第9讲 完井方式选择
完井原则及完井方式的选择
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完井方法选择
裸眼完井适应的地质条件 1）岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩； 4）短或极短曲率半径的水平井。
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完井方法选择
割缝衬管完井适应的地质条件 1）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层。
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完井方式
3.1 裸眼砾石充填完井 钻开产层之前下套管固井
，钻开产层并在产层段扩眼 ，下筛管，井眼与筛管间环 空充填砾石。
砾石和筛管对地层的出砂 起阻挡作用。
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完井方式
3.2 套管砾石充填完井
在套管射孔完井的出砂井 段下筛管，筛管和油层套 管之间环空中充填砾石。
砾石直径：6～8倍砂粒中径
砾层厚度： ≥8倍砾石直径
4完Biblioteka 方式2、裸眼完井 不下套管柱支撑井壁，油气直接从地层经过
井壁流入井内。 裸眼完井方式有两种完井工序： 先期裸眼完井
后期裸眼完井
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完井方式
(1)先期：钻头钻至油层顶 界附近后，下套管注水 泥固井。水泥浆上返至 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， 钻开油层至设计井深完 井。如图。
裸眼砾石充填砾层厚≥30mm 套管砾石充填砾层厚≥15mm
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完井方式
3.3 人工井壁完井： 渗透性可凝固材料注入出砂层，人工井壁阻挡沙砾 。 渗透性固井射孔完井法： 渗透性良好材料注入套管和地层之间，小功率射孔 弹射开套管但不破坏注入的渗透层。 渗透性衬管完井法： 在衬管与裸眼之间注入渗透性材料 渗透性人工井壁完井法： 裸眼井段注入渗透性材料形成人工井壁。
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完井方式
采油工程9-完井方案与试油PPT课件
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。
水平井完井方式及其在现场的选择应用
901 水平井常用完井方式的特点及应用水平井配套的完井方式具有多种类型，不同的完井方式往往具有其各自的适用条件，因此，为在生产过程中恰当选择完井方式，需对各种常见水平井完井方式的特点及其适用情况进行一定的了解。
1.1 割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式是一类较为简单的完井方式，完井过程中，将割缝衬管悬挂于技术套管下部，并通过悬挂封隔器对管外部的空间进行封隔。
为确保割缝衬管能够准确地位于水平井井眼的中心位置，需在衬管周围配设扶正器对衬管位置进行控制。
割缝衬管具有比较突出的优点，首先，设备及安装成本相对较低；其次，能够保护井周储层不会受到水泥浆的破坏；能够有效防止井眼的坍塌。
同时，割缝衬管也具有一定的缺点，例如无法实现不同层段间的分隔开发，从而难免会导致层间干扰，出现优势层对差物性层位的渗流屏蔽现象；此外，还无法控制衬管与井壁间环空的空间，因而难以灵活实施增产增注作业。
割缝衬管适用的地层条件通常包括天然裂缝发育的碳酸盐岩及硬质砂岩储层，厚度较大的单一储层，无需进行分层开发的层段等。
1.2 射孔完井方式射孔完井是各完井方式中最为常用的一种，根据其射孔位置的不同，又可进一步划分为套管射孔完井、尾管射孔完井两种主要方式。
以套管射孔完井为例展开分析。
套管射孔完井的主要操作过程为当钻井钻达预计生产层位后，将生产套管下入至油层底部，然后注入水泥进行固井。
固井之后，对准产层进行射孔，从而建立起生产层位的油流通道。
射孔完井方式的突出优点为能够对指定生产层位进行射孔生产，避免了层间干扰及夹层坍塌，使得分层开发成为可能。
为确保套管射孔完井的有效性，需确保固井质量较好、产层评价技术水平较高且射孔层位深度准确。
射孔完井的突出优势表现为能够进行分层开发，避免了层间干扰、串流等现象的发生；此外，一旦某一生产井段发生故障，则可以针对故障井段进行选择性的维修，提高了维修效率。
此外，该方式适用范围较广，对类型油藏完井均适用。
该完井方式的缺点在于技术成本较高，储层受水泥浆的污染较为严重，且就目前的生产技术而言，尚未开发出固井质量的保障方法。
完井方法类型及其特点
完井方法类型及其特点
钻井方法作为采油气行业的基础工艺，在各类采油气项目中扮演着极其重要的
角色，因此钻井工艺的合理选择和安全施工对采油气项目的经济效益有着决定性的作用。
目前在工业界，主要有5种钻完井方法，分别是全钻井法、整经法、纵穿法、边穿法以及折线法，其中各种钻完井方法的应用均需根据具体钻井项目以及当地井位特点而定。
我们将对每种钻井完井方法进行详细分析介绍。
首先、全钻井法，也叫闭口法或者持久法，是采油气行业最为常用的一种钻完
井工艺。
该钻完井方法的特点是钻头一路下穿井斜，基本无缝隙，具有采收率高、施工效率快的特点。
接着、整经法是应用较为普遍的一种钻完井方法。
由于这种钻完井工艺的特殊性，可以使钻头反复折线，既将合理的缝隙留在井壁上，又能在较短的时间内完成钻井施工，因此采收率较高。
此外、边穿法比较适合钻头完全能够通过当地岩层的紧折井项目，该钻完井工
艺的优势在于能够将钻头穿入岩层的较深处，保证排采遍地，另外，也可以有效节省钻井时间，使井能及时投入生产。
再者、纵穿法因其施工效果好而得到广泛使用，该钻完井方法可以使钻头一直
下穿井斜，另外，不妨碍探测仪表的照射，能够使钻头一路下穿井斜，从而节省钻井时间。
最后、折线法最终能将井底达到预定位置，并且具有易于施工、效率高、安全
可靠的优点，因此在采油气行业有着广泛的应用。
综上所述，以上5种钻井完井方法各有运用范围，合理的选择钻完井工艺，钻
井项目才能获得预期的经济效益和安全性。
完井技术介绍课件
二、常规完井方法
4、砾石充填完井 分为裸眼砾石充填和套管砾石充填
➢套管砾石充填： 完钻后，下套管固井，然后 对油层部位采用高孔密(30孔/m左右)，大孔 径(20mm左右)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 眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层 砂混和增大渗流阻力。由于高密度充填(高粘 充填液)紧实，充填效率高，防砂效果好，有 效期长，故当前大多采用高密度充填。
1、裸眼完井 工艺上分为先期裸眼完井和后期裸眼完井
➢先期裸眼完井：钻头钻至油层顶界，下技术套管注水泥固井，而后再 从技术套管中下入直径较小的钻头，钻开油层至设计井深完井。
优点： ① 固井水泥浆对油层无污染。 ② 钻油层 时，可以换油层专打泥浆，利于保护油层。 缺点： ①在下套管固井时不能全部掌握产层的真实 资料，继续钻进时如遇特殊情况容易给钻进带来困 难。 ②井眼的直径相对小一些，泄油面积小一些。
二、常规完井方法
3、割缝衬管完井
适用地质条件
①无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。 ③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。 ④岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。
二、常规完井方法
4、砾石充填完井
先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面 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的环 形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达 到保护井壁、防砂入井之目的完井方式。
优点： ①可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间于 扰； ②可避开夹层水、底水和气顶，可分层采油、注水； ③可选择性的 分层压裂或酸化。
缺点： ①出油面积小、完善程度较差； ②固井水泥浆可能损害油气层。
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
完井的原则与完井方式选择
完井的原则与完井方式选择完井的原则是指在石油或天然气开采过程中，为了最大限度地提高产能和生产效率，保证井口安全，并减少环境影响所遵循的一系列原则。
完井方式选择是指根据地质条件、油气藏特征和开采需求等因素，从多种完井方式中选择最合适的一种方式。
1.安全原则：保证井口安全是完井的首要原则。
在完井过程中要注意防止井喷、井漏等危险情况的发生，并做好相应的安全措施。
2.高产原则：提高产能是完井的重要目标。
完井要选择适合的工艺，合理选择钻井液、注水剂、防砂措施等，降低井壁对油气流动的阻力，最大限度地提高产能。
3.经济原则：完井要兼顾经济效益。
在完井方式选择上，要综合地考虑施工成本、生产投资以及油气资源的产出效果，选择经济效益最大化的方式。
4.可持续性原则：完井要考虑资源的可持续利用。
采用环保技术和措施，减少对地下水和土壤的污染，降低对生态环境的破坏，以实现资源的可持续利用。
完井方式选择主要考虑以下几点：1.裂缝压裂完井：适用于石油或天然气井中存在较大的岩性间隙和裂缝，通过高压入裂液将油气藏中的裂缝扩大，增加了储集层的产能。
2.注水完井：适用于油井中储集层含水饱和度较低的情况，通过注水提高储集层的含水饱和度，增加压力传递，促进油气的开采。
3.多点压裂完井：适用于具有多个油气层的井，通过在不同位置进行多点压裂处理，来增加油气开采的效果。
4.多水平整齐完井：适用于在具有多个油气层的井中，通过在不同位置设置多个水平井筒，以增加开采面积和产能。
5.水力压裂完井：适用于储层渗透性较差的情况，通过高压水力作用破碎储层，增加有效渗透面积，提高油气开采效果。
完井方式的选择应根据具体油气井的实际情况来确定，需要考虑地质条件、储层特征、油藏规模和开采需求等因素，以实现最佳的完井效果。
而且在完井过程中，也需要不断根据生产情况进行调整和优化，以提高产能和经济效益。
完井方式的分类及选择
Ｃｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｄｕ ａ ｎＪ ｉ ａ — ｂ ａ ｏ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＦ ａ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｓ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｏ ｉ ｌ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｗｅ ｌ ｌ ｂ ｏ ｒ ｅ ． Ｂｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｙ ｌ ｅ；ｏ ｉ ｌ ｎｄ ａ ｇ ａ ｓ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ；ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
完井方式选择
一、完井方式的分类 二、完井方式需要考虑的主要因素 三、完井方法选择依据 四、完井方法选择的原则与思路 五、直（定向）井完井方式选择
（一）砂岩油气藏 （二）碳酸岩油气藏 （三）火成岩、变质岩等油气藏 六、水平井完井方式的选择 七、实例分析
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
第3节 完井方式的选择
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
1、井眼力学的稳定性
力学稳定性判别方法有两种，一种是忽略中间主应力的 Mohr-Coulumb剪切破坏理论，另一种是考虑中间主应力的 Von.Mises剪切破坏理论。按着这两种剪切破坏理论，计算 井壁岩石的最大剪应力，如果最大剪应力大于井壁的岩石强 度，表明井眼不稳定，可能发生坍塌，不能采用裸眼的完井 方式。反之，则可以采用裸眼完井方式。
下面我们就从：1、生产过程中井眼是否稳定、2、生产过程中地层 是否出砂、3、油田地质特性及油藏工程条件和4、采油工程措施等几个 方面进行讲解。
油田地质的主要研究内容是：构造特征、储层特征、储集空间、流 体分布、流体性质、渗流特性、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油 藏类型、储量计算和地质建模。
长江大学石油工程学院钻井工程研究所
1、井眼力学的稳定性
井眼的稳定性受化学和力学稳定性的综合影响。 1）化学稳定性指油、气层是否含有膨胀性强、 容易坍塌的粘土夹层、石膏层和盐岩层。这些夹层 在开采过程中遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从 而导致油、气层失去支撑而垮塌； 2）井眼的力学稳定性问题，通过研究在生产过 程中井壁岩石所受的剪切应力与岩石抗剪切强度的 关系，选择是否采用支撑井壁的完井方式。
因此弄清油气井出砂机理及正确的判断地层是否 出砂，对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田 开发开采是非常重要的。
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。
完井的原则与完井方式选择共46页文档
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
完井的原则与完井方式选择
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
完井基本知识介绍
主要内容
完井方式 完井方式的选择 完井井口装置 完井管柱 完井作业施工程序 完井人员应具备的基本素质
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一、完井方式
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完井的定义
完井(Well Completion)，油气井的完成方式，即根据 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。 一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层 与油气井井筒之间的合理连通渠道，也就是完井。
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TCP射孔+大压差负压炮眼清洗技术
3.射孔参数选择
孔密：12SPF（39SPM）
相位：45º/135º，螺旋式
孔径：20.95mm （API水泥靶）
穿深：426mm（API水泥靶）
药性：RDX（107℃，200h）
射孔枪尺寸：7”
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高孔密大孔径深穿透射孔弹
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射孔负压设计
完井设计要求在既安全又经济的条件下保证完井段压力 损失最小、产量最高。负压射孔能改善井的生产能力，目前 已在世界范围内获得广泛应用。 负压射孔（Underbalanced Perforating）就是指射孔时射 孔液在井筒中造成的井底压力低于油藏压力。 负压值是负压设计的关键。所设计的负压值一方面要保证 孔眼清洁、冲刷出孔眼周围的破碎压实带中的细小颗粒，满 足这一要求的负压称为最小负压；另一方面，负压值又不能 超过某个值以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁、或封隔器 失效和其它方面的问题，对应的这一临界值称为最大负压。 合理射孔负压值的选择应当是既高于最小负压又不超过最大 负压。
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4)过油管射孔
过油管射孔是在下完生产管柱，安装好井口采油树及生产 系统，坐封好封隔器，在井口采油树上安装防喷管和电缆密封 装臵，用电缆从油管内下入射孔枪对油气层进行射孔。 优点： 1) 能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小。 2) 射孔作业安全，适用于高压油气井。 3) 射孔后能马上进行生产。 缺点： 1) 射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿透深度浅，对油气 井的产量有一定影响。 2) 射孔枪和套管之间间隙大，影响射孔穿透深度和孔径。 3) 每次下枪的长度受防喷管长度限制。 4) 枪变形后难于回收。
完井方式选择
第二章完井方式选择完井方式选择是完井工程的重要环节之一，目前完井方式有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。
只有根据油气藏类型和油气层的特性去选择最合适的完井方式，才能有效地开发油气田，延长油气井寿命和提高其经济效益。
合理的完井方式应该力求满足以下要求：（1）油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小；（2）油、气层和井筒之间应具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，防止井壁坍塌，确保油井长期生产；（5）应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件；（6）稠油开采能达到注蒸汽热采的要求；（7）油田开发后期具备侧钻的条件；（8）施工工艺简便，成本较低。
第一节完井方式目前国内外最常见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、裸眼或套管砾石充填完井等。
由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。
1 射孔完井方式射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。
其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。
（1）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。
如图2-1所示。
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。
（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,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。
如图2-2所示。
尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固，因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。
某种钻井方式只能适应于某种完井方式。
一、完井方式1、裸眼完井裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。
当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。
2、割缝衬管完井该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。
此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。
有三种类型的衬管可采用：1)穿孔衬管。
衬管已预先预制好。
2)割缝衬管。
衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。
3)砾石预充填衬管。
割缝衬管要选择孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。
在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也能有效防砂。
割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。
3、割缝衬管加管外封隔器该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。
由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器4、下套管注水泥射孔该方法只能在中、长曲率半径井中实施。
在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。
为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。
注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft；2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft；3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）；4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。
学习完井技术
学习完井技术完井技术一，完井技术：包括钻井完井技术和生产完井技术。
完井核心：完井方式的优选：油管和生产套管的尺寸的优选选定依据：节点分析、油管敏感性分析1）油层压力：低压、中压、高压、超高压。
2）产量、产液量：包括最终产液量。
3）流体的粘度：稀油、稠油、特、超稠油。
4）增产措施：压裂、酸化、防砂。
5）开采方式：自喷、人工举升方式(有杆泵、电潜泵、水力活塞泵、气举)。
6）油田开发后期措施。
现代设计井深结构方法：从采油的角度按上述敏感性综合分析来确定油管尺寸?生产套管尺寸?技术套管尺寸?表层套管尺寸?最后确定井身结构。
特点：从下往上，反推。
应大力推广！生产套管设计的基础依据：1）井别：油井、气井、注蒸汽采油井、注水井、注气井、注汽井。
2）油层压力：低、常规、高、异常高压。
3）油层温度：低、常规、高、异常高温。
4）地下水性质：pH值、矿化度以及对套管腐蚀程度。
5）天然气组份：含H2S、CO2等腐蚀性气体。
6）破裂压力梯度：低、常规、高（>0.18at/m）。
7）地应力走向、方位及大小。
8）原始裂缝状况：垂直、水平、综合。
9）注蒸汽开采：压力、温度。
10）盐岩层的蠕动：厚度、应变力。
11）注水开发后：油层各层间的压力变化；油层各层间有无窜通。
12）油层出砂情况：不出砂、轻微、中等、严重。
13）生产套管选择：钢级、壁厚、强度、螺纹类型、有关辅件（包括螺纹密封脂）。
二，现代完井工程包括的基本工艺：(新兴工程) 1，钻井工程：钻开油气层钻井液，固井(套管、水泥浆、注水泥设计，固井质量评价)。
2，采油工程：射孔(射孔方式，完井液，射孔参数如孔径、孔密、相位)，投产措施(抽汲、气举等助排，压裂、酸化等改造)。
3，开发工程：试井评价(测试分析表皮系数、损害系数、流动效率等，评价损害程度)。
完井工艺的基本流程：更换完井液钻开生油气产层→取心钻杆测试→完钻测试下套管衬管→注水泥固井质量评价→射孔测试下入生产管柱→投产。
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按地层岩性可分为砂岩、碳酸盐岩和其他岩性3大类不同
油气藏类型，由于他们各自的地层特点，决定了其完井方式 的选择有着不同的依据。下面我们就分别对这三种不同类型
的油气藏类型进行阐述：
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（一）砂岩油气藏
1、具有统一油水界面的块状油藏， 2、多油水系统的层状油藏； 3、储层呈零星分布的岩性油藏。
▲ DST测试 如果DST测试期间油气井出砂（甚至严重出砂）， 说明生产过程中地层易出砂；如果未见出砂，但应该仔细检查井下钻具 和工具，看看在接箍台阶等处是否附有砂粒等，说明生产过程中地层易 出砂。
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（2）经验方法
▲声波时差法 一般的，声波时差295s/m时，地层容易出砂。 ▲ G/Cb法 根据力学性质测井所求得的地层岩石剪切模量G和岩石 体积压缩系数Cb，可以计算G/Cb值。
注蒸 气热
防砂
若判定油层生产时会出砂，则应选择防砂型完井方法。一般情况 下，厚油层、无气顶、无底水时，可采用裸眼或套管射孔完井防砂。 薄层或薄互层则应采用套管射孔完井防砂。根据出砂程度和砂粒 直径的大小可选择不同的防砂方法。如果地层出砂 对粗砂地层，可用割缝衬管完井； 对中、细砂粒的地层，可用绕丝筛管完井； 而对细砂和粉砂地层，可用井下砾石充填完井、预充填砾石 筛管完井及金属纤维防砂筛管完井、多孔冶金粉末防砂筛管 完井、多层充填井下滤砂器完井等。
注意：具体的计算过程，岩石力学里面有详细的论述，这里不展开 讲。
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2、生产过程中地层出砂的判断
油气井出砂会造成井下设备、地面设备和工具的
磨蚀和损害，也会造成井眼的堵塞，降低油气井产 量或者被迫停产。
因此弄清油气井出砂机理及正确的判断地层是否
出砂，对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田
开发开采是非常重要的。
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2、生产过程中地层出砂的判断
1）出砂机理及其影响因素分析 地层出砂可分为两种，一种是地层中的游离砂，一种是 地层中的骨架砂。
以前一些防砂的理论主要针对地层中的游离砂，防砂设
计也是为了阻挡地层中的游离砂产出来。 近年来随着技术的进步和认识的深化，人们的看法有了 较大的转变，认为地层产出游离砂并不可怕，反而能疏通地 层孔隙喉道，对于提高油气井产量有利。真正要防的地层的 骨架出砂，因为一旦地层骨架出砂，可能导致地层的坍塌， 使油气井报废。
①
②
当G/Cb3.8107MPa2时，油气井不出砂；
当G/Cb3.3107MPa2时，油气井要出砂。
（3）其他方法
力学计算方法、综合加权系数法等，这些内容同学们可以参考相关 文献。
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3、油藏工程条件和采油工程技术要求
气顶、 底水控 制 不论砂岩或碳酸盐岩油气田都存在气顶和底水控制问题，有的油 藏可能同时存在气顶、底水，或者仅有气顶或底水，完井时必须充分 考虑如何发挥气顶和底水的有利作用，同时又要能有效地控制其不利 因素。 硫化氢（H2S）或二氧化碳（CO2）含量较高的天然气井，应考 虑使用防腐套管和油管，完井时应下永久封隔器，防止腐蚀性气体进 入油、套管环形空间。 有的油田地层水矿化度很高，如中原油田的地层水高达20～30万 mg/L，塔里木东河塘砂岩地层水矿化度达20～26万mg/L。这些高矿化 度地层水对套管腐蚀严重，完井时必须采用防腐套管，同时应下永久 封隔器，开采时采取相适应的防腐措施保护套管。 主要指渗透率差异和压力差异。油层与气层渗透率差异和压力差 异的划分标准略有区别。 凡是层间差异不大的多储层，在选择完井方法时，可按一层来处 理；否则，需按多层处理。
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四、完井方法选择的原则与思路
根据井眼稳定性判据，从大的 方面选择是否采用能支撑井壁 的完井方法 根据地层出砂判据，从大的方面选 择是否采用防砂型的完井方法
根据油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求等几方面的因素， 从流程图初步选择完井方法；选出的完井方法可能有几种
2）生产过程中地层出砂的判别方法 生产过程中地层出砂的判断 就是 判断完井时是否要采用 防砂完井。其判断方法主要有现场观测法、经验法及力学计
算法等。
值得一提的是，西南石油学院03级硕士研究生曾文广同 学，他提出了一种对各种判断方法进行综合加权判别的方法，
进一步保证了出砂判断结果的准确性和可靠度。
参考文献：曾文广，西南石油学院硕士论文，2005.6
油田地质的主要研究内容是：构造特征、储层特征、储集空间、流 体分布、流体性质、渗流特性、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油 藏类型、储量计算和地质建模。
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1、井眼力学的稳定性
井眼的稳定性受化学和力学稳定性的综合影响。
1）化学稳定性指油、气层是否含有膨胀性强、 容易坍塌的粘土夹层、石膏层和盐岩层。这些夹层 在开采过程中遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从 而导致油、气层失去支撑而垮塌； 2）井眼的力学稳定性问题，通过研究在生产过 程中井壁岩石所受的剪切应力与岩石抗剪切强度的 关系，选择是否采用支撑井壁的完井方式。
1、油藏类型——形状（从形状来分析）
砂岩油藏分为层状、块状和岩性油藏。在陆相沉积地层中， 层状油藏所占比例大。 ▲ 块状或岩性油藏，原油性质和压力系统等大致一致，因 而完井方式无须作特殊考虑。 ▲ 层状油藏，特别是多套层系同井合采时，就应认真考虑 （各层系间压力、产量差异），在此基础上选择合适的完井方 式。
射孔系列完井 1、射孔完井 2、射孔套管内下绕丝筛管完井 3、射孔套管内下预充填砾石筛管完井 4、射孔套管内金属纤维筛管完井 5、射孔套管内井下砾石充填完井
二、完井方式需要考虑的主要因素
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三、完井方法选择依据
完井方法的选择是一项复杂的系统工程，需要综合考虑各方面的因 素。如油、气藏类型、岩性不同，所选的完井方法就不同。即使在同一 油、气藏中，井所处的地理位置不同，所选完井方法也可能有差别。完 井方法选择必须依据油、气田地质和油藏工程特点，同时要考虑到采油 （采气）工程技术要求，要有预见性。 下面我们就从：1、生产过程中井眼是否稳定、2、生产过程中地层 是否出砂、3、油田地质特性及油藏工程条件和4、采油工程措施等几个 方面进行讲解。
第3节 完井方式的选择
一、完井方式的分类 二、完井方式需要考虑的主要因素 三、完井方法选择依据 四、完井方法选择的原则与思路 五、直（定向）井完井方式选择 （一）砂岩油气藏 （二）碳酸岩油气藏 （三）火成岩、变质岩等油气藏 六、水平井完井方式的选择 七、实例分析
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第3节 完井方式的选择
●
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（一）砂岩油气藏
2、油藏类型——原油的粘度（从粘度来分析）
砂岩油藏从原油粘度来分，可分常规（稀）油藏、稠油油藏。 陆相沉积地层的特点是层系多，渗透率偏低，而且地层能量低。
① 砂岩稀油油藏，宜采用套管射孔完成
这类油藏一方面大多需要注水，补充地层能量开发，而且多套层系 都要进行压裂增产措施；
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1、井眼力学的稳定性
力学稳定性判别方法有两种，一种是忽略中间主应力的 Mohr-Coulumb剪切破坏理论，另一种是考虑中间主应力的 Von.Mises剪切破坏理论。按着这两种剪切破坏理论，计算 井壁岩石的最大剪应力，如果最大剪应力大于井壁的岩石强 度，表明井眼不稳定，可能发生坍塌，不能采用裸眼的完井 方式。反之，则可以采用裸眼完井方式。 一般情况下两种理论判断出的结果是一致的，当发生矛 盾时，建议采用Von. Mises剪切破坏理论来判断井眼的稳定 性。
第一章已阐述完井方式选择必须依据油田地质和
油藏工程的特点。 上一节给出具体各类完井方式及其特点。 本节从另一个角度，从直井（定向井）及水平井 两大类型的完井类型出发，结合油田地质和油藏工
程的特点，就某些问题论述完井方式选择。
下面简要回顾一下完井方式的分类。
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一、完井方式的分类
针对初选的几种完井方法，对每一种完井方法的完井产能进行预测 根据每一种完井方法的完井产能预测结果，再进行单井动态分析
根据单井动态分析，结合钻井、完井投入与生产的收益进行经济效益评 价，最终优选出经济效益最佳的完井方法
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五、直（定向）井完井方式选择
直井完井方式是国内外完井基本方式，今后也将会如此。 由于直井完井适应范围广、工艺技术简单、建井周期短、造 价低，所以这井完井得到广泛的应用。
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防腐
层间差 异大小
3、油藏工程条件和采油工程技术要求
我国的砂岩油田主要是陆相沉积，其特点是层系多、薄互层多， 低渗透油层占有不小比例，油层压力普遍偏低。 油田大多采用早期注水开发，而且是多套层系同井开采，所以常 采用分层注水工艺。 由于注水贯穿于油田开发的全过程，特别是深井低渗透油层其注 水压力较高（注水压力接近油层破裂压力）。因此，在选择完井方法 时，不仅要求能分隔层段，而且还应保证注水井在长期承受高压下正 常工作。 注水井一般采用射孔完井方法。 砂岩地层大多需要压裂投产或者注水开发后压裂增产，又因为层 系多需要采取分层压裂。在从油管注压裂液时，由于排量大摩阻高， 因而施工压力高，在选择完井方法时只能选择套管射孔完成。 对于碳酸盐岩，不论是裂缝性还是孔隙性地层，大多需要进行常 规酸化投产，有时还需要进行大型酸化、酸压，因此必须采用套管射 孔完成。
●
若产层之间压力差异不大，则可同并合采；
若产层之间压力差异大，高压层的油将向低压层灌，多 套层系合采的产量反而低于单套层系的产量，在这种情况下， 即应按单套层系开采；但有时单套层系的储量丰度又不足以单 独开采，此时只能采用同井双管采油，每根油管柱开采一套层 系，以消除层间干扰，保证两套层系都能正常生产。