砾石充填完井
水平井筛管防砂完井及砾石充填防砂新工艺的研究与应用
术 。该技术利 用裸 眼封 隔器 、分级 箍 、盲板 、洗井阀等特殊完井工具 在 水平井 造斜段实现注水泥 ，根据油藏情况利用裸眼封隔器和 大通径 筛管对 油层部位进行分段完井 。完井时 ，首先对造斜段注水泥 固井 ， 然 后钻除固井盲板 ，最后下入洗井酸化胀封管柱 ， 对油层进行洗井 和
（ ） ８ １ 沾ｌ 块水平井完井方法优选 。
完 井方式 裸 眼 预充 填砾 石筛 管完 井 裸 眼金 属 纤堆 筛管 完井 裸 眼烧 蛄 陶瓷 筛管 完井 裸 眼金 属毡 缔管 完井 裸 眼 井下砾 石充 填 完井 开 井产量 （ ／ 经 济效益 ｆ 吨 天） 万元１ ５ ３ ２ ０ ５ ３ ４ ４ ５ ３９ ６ ５ ４６ ７ ６ ８６ ５ １８ １ ｏ ４１ ３ １５ ２ ８ ５０ ０ １２ ７ ４ ５８ ２ １ ５４ ３ ５９ Ｓ １３ ３ ２ ９６ ６ 生产 时 闻（ 天） ９ ２ １６ ０ ０ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ ０
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图 ９ 井段 ２ ８￣２６ ｍ页 岩段 地 层 厚度 校 正 ４８ ５ ４
本 井在井段２８ ～ ５ ４ 录取页岩层 ，录取地层厚度为７ ｍ， （ ４８ ２６ｍ ６ 见 图９ ）井段换算 成垂深２ ０ ～ ４ ０ ４ ０ ２ ２ ｍ，垂厚为２ ｍ，其实这个 厚度仅仅 ０ 为一 个视厚度 ，在图 中表 现为Ｈ ＡＨ 与 的和 ，如果要求 出真实地层 厚 度还 得消除地层 倾角带来 的影响 ，本层在轨 迹方 向地 层倾角为３ ， 。 那 么就 得用地层倾 角消 除地层下倾带来地层 增厚影响 。ＡＨ＝ （ 层底 水平位移一 层顶 水平位 移 ）× ｇ 。 ，ＡＨ＝５ ×ｔ 。 ＝２ ｍ，得 出 ｔ３ ２ ｇ ３ ． ７ 地层 真实厚 度为１ ．ｍ。 ７３ （ ）引入特殊 录井手段 。非常规 油气勘探打破 了常规油气 录井 ５ 石油地质理论 ，引入一些特殊的录井方法尤其 重要 ，本井在录井过程 （ １４ ） 接 ０ 页 粘度 。根据砾 石充填机理 与固液两相 流理论 ，建立了水 平井砾石充填数模 ，研究 各参数对砾 石充填的影响 ，以达到充填防砂 施工 各参数 的最优 。沾 ｌ 块方案设 计用２ ８ ％防膨 抑砂剂配 成２ ｍ ８ ℃ ５ ） （ 以上本地 热污水溶 液挤前置液 ，携 砂液为 １０ 防膨清洁压 裂液 ，设 ８ ｍ
砾石充填完井多层油藏井底压力评价
砾石充填完井多层油藏井底压力评价摘要: 正确地评价砾石充填完井多层油藏井底压力,对于加深认识油层内的渗流机理,保护油层,最大程度地挥 油井产能等具有指导意义。
笔者针对目前不合理的压力评价方法,提出了全新的算法。
根据多层砾石充填完井的 渗流特点,将每个产层在径向上分成3 个区域,即砾石充填区、射孔区、地层径向流区,每个区域有各自的渗流方 程,对n 层油藏有3 n 个渗流方程,将每个区域的方程用Green 函数来表示,由各层的Green 函数得到井筒混合压 力、分层压力及分层产量在Laplace 空间上的解,最后得到每层各区域的压力损失、表皮系数以及井底压力和分层产量与时间的变化关系。
文章最后以两层油藏为例,运用该算法得出了合理的结论。
关键词:多层油藏; 砾石充填; 完井; 射孔; 压力评价中图分类号: TE353 文献标识码:A对于胶结疏松出砂严重的地层,一般采用砾石充填完井,充填在井底的砾石层起着滤砂器的作用,它只允许流体通过,而不允许地层砂粒通过。
对套管砾石充填完井,由于地层中的流体要经过径向流区、射孔区和砾石充填区,流体通过每个区域都存在一定的压力损失。
正确评价这些压力损失,对油层潜在损害的评价、调整生产制度、加深对油层层内渗流机理的认识,从而采取措施保护油层、确保油层与井筒之间良好的连通性、最大程度地发挥油井产能都具有指导意义。
对砾石充填完井压力评价,目前一般都采用节点分析中的流入曲线确定总的阻力损失及完井段的阻力损失。
对于砾石充填完井方式,目前的压力评价方法是不合理的,主要表现在以下几方面[1～4 ] :一是由于受计算方法的限制,目前的压力评价方法仅局限于油层为单层的情况。
多层合采由于在模型建立及方程求解方面非常复杂,一直没有相应的压力评价方法;二是目前压力评价将砾石充填区和射孔区一起称作完井段,其评价方法是计算完井段的总表皮系数S 值,得到完井段的阻力损失,并没有将砾石充填段和射孔段分开考虑;三是所有的评价方法都是采用稳定的渗流方程,即没有考虑方程中的时间项,使得研究问题得以简化。
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。
砾石充填技术
脱砂压力 —— 保证筛管顶部以上有合适的砾石高度
技术水平
目前渤海9 5/8” 套管和7”套管防砂井应用了 ONE-TRIP和DUAL-TRIP防砂技术，取得了卓著的成效。 尤其是ONE-TRIP技术的应用，大大缩短了完井周期，以 往一口三层的井用STACK-PACK技术防砂完井需9天，现 在用ONE-TRIP技术仅需4天左右。
顶部 液压座封工具
中心管 冲管
充填转换工具 定位接头
隔离封隔器 液压座封工具
沉砂封隔器 锚定密封及延伸
冲管
隔离密封段
三层防砂管柱
座封管柱
充填管柱
应用概况
项 目 时间 1994 SZ36-1实验区 1994 1997 平台数 A B J 井数 32 16 16 Stack-pack Stack-pack 技术 完井周期（天） 9.10 9.42 4.50
砾石充填示意图
泵压
Psi
脱砂压力
时间，t
砾石充填特点
工艺简单，易于操作，节约作业费用 适用于大斜度井、水平井 成功率高，有效期长 可根据每个防砂层段的实际情况选择相应的充
填方式，避免窜层；若采用微压裂充填方式，
可有效解除近井地带的油层污染，提高油井产 量。
技术指标
砾石质量 —— 能否挡住地层砂
隔离封隔器
INV密封筒 滑套 GP 密封筒 密封筒 盲管 筛管 LH 密封筒
隔离封隔器 INV密封筒
滑套 GP 密封筒 密封筒 盲管 筛管 定位密封总成 沉砂封隔器
底部密封总成
套管
带引鞋和单流阀的底部延伸筒
水平井裸眼砾石充填防砂完井技术研究
水平井裸眼砾石充填防砂完井技术研究摘要：高孔高渗储层在全球占有较大比例，对高孔高渗油藏实施防砂完井能够大大延长油井的开采有效期，提高油井采收率。
目前水平井的开发是实现油井高产稳产的有效手段，水平井的开采一般采用潜油电泵强采，液量大，油井开采后近井地带亏空，地层骨架松散，会造成油井大量出砂；水平井、大针度井的砾石充填完井可以将防砂有效期延长至十年。
笔者对砾石充填完井技术进行了相应管柱结构及配套工具性能的研究，对各项施工参数进行了设计，为相关技术人员的现场应用和技术研究提供了有意义的参考。
关键词：水平井；裸眼砾石充填防砂完井1、前言为实现疏松砂岩水平井的有效开发，笔者对水平井裸眼充填完井技术进行了研究，研究了配套的防砂完井管柱、筛管和配套工具的结构与性能，对完井过程中的施工过程中的泵压、排量、砂比等重要参数进行了优化。
在现场进行砾石充填的过程中，由于影响砾石充填效果的因素比较多，所以在实际的防砂完井设计中需要加强对井径数据、完井液、管柱结构、防砂工具等的优化分析。
在现场的应用过程中，采用的砾石充填砂比保持在5%-10%，排量保持在500-1000L/min。
通过采用循环充填方式进行筛管与裸眼之间的砾石充填，挡住了有层中的砂子讲入井筒。
2、水平井裸眼砾石充填完井技术特点分析对于水平井而言，为了在最短的时间内获得最大的经济回报，较好的开采方式是电泵强采，但这也会造成油井过早出砂，检泵作业频繁，生产成本大大增加。
较为理想的完井方式是采用筛管外充填挡砂砾石的方式，裸眼完井方式保证了油层与井筒的接触面积，同时在筛管外部采用挡砂砾石，不仅能够起到筛管和砾石多级挡砂屏障的效果，还可以机械支撑井壁，避免井壁在开采一段时间后因骨架松散发生坍塌。
在油井生产出去，细粉砂能够随液体流人井筒，有了砾石充填层的保护能够降低液体对筛管的直接冲刷，提高了筛管的挡砂有效期。
因此采用裸眼+筛管+砾石充填层的完井方式大大提高了油井防砂时间，能够满足日产液100方以上的生产需求。
直(斜)井完井方式
直（斜）井完井方式目前国内外常用的完井方式有裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井以及基于防砂目的的裸眼或管内砾石充填完井。
为了降低完井及开发成本以利于经济地开发低产油层，又出现了永久完井法、无油管完井法以及多油管完井法等新工艺。
本节主要介绍裸眼完井法、射孔完井法、割缝衬管/筛管完井及砾石充填完井方式。
1.裸眼完井裸眼完井（open hole completion）分为先期裸眼完井、复合型完井和后期裸眼完井三种方法。
先期裸眼完成法是钻头钻至油层顶部附近后，取出钻具下套管注水泥浆固井，水泥浆从套管和井壁之间的环形空间上返至预定高度，待水泥浆凝固后，从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞和油层，直至达到设计井深。
对于油层较厚、油层上部有气顶或顶界附近有水层时，此时可以将生产套管下过油气界面，用以封隔上部的气顶，然后下部裸眼完成，必要时可以再将上部的含油段射开。
这种类型的完井称为复合型完井法。
后期裸眼完井是当钻头钻至油层顶部附近后，不用更换钻头，用同一尺寸的钻头钻穿油气层直至设计井深，然后下套管至油气层顶部，注水泥固井。
为了防止固井时水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或替入低失水、高粘度的钻井液，防止水泥浆下沉。
裸眼完井方式的主要优点是产层完全裸露，产层具有最大的渗流面积，流线平直，符合平面径向渗流规律，这种井称为水动力学完善井，其产能较高。
此外，由于井底没有任何设备，也不需要诸如射孔、砾石充填等工序，因此工艺简便，成本低，完井速度快。
与后期裸眼井完井方式相比，先期裸眼完井还具有下述优点：（1）先期完井由于在钻开之前已经完成了固井工序，因此在起钻、下套管、挤水泥浆期间，泥浆对产层没有任何影响。
即缩短了泥浆对产层的浸泡时间；（2）消除了高压油气对固井的影响，有利于提高固井质量；（3）钻开产层时已经排除了上部地层的干扰，为采用清水或其他符合产层特性的优质钻井液打开产层或采用平衡钻井创造了良好条件。
《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。
钻井工程9-完井方式与选择
储层物性
储层的孔隙度、渗透率、 含油饱和度等物性参数影 响完井方式的选择。
油气水分布
储层中油气水的分布情况 决定了完井方式的选择， 以实现有效的油气分离和 采收。
生产阶段
开发阶段
不同开发阶段（如勘探、 开发、采收等）对完井方 式有不同的要求。
生产目标
不同生产阶段的生产目标 （如提高采收率、降低生 产成本等）决定了完井方 式的选择。
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经济效益
完井方式的选择也直接影响到油 气田的经济效益，选择经济合理 的完井方式可以降低开发成本， 提高经济效益。
02 完井方式分类
套管完井
总结词
套管完井是一种常见的完井方式，通过下入套管来保护井壁和封隔不同压力层 系。
详ห้องสมุดไป่ตู้描述
套管完井适用于各种地层条件，能够承受较大的压力和温度，同时保护井壁免 受坍塌和侵蚀。套管可以提供良好的流体流动通道，便于后期开采和增产措施 的实施。
开展智能完井、水平井分段压裂、气体钻井等新技术的 研发和应用研究，推动钻井工程技术进步。
加强完井工程与其他钻井工程学科的交叉研究，探索新 的钻井技术和工艺，提高钻井效率和质量。
加强国际合作和交流，引进和吸收国际先进钻井技术和 经验，促进我国钻井工程技术的创新和发展。
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裸眼完井
总结词
裸眼完井是一种简单直接的完井方式，通过保持井眼裸露来 直接开采油气层。
详细描述
裸眼完井适用于地层压力较高、渗透性较好的地层条件，能 够直接利用地层的自然能量进行开采。该方式具有成本低、 施工简单的优点，但需要严格控制地层压力和渗透率，以避 免地层坍塌和出砂问题。
砾石充填完井
完井方式选择
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。
1．裸眼完井所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。
其优点是：（1）减少油气层污染；（2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采；（3）一般不需要射孔，减少射孔污染；（4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井；（5）后期采用砾石充填可保持高产。
其缺点是：（1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响；（2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰；（3）无法进行选择性酸化压力；（4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦；（5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。
裸眼完井法的使用条件是：（1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层；（2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层；（3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层；（4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。
裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种：（1）先期裸眼完井先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。
如图1所示。
有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。
如图2所示。
后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。
如图3所示。
先期裸眼比后期裸完经优越在于：（1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染；（3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理；（4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。
2．射孔完井射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。
射孔完井的优点是：（1）能有效地封隔和支撑跨塌层；（2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；（3）可进行无油管或多油管完井；（4）除裸眼完井外，比其他完井都经济。
水平井砾石充填完井产能评价研究
西部探 矿工 程
２１ ０ ２年第 ６ 期
受 到石蜡 、 结垢 物或 钻井 泥 浆 污染 等伤 害 ， 则 通 常 忽 否
略不计 Ｋ ／ ｃ的值 ， Ｋ 所以下面主要分析了 ／ 的比 Ｋ 值和筛管半径对砾石充填完井的影响。 ２ １ Ｋｄ 的变化 对砾石 充填 完井产能 的影 响 ． ／ 图３ 和图 ４ 为与 Ｋ ／ Ｋ 的值与砾石充填完井表皮 系数 及 产 能 比的 关 系 图 ， 图 可 以看 出， Ｋ １ 由 当 一 × １ １ ｍ 不变时， ０。 。 变化 的值 ， 使得 Ｋ ／ 的变化范 围从 ０ １随着 Ｋ Ｋ 的值 不断 增 大 ， 石 充 填 完 井 ～ ， ／ 砾 的表皮 系 数 比呈 递 减 趋 势 ， 应 的其 产 能 比呈 递 增趋 相
— — — —
—
—
图 ２ 裸 眼砾石充填完井的数学模型
如图 ２ 示 ， 为筛管 （ 管 ） 所 衬 的半 径 ， Ｋｃ为 井 壁 和筛管 之 间砾 石充 填层 的渗 透率 。由 于砾 石充 填 层 的 渗透率 相 比于地层 渗透 率 要 高 出很 多 ， 因此 ， 除非 砾 石
７ ２
表 １ 各种数 目石英砂充填层的渗 透率测量 结果ｍ
第9章固井、完井与试油(下)分析
有枪身射孔和无枪身射孔
（三）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 液性 能要 求
① 密度可调节 ② 腐蚀性小 ③ 高温下性能稳定 ④ 无固相 ⑤ 低滤失 ⑥ 成本低、配制方便
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
试油目的： 为勘探开发提供依据
试油时，下入油管。
一、试油的任务及工作内容
主要任务：
(1)了解储层及流体性质，为附近同一地层的其它探井提供 重要的地质资料； (2)查明油、气田的含油面积及油水或气水边界以及驱动类 型，为初步计算油气工业储量提供必要的资料； (3)了解储层产油气能力和验证测井资料解释的可靠程度；
➢ 绕丝筛管以不锈钢丝为原料，其耐腐蚀性强，使用寿命长， 综合经济效益高。
按砾石充填时间可分为：直接充填和预制充填。
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。
一、射孔参数设计
主要考虑的问题： 参数组合的产能比、套管损害情况和孔眼的力学稳定性 1.资料准备
① 收集射孔枪、弹的基本数据 ② 进行射孔弹穿深、孔径校正 ③ 计算钻井损害参数
2.射孔参数优选过程
① 建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系 数学模型,获得各种条件下射孔产能比定量关系；
② 收集本地区、邻井和设计井有关资料和数据，用以 修正模型和优化设计；
水平井多采用裸眼、筛管等方式完井。（套管不易下入)
完井
完井方式文献调研一、常用完井方式（一）、射孔完井方式1、套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、水泥环并穿至油层某一深度，建立起油流通道。
2、尾管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，再对尾管注水泥固井，然后射孔。
（二）、裸眼完井先期裸眼完井：先下套管，后钻开油层。
后期裸眼完井：先钻开油层，再将套管下至油层顶部。
复合型完井方式：在产层段既有射孔完成，又有裸眼完成的井。
（三）、割缝衬管完井方式:这种方法是将油层套管下到油气层顶部固井，然后钻开油气层。
在油气层部位下入预先加工好的割缝套管或打孔套管，用衬管悬挂器将其悬挂在油层套管上，并将套管和衬管的环空密封起来。
油气流经过割缝衬管的缝或打孔套管的孔进入井筒。
（四）、砾石充填完井方式概念：是指将分选的砾石泵入（或其他方式）筛管与油层之间，以阻止油层砂流入井筒，达到保护井壁、防止砂入井之目的。
1、裸眼砾石充填充井方式在地质条件允许使用裸眼而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井方式。
其工序是钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1.5～2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果。
一般砾石层的厚度不小于50mm。
注意：其方式的施工作业程序：在油层顶界附近固井后－改用小一级的钻头钻穿油层－再更换扩张式钻头将油层扩大，便于充填砾石。
2、套管砾石充填完井方式套管砾石充填的完井工序是：钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底部，注水泥固井，然后对油层部位射孔。
要求采用高孔密（30～40孔／m），大孔径（20～25．4mm）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填人砾石，避免砾石和地层砂混合增大渗流阻力。
完井与砾石充填设计
水平井及定向井的完井方式选择
水平井完井方式选择可分为两类：一是按曲率 水平井完井方式选择可分为两类：一是按曲率 半径选择完井方式，二是按开采方式及增产措施选择 半径选择完井方式，二是按开采方式及增产措施选择 完井方式。 完井方式。 短曲率半径的水平井 的水平井， 对短曲率半径的水平井，目前基本上是裸眼完 它主要是在坚硬垂直裂缝的油层中完成， 井，它主要是在坚硬垂直裂缝的油层中完成，或是在 致密裂缝砂岩中完成，因为这些地层不易坍塌； 致密裂缝砂岩中完成，因为这些地层不易坍塌；对中、 长曲率半径的水平井可根据岩性、原油物性、增产措 长曲率半径的水平井可根据岩性、原油物性、 的水平井可根据岩性 施等因素选择完井方式。目前水平井技术发展很快， 施等因素选择完井方式。目前水平井技术发展很快， 井内水平段不断增长，因而不宜采用裸眼完井， 井内水平段不断增长，因而不宜采用裸眼完井，通常 采用的是割缝衬管加套管外封隔器完井或套管射孔完 井。
完井方式 射孔完井方式 裸眼完井方式 ※割缝衬管完井方式 砾石充填完井方式
割缝衬管完井 割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界 先下技术套管注水泥固井， 后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套 管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计 井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管， 井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管， 依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器）， 依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器）， 将衬管悬挂在技术套管上， 将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套 管之间的环形空间， 管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝 流入井筒。 流入井筒。
完井方式选择需要考虑的因素
直井完井方式的选择
相对来讲，直井完井的工艺技术较简单、 相对来讲，直井完井的工艺技术较简单、 建井周期短、造价低。油藏类型、 建井周期短、造价低。油藏类型、渗流特征 和原油性质不同，完井方式也会不同。 和原油性质不同，完井方式也会不同。砂岩 油气藏的完井方式选择流程、 油气藏的完井方式选择流程、碳酸盐岩袖气 藏的完井方式选择流程、火成岩、 藏的完井方式选择流程、火成岩、变质岩等 油藏的完井方式选择流程分别如图所示。 油藏的完井方式选择流程分别如图所示。
完井与砾石充填设计[谷风建筑]
![完井与砾石充填设计[谷风建筑]](https://img.taocdn.com/s3/m/0ad6270b011ca300a7c39042.png)
以平衡压力、欠平衡压力的方法钻开油层，有利于保 护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井
水泥的用量，从而降低完井成本。目前较深的油气井
大多采用此方法完井。
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完井方式
射孔完井方式 ※裸眼完井方式 割缝衬管完井方式 砾石充填完井方式
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裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完 井方式和后期裸眼完井方式。
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砾石充填设计
• 砾石设计
砾石设计主要包括砾石尺寸设计、砾石质量 控制、砾石用量计算三方面的内容。
砾石用量计算
砾石充填防砂所用的砾石数量要根据充填 部位的体积来确定。为了保证施工质量，设计 用量时要考虑足够的附加量。一般以多挤入为 好，这样可提高防砂效果。
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砾石充填设计
• 管柱设计
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水平井完井技术
目的常见的水平井完井方式主要有裸眼完井、割缝 衬管完井、带管外封隔器(ECP)的割缝衬管完井、射孔完 井和砾石充填完井五类，各种完井方式的优缺点见表所示。
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防砂
• 地层出砂原因
开采因素 地层压降及生产压差 流速 含水上升及注水 地层伤害 蒸汽吞吐开采 其他
填物 射孔参数
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防砂
• 地层出砂机理
剪切破坏 拉伸破坏 岩石破坏准则
拉伸破坏准则 库仑—纳维尔准则 德鲁克—普拉格准则
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防 砂 方 法 分 类
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砾石充填设计
• 基本原则
（1）注重防砂效果，正确选用防砂方法，合理 设计工艺参数和步骤，达到阻止地层出砂目的 （2）采用先进工艺技术，减少对油井产能影响 （3）注重综合经济效益，提高设计质量和施工 成功率，降低成本
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防砂工艺
1生产过程中地层出砂的判断
油气井出砂会造成井下设备、地面设备及工具(如泵、分离器、加热器、管线)的磨蚀和损害，也会造成井眼的堵塞，降低油气井产量或迫使油气井停产。
所以，弄清油气井出砂机理及正确地判断地层是否出砂，对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田的开发开采是非常重要的。
1.1地层出砂机理及出砂的影响因素
对于出砂井，地层所出的砂分为两种，一种是地层中的游离砂，另一种是地层的骨架砂。
石油界对防砂的观点也随着技术的进步和认识的深化在不断变化。
在此之前，一些防砂的理论主要是针对地层中的游离砂，防砂设计也是为了能阻挡地层中的游离砂产出来。
但是，近儿年来，特别是国外的看法有了较大的变化，认为地层产出游离砂并不可怕，反倒能疏通地层孔隙喉道，对提高油井产量有利。
真正要防的是地层骨架砂的产出，因为一旦地层出骨架砂，可能导致地层的坍塌，使油井报废。
那么，什么时候地层将产出骨架砂呢?按岩石力学观点，地层出砂是由于井壁岩石结构被破坏所引起的。
而井壁岩石的应力状态和岩石的抗张强度(主要受岩石的胶结强度，也就是压实程度低、胶结疏松的影响)是地层出砂与否的内因。
开采过程中生产压差的大小及地层流体压力的变化是地层出砂与否的外因。
如果井壁岩石所受的最大张应力超过岩石的抗张强度，则会发生张性断裂或张性破坏，其具体表现在壁岩石不坚固，在开发开采过程中将造成地层出骨架砂。
影响地层出砂的因素归结起来主要有:
(1 )地层岩石强度
一般说来，地层岩石强度越低，地层出砂的可能性就越大。
(2)地层压力的衰减
随着地层压力的下降，井壁岩石所受的应力就会增大，地层出砂的可能性就会随着增大。
(3)生产压差
一般说来，生产压差(或生产速度)越大，地层出砂的可能性就越大。
(4)地层是否出水和含水率的大小
生产过程中，随着地层的出水和含水率的上升，地层出砂的可能性增大。
(5)地层流体粘度
地层流体粘度越大，地层出砂的可能性就越大。
(6)不适当的措施或管理
不当的增产措施(如酸化或压裂)或管理(如造成井下过大的压力激动)都会引起地层出砂。
2目前国内外最常见的机械防砂完井方法有:
1)割缝衬管完井。
2)绕丝筛管完井。
3)裸眼预充填类筛管完井。
4)裸眼井下砾石充填完井。
5)射孔套管内预充填类筛管完井;
3)和5)中的预充填类筛管包括预充填砾石筛管、金属纤维筛管、烧结陶瓷筛管、金属毡筛管等;国外的Stratapac筛管、Sinterpak筛管属于金属纤维类筛管。
6)射孔套管内井下砾石充填完井;砾石充填方式包括常规砾石充填、高速水砾石充填、压裂充填(主要有清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压裂充填等3种)。
砾石充填防砂工艺
完井技术是油气井开采技术中的重要组成部分。
油气井防砂完井方式以独立筛管防砂完井、砾石充填完井、化学防砂完井为主。
独立筛管防砂完井防砂精度单一，筛管易堵塞;化学防砂成本较高，有效期短;而裸眼砾石充填防砂更加经济，储层不受水泥浆伤害、有效防止地层砂运移、避免由十地层砂运移形成近井眼低渗透带，同时一对地层起支撑作用，防止井壁坍塌、砾石充填地层与筛管之间环空对地层砂形成阻挡，减少对筛管的冲刺，延长筛管的使用寿命。
与其它防砂技术相比，砾石充填防砂具有防砂效果好，土作寿命长等优点，因此，用油气井开发易出砂油藏，砾石充填完井是首选的方式。
一砾石选择
充填砾石的质量直接影响防砂效果及完井产能，因此对砾石的质量控制十分重要。
砾石质量包括:
1砾石尺寸选择
砾石粒径的选择国内外推荐的砾石粒径，一般用saucler公式计算，即D50是油层砂粒度中值d50的5-6倍。
砾石尺寸合格程度API砾石尺寸合格程度的标准是，大于要求尺寸的砾石质量不得超过砂样的0.1%，小于要求尺寸的砾石质量不得超过砂样的2%。
2砾石强度和圆度
石英砂人造陶粒
砾石的强度APl砾石强度的标准是，抗破碎试验测出的破碎砂质量含量不得超过表2数值。
砾石的球度和圆度
砾石的酸溶度API不得超过1%。
API标准要求砾石的平均球度应大于0.6，平均圆度也应大于0.60
砾石酸溶度的标准是，在标准土酸(3 0,6 HF+12 96 HCl)中砾石的溶解质量分数
砾石的结团API的标准是，砾石应由单个石英砂粒组成，如果砂样中含有1%或更多个砂粒结团，叫该砂样不能使用。
二衬管的选择
绕丝筛管应能保证砾石充填层的完整，故其缝隙应小于砾石充填层中最小的砾石尺寸，一般取为最小砾石尺寸的1 /2-1/3。
例如，根据油层砂粒度中值，确定砾石粒径为40-60目，其砾石尺寸的范围是0.249--0.419mm。
查砾石与绕丝缝隙匹配表，得所选绕丝缝隙为0.15mm。
1绕丝割缝类型
2缝隙
三砾石携带液（携砂液）
1）常规砾石充填常规砾石充填所用的充填液有低粘度(50-100 mPa·s)、中粘度(300-500 mPa·s)、高钻度(500-700 mPa.s)等3种。
常规砾石充填后的地层损害较大。
2)高速水砾石充填高速水砾石充填所用的充填液是清盐水，粘度为1-2mPa.s。
在清盐水中加人合适的油层保护添加剂。
高速水砾石充填时，将井底压力提高到接近地层破裂压力或略高于地层破裂压力，目的是破坏射孔所形成的压实损害带，同时消除部分钻井、固井损害。
3)压裂充填压裂充填主要是将砾石充填与水力压裂结合起来，该技术包括清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压裂充填等。
1低粘度
2中粘度
3高粘度
四砾石充填工具工艺
1充填工具的内外管串结构
⑴外管柱主要部件及功能
①充填分割器
②充填滑套
③安全接头
④密封定位短接
⑤沉沙分割器
⑵内管柱主要部件及功能
①坐封工具及换位机构
②密封节
③冲洗管
2砾石充填施工工艺
⑴洗井
⑵完毕后按设计组装套管并下入预定位置，确认管柱完好插入并坐在底部封隔器。
⑶投球，待下落至球座后开泵打压，坐封封隔器。
⑷上提管柱至反循环位置，对管柱进行清洗。
⑸将管柱放在充填位置，循环砾石携带液，挤压地层，将砾石放进炮眼和近井带地层，然后打开套管阀门进行环空充填
⑹充填完毕后将管柱提至反循环位置，洗出多余砾石
⑺倒扣丢手，起出上部管柱。
3裸眼砾石充填
化学防砂技术
化学防砂是化学药剂把疏松砂岩地层的颗粒或充填到地层的砾石胶结起来，从而稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，从而起到防砂的目的。
化学防砂包括树脂防砂、人工井壁防砂、有机物固砂、原油固砂和其他方法如SiCl4。
固砂，氢氧化钙固砂。
（1)树脂固砂树脂固砂是将液态的可流动的树脂泵入地层，使之均匀的分
布在地层空隙中，然后逐渐固化，在粒间接触点处胶结，阻止地层出砂。
（2)耐高温人工井壁固砂耐高温人工井壁固砂属于化学防砂的范畴，是稠油开采中使用较多的化学防砂手段。
耐高温人工井壁防砂技术是将树脂及其他添加剂涂在阻砂剂的表面，形成树脂预包砂，在地层温度下固化，在井筒或近井地带形成具有一定强度及渗透性的人工井壁，阻止地层砂流人井筒。
该项技术可以比较有效地防治细粉砂。
用于热采井的耐高温人工井壁耐温可达3500C，抗压强度不低于6MPa，渗透率不低于10达西。
对于出砂比较严重的生产井，通常还采用将三氧高温固砂剂、改性吠喃树脂等固砂剂挤人地层对地层砂进行固结的方法来稳定近井的地层。
但这类固砂技术由于存在不同程度的储集层伤害或耐高温性能差等问题，应用规模在逐渐减小。