《井下作业》第一章完井
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
井下作业
二、井下作业设备及主要消耗简介
水龙头
是修井机旋转系统的一个部件。它上部悬挂在大钩上，下 部通过方钻杆与钻柱相连接，在循环修井工作液的同时悬 挂钻柱，并保证钻柱旋转
钢丝绳
光杆及防掉帽、方卡子、光杆密 封器、井口螺丝及帽、各个闸门 及卡箍等
其 它：
井口电缆、施工井场环境卫生等
双方要签字
三、井下作业过程简介
准备、检查内容
绷绳 井架 游动 天车 井场
三、井下作业过程简介
3 洗井
水泥车，80℃以上，水量不少于 24方，彻底，水池干净。然后正打压 试油管漏失情况。
正打压
下放 杆柱
二、井下作业设备及主要消耗简介
其它主要辅助设备
立放固定式井架设备（有打桩机、立放运井架车） 作业施工搬家设备（吊车、卡车、座拖、油管拉运车、
抓管机） 作业施工设备（水泥车、罐车、锅炉车、高温热洗车、
抽油泵拉运车、电泵拉运车、野营房、 工具房、环保池） 作业收尾设备（推土机、挖掘装载机、升降车）
二、井下作业设备及主要消耗简介 （二）、主要材料的消耗情况
（四）、科技发展、成本管理对井下作业系统的要求
一、井下作业系统简介
井下作业系统负责作业工艺方案实施 前后的组织、协调、施工、监督、考核工 作，并通过强化管理和技术创新，降低作 业成本，为完成厂原油生产和经营计划提 供强有力的措施保障。
一、井下作业系统简介
（一）、井下作业的概念
油田的开采是由“井”来实现的。而“井”是由钻井来完成 的，“井”又分为采出井和注入井。井身结构主要包括外 层套管（油层套管、技术套管、表层套管）和内层的油 管。井下作业是通过各种技术手段对油水井进行增产增 注、对有故障的油水井恢复正常生产的施工过程。一般 分为措施性井下作业和维护性作业。
井下作业
上卸扣工具
液动油管钳是靠液压系统进行控制和传递动力的上 卸油管扣的专用工具。
修井的任务：（维护、修理、油层改造三大任务）
一、油水井井下作业的种类
修井作业十项基本内容
A、完井； B、分采分注；（机堵、水井分层注水） C、检、下泵； D、油层改造；（压裂、酸化、调剖、解堵、化堵等） E、事故处理；（大修、小修的解卡等） F、验串、找漏、封堵；
G、动管柱测试；（检测井）
H、生产方案调整；（换大小泵、泵加深、上提泵挂、改电泵、电泵改抽、调层、 油转注、水井改抽等）
采油（气）树连接型式分为螺纹式、法兰式和卡箍式三种，法兰式 和卡箍式最常用。 采油（气）树最大工作压力由其端部或出口连接的最大工作压力决 定。
KQS25/65型采气树
清蜡闸门
生产闸门
节流器（针阀）
小四通 总闸门
大四通 套管闸门
采气树与采油树结构相似，由于天然气和油的物理性质不同，其结构有一定的 区别，即所有部件都采用法兰连接，套管闸门、总闸门都成对配置，一个工作一个 备用。节流器采用针型阀,而不是用固定孔径油嘴，全部部件经抗硫化氢处理。
（五）工具图纸设计技术要求 1、图纸设计必须有组装图
2、图纸设计必须标注配合公差
3、图纸设计必须标注形位公差 4、图纸设计必须标注加工耝造度 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺 6、图纸设计必须标注参考基准面
7、图纸设计必须标注技术要求
地面配套工具 抽油泵及辅助工具 封隔器及辅助工具 修井打捞工具 修井螺杆钻具 激光割缝筛管 钻磨铣工具 套管整形及修复工具
井下作业工具
一、油水井井下作业的种类
什么是井下作业？
在石油与天然气勘探开发中，
井下作业施工要求及质量管理考核办法
井下作业施工要求及质量管理考核办法第一章总则第一条为了提高井下作业质量，加快作业进度，有效控制作业费用，特制定本办法。
第二条本办法适用于雄鹰(联营)公司所属修井队的油水井井下施工作业。
第二章作业交接管理第三条由公司调度室向各作业队出具修井派工单, 内容包括施工井号、施工目的、施工日期、作业队号,未办理交接手序不允许施工。
第四条作业完井后要求设备、配件齐全完好；井场平整，卫生恢复到施工前的水平；井口安装规范、无渗漏，光余符合要求，生产正常。
不符合要求的,限期整改并视情况给予罚款。
第五条在施工作业中,由于人为原因造成油井设备损坏、配件丢失或造成重大污染等问题时，由修井队承担，同时视情况扣罚井口补助费。
第三章作业技术管理第六条修井队接到施工任务后，由技术人员认真查阅井史资料，了解掌握井下状况、施工目的、油水井生产情况等。
否则造成的损失由修井队承担。
第七条开工前由作业队技术员组织技术交底。
重点工序由负责人在现场指挥、指导。
第八条技术交底的主要内容有：施工目的、施工步骤、施工管柱结构、工序质量验收标准、技术操作规程、风险工序事故预案、注意事项、目前井筒状况等。
第九条作业队必须严格按作业设计内容进行施工，禁止无设计施工，不得随意更改设计。
发现问题及时反映，需增减施工工序的，由各井队上报作业大队,协调同意后方可实施。
因井队私自更改设计或不按设计施工,造成所发生的费用无法结算的，由井队承担相应费用。
第十条作业施工要求躺井必须找出原因，措施井达到施工目的。
第四章施工组织要求第十一条作业队上岗人员必须经过岗位培训，具备本岗位的实际操作技能后方可上岗。
第十二条上岗人员要遵守劳动纪律，不脱岗、乱岗，不酒后上岗。
第十三条对于重点工序如冲砂、钻塞、射孔、酸化、压裂、打捞、解卡等，必须有技术人员现场指导施工。
第十四条施工现场出现险情时，如井喷等，要及时组织人员进行抢险，做到反应迅速、操作熟练。
第五章现场开工准备第十五条修井机停放地面要平整、坚实。
完井与井下作业
石油与天然气工程学院油气田开发教研室 焦国盈
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
2、封隔器
作用：封闭裸眼层或套管内的 某些层位
原理：橡胶筒，在液压或机械 作用下张开，封堵裸眼的岩层 或套管的内壁
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
分层开采 适合的开 采工艺
压裂酸化
多层完井 适应性：各种油气藏
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
三、割缝衬管完井法
第一种在钻完油层后，下入下端连接衬管的套管柱 到油层部位，使用套管外封隔器注水泥封固油层以 上井段的环形空间。 缺点：如果衬管损坏了，修理困难。 第二种完井方式（常用）：当钻头钻到油层顶部， 下人套管至油层顶部，注水泥固井，下入钻头从套 管鞋继续向下钻穿油气层至完井井深，再下入带割 缝衬管的管柱，用封隔器密封的环形空间。 优点：当衬管损坏时可以起出更换。
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《完井与井下作业》 第三章 油气井完井方法
缝眼宽度:e≤2d10 缝眼长度：一般长为20~30mm，由于横向 衬管强度低，故缝长较短，多为20~50mm。 纵向割缝的缝长一般为50~300 mm。 缝眼的排列：缝眼的排列有两种：一种是 与管的轴线相平行，即纵向排列，又有直 缝式、楔缝式、组合楔缝式三种排列；另 一种是与管的轴线垂直的横向排列，又称 为水平式。 缝眼数量：缝眼的总面积为衬管外表总面 积的2％。
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001井下作业专业知识讨讲座
有关名词及术语
联顶节方入：指钻井转盘上平面 到第一根套管接箍上平面之间 的距离。 完钻井深：从转盘上平面到钻井 完成时钻头所钻井的最后位置 之间的距离。 套管深度：从转盘上平面到套管 鞋的深度。 人工井底：钻井或试油时，在套 管内留下的水泥塞面叫人工井 底。其深度是从转盘上平面到 人工井底之间的距离。
固定式井架规格
井架规格(m) BJ-18 天车滑轮数 (个) 4 负荷, kN 300 使用范围 1500m以内井常规作业 1500m以内井大修 1500m以内井事故处理 2500m以内井常规作业 2000~3000m井作业
BJ-18
5
500
BJ-24
5
500
二、天车、游动滑车
1、结构 (1)天车是一组定滑轮。它由滑轮、天车轴、 天车架及轴承等主要零件组成。 天车的滑轮有5～8个,同装在一根天车轴上, 排成一行。 (2)游动滑车是一组动滑轮。它由滑轮、游 车轴、下提环、下销座、侧板、提环销及轴 承组成, 游动滑车由4～7个滑轮组成,同装在 一根游车轴上,排成一列。
井下作业现场
第一章 油、水井
第一节 井的概念及井身结构
一、井的概念 石油和天然气埋藏在地下几十 米至几千米的油气层中，要把它开 采出来，需要在地面和地下油（气） 层之间建立一条油层通道，这条通 道就是井。为了开采石油和天然气， 在油田勘探和开发过程中，凡是为 了从地下获得油（气）而钻的井， 统称为石油井。 对于一口钻完进尺的井眼，井 内有钻井液和泥饼保护井壁，这时 的井称之为裸眼井。
天车的基本参数
天车型号 TC20-4 TC35-5 TC60-5 TC70-5 TC80-5 TC90-5 最大钩载, kN 225 360 585 675 800 900 滑轮数,个 4 5 5 5 5 5 钢丝绳公称直 径,mm 19 22 22 22 22 26
石油开发 井下作业 完井(中途)电测 操作规程
完井（中途）电测操作规程
1 主题内容与适用范围
本规程规定了油(气)水井、定向井、水平井、丛式井的中途电测的操作内容及要求。
本规程参照标准 SY/T5276－1995《石油测井作业安全规程》
2 程序内容
2.1 施工准备
2.1.1 井眼准备、钻井液及电测仪表的调试。
2.2 施工程序
2.2.1 完井后大排量循环钻井液 2-3 周,井底清扫干净,同时调整钻井液使之有较高的流变性。
2.2.2 在钻井液中加入润滑剂及玻璃微珠，打入井底，循环返至管脚。
停泵，转盘高速（80-100rpm/min）旋转 1-2 分钟，使之摔打贴于井壁。
2.2.3 限速起出井内钻具。
2.2.4 换装封井器电缆胶心。
2.2.5 配合测井操作人员进行测井施工。
2.2.6 钻台上须留一人观察下井仪器及电缆，做好防掉工作。
2.2.7 观察泥浆循环槽出口有无溢流。
3 质量安全环保要求
3.1 质量要求
3.1.1 井眼通畅无阻，仪器地面调试正常。
3.1.2 井队录取资料：井径、井斜角、方位角、全角变化率。
3.2 安全环保要求
3.2.1 下井仪器若遇阻，不得硬冲。
须起出电缆，通井。
3.2.2 下井仪器若遇卡，不得硬提，以防拉断电缆，仪器掉入井内。
反复活动，起出电缆，通井。
3.2.3 电测时保证供电正常。
3.2.4 电测仪器在窗口遇阻，不能强冲和硬提，避免造成割、挂电缆事故。
井下作业概述课件
1
作业基础知识
2、井下作业的基本任务
维护油水（气）井的正常生产，处理井下故障，改变生产层位或采油方式， 提高油层的生产能力，延长生产井的免修周期。
三大任务:
维护
修理
油层改造
井下作业概述
2
作业基础知识
3、井下作业十项基本内容
① 完井；
② 分采分注；（机堵、水井分层注水）
③ 检、下泵；
④ 油层改造；（压裂、酸化、调剖、解堵、化堵等）
⑤ 事故处理；（大修、小修的解卡等）
⑥ 验串、找漏、封堵；
⑦
油藏监测；（测流压、测静压、不稳定试井、稳定试井、测吸水剖面、测产出剖面、饱和 度测井、注水井吸水指数测试等作业）
⑧
生产方案调整；（换大小泵、泵加深、上提泵挂、改电泵、电泵改抽、调层、油转注、水 井改抽等）
⑨ 试油、试气；
⑩ 大修；（解卡、打捞、套管整形、套管补贴、取换井套下、作电业概泵述打捞、侧钻、油水井报废等）
原油从地层流向井底时,地层中所消耗的压力。
井下作业概述
10
其核心工作部件有： 底座、井架、绞车系统、天车、游车、 大钩、水龙头、转盘、泥浆泵、传动系统、 操控系统、防喷系统、刹车系统、井口工 具、井下工具等组成。
井下作业概述
6
井下作业概述
油气开采方式
通常气藏以1自喷的形式开采，开发后期部分气藏采用排 液采气田。 油藏常用的采油方式有：自喷和人工举升方式。 人工举升方式包括：有杆抽油泵、螺杆泵、电潜泵、水 力活塞泵、射流泵、气举、柱塞泵、电潜螺杆泵、海底 增压泵。
井下作业概述
8
井下作业常用术语
井口油压:油压是石油从井底流到井口的剩余压力。 即井底流动压力-井筒混合液柱压力-摩擦阻力-滑脱损失。
《完井与井下作业》综合复习资料
《完井与井下作业》综合复习资料一、判断题（对的打“√”，错的打“╳”）1、同一类型的油气藏可采用不同的完井方式。
2、目前射孔作业用的射孔弹一般为高压聚能射孔弹。
3、低渗油气藏的孔隙度和渗透率很低，因此受污染的程度较小。
4、国外常用API度表示原油的密度，API度越大，表示原油的密度越大。
5、分支井技术是对水平井技术的发展和改进。
6、与射孔完井方法，衬管完井对产层的损害较大。
7、孔隙度大于20%的地层称为高孔隙地层。
8、一般砂岩的孔隙度较低，在砂质岩石中易形成孔隙性的油气藏。
泥页岩、碳酸岩等岩石的孔隙度一般都较高，易形成裂缝性油藏。
9、与普通的衬管完井相比，膨胀衬管完井具有更好的预防井壁坍塌及防砂效果。
10、分支井的完井方式分为1～6及6S 共7 个等级，其中1级完井难度最大。
11、在水泥中掺加大量的细石英砂可提高水泥石的抗高温性能。
12、裸眼砾石充填完井是直接在裸眼井筒内充满砾石的完井方法。
13、由于大多沉积岩地层具有层状结构，表现出各向异性，因此，在不同方向上岩石的渗透性具有一定的差异。
14、射孔相位角的大小对油井完善系数无影响。
15、采用衬管完井时，一般都要在衬管外注水泥固井。
16、高密度水泥浆体系可减小水泥浆失重引起的气窜，提高固井质量17、膨胀管柱主要有膨胀套管（或膨胀式衬管）和膨胀式管外封隔器等组成。
18、衬管完井方式属于敞开式完井底结构。
19、目前，化学防砂主要以化学固沙为主。
20、在水平井中广泛采用电缆传输射孔。
21、完井方式与油气层的性质和采油工艺有关。
22、射孔完井法是目前适用范围最广，采用最多的完井方法。
23、产层中的原油粘度在100 mPa.s以下的称为常规油层。
24、钻井液对产层的伤害与固相含量、颗粒大小及失水量有关，与产层性质无关。
25、裸眼砾石充填完井是在衬管与裸眼井壁之间充填砾石。
26、对裂缝型油气藏，最好采用水平井和裸眼或衬管完井方式进行开发。
27、裸眼完井可获得较高的油气产量，因此，它是目前最常用的完井法。
《井下作业设计规范》
中国石油
井下作业设计规范
一、地质设计 ：1、小修（A）； 2、措施（B）； 3、大修（C） 二、工程设计： 1、小修（D、E）； 2、措施（F、G）；3、大修 （H） 三、施工设计： 1、小修（I）；2、措施（J）；3、大修（K） 小修作业包括：油气水井检泵、下泵、投注、水井换管柱、管柱检查等； 措施作业包括：油气水井压裂、酸化、防砂、补孔、卡堵水、稠油热采、 转注、分注、调剖等； 大修作业包括：油气水井解卡、打捞、钻塞、二次固井、取换套、套管修 复、弃置井封井等；
现场指挥人员； 2) 各项工序应严格按照QHSE作业程序进行施工，严禁
盲目施工； 3) 各种井下工具在下井前彻底检查，经检验合格后方可
下井； 4) 施工现场须准备必要的消防器材，做好防喷、防火、
防爆炸、防工伤、防触电工作； 5) 施工中，随时检查井架基础，钻台基础，观察修井
机，井架，绷绳和游动系统运转情况，发现问题立即停车处 理，待正常后才能继续进行；
6)井口返出的液体应妥善处理，避免造成环境污染。
中国石油
井下作业设计规范
5.1.6 井控要求（应包括但不限于以下内容） 1) 根据地质设计参数选择修（压）井液性能、类型及密
度，提出防喷器组合的压力等级； 2) 各种流程及施工管线全部使用硬管线，尽量减少异径
弯头，并按技术规程固定好，试压检验合格后方能施工； 3) 防喷器在井口安装后，现场必须试压，明确提出试压
5) 其它风险提示。 4.1.6 井况、井身结构及生产管柱数据
完井技术
直井套管射孔完井示意图
射孔完井
尾管射孔完井是在钻头钻 至油层顶界后，下技术套 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 下并悬挂在技术套管上。 尾管和技术套管的重合段 一般不小于50m。再对尾管 注水泥固井，然后射孔。
射孔工艺
一般根据油藏和流体特性、地层损害状况、套管程序和 油田生产条件，选择恰当的射孔工艺。 1)电缆输送套管枪射孔工艺 按采用的射孔压差可以分为两种方式。射孔压差指的是 射孔液在井底产生的液柱压力与地层压力之差。差值为 正则为正压射孔，差值为负则为负压射孔。 ①常规电缆套管枪正压射孔工艺 ②套管枪负压射孔工艺
③调查射孔枪、弹型号和性能测试数据； ④校正各种弹的井下穿深和孔径；
2)射孔参数优化设计方法
⑤计算各种弹的压实损害参数； 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率
比和套管抗挤毁能力降低系数，优选出 最佳的射孔参数配合。 ⑧预测选择方案下的产量、表皮系数。
(3)射孔负压设计
工作管柱由射孔枪、封隔器、负压阀、自动压力计工作筒、 固定阀以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵组成。
4)电缆输送过油管射孔
①常规过油管射孔 ②转轴式（张开式）过油管射孔工艺 ③过油管深穿透射孔技术
(2)射孔参数优选
要获得理想的射孔效果，必须对射孔参数进行优 化设计。进行正确而有效的射孔参数优选，取决于 以下几个方面：一是对于各种储层和地下流体情况 下射孔井产能规律的量化认识程度；二是射孔参数、 损害参数和储层及流体参数获取的准确程度；三是 可供选择的枪弹品种、类型的系列化程度。射孔参 数优选是指现有条件下针对特定储层的使井产能达 到最高的射孔参数优配组合，也涉及到实现这些参 数的工艺要求。产能比是目标函数。
大庆油田公司井下作业分公司井下作业教材1(PPT 68页)
第六节 钢丝绳、吊环、吊卡
一、钢丝绳
在井下作业施工中，一般常用∮19mm（3/4"）和 ∮22mm（7/8"）钢丝绳作滚筒与游动滑车之间的 连结大绳，使修井机滚筒、井架天车、游动滑车 及大钩连结成为统一的吊升系统，将滚筒的转动 力转变为游动系统的提升力，完成井下作业施工 的各种工艺管柱的起下和悬吊井口设备等作业。
液氮排液是一种安全的气举施工，是使用专用的 液氮车将低压液氮转换成高压液氮，并使高压液氮蒸 发注入井中，替出井内的液体。
第三章 油井（检泵）作业
从地层中开采石油的方法可分为两大类：一类 是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油 法；另一类是由于地层本身能量不足，必须人为地 用机械设备给井内液体补充能量，才能将原油举升 到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前， 油田人工举升方式主要有气举、有杆泵采油和无杆 泵采油。
第四节 转盘
转盘是修井施工中驱动钻具旋转的动力来源。 修井时用修井机发动机为主动力，带动转盘转动， 转盘则驱动钻具转动，用来进行钻、磨、铣、套等 作业，完成钻水泥塞、侧钻、磨铣鱼顶及倒扣、套 铣、切割管柱等施工。
大修中常用的转盘按结构形式可分为船形底座 转盘和法兰底座转盘两种形式。
第五节 泥浆泵
螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面 驱动和井下驱动两大类。目前油田常用的是地面 驱动井下单螺杆泵采油系统，主要有电控部分、 地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分 组成，见图5－8所示。
螺杆泵井检泵一般事故原因：
1）泵损坏，引起检泵。 2）杆断脱，引起检泵。
井下作业工(上)
职工技能鉴定培训教程井下作业工上册前言为了适应新时期石油行业的发展，全面提高石油工人队伍素质，满足井下作业工人技能培训的需要，依据《井下作业工国家职业标准》编写了这套井下作业工职业技能培训教材。
本教材客观的反映了本工种的技术水平，充分考虑了行业发展、科技进步和产业结构变化。
体现了以职业活动为导向、以职业技能为核心的特点，符合培训、鉴定和就业工作的需要。
本教材按照井下作业工技能培训的要求，分上册和下册。
上册包括初级井下作业工和中级井下作业工两部分，下册包括高级井下作业工、井下作业技师和井下作业高级技师。
其中每个级别又包括：技能操作、理论题库和实际操作题库。
本教材是在各有关专家和实际工作者的共同努力下完成的。
主编：张景利、邓德鲜、赵继斌、王玉海。
1、基础知识及题库编写人员：王玉海、吕万一、王建国、刘世明、郭宏、鲍书志、艾生军、全志保。
2、初级井下作业工技能操作编写人员：邱万成、张景利。
3、初级井下作业工理论题库编写人员：白庆奇、李运山。
4、初级井下作业工技能操作题库编写人员：张国权。
5、中级井下作业工技能操作编写人员：李亚东、张景利。
6、中级井下作业工理论题库编写人员：杨殿和、戴海龙、周明确。
7、中级井下作业工技能操作题库编写人员：郭坚强。
审定：张景利、邓德鲜、王玉海、赵继斌、刘立军、李民乐、王建国、徐亚玲、潘云清、王立勇、佟道敏、张义强、曾春华、时红涛、刘立清、秦世群、刘绍胜、佟艳霞、寇振吉、孙文林、胡健、秦铁、王凯、王鹏飞、吕洪文、郭坚强。
由于井下作业工艺技术专业性强、技术分类多、涉及面广，成书时间较短，编者知识面和写作水平及经验所限，书中缺点、错误在所难免，恳请读者批评指正。
编者2003年8月第一部分基础知识第一章 石油地质知识第一节 油气藏的分类及特点一、石油、天然气的化学组成及主要物理性质(一) 石油的化学组成及主要物理性质石油是由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。
井下作业基础知识全
泵参数、砂面参数、返出物参数。
(6)掩埋沉砂。
4、注意事项
(1)不准带泵、封隔器等其他井下工具探砂面和冲 砂。
(2)冲砂工具距油层上界20m时，下放速度应小于 0．3m/min。
(3)冲砂前油管提至离砂面3m以上，开泵循环正 常后，方可下放管柱。
4、注意事项
(4)接单根前充分循环，操作速度要快，开泵循环 正常后，方可再下放管柱。
（一）、压井
（一）、压井
压井液
➢ 清水； ➢ 氯化钾压井液； <1.17g/cm3 ➢ 氯化钠压井液；<1.20g/cm3 ➢ 氯化钙压井液； <1.39g/cm3 ➢ 溴化钠压井液；<1.50g/cm3 ➢ 溴化钙压井液； <1.39-1.70g/cm3 ➢ 泥浆等 。
选择压井工作液的原则
(1)对油层造成的损害程度最低。 (2)其性能应满足本井、本区块地质要求。 (3)能满足作业施工要求，经济合理。
(2)反冲：冲砂液沿油套环空流向井底， 由管柱内空间返出地面。
(3)正反冲：正冲使沉砂浮动，反循环冲出 积砂。
SY 5727—2007《井下作业安全规程》
SY 5727—2007《井下作业安全规程》前言本标准的全部技术内容为强制性。
本标准整合修订并代替SY 5727—1995《井下作业井场用电安全要求》、SY 6443—2000《压裂酸化作业安全规定》和SY／T 6566—2003《水力压裂安全技术要求》。
本标准与SY 5727一1995，SY 6443—2000和SY／T 6566—2003相比，主要有以下变化：—增加3.18.1.8“不应将供电线路直接挂在设备、井架、绷绳、罐等金属物体上”；—增加3.18.6.1“井场露天照明应使用低压照明和防爆灯具，井场照度应满足施工生产需要”；—增加3.18.6.2“井架、钻台上的灯具应安装保险绳”；—增加第3章中3.1“井场布置”至3.17.8“水龙带使用压力不应超过额定工作压力”；—增加4.1“一般要求”至4.3.6“射孔作业应符合SY／T 5325—2005中第9章的规定”；—增加4.5“常规试油”至5.11“完井后应清理储液池和井场，做好施工井废液、废弃物的回收或处理”；—SY 5727—1995中7.4“保护接地装置的接地电阻应不大于10 ”修改为本标准的3.18.8.4“营房保护接地装置的接地电阻应不大于10 ，电器设备接地不大于4 ”；—SY 5727—1995中4.1.6“配电箱总开关应装设漏电保护器”修改为本标准的3.18.4.6“配电箱总开关应装设漏电保护器。
分闸应距井口15m以外。
若采用不高于36V的安全电压照明，安全电压变压器应防水。
输入应采用三芯电缆线，连接配电箱接地”；—SY／T 6566—2003中9.6的内容修改为本标准的4.4.5.16；—SY／T 6566—2003中4.3“承压罐在满足4.2规定的同时，应符合GB 150的要求”修改为本标准的4.4.2.3“承压罐在满足4.4.2.2规定的同时，应符合GB 150中的规定”；—SY 6443—2000 7.2，7.3，6.13修改为本标准的4.4.6.3，4.4.6.4，4.4 6.5；—SY 6443—2000的4.5，4.7修改为本标准的4.4.5.10，4.4.5.11；—SY 5727—1995中的3.1.3，5.2. 5，6.2修改为本标准的3.18.1.1，3 18.6.3，3.18.7.2；—删除SY 5727—1995中的3.3.1，5.1.1，5.1.2，5.2.1，5.2.2，5.2.3，5.2.4；—删除SY 6443—2000的第3章～6.12；—删除SY 6443—2000的7.1和7.4；—删除SY／T 6566—2003中的9.1，9.2，9.3，9.4，9.5。
井下作业概论
井下作业概论第一章油井完井与试油完井是指裸眼井钻达设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工艺。
它是钻井工程最后的一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发是紧密联系的。
而油井完成质量的好坏直接影响到油井的生产能力与经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。
因此，了解有关完井的知识，对采油技术人员来说显得十分重要。
第一节油井完井完井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。
一、井身结构井深结构是指油井钻完后，所下人套管的层次、直径、下人深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥浆的上返高度等。
如图1—1所示。
(一)导管导管3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。
下人深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通常为2～40m。
导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为450mm和375mm等。
(二)表层套管表层套管4又叫地面套管、隔水层套管，它的作用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层的井壁，保护井眼和安装封隔器。
其下入深度取决于上部疏松岩层的位置，一般在30～150m之间。
它的直径尺寸为400mm和324mm等。
表层套管外的水泥返至地面。
(三)技术套管技术套管6又叫中间套管，用来保护和封隔油层上部难以控制的复杂地层。
下入深度根据复杂层位置而定。
但是，下技术套管会使完井成本大幅度增加，因此，实践中很少采用。
图1—1 井身结构示意图1－方补心；2－套管头；3－导管；4－表层套管；5－表层套管水泥环；6－技术套管；7－技术套管水泥环;8－油层套管；9－油层套管水泥环;10－油层上线;11－油层下线；12－人工井底；13－胶木塞;14－承托环；15－套管鞋;16－完钻井底。
注：油补距指转盘方补心上平面到套管四通上平面的距离(四)油层套管油层套管8也称为生产套管，其作用是保护井壁，形成油气通道，隔绝油、气、水层，下入深度是根据目的层的位置和不同完井方法来决定的。
完井技术基础
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的过程叫做完井(Well Completion)。
1、完井的要求1).油气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小；2).油、气层和井筒之间应有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小；3).应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰；4).应能有效地控制油层出砂，防止井壁垮塌，确保油井长期生产；5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层处理措施，便于人工举升和井下作业等条件；6).对于稠油油藏，则稠油开采能达到热采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驱)的要求；7).油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件；8).工工艺尽可能简便，成本尽可能低；2、完井方式1).射孔完井(perforating)又分为:套管射孔完井、尾管射孔完井；2).裸眼完井方式(Open-hole)；3).割缝衬管完井方式(Slotted Liner)；4).砾石充填完井方式(Gravel Packed) 又分为:裸眼砾石充填完井、套管砾石充填完井、预充填砾石饶丝筛管；3、完井井口装置一口井从上往下是由井口装置、完井管柱和井底结构三部分组成。
井口装置主要包括套管头、油管头和采油(气)树三部分，井口装置的主要作用是悬挂井下油管柱、套管柱，密封油管、套管和两层套管之间的环形空间以控制油气井生产；回注(注蒸汽、注气、注水、酸化、压裂和注化学剂等)和安全生产的关键设备。
完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用组合而成的井下工具。
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井的最后一个环节。
井的类型(采油井、采气井、注水井、注蒸汽井、注气井)不一样，完井管柱也不一样。
即使都为采油井，采油方式不同，完井管柱也不同。
目前的采油方式主要有自喷采油和人工举升(有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举)采油等。
井底结构是连接在完井管柱最下端的与完井方法相匹配的工具和管柱的有机组合体。
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技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油（气、水）
层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂
程度以及钻井队的技术水平来决定。一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采
取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。下入
油树等，其结构分别如图
和图
所示。
由于采油工艺技术的发展和采油工艺技术措施的需要，目前也应用双管采油与多管采
油，于是出现了相应的采油树结构形式。例如应用双管进行采油时（分层开采），在油层套
管内下入两根油管，下层油管上带 封隔器用来分隔两个油层，对两个油层进行分层采油。
其采油树如图
所示。
3
型采油树 图 油管补油分心嘴流；套悬；挂压器清；力卡蜡表箍闸截；护门止丝；阀；螺；帽；钢四圈压通；；力螺表栓；；单生流产阀闸顶；门丝；形套密管封丝闸；堵门；；
（ 三 ）油 补 距、套 补 距
油补距（又名补心高差）
是钻井转盘上平面到套管四通上法兰面之间的距离。
套补距
是指钻井转盘上平面到套管短节法兰上平面之间的距离。
（四）采油（气）树的选择依据
油井完成后，还要安装好井口装置才算完成全部建井工作。自喷井井口装置主要由
环形铁板、套管短节、法兰盘［上接采油（气）树底法兰］及采油（气）树组成。环
满足如下的基本要求：测示功图、测动液面、取样、观察压力、操作方便、管理容易等。
5
底 法 兰；
钢 圈；
油 管 头；
图 闸阀； 上法兰；
采气树 法兰接头； 针阀；
四 通；
截止阀；
压力表缓冲器
图
抽油井口密封盒结构
单密封盒；（ 双密封盒
弹簧座； 弹簧； 下压帽； 胶皮密封； 密封盒； 上 压 帽； 密封帽 ； 撬 杆； 装机油； 光杆
装置的，其基本组
成为套管三通、油管三通和密封盒。其中套
管三通和油管三通的作用主要是调节生产，
便于修井和工艺技术措施的实施。密封盒的
作用是密封光杆，使抽上来的原油进入输油
管道，其结构主要有弹簧、胶皮密封、密封
盒 等 ，如 图
所示。
由于各油田所采用的流程与供热保温条
连接，结构简单、重量轻、体积小、拆装方便。
图
型采油树
螺 母；
、
双头螺栓； 套管法兰； 锥座式油管头；
卡箍短节； 钢圈； 卡 箍； 闸 阀； 钢 圈；
油管 头上 法兰； 节流器； 小 四 通；
压 力 表； 弯接 头； 压力表
截 止 阀； 接 头； 铭牌
另外，目前油田上较多应用的采油树还有
型采油树和
型采
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，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不
同。钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度
与结构状况来确定。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
。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。
井过程中分别连接所使用的控制器；油井投产时，在其上安装采油（气）树。
采油（气）树
采油（气）树也称为井口闸。
采油（气）树主要由各类闸阀、四通、三通、节流器（或油嘴、针形阀等）组成，安
装在油管头的上部。其主要作用是控制和调节油、气流，合理地进行生产；确保顺利地实施
压井、测试、打捞、注液等修井与采油作业。
大四通； 底 法 兰； 正反扣短节；
油 管挂； 上 法 兰； 双孔 阀；
生产闸 门； 双 三通； 上
层 油管； 下层油管； 套
个单流阀，以防止原油灌入套管。油、套管
管； 封隔器
压力表用来观察油、套管压力，判断油井生
产情况。
虽然抽油井井口可以根据实际情况来装置， 但是无论哪种形式的抽油井井口装置都必须
第 一 章 完 井
第一节 井口装置
一 、 井 口 装置 概述 井口装置，也称为采油（气）树，是油气井最上部的控制和调节油气生产的主要设备， 主要由套管头、油管头和采油（气）树本体三部分组成。
（ 一 ）井 口 装 置 的 作 用 连接井下的各层套管，密封各层套管环形空间，承挂套管部分重量。 悬挂油管及下井工具，承挂井内的油管柱的重量，密封油套环形空间。
型采气树。由于钻井工艺技术的发展以及多数油田的井中只
下入油层套管，老式井口装置采油树油管头已经不用。目前矿场上井口装置通常只有油管头
和采油树两大部分。
（五）矿场采油（气）树的安装要求
采油（气）树到井场后，要对采油（气）树进行验收，检查零部件是否齐全，闸
开关是否灵活好用。
）先从套管四通底法兰卸开，与套管头连接前必须把套管短节清洗干净，缠上密封
（一 ）裸眼完井法
由于钻开油层的方式不同，裸眼完井法又分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。
先期裸眼完井法是当钻井钻至油层顶部后，下入油层套管，注入水泥浆固井。然后，用
较小直径的钻头钻开油、气层。若油层底部没有水层时，还可以再加深一些进尺作为口袋。
完井后，油、气层顶部直接与井眼相连通。如图
纸或涂上密封脂，对正扣、上紧、上齐采油（气）树各部件并调整方向。
对采油（气）树进行密封性试压，一般油（气、水）井采油（气）树用清
水试压，试压压力为采油（气）树额定工作压力，或采油（气）树的最高工作压力
的 倍。经过
，压降不超过
为合格。
型和
型气井采气树先
用压风机打压
后，再用清水升压至工作压力，
无渗漏，压降不超过
形铁板是指两层套管之间加焊的圆形铁板，它的作用是把内层套管与外层套管相连接，
使内层套管的重量坐于表层套管，把各层套管连成一个整体。套管短节是为了适应井
所处位置和环境而加装的。法兰盘是为加装采油（气）树而设置的。采油（气）树是
井口装置的主体部分。
浅井和中深井多采用
型采油树、轻型采油树和
型采油树等。
在采气井上，多采用
6
第二节 井身结构及完井方法
一、 井身结构
所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注
入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。如图
所示。
（ 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
钻开油、气层时上部地层的干扰，有利于安全钻开油、气层和采取保护油气层的措施；压井
液浸泡油层的时间短，减少了泥浆对油、气层的侵害。其缺点是：必须弄清层位，卡准套管
鞋位置；难以避免油层出砂和井壁坍塌给生产带来的影响等。因此，先期完井方法的使用有
局限性，一般只用于岩性稳定、无气水夹层的单一油层或性质相同的多油（气）层的井。这
田的合理开发和利用，以致油田的最终采收率。
对于不同地层性质、不同类型的井所采取的完井方法是不同的。不论采用哪种方法，都
需要满足以下几个方面的要求：
油层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油层所受的损害小；
油层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油气流入井筒阻力最小；
应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰；
）控制和调节油井生产。
保证各项井下作业施工，便于压井作业、起下作业等措施施工和进行测压、清蜡
等油井正常生产管理。 录取油套压。
（二）井口装置各组成部分的作用
套管头
套管头安装在整个采油树的最下端，其作用是把井内各层套管连接起来，使各层套管间
的环形空间密封不漏。
油管头
油管头安装在套管头上面，主要由套管四通和油管悬挂器组成，其作用是悬挂井内的油
一般井眼直径应比套管外径大
。例如 ，下入
油层套管的井眼应当使用
7
钻头钻进。若下技术套管，其内径必须大于
，一般应大于
，因为下入的技
术套管的直径是由钻头直径决定的。因此在钻井之前，要设计好油层套管直径的尺寸，以及
一口井内需要下入几层套管，选用多大尺寸的钻头。
目前常用的井身结构是只下入两层套管。首先用
的钻头开钻，下入
作使用方便；采用特殊结构形式四通，其两
旁的旁通管可以装单流阀（堵头），配备有
特殊的装卸工具，便于在不压井的条件下拆
换套管闸阀；具有良好的防硫化氢腐蚀性
能等。
对于抽油井也需要装一套井口装置，才
能够确保抽油井的正常生产及修井和采油工
艺技术措施的实施。
抽油井井口装置的作用与自喷井井口装
置类似，由于抽油井井口压力低，所以井口
种方法在碳酸盐裂缝性油、气田上应用较广泛。
后期完井法是先钻开油、气层之后再下入油层套管，主要有射孔完井法、尾管射孔完
井法、后期裸眼完井法和贯眼完井法等。采用后期完井法时，由于完井液对油层浸泡时
间长，要加强对油（气）层的保护。要采取措施，压稳油、气层，还要保证有良好的固
井质量。
下面介绍几种常用的油井完井方法。
管柱，密封油套管环形空间。
图
为常用的
型油管头，图
为
型油管头。
图
型油管头
密封圈； 压帽； 顶丝；
” 形 密 封 圈；
油 管挂； 油管短 节； 特殊四通
图
型油管头
油管锥管挂； 顶 丝； 垫片；
顶丝密封； 压 帽； 紫 铜圈；
形密封 圈； 紫 铜圈； 特殊四通
1
油管头内锥面上可以承坐油管悬挂器，下端可以连接油层套管底法兰。上端在钻井或修
为合格。
二、井口装置规范
（ 一 ）井 口 装 置 的 型 号
按其工作压力的不同，常用的井口装置可分为 型 、 型和 型三种。