溫度敏感、應(yīng)力敏感。,1）巖心分析之常規(guī)分析,2）巖心分析之薄片分析、X射線衍射（XRD）、電鏡掃描（SEM）,3）敏感性：水敏、速敏、酸敏、鹽敏、堿敏、溫度敏感、應(yīng)力敏感,2、鉆開油層的完井液,,完井液按作業(yè)類型的分類,2、鉆開油層的完井液,所有完井液設(shè)計的核心是：滿足施工功能的同時要保護油氣層，因此，主要的措施

14、為：1）常規(guī)措施：根據(jù)測井資料、巖心分析、敏感性評價結(jié)果和實踐經(jīng)驗選擇鉆開液的類型、配方和外加劑，防止鉆開液侵入油氣層造成傷害。2）特殊措施：屏蔽式暫堵技術(shù)-必須配合射孔完井，負壓（欠平衡）鉆井-必須配合裸眼系列完井。,2、鉆開油層的完井液,我們認為，油氣層保護的整體思路是：1、必須要通過壓裂投產(chǎn)的孔隙性低滲透油氣藏，油層保護不是重點，不需要花大力氣，見實例計算-1；2、中滲透孔隙性油氣藏，油層保護是重中之重，需要花大力氣，見實

15、例計算-2；3、高滲透孔隙性油氣藏，因為要出砂，重點是防砂過程中的油層保護，見實例 3；4、必須要通過酸壓投產(chǎn)的裂縫性低滲透油氣藏，油層保護不是重點，不需要花大力氣；5、中、高滲透裂縫性油氣藏，油層保護是重中之重，需要花大力氣。,實例計算-1,表 不同增產(chǎn)改造措施的效果對比,實例計算-2,,圖 鉆井污染表皮系數(shù)與污染帶半徑、污染程度的關(guān)系,,,,,,,,實例-3,表 湛江文昌油田常規(guī)防砂后表皮系數(shù),2.1 欠平衡鉆井

16、保護油氣層要點,,1、欠平衡打開產(chǎn)層時，井下鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力小于地層壓力，其主要優(yōu)點是可以避免鉆井液對地層產(chǎn)生損害。其損害比常規(guī)鉆井要小得多。但仍然有損害，主要表現(xiàn)在分子擴散、虹吸效應(yīng)等造成的損害。2、由于欠平衡打開產(chǎn)層適應(yīng)的地質(zhì)條件有限（主要有裂縫性碳酸鹽巖地層、裂縫性變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層、低滲致密砂巖等），所以目前能采用的完井方法主要有裸眼完井、割縫襯管完井、帶ECP的割縫襯管完井、貫眼套管完井等。3、采用欠平衡鉆井后

17、，不能再采用下套管固井、射孔完井。否則，前功盡棄，得不償失。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技術(shù),,1、裂縫性儲層 這是一類不同于常規(guī)砂巖油藏的特殊儲層，其特殊性在于這類儲層的油氣滲流通道以裂縫為主，而鉆井液對儲層的損害不僅表現(xiàn)為對裂縫滲流通道的堵塞，而且鉆井液與裂縫面基巖接觸會對基巖造成損害（這種損害有可能延伸到地層深部，對產(chǎn)能的影響尤為嚴(yán)重）。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技

18、術(shù),,2、帶微裂縫的致密砂巖油層 這是另一類不同于常規(guī)砂巖油藏的特殊儲層，有時微裂縫還比較發(fā)育。這類儲層的特殊性在于基巖滲透率很低，濾液的侵入對這類儲層的產(chǎn)能有顯著影響，同時，濾液的侵入是借助毛管力的作用，是一種自發(fā)過程，即濾液與親水的儲層巖石一接觸就會自動侵入儲層形成阻止儲層流體進入井筒的液體屏障，造成儲層損害。如果再傷害了微裂縫系統(tǒng)，產(chǎn)能會更低。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技術(shù),,因此，降低這類

19、儲層的主要途徑是：1）一方面借助鉆井液的內(nèi)外泥餅控制濾失量；2）另一方面提高濾液粘度和降低鉆井液濾液的表面張力減少鉆井液濾液的侵入量；同時要采用合適的屏蔽暫堵劑保護微裂縫系統(tǒng)。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技術(shù),,3、低滲致密砂巖氣藏 與常規(guī)砂巖油藏的不同點在于儲層流體是氣體，由于氣體的流動粘滯系數(shù)遠小于液體的粘滯系數(shù)，一旦液相在近井壁周圍形成阻止儲層流體進入井筒的液體屏障（即水鎖效應(yīng)），儲層損害

20、將很難消除。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技術(shù),,3、低滲致密砂巖氣藏 對這類儲層的保護重點是降低水鎖效應(yīng)、減少鉆井液濾液的侵入，即在使用屏蔽暫堵技術(shù)的同時，用表面活性劑降低氣-液-固界面的表面張力。,2.2 特殊地層屏蔽暫堵 保護油氣層技術(shù),,4、疏松砂巖稠油油藏 這類油藏的特殊性在于儲層巖石膠結(jié)性差，存在比較顯著的應(yīng)力敏感性，同時原油比較稠。在實施屏蔽暫堵技術(shù)時，不僅要

21、將鉆井液的分散相粒度分布調(diào)整到與儲層的孔喉分布相匹配，而且所使用的壓差應(yīng)盡量避免引起應(yīng)力敏感。,,完井方法優(yōu)選的總體思路： 完井方法優(yōu)選主要是根據(jù)儲層地質(zhì)特性、油氣藏工程特性、巖石力學(xué)性質(zhì)、原油性質(zhì)以及開發(fā)、開采等工程技術(shù)要求等多種因素，同時結(jié)合專家經(jīng)驗以及生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，初步確定幾種備選完井方法，再考慮各種完井方法對完井產(chǎn)能的影響，通過經(jīng)濟評價手段，利用計算機實現(xiàn)各種完井方法的產(chǎn)能預(yù)測及動態(tài)分析，從而優(yōu)選出適合于具體地層的地質(zhì)

22、條件和工程技術(shù)要求的最佳完井方法。,3、完井方式或方法,3、完井方式或方法,選擇依據(jù)：1）地質(zhì)特點：孔隙性、裂縫性、氣頂、底水（層間水、頂水）等情況,,,油層,底水,頂水,,,油層1,層間水,油層2,3、完井方式或方法,選擇依據(jù)：2）開發(fā)方式：注水開發(fā)、注氣、注汽、枯竭 式開采3）井別：油、氣生產(chǎn)井、注水井、注氣井、 注蒸汽井4）巖性：砂巖、碳酸鹽巖、火山巖、變質(zhì)巖、

23、 泥巖、頁巖等5）作業(yè)措施：壓裂、酸化、防砂（先期防砂和后期 防砂）,3、完井方式或方法,6）井的類型：A、垂直井；B、水平井(側(cè)鉆水平井)；C、斜井不論是垂直井、定向井、還是水平井，目前的完井方式及方法有：（1）方式1：裸眼系列完井－－約十幾種、還有變種完井方法；（2）方式2：套管（尾管〕射孔系列完井－－約十幾種、還有變種完井方法。要點：必須根據(jù)地質(zhì)特點、開發(fā)開采技術(shù)要求及成本和整體經(jīng)濟效

24、益來優(yōu)選最合理的完井方法。,3、完井方式或方法,裸眼系列（油氣層段不固井）的完井方法如下：不防砂的：1、裸眼完井2、割縫襯管完井（不防砂）3、帶ECP的割縫襯管完井（不防砂） 4、打孔管完井5、帶ECP的打孔管完井,,襯管類,3、完井方式或方法,裸眼系列（油氣層段不固井）的完井方法如下：防砂的：6、裸眼割縫襯管完井（防砂）7、裸眼繞絲篩管完井8、裸眼精密微孔復(fù)合防砂篩管完井9、裸眼精密微孔網(wǎng)布篩管完井11、裸眼加

25、強型自潔防砂篩管完井12、裸眼梯型廣譜多層變精度防砂篩管完井13、裸眼螺旋不銹鋼網(wǎng)濾砂管完井14、裸眼星型孔金屬纖維防砂篩管完井15、裸眼金屬纖維防砂篩管完井16、裸眼燒結(jié)陶瓷防砂篩管完井17、裸眼金屬氈防砂篩管完井18、裸眼井下礫石充填（包括壓裂礫石充填）完井19、裸眼預(yù)充填礫石防砂篩管完井,,篩管類,,礫石充填類,3、完井方式或方法,射孔系列（油氣層段固井）的完井方法如下：不防砂的：20、射孔完井防砂的：21

26、、管內(nèi)割縫襯管完井（防砂）22、管內(nèi)繞絲篩管完井23、管內(nèi)精密微孔復(fù)合防砂篩管完井24、管內(nèi)精密微孔網(wǎng)布篩管完井25、管內(nèi)自潔防砂篩管完井26、管內(nèi)加強型自潔防砂篩管完井,篩管類,,3、完井方式或方法,27、管內(nèi)梯型廣譜多層變精度防砂篩管完井28、管內(nèi)螺旋不銹鋼網(wǎng)濾砂管完井29、管內(nèi)星型孔金屬纖維防砂篩管完井30、管內(nèi)金屬纖維防砂篩管完井31、管內(nèi)燒結(jié)陶瓷防砂篩管完井32、管內(nèi)金屬氈防砂篩管完井33、管內(nèi)井下礫石充

27、填（包括壓裂礫石充填）完井 34、管內(nèi)預(yù)充填礫石防砂篩管完井還有是否延緩和控制底水錐進的完井方法的變種以及其他地層的完井方法近20種，如下。,篩管類,,,礫石充填類,3、完井方式或方法,15種變種完井方法,3、完井方式或方法,碳酸鹽巖地層的完井方法,3、完井方式或方法,火成巖、變質(zhì)巖地層的完井方法,3、完井方式或方法,完井方法優(yōu)選的基本思路：1）生產(chǎn)過程中井眼的力學(xué)穩(wěn)定性判斷 從能否支撐井壁來看，完井方法可分為能支撐井壁的完井

28、方法（例如，射孔完井、割縫襯管完井、繞絲篩管完井、預(yù)充填篩管完井等）和不能支撐井壁的完井方法（即井眼完全裸露的裸眼完井）。生產(chǎn)過程中井眼的力學(xué)穩(wěn)定性判斷的目的就是要判定該井是采用能支撐井壁的完井方法還是裸眼完井。,3、完井方式或方法,2）地層出砂的判斷 砂巖地層出砂的危害體現(xiàn)在：油氣井出砂會造成井下設(shè)備、地面設(shè)備及工具（如泵、分離器、加熱器、管線）的磨蝕和損害，也會造成井眼的堵塞，降低油氣井產(chǎn)量或迫使油氣井停產(chǎn)。因此，對于出砂的砂

29、巖地層來說，一般都要采取防砂的完井方法。 所以，弄清油氣井出砂的機理及正確地判斷地層是否出砂，不僅涉及到整個鉆完井的投資、而且對于選擇合理的防砂完井方法及搞好油氣田的開發(fā)開采都是非常重要的。,3、完井方式或方法,裸眼完井的力學(xué)條件一般情況而言，裸眼完井要滿足以下幾個條件：① 巖性堅硬致密，井壁穩(wěn)定不坍塌；② 無氣頂、無底水、無含水夾層及易塌夾層；③ 單一厚儲層，或壓力、巖性基本一致的多儲層；

30、④不準(zhǔn)備實施分隔層段進行選擇性處理的儲層；⑤對砂巖地層，還要求不出砂。其中，條件①和⑤屬于力學(xué)條件。而條件②、③則屬于地質(zhì)條件，條件④則是工藝技術(shù)要求。,3、完井方式或方法,裸眼完井適用的地層類型主要有：①碳酸鹽巖地層、變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層；②部分硬質(zhì)砂巖地層。對于碳酸鹽巖地層、變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層，在選擇完井方法時，必須計算井眼的力學(xué)穩(wěn)定性，只有判斷地層是穩(wěn)定的，才能選擇裸眼完井。有不少盲目使用裸眼完井失敗的例子

31、。而對于硬質(zhì)砂巖地層，則必須計算井眼的力學(xué)穩(wěn)定性和判斷地層是否出砂，只有判斷地層是穩(wěn)定的，同時又判定地層不出砂，才能選擇裸眼完井。否則只能選擇其他完井方法。,3、完井方式或方法,欠平衡完井方法主要有：1、欠平衡流動完井；2、欠平衡裸眼完井；3、欠平衡襯管完井；4、欠平衡套管完井；5、液體隔離與密閉完井。,目前,我們經(jīng)十幾年的努力,已研究成功油井完井方法優(yōu)選軟件包和氣井完井方法優(yōu)選軟件包。目前在全國21個油田使用，應(yīng)用井?dāng)?shù)

32、超過3000口。 完井方法確定后，要針對具體的完井方法進行完井參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。而完井參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計又是： 1）保護油氣層； 2）提高完井的完善程度； 3）是否有利于和方便于采油采氣的關(guān)鍵。,3、完井方式或方法,4、油管及生產(chǎn)套管尺寸的選定,選定依據(jù)：節(jié)點分析、油管敏感性分析考慮因素：1）油層壓力：低壓、中壓、高壓、超高壓2）產(chǎn)量、產(chǎn)液量3）流體的粘度：稀油、稠油、特、超稠油4）增產(chǎn)措施：壓裂

33、、酸化5）是否防砂及防砂方法6）開采方式：自噴、人工舉升方式(有桿泵、電潛 泵、水力活塞泵、螺桿泵、 噴射泵、氣舉)7）油氣田開發(fā)后期措施,4、油管及生產(chǎn)套管尺寸的選定,A、傳統(tǒng)方法由鉆井確定，設(shè)計程序為：表層套管?技術(shù)套管?生產(chǎn)套管，最后確定井身結(jié)構(gòu)。特點：從上往下，順推，不考慮今后開發(fā)會出現(xiàn)的情況。應(yīng)放棄！B、現(xiàn)代方法從采油（采氣）的角度按上述敏感性綜合分析來確定油管尺寸?生產(chǎn)套管尺寸?技術(shù)套管尺寸?表層套管尺寸

34、?最后確定井身結(jié)構(gòu)。特點：從下往上，反推，考慮了今后開發(fā)會出現(xiàn)的情況。應(yīng)大力推廣！,4、油管及生產(chǎn)套管尺寸的選定,5、生產(chǎn)套管設(shè)計及井身結(jié)構(gòu)設(shè)計,基礎(chǔ)依據(jù)（約12項）：1）井別：油井、氣井、注蒸汽采油井、注水井、注氣井、注汽井。2）油層壓力：低、常規(guī)、高、異常高壓。3）油層溫度：低、常規(guī)、高、異常高溫。4）地下水性質(zhì)：pH值、礦化度以及對套管腐蝕程度。5）天然氣組份：含H2S、CO2等腐蝕性氣體。6）破裂壓力梯度：低、常規(guī)

35、、高。,7）地應(yīng)力走向、方位及大小。8）原始裂縫狀況：垂直、水平、斜交。9）注蒸汽開采：壓力、溫度。10）鹽巖層的蠕動：厚度、蠕變應(yīng)力。11）注水開發(fā)后：油層各層間的壓力變化； 油層各層間有無竄通。12）油層出砂情況：不出砂、輕微、中等、嚴(yán)重。生產(chǎn)套管選擇：鋼級、壁厚、強度、螺紋類型、有關(guān)輔件（包括螺紋密封脂）。井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。,5、生產(chǎn)套管設(shè)計及井身結(jié)構(gòu)設(shè)計,6、注水泥設(shè)計及固井質(zhì)量評價,設(shè)計依

36、據(jù)：井別：油井、氣井、注水井、注氣井、注汽井油層壓力：高壓層、低壓層、漏失層（地層裂縫帶）腐蝕性氣體或液體：含H2S、CO2、高礦化度地下水注水泥選擇：水泥漿性能：高、中、低密度、緩凝、耐高溫、耐 腐蝕注水泥方式：一次注水泥、多級注水泥、套管外封 隔器注水泥,對固井注水泥后的質(zhì)量評價，檢查套管外水泥是否封固好，有無竄槽和混漿段及返高狀況。當(dāng)前常用的方法為：聲幅測井(CBL)

37、：測水泥封固第一界面聲波變密度(VDL)：測水泥封固第二界面,6、注水泥設(shè)計及固井質(zhì)量評價,7、射孔及其他完井液選擇,射孔：射孔參數(shù)敏感性分析：孔密、孔徑、相位、孔深、布孔格式。射孔槍及射孔彈選擇：高、中、低滲透率、油、氣物性。射孔方式：電纜射孔、過油管射孔、油管傳輸射孔；正壓射孔、負壓射孔、超高壓射孔。射孔液性能：與油層粘土礦物和油藏流體匹配。射孔優(yōu)化設(shè)計軟件,7、射孔及其他完井液選擇,其他完井液選擇：包括：壓井液、洗井

38、液、修井液，酸液，壓裂液，礫石充填液，裂縫清洗液，油層清洗液等。選擇方法：根據(jù)測井資料、巖心分析、敏感性評價結(jié)果和實踐經(jīng)驗選擇完井液的類型、配方和外加劑，防止完井液侵入油氣層造成傷害。主要走的是與油氣層配伍的道路。,8、完井生產(chǎn)管柱,1）活動生產(chǎn)管柱：可更換的分注、分采等管柱2）永久式管柱：下永久式封隔器、下入插入 管進行分注、分采等作業(yè)3）氣舉管柱：自噴轉(zhuǎn)人工舉升為氣舉采油，完井時即將氣舉管柱下入（

39、單管或雙管）4）防腐、防蠟、防垢、防結(jié)鹽等管柱： 在油層頂部下入封隔器、油套管環(huán)空注入保護劑。,9、完井投產(chǎn)措施,1、排液:1）抽汲排液：降低井底回壓； 2）N2氣舉排液（包括連續(xù)油管注氣）： 降低井底回壓； 3）氣化水排液：降低井底回壓； 4）泡沫排液：降低井底回壓。2、解堵：1）砂巖油層：鹽酸、土酸、氟硼酸、磷酸、地下自生酸、小型壓裂及其它方法(如高能

40、氣體壓裂等），油層清洗；2）碳酸鹽巖：鹽酸、緩速鹽酸（稠化酸、膠凝酸、乳化酸）、泡沫酸等。,9、投產(chǎn)措施,3、砂巖地層解堵+增產(chǎn)：1）常規(guī)加砂水力壓裂2）端部脫砂水力壓裂目前，我們在渤海灣使用，同時與防砂結(jié)合起來，效果良好，應(yīng)用井?dāng)?shù)超過350口。3）泡沫壓裂、清潔壓裂液壓裂4）水力壓裂復(fù)合酸化技術(shù)（進攻型壓裂完井）,9、投產(chǎn)措施,4、碳酸鹽巖地層解堵+增產(chǎn)：1）酸壓（常規(guī)酸壓，前置液酸壓，交替酸壓，泡沫酸酸壓、稠化酸酸壓、

41、膠凝酸酸壓、乳化酸酸壓）；2）水力壓裂+酸壓復(fù)合技術(shù)；3）水力壓裂+裂縫酸化技術(shù)；4）水力壓裂+裂縫清洗技術(shù)；5）閉合酸壓技術(shù)；6）帶砂酸壓技術(shù)。,9、投產(chǎn)措施,5、控縫高的壓裂工藝目的：1）控制裂縫向高度方向的發(fā)展，減少向上和向下的無效填砂；盡可能讓裂縫往長度上發(fā)展，增加裂縫有效支撐長度；實現(xiàn)在較低施工規(guī)模的情況下達到開發(fā)所要求的裂縫長度，從而大大降低施工成本。2）對油層附近有水層的油田，控制裂縫向高度方向的發(fā)展，減少

42、裂縫向上和向下發(fā)展，防止水竄。,9、投產(chǎn)措施,5、控縫高的壓裂工藝關(guān)鍵技術(shù)：1）利用測井資料和巖石力學(xué)參數(shù)實驗，建立縱向上的地應(yīng)力和巖石力學(xué)參數(shù)剖面；2）縫高形態(tài)描述和影響縫高因素分析；主要研究油層與隔層原地應(yīng)力差異、油層與隔層巖石彈性模量差異、油層與隔層巖石泊松比差異、油層與隔層斷裂韌性差異、壓裂液稠度系數(shù)、壓裂液流態(tài)指數(shù)、壓裂液濾失系數(shù)對裂縫垂向擴展的影響；3）裂縫高度與施工規(guī)模的關(guān)系研究、施工排量與裂縫高度的關(guān)系研究；4

43、）控制縫高的其他綜合措施（如轉(zhuǎn)向劑技術(shù)）研究。,9、投產(chǎn)措施,6、低滲地層整體壓裂改造關(guān)鍵技術(shù)：1）施工規(guī)模的優(yōu)化；2）壓裂液與支撐劑的優(yōu)選；3）地應(yīng)力與壓裂裂縫走向；4）壓裂裂縫走向與井網(wǎng)合理布置；5）配套控制裂縫高度壓裂工藝；6）配套壓裂與酸化復(fù)合技術(shù)。 達到少打井、多產(chǎn)油的目的。要求：地質(zhì)、開發(fā)、工藝系統(tǒng)配套考慮?。?！,9、投產(chǎn)措施,7、高滲、稠油地層壓裂技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：1）施工過程中的降濾技術(shù)（壓裂暫堵）

44、；2）壓裂液與支撐劑的優(yōu)選；3）壓出相對長的裂縫；4）高導(dǎo)流能力的形成；5）壓后配套的解堵問題。本技術(shù)主要與防砂結(jié)合。,9、投產(chǎn)措施,8、中低滲、細粉砂、稠油、出砂地層投產(chǎn)技術(shù)主要問題：1）滲透率低、細粉砂、油稠、高粘土含量；2）生產(chǎn)過程地層出砂－－必須防砂！3）細粉砂地層如何做到“適度”防砂？“度”的選擇！4）完井過程如何處理高粘土含量帶來的一系列問題？5）如何通過防砂過程把鉆井、射孔的污染去掉？6）后期配套的

45、解堵問題。典型例子：河口英雄灘油田！這是目前一個世界級的技術(shù)難題?。。?！,9、投產(chǎn)措施,8、中低滲、細粉砂、稠油、出砂地層投產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：1）“適度防砂”的“度”界限制定；2）“進攻性”壓裂與防砂有效結(jié)合；3）“進攻型礫石充填液”體系研究；4）壓后配套的酸化解堵技術(shù)與工藝。,9、投產(chǎn)措施,9、水平井延緩底水錐進問題1）常規(guī)技術(shù)是－－變直井開發(fā)為水平井開發(fā) 但是常規(guī)水平井開發(fā)底水油田，延緩底水錐進是有限的！??！2）

46、特殊技術(shù)A、中心油管技術(shù)；B、梯級篩管技術(shù)。C、變盲篩比例篩管技術(shù)；D、帶節(jié)流噴嘴篩管技術(shù)；F、分段完井技術(shù)；G、智能完井技術(shù)。見水平井技術(shù)專題。,9、投產(chǎn)措施,10、垂直井壓裂與水平井開發(fā)的界限關(guān)鍵問題：1）垂直井壓裂增產(chǎn)效果與產(chǎn)層厚度、滲透率關(guān)系；2）水平井長度與產(chǎn)層厚度、滲透率關(guān)系；3）垂直井壓裂增產(chǎn)效果與水平井開發(fā)效果對比、投入產(chǎn)出對比。 略！,10、完井工藝,關(guān)鍵問題：1）不同的井型（垂直井、定向

47、井、水平井、側(cè)鉆水平井、大斜度井、分支井）與相關(guān)完井工藝的配套問題；2）具體完井方法與完井工藝的配套問題；,11、鉆完井整體經(jīng)濟效益評價,關(guān)鍵問題：1）不同的井型（垂直井、定向井、水平井、側(cè)鉆水平井、大斜度井、分支井）與相關(guān)完井工藝的成本分析；2）具體完井方法與配套完井工藝的成本分析；3）不同的井型、具體完井方法與配套完井工藝實施后的產(chǎn)出效果；4）近期與遠期的有效結(jié)合；5）整體經(jīng)濟效益評價。,12、完井評價,1）試井評價：

48、完井投產(chǎn)后，通過試井測表皮系數(shù)并對表皮系數(shù)進行分解研究，找出油氣層損害的原因，為解除或減少油氣層損害的措施設(shè)計提供依據(jù)。表皮系數(shù)（孔隙性地層）：正值為傷害；負值為無傷害。,12、完井評價,實例：SZ36-1研究結(jié)果,12、完井評價,12、完井評價,2）測井評價；3）產(chǎn)能分析評價；4）毛細管測壓（從井底傳信號到地面）評價；5）井底永久式壓力計（從井底傳信號到地面） 評價注：4）和5）可實現(xiàn)生產(chǎn)過程中適時評價。減少生

49、產(chǎn)過程中的專門試井。,五、完井工程的采油技術(shù)依據(jù),1、注水注水壓力≤地層破裂壓力特點:生產(chǎn)套管、套管螺紋長期處于高壓下或腐蝕情況下工作。2、壓裂、酸化大部分考慮套管射孔完成套管必須承壓＞地層破裂壓力分層壓裂必須下大直徑油管及相匹配的生產(chǎn)套管(不能用套管注液)。,五、完井工程的采油技術(shù)依據(jù),3、氣頂、底水、邊水控制 套管射孔完成或其他方式，便于控制氣頂、底水及邊水。4、調(diào)整井 應(yīng)考慮地下已變化的情況： 1）層間

50、壓力升高或降低； 2）層間竄通情況； 3）地層坍塌情況； 4）后期出砂。,五、完井工程的采油技術(shù)依據(jù),5、注蒸汽熱采井注蒸汽溫度：240℃－360℃注蒸汽最高壓力：17.9MPa（2700psi）套管及螺紋：能承受高溫、高壓水泥：能承受≥200℃高溫套管尺寸：≥7”（便于下 ≥3 1/2英寸以上的油管)完井：預(yù)應(yīng)力完井6、防砂：裸眼或套管內(nèi)防砂考慮各種防砂方法，并優(yōu)選?？紤]先期和后期防砂，以先期防砂為主。

51、 考慮適度出砂與防砂。,7、防腐腐蝕源：H2S、CO2、高礦化度地下水、細菌保護套管：下永久式封隔器、油套環(huán)空注保護液并定期向井內(nèi)注入防腐劑8、注天然氣及其它氣體各種氣體：密度小、氣柱壓力小對套管要求：長期承受高壓，螺紋氣密性要求高,五、完井工程的采油技術(shù)依據(jù),六、完井工程系統(tǒng)的目的,1、盡可能減少對油、氣層損害，使油、氣層自然產(chǎn)能能更好地發(fā)揮；2、提供必要條件來調(diào)節(jié)生產(chǎn)壓差，從而提高單井產(chǎn)量；3、有利于提高儲量動用程度

52、；4、為采用不同的采油工藝措施提供必要的條件，有利于保護套管、油管，減少井下作業(yè)工作量，延長油氣井壽命。,六、完井工程系統(tǒng)的目的,5、近期和遠期相結(jié)合，盡可能做到最低的投資和操作費用，有利于油氣藏管理、有利于提高油氣田開發(fā)的綜合經(jīng)濟效益。因此，完井工程——新興工程鉆井工程 ? 完井工程 ? 采油工程,七、完井工程配套系列軟件,見軟件介紹多媒體。,八、目前完井技術(shù)的難點,1、超高壓、超高溫、深井的完井方法與配套工藝技術(shù)；2、與欠

53、平衡鉆井匹配的完井方法與工藝技術(shù)；3、低壓超低壓調(diào)整井的完井方法與工藝技術(shù)；4、高含H2S氣井的低成本完井方法與工藝技術(shù)。5、高含CO2氣井的低成本完井方法與工藝技術(shù)。6、大位移井的完井方法與工藝技術(shù)。7、延緩底水錐進并考慮后期堵水實施方便的完井方法與工藝技術(shù)。,九、完井技術(shù)的發(fā)展方向,今后的發(fā)展方向：1、保護油氣層，向密閉完井工藝與技術(shù)發(fā)展；2、向智能完井工藝與技術(shù)發(fā)展；3、向測井－完井－增產(chǎn)一體化技術(shù)發(fā)展；4、單一

54、完井方法向多元化發(fā)展；5、傳統(tǒng)完井向有效配套發(fā)展；6、單一工程的完井向鉆井-完井-采油系統(tǒng)化 發(fā)展；,九、完井技術(shù)的發(fā)展方向,7、思路上，從短期行為向考慮長期效益發(fā)展；8、防砂完井方面，管內(nèi)防砂向裸眼防砂發(fā)展，傳統(tǒng)的“嚴(yán)防死守”的防砂思想向適度出砂與防砂思想發(fā)展；9、傳統(tǒng)直井完井向水平井、多底井、分支井發(fā)展。10、常規(guī)水平井完井向水平井分段完井發(fā)展；11、延緩和控制底水方面，傳統(tǒng)水平井完井向均衡排液水平井完井技術(shù)發(fā)展。