现代完井工程概述
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配合数等。
X-衍射：确定粘土矿物的基本性质、类型、绝对及相对含量等。 电镜扫描：敏感矿物产状分布，孔隙形状、喉道大小及分布，颗
粒表层和喉道壁结构，外来物接触后，喉道的变化(堵塞情况等)。
14
3、地应力
井壁岩石的应力状态：
井壁岩石所受的最大张应力是否超过岩石的抗张强度，而发生 张性破坏，导致骨架砂产生。（这是油井是否出砂的内因）
缝型、洞隙型)、几何形态(块状、层状、断块、透镜体)。
流体性质：原油、天然气、地层水。 油层性质：岩性(碎屑岩、碳酸盐岩或其它岩石)、物性(孔隙
度、渗透率)、油层与层间的渗透率和压力差异。
13
2、岩心分析
常规分析：空气渗透率、孔隙度、粒度。 薄片分析：孔隙结构、孔面率、裂缝率、裂缝密度、宽度、孔喉
9
现代完井工程设计的基本程序
油藏类型及储量预测分析； 流体特性及储层物性分析； 完井方法及生产方式确定； 从钻井、录井、测试、固井、射孔到投产的成套设计； 生产方式及总计产率估算； 累计成本与总经济收益； 投入资金与偿还周期； 风险分析 。
10
现代完井工程的理论支柱
工程力学、工程化学 工程流体力学、渗流力学 油田地质、石油工程
硕士2004级
现代完井工程
概述
要将埋藏在地下的石油和天然气开采到地面， 一般需要经历三个过程：
第一是如何建立从地面至地下储集层之间的连接通 道，即钻井工程（包括固井工程）；
第二是如何使储藏在地层孔隙、裂缝中的石油和天 然气，沿复杂的油气层孔隙网或裂缝网，有效地流入井底， 即合理开发油田 油藏开发工程；
钻开油气层开始，直至油气井投产的 与油气井产能有关的相关工艺过程。
6
现代完井工程包括的基本工艺： 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)。 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)。
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)。
钻开生产层 完井方法 完井井口及井底装置 —————传统完井工程的内容
3
传统完井工程特点：
（1）固井设计代替复杂而系统的完井设计； （2）油层套管尺寸仅考虑一次和二次采油基本
要求； （3）按工艺环节进行独立设计，对相邻工艺环
节缺乏考虑； （4）技术设计、经济评价、风险分析各环节间
相互脱离； （5）考虑强化增产和提高采收率的要求不够。
第三是如何使流入井底的石油和天气沿井身，有效 地流到地面，即合理管理油气井 采油工程。
这三个过程是相互联系、相互影响、不可分 割的统一体。
2
概述
完井工程的概念
美国、前苏联和我国过去，一般都认为完井工程是钻井工 程的最后一道工序，即钻完目的层后下套管、注水泥固井（或 包括射孔）完井。一般包括三方面内容：
7
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
17
基本技术内容
完井方法选择 钻开产层钻井液 固井技术 射孔技术 压裂与酸化技术 试井评价
18
基本技术内容简介
1、完井方法选择
（1）各种完井方法的 特点：
射孔完井、割缝衬 管完井、裸眼完井、 砾石充填完井等。
射孔完井法
套管射孔完井 尾管射孔完井 单管和多管射孔完井
无油管射孔完井
19
基本技术内容简介
11
现代完井工程基础
完井工程基础：指与完井有关的油田地质、油藏 工程和采油工程技术。
油田地质和油藏工程：包括油藏类型、渗流特征、 岩性和流体性质。
采油工程技术：包括井别、开采方式、开采及改 造措施。
12
完井方式选择和完井工程设计的依据
1、油田地质和油藏工程依据 油藏类型：储渗特性(孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型、孔隙裂
(3) 能在产层附近形成良好的密封； (4) 可减少油气窜通。
23
基本技术内容简介
割缝衬管完井
24
基本技术内容简介
裸眼完井：
先期裸眼完井
25
基本技术内容简介
后期裸眼完井
26
基本技术内容简介
砾石充填完井：
套管砾石充填
27
基本技术内容简介
裸眼砾石充填
28
（2）各种完井方法适用的地质条件
地质特征
完井方式
及工程要求
岩性坚硬，硬质砂岩
地 疏松砂岩 质 纵向裂缝发育地层
特 水平裂缝发育地层 征 产层中有易塌粘土或水的夹层
最大剪切应力是否超过岩石的抗剪切强度，而发生剪切破坏， 出现井壁不稳定性。（这是油井井壁是否稳定的内因）
地应力与完井工程的关系：
油气井生产是一个长期的过程，完井工程设计必须考虑地应力 的分布，特别是井眼周围的应力状态。主要体现在两个方面：
(1) 完井方式选择和完井工程设计的依据。 (2) 决定水力压裂产生裂缝的形态(垂直或水平缝)，即影响到 压裂设计。
射孔完井：
套管射孔完井
20
尾管射孔完井
21
基本技术内容简介
单管和多管射 孔完井
单管 多管
22
基本技术内容简介
封隔器射孔完井
是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位， 下入井内，使它正对生产层。 优点：
(1) 支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵 入危害；
(2) 封隔器封闭了油气层，减少了水泥浆的气 侵，有利于提高固井质量；
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。
16Fra Baidu bibliotek
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。
4
近年来，技术进步： (1)在对油气层的微观结构的认识基础上，采
取了保护油气层的技术； (2)采用了不同的完井方式。 由于这两个方面的技术进步，结果使油气井
的完善程度提高了，从而使油气井的单井产量得 到了提高。
5
概述
因此，完井工程已经不仅仅是下套管注水泥固井， 而是与油气井产能密切联系的相关工艺技术，这是现代 完井工程的新概念：
X-衍射：确定粘土矿物的基本性质、类型、绝对及相对含量等。 电镜扫描：敏感矿物产状分布，孔隙形状、喉道大小及分布，颗
粒表层和喉道壁结构，外来物接触后，喉道的变化(堵塞情况等)。
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3、地应力
井壁岩石的应力状态：
井壁岩石所受的最大张应力是否超过岩石的抗张强度，而发生 张性破坏，导致骨架砂产生。（这是油井是否出砂的内因）
缝型、洞隙型)、几何形态(块状、层状、断块、透镜体)。
流体性质：原油、天然气、地层水。 油层性质：岩性(碎屑岩、碳酸盐岩或其它岩石)、物性(孔隙
度、渗透率)、油层与层间的渗透率和压力差异。
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2、岩心分析
常规分析：空气渗透率、孔隙度、粒度。 薄片分析：孔隙结构、孔面率、裂缝率、裂缝密度、宽度、孔喉
9
现代完井工程设计的基本程序
油藏类型及储量预测分析； 流体特性及储层物性分析； 完井方法及生产方式确定； 从钻井、录井、测试、固井、射孔到投产的成套设计； 生产方式及总计产率估算； 累计成本与总经济收益； 投入资金与偿还周期； 风险分析 。
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现代完井工程的理论支柱
工程力学、工程化学 工程流体力学、渗流力学 油田地质、石油工程
硕士2004级
现代完井工程
概述
要将埋藏在地下的石油和天然气开采到地面， 一般需要经历三个过程：
第一是如何建立从地面至地下储集层之间的连接通 道，即钻井工程（包括固井工程）；
第二是如何使储藏在地层孔隙、裂缝中的石油和天 然气，沿复杂的油气层孔隙网或裂缝网，有效地流入井底， 即合理开发油田 油藏开发工程；
钻开油气层开始，直至油气井投产的 与油气井产能有关的相关工艺过程。
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现代完井工程包括的基本工艺： 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)。 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)。
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)。
钻开生产层 完井方法 完井井口及井底装置 —————传统完井工程的内容
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传统完井工程特点：
（1）固井设计代替复杂而系统的完井设计； （2）油层套管尺寸仅考虑一次和二次采油基本
要求； （3）按工艺环节进行独立设计，对相邻工艺环
节缺乏考虑； （4）技术设计、经济评价、风险分析各环节间
相互脱离； （5）考虑强化增产和提高采收率的要求不够。
第三是如何使流入井底的石油和天气沿井身，有效 地流到地面，即合理管理油气井 采油工程。
这三个过程是相互联系、相互影响、不可分 割的统一体。
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概述
完井工程的概念
美国、前苏联和我国过去，一般都认为完井工程是钻井工 程的最后一道工序，即钻完目的层后下套管、注水泥固井（或 包括射孔）完井。一般包括三方面内容：
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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
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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
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基本技术内容
完井方法选择 钻开产层钻井液 固井技术 射孔技术 压裂与酸化技术 试井评价
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基本技术内容简介
1、完井方法选择
（1）各种完井方法的 特点：
射孔完井、割缝衬 管完井、裸眼完井、 砾石充填完井等。
射孔完井法
套管射孔完井 尾管射孔完井 单管和多管射孔完井
无油管射孔完井
19
基本技术内容简介
11
现代完井工程基础
完井工程基础：指与完井有关的油田地质、油藏 工程和采油工程技术。
油田地质和油藏工程：包括油藏类型、渗流特征、 岩性和流体性质。
采油工程技术：包括井别、开采方式、开采及改 造措施。
12
完井方式选择和完井工程设计的依据
1、油田地质和油藏工程依据 油藏类型：储渗特性(孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型、孔隙裂
(3) 能在产层附近形成良好的密封； (4) 可减少油气窜通。
23
基本技术内容简介
割缝衬管完井
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基本技术内容简介
裸眼完井：
先期裸眼完井
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基本技术内容简介
后期裸眼完井
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基本技术内容简介
砾石充填完井：
套管砾石充填
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基本技术内容简介
裸眼砾石充填
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（2）各种完井方法适用的地质条件
地质特征
完井方式
及工程要求
岩性坚硬，硬质砂岩
地 疏松砂岩 质 纵向裂缝发育地层
特 水平裂缝发育地层 征 产层中有易塌粘土或水的夹层
最大剪切应力是否超过岩石的抗剪切强度，而发生剪切破坏， 出现井壁不稳定性。（这是油井井壁是否稳定的内因）
地应力与完井工程的关系：
油气井生产是一个长期的过程，完井工程设计必须考虑地应力 的分布，特别是井眼周围的应力状态。主要体现在两个方面：
(1) 完井方式选择和完井工程设计的依据。 (2) 决定水力压裂产生裂缝的形态(垂直或水平缝)，即影响到 压裂设计。
射孔完井：
套管射孔完井
20
尾管射孔完井
21
基本技术内容简介
单管和多管射 孔完井
单管 多管
22
基本技术内容简介
封隔器射孔完井
是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位， 下入井内，使它正对生产层。 优点：
(1) 支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵 入危害；
(2) 封隔器封闭了油气层，减少了水泥浆的气 侵，有利于提高固井质量；
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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。
16Fra Baidu bibliotek
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。
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近年来，技术进步： (1)在对油气层的微观结构的认识基础上，采
取了保护油气层的技术； (2)采用了不同的完井方式。 由于这两个方面的技术进步，结果使油气井
的完善程度提高了，从而使油气井的单井产量得 到了提高。
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概述
因此，完井工程已经不仅仅是下套管注水泥固井， 而是与油气井产能密切联系的相关工艺技术，这是现代 完井工程的新概念：