第一章钻完井工程概述
完井工程技术概述
具备分层压裂、酸化等分层处理措施，便于人工举升和井下作业等条件
满足特殊油藏开采需求，如稠油油藏蒸汽吞吐和蒸汽驱的要求 油井开采后期具备侧钻定向井及修井生产的条件 施工工艺尽可能简便，成本尽可能低
二、完井工程概述、现状与趋势 （一）概述
目前常规完井方式主要有三大类：
裸眼完井 先期裸眼 后期裸眼
目前，特殊结构井技术已在国 内外各大油田中得到了较大范围内 的应用，在油气田的勘探开发中发 挥着越来越重要的作用。
特殊结构井是为满足复杂油气藏勘探开发需要，在常规直井
钻井技术基础上发展起来的，具有特殊井眼轨迹或井身结构的油气 井。主要包括各类定向井、丛式井、水平井和鱼骨分支井等。
控 制 井 眼 轨 迹 增 加 井 眼 数 量
（一）概述
割缝衬管完井方式(1)
割缝衬管完井方式(2)
二、完井工程概述、现状与趋势 （二）现状
国外完井技术的研究起步 早，发展快，通过多年的发 展，在完井工艺技术方面有 许多成熟配套的的技术，并 不断开发出经济实用的新工 艺、新工具。
二、完井工程概述、现状与趋势
1、小井眼完井技术
（二）现状
井眼内下入的套管尺寸和层数受限，
合理的完井方法应该满足的要求
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
油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，且渗流阻力最小 可有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰 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
二、完井工程概述、现状与趋势 （一）概述
A 降低流体损失到最小程度 优 B 减少地层损害 点 C 改善油气井产能
国外欠平衡钻井的完井方式
钻井工程介绍概况
的，防止了两井相碰事故的发生。
15、分支井 就是从一个主井筒中侧钻出两个或两个以上的 分支井筒的井。目前定义认为应为，从单一水平井
或近水平井筒中钻出多个水平分支井的钻井。
16、大位移井
一般是指井的位移与垂深之比等于或大于2的
定向井，也有指侧深与垂深之比的。 17、水平井 是最大井斜角保持在900左右，并在目的层中 维持一定长度的水平段的特殊井。
13、导向钻具复合钻井
是随着定向井技术发展而形成的一项实用新技术， 对中深定向井，大位移井和水平井而言，复合钻井技 术具有很大优势，该技术主要包括三部分：定向造斜、 复合钻进、轨迹导向。
14、防碰绕障技术
利用定向井多功能软件及电子单多点、有线随钻
测量系统和无线随钻测量系统等先进测量仪器，进行
18、取心井 就是需要从该井地层中将岩心部分取出或全 部取出的井。取心井发展：砂卡式单筒取心—— 双筒取心——油基钻井液取心——密闭取心—— 保压密闭取心——斜直井取心——水平井取心 19、R系列复合片全面钻进PDC钻头 R235特点： •胎体抗冲蚀性强 •采用Φ13.44mm标准复合片 •聚晶金刚石保径 •中锥形冠部轮廓,4翼刮刀式结构,较深的排屑槽利 于快速排屑,避免泥包 •低密度布齿,适用于较软地层的快速钻进 •深刀翼在软地层中可得到较高的钻速,另外可进行 有效地清洗和冷却切削齿。
3．表层施工（一开） 井深一般为100～150米。用Φ 445钻头， 下Φ 339.7套管，然后固井。主要作用的是： 保护地下水不受污染。 安装井控装置。包括防喷器；防喷器控制系 统；节流、压井管汇；钻具内防喷工具；液面 监测系统；放喷管线等。井控系统的安装有专 门的安装标准，要严格执行，关系到该井设备、 人身及井的安全保障，绝不可马虎。 由于地表面岩性疏松，防止钻进中井口塌垮， 动摇钻机基础。
CUP完井工程总结
（4）防砂完井——砾石充填。
井筒复杂流动与控制实验室
9
完 井 工 程
第三章
完井方法
套管射孔完井 射孔完井 先期裸眼完井 尾管射孔完井 裸眼砾石充填完井 后期裸眼完井 裸眼完井 套管内砾石充填完井 人工井壁完井 防砂完井 预充填砾石绕丝筛管完井 陶瓷防砂滤管完井 复合完井 金属纤维防砂筛管完井 割缝衬管完井
油气井完井方法
井筒复杂流动与控制实验室
10
完 井 工 程
第三章 油气井完井方法
特殊工艺井完井方法
多分枝井完井方法
水平井完井方法
大位移井完井方法
保留井口完井方法
保温完井方法
井筒复杂流动与控制实验室
11
完 井 工 程
第四章 射孔
射孔器与射孔工艺 射孔参数与设计
射孔质量检测与评价
特殊射孔技术
井筒复杂流动与控制实验室
完 井 工 程
绪 论
一、完井的定义 二、完井成（Well Completion），即建立生产层与井 眼之间的良好连通，是联系钻井和采油两大生产过程的一个关键环节。 下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液； 完井是以油气储集层的地质结构、储集层的岩石力学性质和油层物 确定完井井底结构，使井眼与产层连通； 性以及地层流体物性为基础，根据开发开采的技术要求，研究储集层与 井眼的最佳连通方式的技术工艺过程。 安装井底和井口装置等环节，直至投产。
4、验证尾管下入到设计深度是否遇卡 压裂安全系数Ｓｆ：0.03~0.06 g/cm3
5、计算表层套管下入深度 井涌允量 Ｓｋ：0.05~0.08 压差允值
g/cm3
△P： △PN = 15~18 MPa △P A = 21~23 MPa
完井工程设计
§1-1 完井工程设计理论与方法
钻开储集层
1.储集层两突出特点： 储集有一定压力的油气水；
地层孔隙和裂缝较发育，较好的原始渗透率
2.钻开储集层技术要求： 保护油气层，防止钻井液完井液污染； 控制油气层，防止不必要井喷，安全钻开 3.钻开后储集层储油性质变化： 井内液柱压力大于地层压力。 毛细管力和正压差作用下，钻井液液相和固相进入储层孔隙和裂缝，造
t1—自喷阶段从生产优化目标所得出的油、套管尺寸；t2—所选举升方式下所 获得的油、套管尺寸；t3—满足增产措施要求的油、套管尺寸；t4—其它特殊 工艺要求的油、套管尺寸。
对于稠油开采井，其油管和套管尺寸满足： 稠油开采井油、套管尺寸＝max{Tt1，Tt2，Tt3}
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。
§1-1 完井工程设计理论与方法
四、完井工艺方案设计
世界各主要产油国广泛使用的完井方 法，70％～90％。
射孔：射孔器在油层某一层段射穿套
管、水泥环并穿透至地层一定深度， 形成油气通道。
炮弹射孔的孔眼也称为炮眼。
射孔完井方式下，孔眼是联系油层和 井筒唯一通道。
§1-1 完井工程设计理论与方法
4. 直径较大有枪身射孔器，由于枪身保护， 减小套管和水泥环损坏。
§1-1 完井工程设计理论与方法
无枪身射孔器基本特点：
1. 非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。
2. 无枪身限制，装药量大，穿透性能好。
3. 弹架有挠性，套管弯曲和有缩径时有良好通过性能，一次可射30m或更厚油气层。 4. 重量轻、操作方便，提高施工效率、降低劳动强度 和射孔费用。
钻井技术概述
第一章定向井（水平井）钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念1．定向井丛式井发展简史定向井钻井被（英）T.A.英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。
”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。
定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。
定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。
当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。
并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。
最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。
早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。
有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。
救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米；水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的RytchFarm油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。
垂深水平位移比最高的是Statoil公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14；丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口；我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
油气田地下地质学 - 第一章
油气田地下地质学 - 第一章第一章钻井地质(Chapter1 well drilling geology)第一节井位部署一、井的类别（本节重点） 1 探井发现油气，解决有没有油气的问题，有多少油气？地质井：盆地普查阶段，为取得基础工业质资料而钻的井，在地震资料不能覆盖区主要解决构造和地层。
参数井：盆地区域勘探阶段，为了解一级构造单元地质情况而钻的井，了解地层层序、厚度、岩性、生油、储油和盖层条件，并为物探资料的解释提供参数。
预探井：圈闭预探阶段，以发现油气为目的而钻的井。
评价井：在已获得工业油流的圈闭上，为查明含油气规模而钻的井。
水文井：为了解水文地质问题或寻找水源而钻的井。
定向井：为特殊的地质或工程需要而钻的规定了井眼轨迹的井。
2开发井评价井钻探后根据开发方案，按照一定的井网方式和井网密度而钻的井，以高效果科学地采出地下石油为目的。
采出油气油（气）井：采出油气的井水井：向地层中注水，以保持地层压力验替油气的井。
调整井（一、二、三次）：油气田开采一段时间后，根据开发动态和数值模拟资料，以提高储量动用程度和采收率为目的而钻的井。
检查井：为监测油、气藏开采动态而钻的井。
其它还有更新井、三采井等。
二、井号编排与命名 1探井地质井：以一级构造单元+“D”命名。
参数井：盆地名称的第一个字+“参”字+序号，如江参1井、塔参1井预探井：二级构造名称+序号，如轮南1井、塔中1井，序号比较小评价井：油气田名称+序号，如马101井，数字比较大水文井：以一级构造单元+“S”命名定向井：在井号后加小定“x”，如柳1x2井：表示柳1井旁边钻的第2口斜井 2开发井油井和水井：按井排编号；用油气田名称第一个汉字+井排+井号。
如东河11-2-1 调整井（一、二、三次）：在原基础井网基础上加上标识：如南阳油田加J、H等字符，大庆在原井排基础上加D或代表其期次的号等检查井：井号前“检” 三、井位部署 1探井布井原则1 不同阶段井位部署原则参数井：勘探初期，1口井控制1个构造带，一般部署在隆起区，预探井：一个局部构造带设计一口预探井，目的是发现油气评价井：以出油的预探井为中心，向四周部署2 不同油藏井位部署原则以高点为中心的放身状布井以高产层系或含含油圈闭为基础，先肥后瘦，扩边连片布井 2开发井部署原则排状切割注水布井面积井网部署注采井环状布井不均匀点状布井第二节钻井地质设计与完井一、单井地质设计 1设计依据⑴区域地质资料地层综合柱状图构造图、构造剖面图油、气、水层资料。
油气田地下地质学4--完井及完井总结
坍塌层
表层套管
12′20m
钻头尺寸及井深
油气层
油气层 水层 油气层
技术套管
8′1800m
油层套管 5′2500m
套管程序示意图
1、套管程序的设计
② 技术套管：● 封隔钻井液
难于控制的复杂地层
(漏失层、严重塌层、高 坍塌层
压水层、非目的层的油气层
等）； 油气层 ● 在井斜较大的定向井中，
为防止井下复杂情况，
4、附图目录
⑴ 过井“十字”地震剖面图 ⑵ 本井与邻井地层对比
图
⑶⑹ 综岩合心录油井 层图 物理性质分⑷析成综果合测井图
⑸ 岩心综合图
⑺ 地球化学资料综合图
⑻ 测试层位简图
⑼ 压力恢复曲线图
⑽ 测试油层原始压力与深度关系曲线图
⑾ 井斜水平投影图
完井地质总结报告
根据中国海洋石油有限公司勘探监督手册（2002）要求，
① 射孔完井
--国内外最广泛使用的完井方式。 包括：套管射孔完井、尾管射孔完井
● 套管射孔完井
钻穿油气层直至井深，然后下 生产套管至油层底部、注水泥固 井；最后，下入射孔器在油气层 部位射孔，射穿油层套管、水泥 环，并穿透油层一定深度，建立 油流通道。
套管射孔完井示意图
(《油气井工程》，2003)
深度比例尺 一般1：500； 横向比例尺 避免曲线之间交错过多。
◆ 编制完井总结图，应解决好以下3个问题：
⑴ 确定分层界线 以1：500标准曲线的2.5米(或1米)底部梯度曲线和SP
曲线为主；必要时参考组合微侧向、微电极等曲线。
⑵ 确定岩性--以岩心、岩屑为基础，其他资料作参考；
⑶ 油气水层的识别 必须以岩心、岩屑、井壁取心、钻时、气测、槽面油
钻井概述演示稿
转盘(Rotary Table)
转盘(Rotary Table)
钻 铤Drill Collar 接 头(Tool joint) 稳定器Stabilizer
钻 杆Drill Pipe
钻 杆drill pipe
方钻 杆Kelley
钻 头Rock Bit
接 头sub
钻柱组成 Composition of drill string
旋转钻井钻机
动力系统 旋转系统 提升系统 循环系统 井控系统
旋转钻井系统
动力系统(Power system)
柴油机 (diesel engine) 发电机 (generator) 传动机构 (compound)
机械传动 (Mechanical Power Transmission)
钻头(Rock Bit)
起升系统(Hoisting system)
井架（derrick) 绞车（draw works) 钢丝绳 (wire rope、fast line、dead
line) 天车（Crown) 游动滑车 (traveling Block) 大钩 （Hook)
循环系统（Circulating System)
油气井类型
生产（或开发）井
在已探明储量，有开采工业价值的油田构造 上钻产油产气井
注水（气）井
为了提高采收率，达到稳产所钻的井。注水 注气的主要目的是为了给地层提供生产油气 所必须的能量。
国外钻井水平
世界上最深的直井
12260米，原苏pump) 立管
(standpipe) 水龙头(swivel) 方钻杆(kelly) 钻柱(drill stem) 钻头(bit) 环空(annulus)
出口管线 (discharge line)
完井工程概述
概述
完井工艺基本流程
更换完井液 钻开油气层
取芯 钻杆测试
完钻测井 下套管或衬管
投产
射孔或测试 下入生产管柱
注水泥 固井质量评价
8
现代完井工程的相关技术内容
岩心分析与评价测试 确定钻开油层钻井液类型 完井方式与方法选择 油层套管及油管尺寸确定 生产套管设计
注水泥设计 固井质量评价 射孔方案 完井试井评价 完井生产管柱 投产措施
15
4、敏感性评价
通过岩心流动实验，分析油气层岩心与各种外来流 体接触后所发生的各种物理化学作用对岩石性质的影响， 主要是对渗透率的影响及其程度。为优选工作液和进行 完井工程设计提供科学依据。敏感性评价包括：
速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏。
16
5、采油工程技术依据 注水、压裂酸化、防砂、防腐、气顶、底水及边 水控制、调整井、稠油热采井等。
41
定向井、水平井的钻井完井液
定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术难题： 一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井段、水平 井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。
定向井，特别是水平井在对油层损害的因素上与直井的差异 主要有：
1）油层与完井液接触面积比直井大得多，对油层损害的可能性更 大，其油层保护的技术难度更大。
31
2、钻井完井液技术
（1）基本要求 不同的油藏及不同的钻井工程要求所使用的钻井完
井液类型及性能各不相同，但其基本要求都相似，即它 一方面必须具有钻井液的功能，另一方面又必须满足保 护油气层的要求。
32
作为钻井液它必须具有以下功能： 控制地层流体压力，保证正常钻井。 具有满足钻井工程必须的流变性 稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造壁性
钻井与完井工程(第一至第四章)
(a)脆性岩石
(b)塑脆性岩石
(c)塑性岩石
W 硬度： p y A
屈服极限： 0 W0
A
AF 面积OABC 塑性系数：k AE 面积ODE
第二节 岩石的研磨性与可钻性
一、岩石的研磨性
岩石研磨性概念：钻井过程中，钻井工具和岩石产生连续的或间歇的接触
和摩擦，从而在破碎岩石的同时，这些工具本身也受到岩石的磨损而逐渐变钝甚 至损坏。岩石磨损这些材料的能力称为岩石的研磨性。 研磨性磨损是由钻头工作刃与岩石相摩擦的过程中产生微切削、刻划、擦痕等 所造成，属表面磨损。这种研磨性磨损除了与摩擦副材料性的性质（如化学组成和 结构）有关外，还取决于摩擦的类型和特点、摩擦表面的形状和尺寸（如表面粗糙 度）及摩擦面的介质等因素。研磨性磨损是一个十分复杂的问题。
σ σ =σ
1
σ
1
2
3
σ
3
σ
(a)液压作用下的压（拉）试验 （常规三轴试验） σ
1
2
(b)用三个液缸的柱塞进行的 三面压缩试验（真三轴试验） σ
1
σ
σ
2
3
(c)液压作用下的压扭试验
(d)液压作用下的两面柱塞 压缩试验
σ
1
σ
3
（a）压缩试验
（b）拉伸试验
常规三轴试验
P=σ
1
=σ
2
τ
2. 三轴应力下岩石的强度和变形的特点
由岩石可钻性概念和研究方法可知，岩石可钻性会因条件不同，所以实际应用时就有一定 的困难。如果设法固定工作条件，使可钻性指标只反映岩石破碎难易程度，有可能就能克 服应用时的问题，采用微钻头可钻性是行之有效的研究方法。 所谓微钻头岩石可钻性是指在室内固定测试条件下，通过微钻头模拟试验，将所测得 的微钻头指标称之为微钻头岩石可钻性或条件可钻性。我国钻井界目前广泛采用的岩石可 钻性测定仪为华东Ⅲ型微钻头测定仪。测试条件为：钻压W＝889.7牛，转速N＝55转／分， 钻头直径D＝31.75毫米（它是由八片厚2.5毫米硬质合金材料组成的，硬度为HRC ≌ 58）。 实测记录钻孔深度H为2.4毫米所需的时间。测量精度要求控制在测量仪器本身允许的误差 范围以内。 由测量值表示的钻速公式可知，当以钻速作为可钻性指标时，钻进速度V与测量钻进深度 H和钻进时间T之间的表达式为：
钻井与完井工程教材第一章绪论
第一章、绪论第一节、钻井完井工程在石油工业中的地位石油和天然气作为世界上的主要能源和优质化工原料，是当今社会经济发展中重要的生产力要素之一。
目前，世界能源消费的结构比例为：石油40％，天然气22.9％，煤炭27.4％，核能7.1％，水电2.5％，石油和天然气的比例占到世界能源消费的62.9％。
一个国家对石油和天然气的拥有量和占有量已成为综合国力的重要标志。
石油在一个国家的国民经济中的地位和作用是非常重要的，它对于经济、政治、军事和人民生活都有极大的影响。
石油工业是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和化工原材料生产部门。
钻井是石油勘探、石油开发的一个非常重要的环节和手段。
在世界范围内，油田在石油勘探阶段的总投资中钻井的费用达到55%—80%，在石油开发阶段的总投资中钻井的费用超过50%，从中可见钻井工作所占的比重。
一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，许多国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以显示他们在世界石油工业发展史曾经做出的贡献和所处的地位。
石油勘探有多种方法，但钻井是最重要也是最终判断地下是否有油的手段。
当一个地质圈闭经钻探并获得了有工业开采价值的油气流后就算找到了一个油田。
下一步的工作就是进一步搞清楚这个油田的具体范围和出油能力。
因此，在钻探过程中发现油气后，就应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质，还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析，然后再进行扩大钻探，进一步探明圈闭含油气情况，算出地下的油气储藏量有多少。
这样，对一个油田来说，它的初步勘探工作才算结束。
通过地质勘探，发现有工业价值的油田以后，就可以着手准备开发油田的工作了。
油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上，在油藏上合理的分布油井和投产顺序，以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施，把地下石油资源采到地面的全过程。
油田从详探到全面投入开发的工作顺序一般为：在见油的构造带上布置探井，迅速控制含油面积；在已控制的含油面积内，打资料井，了解油层的特征；分区分层试油，求得油层产能参数；开辟生产试验区，进一步掌握油层特性及其变化规律；根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究，作出油层分层对比图、构造图和断层分布图，确定油藏类型；油田开发设计；根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网，钻完后不投产，根据井的全部资料，对全部油层的油砂体进行对比研究，然后修改和调整原方案；在生产井和注水井投产后，收集实际的产量和压力资料进行研究，修改原来的设计指标，定出具体的各开发时期的配产、配注方案。
第一章油井完井概述
第⼀章油井完井概述第⼀章油井完井概述§1—1 油井基本知识凡是属于进⾏⽯油勘探、索取油（⽓）层地质资料和开采⽯油、天然⽓所钻凿的岩⽯通道，统称为⽯油井。
⼀．⽯油井的作⽤1．获取⽯油勘探所需要的地质资料，发现和评价油⽓⽥。
2．开采地下油⽓层中的⽯油和天然⽓。
3．检查注⽔开发油⽥⽔线推进情况。
4．改造油层。
5．利⽤⽯油报废井往地层⾥注⽔、注⽓。
⼆．⽯油井的钻凿1．钻井应⽤钻井机械设备向地下岩层钻凿孔眼，并采⽤⼀定的⼯艺技术措施与⽅法是之构成地⾯到地下油（⽓）层通道的⼯艺过程。
2．钻井⼯艺过程钻前准备，钻进和完钻三个阶段（1）基本概念：井⼝：井眼顶部；井底：井眼底部；井径：井眼直径⼤⼩；井壁：井眼周壁；井段：井⾝某段；井⾝：整个井筒。
（2）⽅补⼼：旋转钻井时，带动井下钻具旋转的转盘中间⽤来卡住⽅钻杆的部件。
⽅补⼼顶⾯是计算井深的起点。
（3）完钻井深：从转盘⽅补⼼上平⾯到井底的距离。
正常情况下，每⼝井都必须钻达设计完钻井深。
钻井过程⽐较复杂，易出现井喷和卡钻事故。
三．井的类型1．根据井的作⽤分类井筒基本概念采油井（油井）：开采地下原油钻凿的井眼。
分为：⾃喷井、⾮⾃喷井。
采⽓井（⽓井）：开采地下天然⽓钻凿的井眼。
注⽔井：注⽔开发油⽥，为给地层注⽔补充能量⽽钻凿的井眼。
⽔源井（⽔井、热⽔井）：为注⽔⽤⽔、油⽥⼯业⽤⽔和民⽤⽔提供充⾜⽔源⽽钻凿的井眼。
观察井（实验井）：开发过程中，为了解油层动态、油⽓⽔运动规律和变化情况⽽钻凿的井眼。
探井、了解地层的年代、岩性、厚度、⽣储盖的组合和区域地质构造，地质剖⾯局部构造⽽钻凿的井眼。
2．根据井的深度分类浅井：井深：500～1000⽶。
中深井：井深：1000～2500⽶。
深井：井深：2500～4000⽶。
超深井：井深：4000⽶以上。
3．根据井眼轨迹分类垂直井：井斜⾓⼩于150。
⽔平井：在钻到⽬的层位时，井斜⾓超过850，并进⽬的层⽔平钻进距离超过10倍以上由层厚度。
《完井教材》word版
完井部份一、完井概念笼统的讲，完井是指裸眼井段钻达到设计深度后，使井底和油气层以一定的结构方式连通起来的整个作业工艺。
完井又可细分为钻井完井和生产完井。
1. 钻井完井：如果是套管完井，它包括从钻井作业开始，直到完成全部固井、CBL测井作业结束为止的全过程。
如果是裸眼井完井，它包括从钻井作业开始，直到钻完裸眼井段，替入油层保护液，并完成电测作业为止的全过程。
2. 生产完井：从钻井完井作业结束之后，根据油、气、水井生产工艺要求，所进行的与井身结构建设、油气层保护、生产管柱设计、直至投产作业结束，其间一系列的作业过程叫生产完井。
3.钻井井身结构为了确保安全顺利地钻达目的层，钻井过程中所采用的某种套管柱组合结构形式叫井身结构。
典型井身结构，如图--1所示。
图—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⑥-技术套管；⑦-技术套管水泥环；⑧-油层套管；⑨-油层套水泥环；1.导管：井身结构下入的第一层套管，用来隔离海水和地表淤泥层，以利于钻井作业，一般使用30”套管，下入深度泥面以下大约50M左右。
2.表面套管：井身结构中的第二层套管，下入后立即用水泥固井，水泥返至地面，一般使用20”套管，下入深度一般为几十米至几百米不等。
3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。
在钻到目的层之前，用来隔离在钻井途中可能遇到的其它油、气、水层、漏失层和易坍塌层等复杂地层，以利钻井顺利作业。
一般使用13-3/8”套管，下入深度和固井水泥返高，根据现场实际情况而定。
4.油层套管：井身结构中最内一层套管叫油层套管，用来封隔目的层中的油、气、水层，射孔后为长期开采目的层的油、气、水层提供通道。
一般使用5-1/2”~9-5/8”套管，下入深度根据现场实际情况而定。
固井时一般要求水泥返高至最上一层油、气层顶部以上200~250m。
二、渤海地区油田防砂完井主要作业工艺简介（以“一趟管柱作业，多层防砂”技术为例）主要作业程序：1)作业前的准备工作施工设计—由项目经理组织完井监督编写，它应包括现场主要施工作业步骤设计（含安全内容）、地质射孔方案设计、完井液体系配方设计以及作业设备、器材准备清单等。
钻完井概述
完井方式的选择
(1)油层与井底之间应具有最佳连通条件，油层受损害最低； (2)油层与井底间应尽可能大的渗流面积，最小的油气渗流阻力； (3)有效封隔地层、防止出水、油气窜流和层间相互干扰； (4)有效控制出砂、防止井壁坍塌、保证正常生产寿命； (5)具备实施选择性压裂酸化等增产措施，以及便于人工举升和
如果在完井方式或完井作业中， 使井底附近的地层受损害，则在 油气渗流至井底过程中，将会产 生额外的能量损失，导致油气井 的产能（PI = Q0/P）大大降低。
完井方式的选择
(2)防止地层出砂，延长油气井正常生产寿命 砂粒逐渐在井筒内聚集，砂面上升直至掩盖油气流入井底的
通道而阻碍油气流，甚至使油气井停产。严重时，也有可能引 起井底坍塌损坏套管。
考克
钻井设计
地质设计： 构造、井口坐标、目的层、岩性描 述、地质录井
工程设计： 钻井设备、井身结构、钻头设计、钻柱设计、泥浆设计 、水力参数设计、套管强度设计、井口装置、钻井施工 措施
一口井钻井过程
钻前工程 钻井设施动员 钻井工程 一开、固表层套管、二开、固技术套管、三开、钻至 完钻井深、完井电测、固油层套管 完井工程
钻井新技术
负压钻井技术(Underbalanced Drilling) 钻井过程井内压力小于地层压力一定值的钻井过程 设备： 旋转防喷器、井内流体的地面多级分离器、惰性气 体发生器 优点：
及时发现和保护油气层 提高机械钻速，降低钻井成本
完井
完井（well completion） 钻井工程的最后环节。在石 油开采中，油、气井完井包括钻开油层，完井方法的 选择和固井、射孔作业等。对低渗透率的生产层或受 到泥浆严重污染时，还需进行酸化处理、水力压裂等 增产措施，才能算完井。
第一章钻完井工程概述
综合化 集成化 分支水平井钻井 侧钻水平井钻井 欠平衡分枝井钻井 欠平衡侧钻水平井钻井 连续油管小井眼分支水平井钻井 连续油管小井眼欠平衡分支水平井钻井
连续油管钻井
钻井完井工程的技术特点及作用
★ 向提高油气采收率方向发展 少井高产、不堵塞、不污染油层 ★ 向难开采油气藏方向发展 提高难开采油气层的采收率
欢迎大家光临
大家好
保护油气层技术
★第一章 绪论
★第二章 岩心分析技术
★第三章 ★第四章 ★第五章 ★第六章 ★第七章 ★第八章 储层损害的室内评价 油气层损害机理 保护油气层的钻井完井技术 保护油气层的钻井液完井液技术 油气田开发生产过程中的保护油气层技术 油气层损害的矿场评价技术
★第九章
保护油气层技术新进展●
在探井的钻井完井过程中，如果钻井液、完井液的设计和使用不 当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数的正确解释。
（2）保护油气层有利于油气井产量和
油气田开发经济效益的提高
在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可 以使油气井产量得到明显提高，同时可以大大减少试 油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生 产成本。
保护油气层技术的发展概况
• 50 年代，注意此问题，川中会战时，就提出钻井液密度不
宜过高，以免压死油气层。
• 60 年代大庆会战时，为了减少对近井地带的油气层损害， 对钻开油气层钻井液的密度和滤失量也提出了严格要求。
• 70 年代，国外开始从分析油气层岩心入手来研究油气损害
的机理和防治措施，并将实验室研究成果应用于油气田钻 井、完井和开发方案的设计及生产实践中，形成了保护油 气层的系列技术。 • 长庆油田在 70年代开始进行了岩心分析和敏感性分析，但
钻井工程简介-辛
第四章 钻井工艺技术
重点介绍防斜打直井技术：
石油钻井中始终强调快速、优质。快速是指钻
进速度要快。而优质，就是主要指井身质量的优质。 衡量井身质量的一个非常重要的指标即是井斜。
井斜的基本概念：一般情况下井身轴线和铅垂
线之间都有一定的偏离，这种偏离就叫井斜。
第四章 钻井工艺技术
井斜的危害： 1、对勘探工作的影响：井斜大了就 会造成井深误差，使地质资料不真实，导致 地质工作得出错误结论而漏掉油气层。如果 井斜过大还会使井眼偏离设计井位，打乱油 气田的开发布井方案，使采收率降低。
第一章 石油钻井概论
钻井是利用一定的工具和技术
在地层中钻出一个较大孔眼的过程。
钻井方法是指为了在地面以下岩 层中钻出所要求的孔眼而采用的钻
孔方法。在石油钻井现场上使用的
钻井方法主要有顿钻钻井法和旋转 钻井法。目前普遍使用的是旋转钻
井法
第一章 石油钻井概论
旋转钻井法包括地面转盘旋转钻 井法和井底动力钻具旋转钻井法。
备齐钻具、用料、工具
测 定 井 位
修筑 道路 井场
基 础 施 工
井 架 安 装
水、电、讯铺设
钻机 搬迁 就位 钻机安装 土方施工 开钻 井口 准备
落 实 水 源
安装防冻保温设施
第二章 钻井施工工序概述
钻进工程：是指从开钻到全井进尺钻完所进行的施工。根据地质与工
程设计的不同要求，这个时期可分为一次开钻、二次开钻或多次开钻。
第二章 钻井施工工序概述 钻井施工工序
钻机安装
下 达 井 位
接收 钻井 设计
井 位 测 量
土 方 施 工
井架 就位 钻井 施工
复 测 井 位
施 工 准 备
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（ 4）各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程度的信息， 并评价保护油气层的效果和经济效益。然后反馈给有关部门，视情 况决定是否继续研究改进措施或补救措施。 （5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。
（ 6）油气田开发生产中油气层损害因素和保护油气层技术；
（8）保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。
保护油气层技术特点
（ 1 ）保护油气层技术是 一项 涉及多学科、多专业、 多部门并贯穿于整个油气生产全过程的系统工程。 ① 必须前后兼顾、做到系统化
从钻开油气层、完井、试油、采油、增产、修井、注水、热采的每一项作业 过程中均可能使油气层受到损害，前一项作业造成的损害可以迭加（或传递）在 后一项作业中，如果后一项作业没有搞好保护油气层工作，就有可能使前面各项 作业过程中保护油气层所获得的成效部分或全部丧失。所以，保护油气层工作必 须前后兼顾，做到系统化。 保护油气层技术习惯上分为两部分，一是钻开油气层至交井过程的保护油气 层技术，该步非常关键，保证交给油公司的是一口无任何伤害的、油气层保持原 始状态的油井。该过程的作业范围小，作用时间短，对油气层的损害相对较小。 二是油气生产过程的保护油气层技术，主要解决一个高产稳产问题，作用范围大， 在油藏深部，作业时间长，损害累积迭加问题严重。
以钻井液为例。
用一般钻井完井液完井的井，日产原油为31.7m3、天然气 56 m3，而用无固相清洁完井液完井的井日产原油270.3 m3、天 然气560 m3。
用一般钻井液完井，单井最大原油日产量为2.59 m3，而邻 井改用W/O 乳化钻井液完井，原油产量提高到45 m3。
有利于油气井的增产和稳产
由于受到仪器与技术条件限制，再进一步深人下去有困难。
保护油气层技术的发展概况
• 80 年代，在引进国外保护油气层技术的基础上，我国才全
面开展了保护油气层技术的研究工作，并在“七五”期间
将保护油气层钻井完井技术列为国家重点攻关项目，原中 国石油工业部科技司、开发司、钻井司共同组织辽河、华 北、长庆、四川、中原等五个油田和石油大学、西南石油 学院、江汉石油学院、石油勘探开发科学研究院、工程技
井动态数据采集）、GST（地质导向）、FEWD（随钻地层评价）
VDS超深井垂直钻井系统——法国； ADD自动定向钻井系统——美国； AGS自动导向钻井系统——Sleve Bell公司； SRD旋转导向钻井系统——美国Camco公司。
井下导向工具 ＋测试工具＋ 作业工具
钻井完井工程的技术特点及作用
★ 向综合化、集成化方向发展 钻井设计和施工向多专业结合的综合化发展 钻井技术向高度集成发展
（2）钻探是人类开发资源的最重要的手段，油气钻井是建
立开采地下油气资源通道的唯一手段，贯穿于整个油气
勘探、开发的全过程，是技术密集、资金密集、劳动力 密集的行业领域。
钻井完井工程的技术特点及作用
技术密集：地质、钻井、固井、完井、泥浆、录井、测井、 机械、自动化、仪器仪表、计算机等； 资金密集：在石油工业总投资中，40％投入到钻井，探井
钻井完井工程的技术特点及作用
3.现代油气井工程的发展特征及发展趋势 发展特征
★ 体现了现代科学技术的特征 ★ 体现了系统工程的技术特征 ★ 体现了技术集成的特点 ★ 体现了向自动化、信息化和智能化发展的特点
钻井完井工程的技术特点及作用
发展趋势
★ 向信息化、智能化方向发展
MWD（随钻测量）、LWD（随钻测井）、SWD（随钻地震）、DDS（钻
钻井费用占勘探费用的50％～80％，开发井钻井费用占
开发费用的30％（海上）和80％（陆上）；
劳动力密集：各作业部门工程师和技术工人相对集中。
钻井完井工程的技术特点及作用
2.现代油气井工程的发展历史
★1900～1920 ★1920～1950 ★1950～现在 前期 后期 初期阶段（萌芽） 发展阶段（经验） 科学化钻井阶段 30年 20年 20年 30年 50年
水平井钻井 分枝井钻井 欠平衡钻井 小井眼钻井
综合化 集成化 分支水平井钻井 侧钻水平井钻井 欠平衡分枝井钻井 欠平衡侧钻水平井钻井 连续油管小井眼分支水平井钻井 连续油管小井眼欠平衡分支水平井钻井
连续油管钻井
钻井完井工程的技术特点及作用
★ 向提高油气采收率方向发展 少井高产、不堵塞、不污染油层 ★ 向难开采油气藏方向发展 提高难开采油气层的采收率
第一章 绪论
• 钻井完井工程的技术特点作用
• 油气层损害的基本概念
• 保护油气层的重要性
• 保护油气层技术思路及原则 • 保护油气层技术内容
• 保护油气层技术的特点
钻井完井工程的技术特点及作用
1.现代油气井工程的重要性
（1）21世纪，人类面临的4大问题：人口（控制）、
资源（开发）、环境（保护）、灾害（预防）。
术研究所等单位共同进行攻关，使我国保护油气层技术不
仅在理论研究上，而且在生产实践中均取得较大进展，形 成了适合我国的保护油气层系列技术。“八五”期间，此
项技术得到进一步推广应用和发展，并取得较好的效果。
保护油气层的重要性
（1）在油气勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接 关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算
1950～1980 1980～现在
钻井完井工程的技术特点及作用
前期阶段成果（30年）：
①喷射钻井技术
②优选参数钻井技术
⑥丛式井钻井技术
⑦高效钻井技术 单 项 技 术
③平衡压力钻井技术
④保护油气层技术
⑧井控技术
⑨洗井液技术
⑤深井钻井技术
钻井完井工程的技术特点及作用
后期阶段成果（20年）： ①井下信息实时监测、处理技术 使 用 MWD、LWD、SWD、DDS、GST、FEWD 等 随 钻 测 量 技 术，地质参数、井眼参数、钻井参数； ②开发了井下导向和井下闭环钻井系统；
钻井完井工程的技术特点及作用
4.现代油气井工程技术提高采收率原理
★ 最大限度地沟通油气藏
包括各种复杂油气藏、残余油气区、死油区等，利用水平井、大位 移井、多分枝井等；
★ 最大限度地保护油气藏
使油气层的损害最小、利于改造，利用地层敏感性预测技术、欠平 衡钻井技术等；
★ 最大限度地开采油气藏
油气裸露面积大、流动阻力小，利用水平井重力泄油、成对水平 井注蒸汽、不间断吞吐等。
在探井的钻井完井过程中，如果钻井液、完井液的设计和使用不 当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数的正确解释。
（2）保护油气层有利于油气井产量和
油气田开发经济效益的提高
在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可 以使油气井产量得到明显提高，同时可以大大减少试 油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生 产成本。
③发展了新的钻井技术
钻井完井工程的技术特点及作用
新的钻井技术包括： ★ 水平井钻井技术及大位移钻井技术 ★ 多分支井钻井技术 ★ 欠平衡钻井技术 ★ 小井眼钻井技术 ★ 连续油管钻井技术 复 杂 结 构 井
钻井完井工程的技术特点及作用
概括总结： ★ 钻井手段：机械动力钻进→信息化、智能化钻井 ★ 钻井类别：单一钻直井、定向井→水平井、分支水平井、 多分枝井 ★ 钻井任务：油流通道→提高油气可采储量、采收率 ★ 钻井对象：一般油藏→难开采油气藏（低渗、裂缝、薄 油层、高含水、非均质、断块）
具体作业时应坚持五项原则：
（ 1 ）依据油气层特性选择入井工作液（如钻井液、水泥 浆、射孔液、压井液与修井液等）的密度、类型和组分， 降低压差，缩短浸泡时间，控制其液相和固相颗粒尽可能 不进入或少进入油气层。如不能完全控制住，则要求所采 用的工作液与油气层岩石和流体相匹配，尽可能不要诱发 油气层潜在损害因素或者控制工作液进入油气层的深度， 并控制进入油气层工作液的组分，力求在油气井投产时可 使用现代物理或化学方法解堵。 （ 2 ）进行各种测试和采油作业时，应选择合理的作业压 差，防止油气层中的微粒运移、乳化、细菌及结垢堵塞、 水锁、出砂和相对渗透率的降低。
（2）保护油气层技术具有很强的针对性
② 多部门协作
该项工程涉及地质、钻井、测井、试油、采油、井下作 业等多个部门，只有这些部门密切配合，协同工作，正确对 待投入与产出，做好技术、经济评价，才能收到良好效果。
③ 涉及多学科、多专业的知识
要开展此项系统工程中各项技术的研究，必然涉及到矿 物学、岩相学、地质学、油层物理、钻井工程、试油工程、 开发工程、采油工程、测井、油田化学和计算机等多种学科 专业，因此，保护油气层技术建立在多学科、多专业综合应 用基础之上，打破了传统的专业界限。而目前具有多学科、 多专业知识和技能的人员不多，需要建立一个机构把有关的 各个部门组合起来实施该项技术，孤立地一个室一个室地搞 是徒劳的。 因此，从理论上、知识结构上、学科专业上，以及解决 的问题的方法上等几方面来看，保护油气层技术是一项系统 工程。
欢迎大家光临
大家好
保护油气层技术
★第一章 绪论
★第二章 岩心分析技术
★第三章 ★第四章 ★第五章 ★第六章 ★第七章 ★第八章 储层损害的室内评价 油气层损害机理 保护油气层的钻井完井技术 保护油气层的钻井液完井液技术 油气田开发生产过程中的保护油气层技术 油气层损害的矿场评价技术
★第九章
保护油气层技术新进展●
（3）油气田开发生产过程中，为了增加油气层能量和驱 替效果，必须向油层中注入各种流体，这些流体应力求 与油气层岩石和地层中的流体相配伍，减少对油气层的 损害，使之有利于油、气的采出。