完井与试油
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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。
.
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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
石油工程概论 第8章固井完井与试油--2h
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3 注水泥工艺 注水泥工艺方法一般分为常规注水泥和非常规注水泥， 注水泥工艺方法一般分为常规注水泥和非常规注水泥， 常规注水泥包括一次注水泥、分级注水泥、尾管注水泥； 常规注水泥包括一次注水泥、分级注水泥、尾管注水泥； 非常规注水泥如外管注水泥、反循环注水泥等。 非常规注水泥如外管注水泥、反循环注水泥等。 例：常规注水泥作业过程
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(3)凝结时间 凝结时间
水泥浆从液态向固态转变的时间。分为初凝时间和终凝时间。 水泥浆从液态向固态转变的时间。分为初凝时间和终凝时间。初凝 初凝时间 为水泥浆丧失流动开始的时间， 终凝是水泥浆完全失去塑性 是水泥浆完全失去塑性， 为水泥浆丧失流动开始的时间，而终凝是水泥浆完全失去塑性，并开始 具有一定强度的时间。 具有一定强度的时间。
(5) 强度
表示水泥石强度的主要指标是抗压、抗拉和胶结强度， 表示水泥石强度的主要指标是抗压、抗拉和胶结强度，其中胶结强 度又分为水力胶结强度和剪切胶结强度，水力胶结强度指的是第一、 度又分为水力胶结强度和剪切胶结强度，水力胶结强度指的是第一、第 二界面的抗渗透能力的大小；而剪切强度则指界面抗滑脱的剪切应力。 二界面的抗渗透能力的大小；而剪切强度则指界面抗滑脱的剪切应力。 胶结强度主要用来衡量水泥浆的防窜性能。 胶结强度主要用来衡量水泥浆的防窜性能。
对钻开储集层的技术要求： 对钻开储集层的技术要求： 保护油气层，防止钻井液污染； ①保护油气层，防止钻井液污染； 控制油气层，防止不必要的井喷， ②控制油气层，防止不必要的井喷， 安全钻开储集层。 安全钻开储集层。
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钻开后储集层洗井液对油气层的伤害 钻开后储集层洗井液对油气层的伤害
泥侵：钻井液中固相物质侵入储层的现象。 泥侵：钻井液中固相物质侵入储层的现象。 水侵：钻井液中的自由水侵入储层的现象。 水侵：钻井液中的自由水侵入储层的现象。 (1)泥侵对油气层的损害 (1)泥侵对油气层的损害 泥侵机理：泥饼形成以前， 泥侵机理：泥饼形成以前，固相 颗粒进入孔隙通道， 颗粒进入孔隙通道，堵塞孔隙通 道或减小孔隙通道的有效直径。 道或减小孔隙通道的有效直径。 影响因素： 影响因素： 压差的大小：压差↑→泥侵↑ ↑→泥侵 压差的大小：压差↑→泥侵↑ 生产层的性质： 生产层的性质： 油层渗透率K↑→泥侵↑ K↑→泥侵 油层渗透率K↑→泥侵↑ 洗井液固相含量： 固相含量越多，颗粒越细 →堵塞越严重。
3 注水泥工艺 注水泥工艺方法一般分为常规注水泥和非常规注水泥， 注水泥工艺方法一般分为常规注水泥和非常规注水泥， 常规注水泥包括一次注水泥、分级注水泥、尾管注水泥； 常规注水泥包括一次注水泥、分级注水泥、尾管注水泥； 非常规注水泥如外管注水泥、反循环注水泥等。 非常规注水泥如外管注水泥、反循环注水泥等。 例：常规注水泥作业过程
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(3)凝结时间 凝结时间
水泥浆从液态向固态转变的时间。分为初凝时间和终凝时间。 水泥浆从液态向固态转变的时间。分为初凝时间和终凝时间。初凝 初凝时间 为水泥浆丧失流动开始的时间， 终凝是水泥浆完全失去塑性 是水泥浆完全失去塑性， 为水泥浆丧失流动开始的时间，而终凝是水泥浆完全失去塑性，并开始 具有一定强度的时间。 具有一定强度的时间。
(5) 强度
表示水泥石强度的主要指标是抗压、抗拉和胶结强度， 表示水泥石强度的主要指标是抗压、抗拉和胶结强度，其中胶结强 度又分为水力胶结强度和剪切胶结强度，水力胶结强度指的是第一、 度又分为水力胶结强度和剪切胶结强度，水力胶结强度指的是第一、第 二界面的抗渗透能力的大小；而剪切强度则指界面抗滑脱的剪切应力。 二界面的抗渗透能力的大小；而剪切强度则指界面抗滑脱的剪切应力。 胶结强度主要用来衡量水泥浆的防窜性能。 胶结强度主要用来衡量水泥浆的防窜性能。
对钻开储集层的技术要求： 对钻开储集层的技术要求： 保护油气层，防止钻井液污染； ①保护油气层，防止钻井液污染； 控制油气层，防止不必要的井喷， ②控制油气层，防止不必要的井喷， 安全钻开储集层。 安全钻开储集层。
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钻开后储集层洗井液对油气层的伤害 钻开后储集层洗井液对油气层的伤害
泥侵：钻井液中固相物质侵入储层的现象。 泥侵：钻井液中固相物质侵入储层的现象。 水侵：钻井液中的自由水侵入储层的现象。 水侵：钻井液中的自由水侵入储层的现象。 (1)泥侵对油气层的损害 (1)泥侵对油气层的损害 泥侵机理：泥饼形成以前， 泥侵机理：泥饼形成以前，固相 颗粒进入孔隙通道， 颗粒进入孔隙通道，堵塞孔隙通 道或减小孔隙通道的有效直径。 道或减小孔隙通道的有效直径。 影响因素： 影响因素： 压差的大小：压差↑→泥侵↑ ↑→泥侵 压差的大小：压差↑→泥侵↑ 生产层的性质： 生产层的性质： 油层渗透率K↑→泥侵↑ K↑→泥侵 油层渗透率K↑→泥侵↑ 洗井液固相含量： 固相含量越多，颗粒越细 →堵塞越严重。
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
完井方式
目前国内外主要采用的完井方式 有套管或尾管射孔完井、割缝衬管 完井、裸眼完井、裸眼或套管内砾 石充填完井等 1、射孔完井方式（最主要的一种） 套管射孔完井 尾管射孔完井
套管射孔完井
套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深， 然后下油层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 透油层某一深度，建立起油流的通道。 套管 射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同 物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹 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。
二、水平井完井方式
3、射孔完井方式 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、住水泥固 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。 这种完井方式将层段分隔开，可以 进行分层增产及注水作业，可在稀油和 稠油层中使用，是一种非常实用的方法。
二、水平井完井方式
4、管外封隔器 (ECP)完井方式 这种完井方式是，依靠管外 封隔器实施层段的分隔，可以按层段进 行和生产控制，这对注水开发的油田尤 为重要。管外封隔器的完井方法可以为 三种形式，如图16-13、14、15所示。
6、化学固砂完井方式
化学固砂是以各种材料 (水泥浆、酚醛树脂等) 为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以各种硬质颗粒 (石英砂、核桃壳等)为支撑剂，按一定比例拌合均 匀后，挤人套管外堆集于出砂层位。凝固后形成具 有一定强度和渗透性的人工井壁防止油层出砂。或 者不加支撑剂，直接将胶结剂挤入套管外出砂层中， 将疏松砂岩胶结牢固防止油层出砂。还有辽河油田 的高温化学固砂剂，主要是在注蒸汽井上使用，可 以耐温350℃以上。 化学固砂虽然是一种防砂方法，但在使用 上有其局限性，仅适用于单层及薄层，防砂油层一 般以5m左右为宜，不宜用在大厚层或长井段防砂。
完井与试油3.11
(2)下入深度：取决于目的层的深度和完井方式
(3)水泥返高：上返到目的层顶界100m以上。
态度决定一切
井身结构图
1. 导管
2. 表层套管
3. 技术套管
4. 油层套管 （生产套管） 5. 水泥环
态度决定一切
对比两图的异同点
态度决定一切
二、完井方式
应注意：
1、对油层伤害小； 2、连通好； 3、防窜槽； 4、防砂、防塌； 5、利于井下作业 6、成本低
态度决定一切
三、水平井完井方式
水平井是定向井的 一种，通常指井斜角 在86度以上的定向井。
态度决定一切
水平井适用条件
1、薄层油层
2、纵向裂缝油藏
3、非均质油藏
4、有气顶或者底水接触的油藏
态度决定一切
水平井完井方式
1、裸眼完井 2、割缝衬管完井
3、尾管完井
4、管外封隔器完井
态度决定一切
最新进展
随钻测井（LWD）、随钻测量（MWD）和 地质导向工具。
这些技术可以实现多分支井的钻井与 完井、挠性油管钻井、欠平衡钻井及旋转 导向装置钻直井眼。
完井时在低渗透地层使用水泥对水平 井增产；在高渗透地层用砾石充填对长半 径水平井完井。
态度决定一切
多分支井的钻井技术不断发展
态度决定一切
水平井技术的主要缺点：
（1）钻井成本大于直井。美国一口地面新钻水平井成本 是一口直井的1.5～2.5倍。一口重返井的水平井成本约是 一口直井的0.4～1.3倍。 （2）一口水平井只能在某一期间开采一个产层。如果油 藏多层，尤其当垂直深度或渗透率变动大时，一口水平井 很难开采所有产层储量。 （3）水平井在美国的商业成功率为65%（钻在一个特殊 区块既定产层上的成功率更大）。这意味着，2/3水平井 取得商业成功，存在一定的项目早期风险。
9-1固井、完井、试油、采油
第九章 固井、完井与试油 §9-2 油气井完成
3. 裸眼完井
1) 定义：完井 时井底的储 集层是裸露 的，只在储 集层以上用 套管封固的 完井方法。
裸眼完井 先期裸眼完井 后期裸眼完井
先期裸眼完井：先 下油层套管至产层 顶部，后钻开生产 层。 后期裸眼完井：先 钻开生产层，后下 油层套管至产层顶 部。
•
§9-1 固井
注水泥设备包括：水泥车、水泥罐车、供液车 和压塞车。 底胶塞 • 注水泥工具包括：水泥头、 顶胶塞和底胶塞。
第九章 固井、完井与试油 §9-1 固井
4. 注水泥工艺流程
装水泥头、循环洗井
放下底胶塞、打隔离液
注水泥浆
压顶胶塞
井筒中替换成洗井液
碰压
第九章 固井、完井与试油
§9-2 油气井完成
3. 套管柱设计
安全原则：抗拉、抗挤、抗内压； 经济原则：
4. 下套管
基本工艺过程与下钻相同。
第九章 固井、完井与试油 §9-1 固井
四、注水泥
用一套专用设备将设计用量的水泥浆注入井内，并使其返 至套管外设计的位置称为注水泥。
1. 油井水泥
• • 为硅酸盐水泥的一种； 油井水泥需要具有：
– – – – 耐高温、高压能力； 较高的早期强度； 较短的候凝时间； 较强的耐腐蚀能力。
•
缺点：
– –
第九章 固井、完井与试油 §9-2 油气井完成
三、完井井底和井口装置
1. 完井井底装置
1) 2) 3) 4) 油管：使油气通过 它流到地面。 油管鞋：防止油管 内落物掉入井眼内。 筛管：减小油气进 入油管的阻力。 口袋：避免因油层 附近出砂造成砂堵 而不得不频繁地洗 井。
表层 套管 油管 中间套管 筛管 油层套管
第六章 油井生产技术原理
第六章
油井生产技术原理
第一节 完井与试油
第二节 油井流入动态 第三节 气液混合物在垂直管中的流动规律 第四节 深井泵采油技术原理
第三节
气液混合物在垂直管中的流动规律
原油从油层流到井底后具有的压力，是油藏流体沿井筒向上流动 的动力。无论井底压力高于还是低于泡点压力，流体将以多相混合物沿 井筒向上流动，流体是否能够流出井口，或进一步通过地面管线流到计 量站，取决于流体沿井筒中压力损失。因此研究和掌握气液混合物在油 管中的流动规律，对于控制和调节油井工作方式，以获得最大产量具有 重要意义。
⒈导管 用以保护井口附近的地表层，并建立泥浆循环。下 入深度取决于硬质地层的深度，约小于四十米。 ⒉表层套管
巩固上部比较疏松易塌不稳定岩层，安装封井器等 井口设备，下入深度一般为30～100米；
⒊技术套管 用于封隔某些难以控制的复杂地层，保证钻进顺利 进行，一般不下入技术套管，对于塌、漏、喷、卡等复 杂情况，可以通过调节泥浆性能来控制。 ⒋油层套管 钻开油层后必须下入的一层套管，用以封隔油气水 层，保证油井正常生产。
第一节 完井与试油
第二节 油井流入动态 第三节 气液混合物在垂直管中的流动规律 第四节 深井泵采油技术原理
第二节
油井流入动态
油井流入动态是指油井产量随井底流动压力 的变化关系，它反映了油藏对油井的供给能力；表 示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve)，简称IPR曲线。 油井流入动态关系是采油工程优化设计的基础,其重 要作用在于它以产量随流压变化的形式提供了不同 采油方式优化设计的边界条件；油井产能在整个开 发过程中是不断 变化的，但由于多井间能量传递的屏蔽效应，使得油井产能主要反映油井附近 地层能量供给和附近井的注采状况，而与远处的地层和井况没有关系；因此油 井产能在一定时间阶段内是相对稳定的。图6-11为典型的流入动态曲线，可以 看出，IPR曲线的基本形状与油藏驱动类型有关。
第一章 油井完井与试油(苍海)
• 国内外最为广泛的是射孔完井方式：包括套管射孔完井和 尾管射孔完井。
是在钻头钻至油层顶界后， 下套管住水泥固பைடு நூலகம்，然后 用小一级的钻头钻穿油层 至设计井深，用钻具将尾 管送松下并悬挂在套管上， 再对尾管住水泥固井，然 后射孔。
是钻钻穿油层直至设 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。
第一章 油井完井与试油
井身结构
• 导管：使钻井一开始就建立起泥浆循环，保护井 口附近的地层，引导钻头正常钻进。 • 表层套管：又叫地面套管、隔水层套管，他的作 用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层所在 的井壁，保护井眼和安装封隔器。 • 技术套管：用来封隔和保护油层上部难以控制的 复杂地层。 • 油层套管：保护井壁，形成油气通道，隔绝油、 气、水。
钻开油气层
• 这一步直接影响到一口井的生产能力，关系到是 否能够正确迅速地取得油层的各项资料。 • 钻开油气层应根据油层压力的高低和岩石性能严 格选择压井液，以保证安全生产，不损害或尽可 能的不损害油层。
完井方式
• 完井方式是指油层与井底的联通方式、井底结构 及完井工艺。
1、油层与井筒之间应保持最佳的联通条件 2、油层和井筒之间具有可能大的的渗流面积 3、应能有效的封隔油、气、水 层 4、能有效地·防止井壁崩塌，保持长期生产 5、应具备便于人工举升和井下作业等条件 6、工艺简单、先进、安全可靠、成本低
• 裸眼完井方式：指在钻开的生产层位不下入套管的完井方 式。可分为先期裸眼完井和后期裸眼完井。
裸眼完井的优点是油气与井底直接相 是不更换钻头，先钻至 是钻头钻至油气层顶界 设计设计精深后，下套 附近后，下套管注水泥 同，整个油层完全裸露，油层与井底 管至油层顶部，注水泥 固井。水泥浆上还至设 没有任何障碍，所以油气流入井内的 浆固井。固井时通常在 计高度后，在从套管中 阻力很小，其产能较高。缺点是使用 油层段垫沙或者低失水、 下入直径较小的钻头 ， 高粘度的钻井液，防止 范围小，仅能适用于岩层非常坚固稳 钻穿水泥塞，钻开油层 至设计井深完井。 水泥浆下沉。 定，无油气水夹层的单一油层。
油水井完井与试油
割缝衬管完井的特点
（1）主要用于出砂不严重油层或防止岩屑落入裸眼井筒中； （2）既起到裸眼完井作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井 筒； （3）在一定程度上具有防砂的作用； （4）工艺简单，操作方便，成本低； （5）适用于中粗砂粒油层，特别是水平井中使用。
4、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。
因而钻开油层时应根据油层压力的高低和岩石性能严格选择压井液，以 保证安全生产，不损害或尽可能少损害油层。通常钻高压油层采用密度较大 的压井液，对于压力较低的油层，应当减小压井液的密度，以免损害油层。
油层损害--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。
5
三、完井方式及选择
完井方式： 油层与井筒的连通方式、井底结构及完井工艺。
6、化学固砂完井
化学固砂是以各种材料（水泥浆、酚醛树脂等）为胶结剂，以轻质油为增孔 剂，以各种硬质颗粒（石英砂、核桃壳等）为支撑剂，按一定比例拌合均匀后， 挤入套管外堆积于出砂层位，靠油层温度凝固后形成具有一定强度和渗透率的 人工井壁，防止油层出砂。或者不加支撑剂，直接将胶结剂挤入套管外出砂层 中将疏松砂岩胶结牢固亦可。
井深和射孔深度要求严格，固井质量要 求高，水泥浆可能损害油气层。
尾管射孔完井方式 套管射孔完井方式
射孔完井的适用条件：
（1）复杂地质条件要求实施分隔层段的储层； （2）要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处 理的油层； （3）要求实施大规模水力压裂作业的低渗透油层； （4）含油层段长、夹层厚度大、不适于裸眼完井的构造 复杂的油气层。
完井与试油
第一章完井第一节油井完成概述：完井概念、完井目的、完井内容一、钻开油气层二、井身结构三、完井方式（分析思路：各种方式的概念、优缺点即特点、适应性）第二节射孔一、分类二、射孔工艺三、射孔参数第二章试油一、试油目的和任务及工艺程序二、诱导油流的方式三、试油工艺技术概述：1、完井概念：完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。
以前的概念过于狭窄 （完井是钻井工程和采油工程的结合部，既是钻井工程最后的一个重要环节）。
2、目的：如万仁薄P43、内容：如万仁薄P1第一节 油井完成一、钻开油气层钻开油气层是油井完成的首要工序，是钻井过程中的关键一步，这一工作的好坏直接影响一口井的生产能力，关系到是否能够正确迅速取得油层各项资料。
当油层被打开时，油层内的油气压力与井筒中泥浆柱的压力出现相互制约的关系。
若泥浆柱的压力小于油层压力，且井口又控制不当时，地层中的油气流就会流入井中，造成井喷等严重事故；若泥浆柱的压力大于地层压力时．则泥浆中的水、粘土颗粒及其它有害物质，会侵入油层造成“污染”，使井筒附近的渗透率降低影响油井产量，有时甚至不出油。
因而钻开油层时应根据油层压力的高低和岩性性能，应严格选择压井液，以保证安全生产和不污染或尽可能减少污染油层为准。
通常钻高压油层采用密度较大的压井液（性能指标依地层而异），对于压力较低的油层，应适当减小压井液的密度，以免污染油层。
二、井身结构 1．井身结构井身结构是指油井钻完后，所下入套管的层次、直径、下入深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥的上返高度等，如图1－1所示。
（1）隔水导管隔水套管使钻井一开始就建立起泥浆循环，保护井口附近的地层，引导钻头正常钻进。
下入深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通常为2～40m 。
隔水套管下部要用混凝土稳固地固定于坚硬的岩层上。
所用导管的直径尺寸一般在450mm(17 3/4")和375mm(14 3/4")等。
完井与试油
着高效能、大威力油井射孔技术的出现，裸眼完井
油层的优点已不如过去那么突出。目前，裸眼完井 法已很少采用。
优点：既可以选择性地射开不
2、 射孔完井法
泛和最主要使用的一种完井 尾管射孔完井。
同压力、不同物性的油层，以
避免层间干扰，还可以避开夹 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
如前，再钻一个 更小的井眼， 再下相应的 套管，防止 塌陷。
一、井身结构的概念
井身结构的内容包括：
下入套管的层次、直径、
深度； 各层套管所对应的钻头尺 寸； 各层套管的水泥返高。
合理的井身结构应既能满足钻井 和采油工艺的要求，又要符合节约 钢材和水泥、降低钻井成本的原则。
（一）导管 井身结构中靠近裸眼井壁的第一层 套管称为导管。导管的作用是：钻井开 始时保护井口附近的地表层不被冲垮， 建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保 证井眼钻凿的垂直等。 下入导管的深度一般取决于地表层 的深度。通常导管下入的深度为2 ~ 40 m。下导管的方法较简单，是把导管对 准井位的中心铅垂直方向下入，导管与 井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固 牢。
井身结构中各层套管直径的大小主要取决于油层套管直径 和井眼与套管的间隙。油层套管的直径大时，相应的技术
套管、表层套管及导管的直径就增大，各次开钻时的钻头
直径也要增大。 下入井内的油层套管的直径大小，一般应以油气井的产量 和常用井下修井工具的尺寸确定。 目前，各油田普遍采用的油层套管直径有114mm、
Gravel Packing Completions
Openhole Gravel Packing
裸眼砾石充填
管内砾石充填
Inside-Casing Gravel Packing 油层套管
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。
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1.影响油井射孔产能的因素 1.影响油井射孔产能的因素
孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、压 孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、 实程度、压实厚度及非均质性等。 实程度、压实厚度及非均质性等。
⑴孔深、孔密与油井产能比的关系 孔深、
⑵孔径与油井产能比关系曲线
⑶相位角和各向异性与油井产能比的关系
⑵尾管射孔
特点 有利于保护油层， 有利于保护油层， 可以减少套管重量和固 井水泥的用量， 井水泥的用量，从而降 低完井成本。 低完井成本。
尾管射孔完井方式
3. 割缝衬管完井方式 ⑴割缝衬管完井
用同尺寸钻头钻穿油层后 ，套管柱下端连接衬管下入 油层部位， 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。 层顶界以上的环形空间。
沿孔隙、裂缝侵入 沿孔隙、
水侵和泥侵 各种不同性质和不同程度的损害
2.影响泥侵的主要因素 影响泥侵的主要因素
①压差的大小。压差越大，泥侵越严重。 压差的大小。压差越大，泥侵越严重。 ②生产层的性质。油气渗透率越大，泥侵 生产层的性质。油气渗透率越大， 越严重。 越严重。 ③洗井液的固相含量。洗井液中固相含量 洗井液的固相含量。 越多，颗粒越细，堵塞就越严重。 越多，颗粒越细，堵塞就越严重。
⑷油井射孔压实程度与产能比的关系
⑸油井射孔压实程度与产能比关系曲线
射孔压实伤害带微观结构（Saucier） 射孔压实伤害带微观结构（Saucier）
2.射孔工艺设计 2.射孔工艺设计
射孔方式、射孔枪、弹和射孔液选择 射孔方式、射孔枪、
⑴射孔方式选择
★ ★ ★ ★ ★ ★
电缆输送套管枪射孔 油管输送射孔(TCP) 油管输送射孔(TCP) 油管输送射孔联作 电缆输送过油管射孔(TTP) 电缆输送过油管射孔(TTP) 超高压正压射孔 高压喷射和喷砂射孔
优点：
◆
油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，完 油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，
善程度高。 善程度高。
缺点：
◆ ◆ ◆
不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响； 不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响； 不能克服油、 不能克服油、气、水层的相互干扰； 水层的相互干扰； 无法进行选择性酸化或压裂等。 无法进行选择性酸化或压裂等。
1-生产油管； 生产油管； 2-生产密封总 成； 3-盘式循环接 头； 油管接箍； 4-油管接箍； 5-重力引爆头 与射孔释放 装置； 装置； 射孔枪； 6-射孔枪； 生产封隔器； 7-生产封隔器； 导向接头； 8-导向接头； 投棒； 9-投棒； 10-锤击； 10-锤击； 1111-引爆头
油管输送射孔与投产联作示意图
第六章 完井与试油
主要研究内容
油气井完成 油气层保护 试油
第一节
完井工程： 完井工程：
油气井完成
衔接钻井和采油工程而又相对独立的工 是从钻开油层到固井、完井、 程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管 排液、诱导油流， 柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程 组成的系统工程。 组成的系统工程。 钻开油气层 完
聚能式射孔弹
聚能射孔弹是由弹壳、聚能药罩（金属粉末衬套）、主 聚能射孔弹是由弹壳、聚能药罩（金属粉末衬套）、主 ）、 体炸药和导爆索组成。 体炸药和导爆索组成。
聚能弹结构示意图
DP型射孔弹技术规格和性能指标 DP型射孔弹技术规格和性能指标
射孔弹型号 孔射孔 器外径 (mm) 孔密 (孔/ 米) 装药量 （g ） 48小时 48小时 耐温 (°C) 套管外 径 mm） （mm） API RP-43混凝土 RP-43混凝土 靶 孔径 mm） （mm） 7.2 5.5 5.5 5.5 穿深 mm） （mm） 185 160 160 185 45#钢靶 45#钢靶
缺点
⑴井下衬管损坏后无法修理； 井下衬管损坏后无法修理； ⑵油层易受固井水泥浆的损害； 油层易受固井水泥浆的损害； 割缝衬管完井方式 ⑶其他缺点同裸眼完井。 其他缺点同裸眼完井。
⑵改进后的割缝衬管完井 改进后的割缝衬管完井
钻至油层顶界后，先下套管注 钻至油层顶界后， 水泥固井， 水泥固井，再钻穿油层至设计 井深。 井深。最后在油层部位下入预 选的割缝衬管， 选的割缝衬管，依靠衬管顶部 的衬管悬挂器(卡瓦封隔器) 的衬管悬挂器(卡瓦封隔器)， 将衬管挂在套管上。 将衬管挂在套管上。
⑵后期裸眼完井
不更换钻头，直接钻穿油层 不更换钻头， 至设计井深， 至设计井深，然后下套管至 油层顶界附近， 油层顶界附近，注水泥固井 固井时， 。固井时，为防止水泥浆损 害套管鞋以下的油层， 害套管鞋以下的油层，通常 在油层段垫砂或者替入低失 高粘度的钻井液， 水、高粘度的钻井液，以防 水泥浆下沉。 水泥浆下沉。
优点
⑴油层不会受固井水泥浆损害； 油层不会受固井水泥浆损害； ⑵当割缝衬管发生磨损或失效时 也可以起出修理或更换。 也可以起出修理或更换。
4. 砾石充填完井方式 ⑴直接充填
裸眼砾石充填 套管内砾石充填
先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将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， 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。 层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。
高压喷射和喷砂射孔 高压喷射射孔
利用高压流体射流配合机械打孔装置在套管上钻孔， 利用高压流体射流配合机械打孔装置在套管上钻孔，并以高 机械打孔装置在套管上钻孔 压射流穿透地层，带喷嘴的软管边喷边前进，射孔后收回。 压射流穿透地层，带喷嘴的软管边喷边前进，射孔后收回。 孔径为14 25mm，最大穿透深度可达3m 143m。 孔径为14-25mm，最大穿透深度可达3m。
二、确定完井方式
完井方式：油层与井筒的连通方式。 完井方式：油层与井筒的连通方式。 完井方式分类： 完井方式分类：
● ● ● ●
裸眼完井 套管或尾管射孔完井 割缝衬管完井 裸眼或套管内砾石充填完井
1.裸眼完井方式 1.裸眼完井方式 ⑴先期裸眼完井
钻头钻至油层顶界附近后， 钻头钻至油层顶界附近后， 油层顶界附近后 下套管注水泥固井。 下套管注水泥固井。水泥浆 上返至预定的设计高度后， 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， 钻头，钻穿水泥塞，钻开油 层至设计井深完井。 层至设计井深完井。
损害机理
① 外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害； 外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害； ② 外来流体与储层流体不配伍造成的损害； 外来流体与储层流体不配伍造成的损害； ③ 毛细现象造成的损害； 毛细现象造成的损害； ④ 固相颗粒堵塞引起的损害。 固相颗粒堵塞引起的损害。
二、储层敏感性
定义：储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度。 定义：储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度。 储层敏感性评价： 储层敏感性评价：
⑵射孔枪、弹选择 射孔枪、
多次使用枪身 有枪身式管式枪 电缆射孔枪 一次使用枪身 销毁式 不可销毁式
射 孔 枪
无枪身式绳式枪
无缆射孔枪: 无缆射孔枪:也称油管传输射孔枪
聚能式射孔弹 射 孔 弹 射孔原理：将炸药点燃，形成高温高压气流，高速冲 射孔原理：将炸药点燃，形成高温高压气流， 击到套管壁上，将障碍物击穿。 击到套管壁上，将障碍物击穿。 喷发瞬间气流速度到达6000 9000m/s， 喷发瞬间气流速度到达6000-9000m/s，温度达到几千 6000摄氏度，冲击压力达到14000 20000Mpa。 14000摄氏度，冲击压力达到14000-20000Mpa。 子弹式射孔弹 射孔原理：炸药点燃后，形成高压气体，推动子 射孔原理：炸药点燃后，形成高压气体， 弹头在枪管中运动， 弹头在枪管中运动，依靠高速运动的子弹能将障 碍物击穿。 碍物击穿。 子弹式射孔弹由子弹头、弹壳、底火组成。 子弹式射孔弹由子弹头、弹壳、底火组成。
水力喷砂射孔
高压液携砂，携砂浓度5%左右，利用高压喷砂液体将套管射穿 5%左右 高压液携砂，携砂浓度5%左右， 继而射向地层。 ，继而射向地层。 由于射流压力高，有可能在地层射开一个洞穴，不利于生产。 由于射流压力高，有可能在地层射开一个洞穴，不利于生产。
高 压 流 体 射 流 井 下 射 孔 示 意 图
井 过 程
确定完井方式 安装井口及井底装置 试油
一、钻开油气层
液柱压力小于油气层压力 洗井液产生油、 洗井液产生油、气侵 导致井喷事故 液柱压力大于油气层压力 洗井液侵入油、 洗井液侵入油、气层 堵塞地层通道 渗透率下降 “枪毙”油气层 枪毙”
1．洗井液对油气层的损害
洗井液液柱压力通常大于地层压力
121 121 121 121
73 114 127 140
⑶射孔液选择
射孔液 对油层 可能造 成损害 ① 射孔液固相颗粒损害 ② 射孔液滤失造成损害 ③ 射孔液速敏造成损害
射孔液体系
① 无固体清洁盐水射孔液 ② 聚合物射孔液 ③ 油基射孔液 ④ 酸基射孔液
第二节
一、油气层损害
油气层保护
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。 油层渗透率下降的现象。
超高压正压射孔工艺
利用聚能射孔时射流局部高压[ 利用聚能射孔时射流局部高压[（3-4）×104 Mpa]和流速 Mpa]和流速 2000m/s)，在极高的正压下进行射孔。 (约2000m/s)，在极高的正压下进行射孔。 我国矿场试验中，在射孔前向井内注入氮气， 我国矿场试验中，在射孔前向井内注入氮气，使其压力高 氮气 于地层孔隙压力或破裂压力再射孔， 于地层孔隙压力或破裂压力再射孔，利用爆炸能和氮气膨 胀能使孔眼周围形成微裂隙 微裂隙并延伸扩展改善近井地带渗流 胀能使孔眼周围形成微裂隙并延伸扩展改善近井地带渗流 能力，然后打开井口放掉氮气使井底形成负压， 放掉氮气使井底形成负压 能力，然后打开井口放掉氮气使井底形成负压，起到清洁 孔眼和诱喷作用。 孔眼和诱喷作用。 优点 Ⓐ在较长时间内施加高压，有利于井眼稳定； 在较长时间内施加高压，有利于井眼稳定； 使孔眼裂缝扩张，增加孔眼有效通道； Ⓑ使孔眼裂缝扩张，增加孔眼有效通道； 射孔后继续注酸（或液氮）可以起到增产效果。 Ⓒ射孔后继续注酸（或液氮）可以起到增产效果。
孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、压 孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、 实程度、压实厚度及非均质性等。 实程度、压实厚度及非均质性等。
⑴孔深、孔密与油井产能比的关系 孔深、
⑵孔径与油井产能比关系曲线
⑶相位角和各向异性与油井产能比的关系
⑵尾管射孔
特点 有利于保护油层， 有利于保护油层， 可以减少套管重量和固 井水泥的用量， 井水泥的用量，从而降 低完井成本。 低完井成本。
尾管射孔完井方式
3. 割缝衬管完井方式 ⑴割缝衬管完井
用同尺寸钻头钻穿油层后 ，套管柱下端连接衬管下入 油层部位， 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。 层顶界以上的环形空间。
沿孔隙、裂缝侵入 沿孔隙、
水侵和泥侵 各种不同性质和不同程度的损害
2.影响泥侵的主要因素 影响泥侵的主要因素
①压差的大小。压差越大，泥侵越严重。 压差的大小。压差越大，泥侵越严重。 ②生产层的性质。油气渗透率越大，泥侵 生产层的性质。油气渗透率越大， 越严重。 越严重。 ③洗井液的固相含量。洗井液中固相含量 洗井液的固相含量。 越多，颗粒越细，堵塞就越严重。 越多，颗粒越细，堵塞就越严重。
⑷油井射孔压实程度与产能比的关系
⑸油井射孔压实程度与产能比关系曲线
射孔压实伤害带微观结构（Saucier） 射孔压实伤害带微观结构（Saucier）
2.射孔工艺设计 2.射孔工艺设计
射孔方式、射孔枪、弹和射孔液选择 射孔方式、射孔枪、
⑴射孔方式选择
★ ★ ★ ★ ★ ★
电缆输送套管枪射孔 油管输送射孔(TCP) 油管输送射孔(TCP) 油管输送射孔联作 电缆输送过油管射孔(TTP) 电缆输送过油管射孔(TTP) 超高压正压射孔 高压喷射和喷砂射孔
优点：
◆
油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，完 油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，
善程度高。 善程度高。
缺点：
◆ ◆ ◆
不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响； 不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响； 不能克服油、 不能克服油、气、水层的相互干扰； 水层的相互干扰； 无法进行选择性酸化或压裂等。 无法进行选择性酸化或压裂等。
1-生产油管； 生产油管； 2-生产密封总 成； 3-盘式循环接 头； 油管接箍； 4-油管接箍； 5-重力引爆头 与射孔释放 装置； 装置； 射孔枪； 6-射孔枪； 生产封隔器； 7-生产封隔器； 导向接头； 8-导向接头； 投棒； 9-投棒； 10-锤击； 10-锤击； 1111-引爆头
油管输送射孔与投产联作示意图
第六章 完井与试油
主要研究内容
油气井完成 油气层保护 试油
第一节
完井工程： 完井工程：
油气井完成
衔接钻井和采油工程而又相对独立的工 是从钻开油层到固井、完井、 程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管 排液、诱导油流， 柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程 组成的系统工程。 组成的系统工程。 钻开油气层 完
聚能式射孔弹
聚能射孔弹是由弹壳、聚能药罩（金属粉末衬套）、主 聚能射孔弹是由弹壳、聚能药罩（金属粉末衬套）、主 ）、 体炸药和导爆索组成。 体炸药和导爆索组成。
聚能弹结构示意图
DP型射孔弹技术规格和性能指标 DP型射孔弹技术规格和性能指标
射孔弹型号 孔射孔 器外径 (mm) 孔密 (孔/ 米) 装药量 （g ） 48小时 48小时 耐温 (°C) 套管外 径 mm） （mm） API RP-43混凝土 RP-43混凝土 靶 孔径 mm） （mm） 7.2 5.5 5.5 5.5 穿深 mm） （mm） 185 160 160 185 45#钢靶 45#钢靶
缺点
⑴井下衬管损坏后无法修理； 井下衬管损坏后无法修理； ⑵油层易受固井水泥浆的损害； 油层易受固井水泥浆的损害； 割缝衬管完井方式 ⑶其他缺点同裸眼完井。 其他缺点同裸眼完井。
⑵改进后的割缝衬管完井 改进后的割缝衬管完井
钻至油层顶界后，先下套管注 钻至油层顶界后， 水泥固井， 水泥固井，再钻穿油层至设计 井深。 井深。最后在油层部位下入预 选的割缝衬管， 选的割缝衬管，依靠衬管顶部 的衬管悬挂器(卡瓦封隔器) 的衬管悬挂器(卡瓦封隔器)， 将衬管挂在套管上。 将衬管挂在套管上。
⑵后期裸眼完井
不更换钻头，直接钻穿油层 不更换钻头， 至设计井深， 至设计井深，然后下套管至 油层顶界附近， 油层顶界附近，注水泥固井 固井时， 。固井时，为防止水泥浆损 害套管鞋以下的油层， 害套管鞋以下的油层，通常 在油层段垫砂或者替入低失 高粘度的钻井液， 水、高粘度的钻井液，以防 水泥浆下沉。 水泥浆下沉。
优点
⑴油层不会受固井水泥浆损害； 油层不会受固井水泥浆损害； ⑵当割缝衬管发生磨损或失效时 也可以起出修理或更换。 也可以起出修理或更换。
4. 砾石充填完井方式 ⑴直接充填
裸眼砾石充填 套管内砾石充填
先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将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， 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。 层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。
高压喷射和喷砂射孔 高压喷射射孔
利用高压流体射流配合机械打孔装置在套管上钻孔， 利用高压流体射流配合机械打孔装置在套管上钻孔，并以高 机械打孔装置在套管上钻孔 压射流穿透地层，带喷嘴的软管边喷边前进，射孔后收回。 压射流穿透地层，带喷嘴的软管边喷边前进，射孔后收回。 孔径为14 25mm，最大穿透深度可达3m 143m。 孔径为14-25mm，最大穿透深度可达3m。
二、确定完井方式
完井方式：油层与井筒的连通方式。 完井方式：油层与井筒的连通方式。 完井方式分类： 完井方式分类：
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裸眼完井 套管或尾管射孔完井 割缝衬管完井 裸眼或套管内砾石充填完井
1.裸眼完井方式 1.裸眼完井方式 ⑴先期裸眼完井
钻头钻至油层顶界附近后， 钻头钻至油层顶界附近后， 油层顶界附近后 下套管注水泥固井。 下套管注水泥固井。水泥浆 上返至预定的设计高度后， 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， 钻头，钻穿水泥塞，钻开油 层至设计井深完井。 层至设计井深完井。
损害机理
① 外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害； 外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害； ② 外来流体与储层流体不配伍造成的损害； 外来流体与储层流体不配伍造成的损害； ③ 毛细现象造成的损害； 毛细现象造成的损害； ④ 固相颗粒堵塞引起的损害。 固相颗粒堵塞引起的损害。
二、储层敏感性
定义：储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度。 定义：储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度。 储层敏感性评价： 储层敏感性评价：
⑵射孔枪、弹选择 射孔枪、
多次使用枪身 有枪身式管式枪 电缆射孔枪 一次使用枪身 销毁式 不可销毁式
射 孔 枪
无枪身式绳式枪
无缆射孔枪: 无缆射孔枪:也称油管传输射孔枪
聚能式射孔弹 射 孔 弹 射孔原理：将炸药点燃，形成高温高压气流，高速冲 射孔原理：将炸药点燃，形成高温高压气流， 击到套管壁上，将障碍物击穿。 击到套管壁上，将障碍物击穿。 喷发瞬间气流速度到达6000 9000m/s， 喷发瞬间气流速度到达6000-9000m/s，温度达到几千 6000摄氏度，冲击压力达到14000 20000Mpa。 14000摄氏度，冲击压力达到14000-20000Mpa。 子弹式射孔弹 射孔原理：炸药点燃后，形成高压气体，推动子 射孔原理：炸药点燃后，形成高压气体， 弹头在枪管中运动， 弹头在枪管中运动，依靠高速运动的子弹能将障 碍物击穿。 碍物击穿。 子弹式射孔弹由子弹头、弹壳、底火组成。 子弹式射孔弹由子弹头、弹壳、底火组成。
水力喷砂射孔
高压液携砂，携砂浓度5%左右，利用高压喷砂液体将套管射穿 5%左右 高压液携砂，携砂浓度5%左右， 继而射向地层。 ，继而射向地层。 由于射流压力高，有可能在地层射开一个洞穴，不利于生产。 由于射流压力高，有可能在地层射开一个洞穴，不利于生产。
高 压 流 体 射 流 井 下 射 孔 示 意 图
井 过 程
确定完井方式 安装井口及井底装置 试油
一、钻开油气层
液柱压力小于油气层压力 洗井液产生油、 洗井液产生油、气侵 导致井喷事故 液柱压力大于油气层压力 洗井液侵入油、 洗井液侵入油、气层 堵塞地层通道 渗透率下降 “枪毙”油气层 枪毙”
1．洗井液对油气层的损害
洗井液液柱压力通常大于地层压力
121 121 121 121
73 114 127 140
⑶射孔液选择
射孔液 对油层 可能造 成损害 ① 射孔液固相颗粒损害 ② 射孔液滤失造成损害 ③ 射孔液速敏造成损害
射孔液体系
① 无固体清洁盐水射孔液 ② 聚合物射孔液 ③ 油基射孔液 ④ 酸基射孔液
第二节
一、油气层损害
油气层保护
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。 油层渗透率下降的现象。
超高压正压射孔工艺
利用聚能射孔时射流局部高压[ 利用聚能射孔时射流局部高压[（3-4）×104 Mpa]和流速 Mpa]和流速 2000m/s)，在极高的正压下进行射孔。 (约2000m/s)，在极高的正压下进行射孔。 我国矿场试验中，在射孔前向井内注入氮气， 我国矿场试验中，在射孔前向井内注入氮气，使其压力高 氮气 于地层孔隙压力或破裂压力再射孔， 于地层孔隙压力或破裂压力再射孔，利用爆炸能和氮气膨 胀能使孔眼周围形成微裂隙 微裂隙并延伸扩展改善近井地带渗流 胀能使孔眼周围形成微裂隙并延伸扩展改善近井地带渗流 能力，然后打开井口放掉氮气使井底形成负压， 放掉氮气使井底形成负压 能力，然后打开井口放掉氮气使井底形成负压，起到清洁 孔眼和诱喷作用。 孔眼和诱喷作用。 优点 Ⓐ在较长时间内施加高压，有利于井眼稳定； 在较长时间内施加高压，有利于井眼稳定； 使孔眼裂缝扩张，增加孔眼有效通道； Ⓑ使孔眼裂缝扩张，增加孔眼有效通道； 射孔后继续注酸（或液氮）可以起到增产效果。 Ⓒ射孔后继续注酸（或液氮）可以起到增产效果。