海上完井工艺技术和完井理念介绍

海上完井工艺技术和完井理念介绍1、 序言海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节，它是衔接海上钻井、工程和采油采气工艺，而又相对独立的系统工程。

它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等诸多专业，涵盖上述各个专业的有关内容。

作为油气井投产前的最后一道工序，完井工作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。

中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始，至今已有三十多年的历史。

自1982年中国海洋石油总公司成立以来，近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快速发展阶段，效果是显而易见的。

1986年海上油气年产当量1000×104吨，1997年油气年产当量超过2000×104吨，预计2005年达4000×104吨（见下图），目前近海自营油田和合作油田开发正处于迅速发展阶段。

在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过程中，总体上说完井是非常成功的，绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长，在高速开采下保持油气产量的稳定和增长，达到了配产要求。

根据中海油开发计划，2003-2005年期间，中海油将新增开发井760口，可见完井工作量将是非常大的。

2001年中国海洋石油在海外上市，成立了中海石油（中国）有限公司，提出要争创国际一流能源公司，提高竞争力，公司在多方面加大了科研投入。

就完井生产而言，成立了专门的提高采收率项目组，紧密围绕提高采收率和油井产能，按计划尝试了各种完井新工艺，收到了明显的效果；在此过程中，完井理念也在不断发生变化，从开始传统50010001500200025003000350040004500200020012002200320042005时间(年)油气当量 ( 万方 )的“满足油藏和生产需要，实现采油气要求”，发展到如今的“更好的为油藏和生产服务，以获取最高的最经济有效的油气采收率为目标”，积极探索与油藏更适应的新型完井工艺、方法。

例如：一次多层负压射孔、一次多层砾石充填防砂完井、膨胀筛管防砂完井、裸眼+优质筛管适度防砂完井等。

2、海洋油田完井概况海洋油田完井所指的内容与陆地有所不同，它是从下完套管、固井结束开始，包括射孔、防砂、下生产管柱或大修、增产作业等，直至投产正常后交付生产的整个过程。

通常钻完井作业实行一体化，采用批钻批完的方式。

具体由有限公司各分公司钻井部统一负责组织实施，委派海上施工平台钻完井监督作为作业代表，由其负责组织、协调海上完井作业按照设计进行施工。

2.1海上油田概况目前，中海石油所属油田主要分布在渤海、东海、南海东部和南海西部四个区域。

油田的情况也各不相同，但是基本上以开发浅海油田为主，作业区水深小于300米，储层埋藏深度基本上都小于4000米（确定吗？好象南海有些深井，但我不确定）。

规模，大部分油田储层岩石疏松，孔渗性较高，层间非均质及层内非均质性较强，需要进行防砂作业。

尤其是在渤海和南海东部，稠油油田分布较广，给完井工作提出了许多新的挑战。

2.2生产平台概况根据油田的规模，由油藏部门决定相应的开发方式。

海上平台一般采用丛式开发井，井口间距从3米×3米到1.5米×1.8米，井数从每平台12口到35口井不等。

井距分布为350米到600米，采用反九点法注采井网，井型基本上包括常规定向井、水平井和水平分支井等。

生产套管尺寸基本上采用9-5/8”和7”套管。

完井用油管尺寸基本采用4-1/2”、3-1/2”和2-7/8”油管。

2.3作业平台概况基本上由钻井船、平台钻机或采油平台修井机做施工平台来进行的，场地有限，除进行大型水力压裂作业外，其余作业基本上都可完成；由三用工作船负责定期从陆地往现场送料，要求技术管理人员周密考虑，精心策划。

作业成本较高，包括钻机、三用工作船的租用、服务商及相应的设备、服务租金等，每天的日费大约都在50多万元￥。

因此，海上油田有许多不同于陆上油田的做法，需要发扬优快作风，抓技术，抓管理，千方百计节约成本，使油田能够按预期投入开发。

3、 海上完井工艺技术介绍经过海洋石油三十余年来的完井作业实践，随着科技的进步，完井工艺得到了不断发展与创新，日益趋于成熟。

下面介绍一下海上所采用的完井工艺技术： 3.1 防砂完井工艺由于海洋平台使用寿命一般设计为20年左右，加上作业的高成本，就要求做到防砂完井作业所采用的技术成熟可靠，通常不采用化学固砂方式，因为此种方法常常会导致地层渗透率的降低，而且维持的寿命短。

目前国内海洋油田防砂模式包括砾石充填防砂、优质筛管、割缝筛管和膨胀式筛管防砂等，其中砾石充填防砂作业所占的比例相对较大，经过在海洋这些年来的应用，我们已经获得了丰富的经验，培养出了一批海洋石油自己的防砂作业队伍。

砾石充填防砂完井对于套管内射孔防砂的常规定向井，多采用砾石充填防砂完井，就作业模式来讲，主要有以下三种：单层防砂（Stack Pack）：一次一层防砂、射孔作业。

每完成一层都要经过投堵、射孔、防砂、捞堵过程，作业工序多，周期长，相对来说安全性较高。

两趟管柱多层防砂（Dual Trip）：一次射孔射开全部油层、两趟管柱分别完成防砂管柱座封、充填作业。

一次多层射孔防砂完井（One-Trip）：一次射孔射开全部油层、一趟管柱完成防砂管柱座封和充填作业。

三种防砂完井作业时效对比统计如下表： 项 目 平 台 完井 日期 井数 （口）ODP 报告 完井周期（天）效率提高（%） 防砂 方式 支持平台A 1994 32 12 9.1 24.20% B 1994 16 12 9.42 21.50% SZ36-1油田实验区J1997 16 9 4.5 50.00% STACK PACKQHD32-6 A2000266.736.010.85%DUAL 钻井平台B 2000 22 6.73 5.3 21.25%D 2001 26 6.73 5.4 19.76%TRIPC 2001 33 6.73 5.6 16.79%E 2002 22 6.73 4.1 39.08% 油田F 2002 33 6.73 4.4 34.62% ONE TRIP砾石充填方式：循环充填、高速水充填、压裂充填防砂膨胀筛管防砂完井膨胀式筛管防砂完井在南海合作油田首次使用，目前在中国近海储量最大的油田PL19-3油田，膨胀筛管技术得到了充分地尝试和应用，已经应用井的类型有：①裸眼+膨胀筛管；②套管射孔+膨胀筛管；③套管射孔+压裂充填+膨胀筛管。

其中，以裸眼+膨胀筛管的使用效果最好。

膨胀式筛管防砂完井的优点如下：y由于消除了砾石充填防砂所需的筛管和井壁之间的环空，可以使从地层到井口整个完井管柱所需直径大大减少，加上其它方面带来的效益可降低钻完井费用可达20%。

y减化了砾石充填防砂完井复杂的作业过程，节省了作业时间，降低了作业费用，减少了作业风险。

y由于膨胀防砂管直接压实地层，起到了砾石充填过程中砾石对地层砂的压实固砂作用，防止微粒的运移，能很好地防止防砂网堵塞。

y由于消除了筛管和井壁的环空，筛管的内径增大，因为筛管的流动阻力和筛管直径的四次方成反比，筛管的流动阻力会大大降低。

特别是对裸眼段长的水平井，避免了因筛管的流动阻力大而使水平段泄流不均匀对产量的影响。

y由于消除了筛管和井壁之间的环空，井筒和地层之间没有环空砂的隔离，油气井测试所获地层信息更加准确，提高了油气井测试的准确性。

根据该项技术在南海东部油田和PL19－3油田的成功应用，将推广应用于BZ25-1油田，通过实际的生产测试验证效果，并在成功的基础上继续推广应用于其它油田。

裸眼优质筛管防砂完井裸眼优质筛管防砂完井通常应用于三种井型：常规定向井，常规水平井和水平分支井。

此完井方式所采用的方法很简单，就是技术套管下在生产层以上，生产层采用裸眼内下入优质筛管，选取适当滤砂精度的筛管，采用先进的“适度防砂”理念。

对于常规定向井，优质筛管和裸眼封隔器结合使用，可以有效的分隔生产层位，从而实现分层开采，便于油藏管理。

此项技术在SZ36－1油田已经得到了成功应用。

完井液对油气层伤害及其敏感性的研究使完井工程的注意力上溯到钻井阶段，力争做到全过程油层保护，根据储层矿物组分和孔隙压力选择合理的钻井液（采用屏蔽暂堵技术）、完井液。

隐性酸完井液体系：组成：过滤海水＋粘土稳定剂＋隐性酸螯合剂＋防腐杀菌剂。

y粘土稳定剂在油砂上吸附，可抑制粘土水化膨胀和运移。

y隐性酸螯合剂能改变井液的PH值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，同时根据岩心试验确定其合理加量，可使前期作业液的浊度值降到NTU30以下，满足现场施工对储层保护的要求。

y隐性酸螯合剂对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料具有很好的溶解作用，可以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀。

y隐性酸螯合剂对油砂具有一定的溶蚀作用，可起到基质酸化的作用，达到改造储层的目的。

同时，能够解除钻井液滤液和水泥浆滤液对储层渗透率的损害，使岩心的渗透率恢复值提高到95-100%，有效保护储层。

矿物油作为射孔液：y利用矿物油直接造负压。

y由于使用了配油基泥浆的白油作为矿物油，不会改变储层岩石表面的油润湿性。

射孔工艺介绍海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化参数（孔径、孔密、相位、孔深）对增加产能和减少修井补孔作业，提高油气田开发生产效益有重大影响。

海上油田的射孔方式大致分为电缆射孔、油管输送射孔、过油管射孔和油管输送射孔联作等。

出于井控、一次多层射孔防砂等方面考虑，绝大部分采用油管输送射孔（Tubing Conveyed Perforation）方式，占95％以上。

同时也形成了配套的油管输送射孔联作工艺和新技术，包括油管输送射孔与投产联作、油管输送射孔和地层测试联作、油管输送射孔和高能气体压裂复合射孔。

尤其是近年来，我们结合一次多层防砂工艺，射孔采用TCP负压射孔方式，使用大直径枪、高孔密、大孔径射孔，取得了较好的使用效果。

具体射孔参数如下：隔板传爆装置概述枪间双向传爆装置装入夹层段两端夹层枪接头内，能可靠传递爆轰能量，同时将夹层枪密封。

夹层枪重复使用前，只需清除夹层枪内干燥的爆炸产物，降低了人工费用，提高了工作效率和作业安全性，减少了环境污染。

特点/性能y适用于各类有枪身射孔作业；y可靠传递爆轰能量；y爆轰输出稳定；y工作后，密封可靠；y夹层枪内无污物，不会造成平台、海洋污染；y重复使用夹层枪时不用清洗；y接头上的卸压阀能可靠释放夹层枪内气体，卸枪更安全；y提高拆枪速度，降低劳动强度；y若射孔枪断爆，密封段射孔器材可重新利用；y该装置即可从上至下传爆，也可从下至上传爆。

技术参数外径 52mm 2.047″总长 78mm 3.07″耐压 140Mpa 20,000psi耐温 160℃/48h装药量 11.2gr HMX该项技术已成功应用于QHD32-6油田一百多口井的射孔作业。