8固井完井与试油1
8固井、完井与试油
二、完井方式选择
完井方式选择需考虑的因素
油田地质及油藏工程条件
采油工程技术措施要求
块薄多古气 状互套潜顶 油油油山、 层层层油底
藏水 油 层
层层裂高 间间缝陡 渗压性角 透力地地 率差层层 差异 异
一般要求水泥环在最上部油层50～100m以上。
其次节 油气井完成
完井工程：
是连接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻 开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流， 直至投产的工艺过程组成的系统工程。
完井工程设计的任务
★ 对油气层潜在损害进展评价，提出相应爱护措施，尽 可能削减对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的 连通条件，最大程度发挥其产能；
射孔 液性 能要 求
① 密度可调整 ② 腐蚀性小 ③ 高温下性能稳定 ④ 无固相 ⑤ 水射孔液 ② 聚合物射孔液 ③ 油基射孔液 ④ 酸基射孔液
第四节 油气层爱护
一、油气层损害 入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带 油层渗透率下降的现象。
分增人防调腐定水
层产工
整蚀向平
注措举砂井流井井
水施升
体
第三节 射孔方案设计
一、射孔参数设计
主要考虑的问题：
参数组合的产能比、套管损害状况和孔眼的力学稳定性 1.资料预备
① 收集射孔枪、弹的根本数据 ② 进展射孔弹穿深、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；
完井与试油
6、化学固砂完井方式
化学固砂是以各种材料 (水泥浆、酚醛树脂等) 为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以各种硬质颗粒 ( 石英砂、核桃壳等)为支撑剂，按一定比例拌合均匀 后，挤人套管外堆集于出砂层位。凝固后形成具有 一定强度和渗透性的人工井壁防止油层出砂。或者 不加支撑剂，直接将胶结剂挤入套管外出砂层中， 将疏松砂岩胶结牢固防止油层出砂。还有辽河油田 的高温化学固砂剂，主要是在注蒸汽井上使用，可 以耐温350℃以上。 化学固砂虽然是一种防砂方法，但在使用 上有其局限性，仅适用于单层及薄层，防砂油层一 般以5m左右为宜，不宜用在大厚层或长井段防砂。
5、其他防砂筛管完井方式
5.1、金属纤维防砂筛管 不锈钢纤维是主要的防砂材料，由断丝、混丝经 滚压、梳分、定形而成。它的主要防砂原理是:大量纤维堆 集在一起时，纤维之间就会形成若千缝隙，利用这些缝隙阻 挡地层砂粒通过，其缝隙的大小与纤维的堆集紧密程度有关。 通过控制金属纤维缝隙的大小 (控制纤维的压紧程度)达到 适应不同油层粒径的防砂。此外，由于金属纤维富有弹性， 在一定的驱动力下，小砂粒可以通过缝隙，避免金属纤维被 填死。砂粒通过后，纤维又可恢复原状而达到自洁的作用。 在注蒸汽开采条件下，要求防砂工具具备耐高 温(360℃)、耐高压 (18.9MPa)和耐腐蚀 (pH值为8一12)等 性质，不锈钢纤维材质特性符合以上要求。
5、其他防砂筛管完井方式
5.3多层冶金粉末防砂滤管 陶瓷防砂滤管，其过滤材料为陶土颗粒， 其粒径大/以油层砂中值及渗透率高低而定， 陶粒与无机胶结剂配成一定比例，经高温烧 结而成。形状为圆筒形，装入钢管保护套中 与防砂管连结，即可下井防砂。 该滤砂管具有较强的抗折抗压强度，并 能耐高矿化度水、土酸、盐酸等腐蚀。现已 在油田现场推广使用。
固井、完井与试油
未来固井、完井与试油技术的发展将更加注重多学科交叉 融合，包括地质学、物理学、化学、材料科学等领域，为 解决技术难题提供更多思路和方法。
谢谢观看
利用数字化技术，实现远程控制和智能化操作，提高试油效率。
环保试油技术
在试油过程中，注重环境保护，减少对地层和周边环境的污染。
04
固井、完井与试油的关 系
三者之间的相互影响
01
固井对完井的影响
固井是完井的基础，固井质量的好坏直接影响到完井的顺利进行。固井
的目的是封隔地层，防止地层流体互相渗透，为完井提供良好的基础。
固井的工艺流程
下套管
将套管下入井眼，并固定在预 定深度。
候凝
等待水泥浆凝固，期间需进行 加压、循环等操作，以确保水 泥浆充分凝固。
钻井准备
在钻达设计深度后，进行通井、 洗井等作业，确保井眼畅通无 阻。
注水泥浆
将水泥浆注入套管和井壁之间 的环形空间，以固定套管并封 隔地层。
起出套管
待水泥浆完全凝固后，将套管 起出井眼。
试油前的准备
包括钻井、测井等 前期工作，确保井 筒干净、无阻。
诱流
通过加压等方式， 使油、气、水层中 的流体流入井筒。
封堵
对已测试的层位进 行封堵，确保其他 层位不受影响。
试油技术的发展趋势
高压、高温、高含硫化氢等复杂油气藏的试油技术
针对复杂油气藏，发展相应的试油技术，提高测试成功率。
数字试油技术
完井技术的发展趋势
智能化完井
环保型完井
利用物联网、大数据等技术手段，实现完 井过程的智能化监测与控制，提高生产效 率和安全性。
注重环境保护，采用低毒、环保的化学剂 和材料，降低对环境的污染和破坏。
固井完井与试油
聚能式射孔器
最常用,是利用炸药爆轰得聚能效应产生得高温
高压高速聚能射流来射穿套管、水泥环及地层,完成
射孔作业。
按结构分有枪身射孔器和无枪身射孔器两类,核心
组成部分是聚能射孔弹。
1)聚能射孔弹
根据火药爆燃时聚能效应原理制造得,不同形状火药在
爆燃时能量传递方式不同。主要由弹壳、主炸药、引
•与电缆传输射孔器差别不大,上世纪80年代引进。
油管输送式射孔特点
(1) 采用射孔效率强、大直径、高孔密、深穿透射孔器。
(2) 不回收射孔枪,整个枪串得完全引爆是关键。
(3) 大井段射孔时,枪与枪现场连接,要求射孔器接头连接
方便、可靠,连接长度要短,以减少射孔盲区。
(4) 作业时间相对增长,要求射孔器有更好耐温性能
生产准备
压井
1、平整井场; 2
、安装井架。
1、自喷油气井:“压稳油气层,
压而不死,活而不喷”
2、、非自喷油气井:采用清水
或其它压井液压井。
1、替喷法
2、抽汲法
3、提捞法
4、气举法
5、地层测试
试油工序
一、通井
目得:一是清除套管内壁上粘附得固体物质,
如钢渣、毛刺、固井残留得水泥等;二是检查套
管通径及变形、破损情况;三是检查固井后形成
油气显示等资料,利用一套专用得设备和方法,对可能
出油得层位得油气水产量、温度、压力及油气水性质
进行直接测量,以鉴别和认识油气水层得工作。
试油目得:
为勘探开发提供依据
试油时,下入油管。
一、试油得任务及工作内容
主要任务:
(1)了解储层及流体性质,为附近同一地层得其它探井提供重
油井完成与试油
1、套管射孔完井
优点：可选择性地射开油层， 避免层间干扰；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。
缺点：出油面积小、完善程度 较差，对井深和射孔深度要求 严格，固井质量要求高，水泥 浆可能损害油气层。
套管射孔完井方式
2、尾管射孔完井
特点：有利于保护油 层，可以减少套管重 量和固井水泥的用量， 从而降低完井成本。
割缝衬管完井方式
改进后的割缝衬管完井方式
(四) 砾石充填完井方式
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。
预制充填：
在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外 双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入 井内，对准出砂层位进行防砂。
尾管射孔完井方式
(三) 割缝衬管完井方式
衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下套管注 入水泥固井，再从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选割缝的衬管， 依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管挂 在套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气 通过衬管的割缝流入井筒 。
(6)施工工艺简便，成本低。
三、完井方式
● 裸眼完井 ● 套管或尾管射孔完井 ● 割缝衬管完井 ● 裸眼或套管内砾石充填完井
(一)裸眼完井方式
是指在钻开的生产层位不下入套管的完井方式。
◆裸眼完井有两种：先期裸眼完井以及后期裸眼完井。
◆先期裸眼完井是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。
完井试油-第一章
第一章完井完井或称油井完成，它是钻井工程和采油工程的结合部，既是钻井工程最后的一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油油田的开发是紧密联系的。
而油井完成质量的好坏直接影响到油、气井的生产能力与寿命，甚至关系到整个油、气田能否得到合理的开发，因此，必须得到高度的重视。
第一节油井完成油井完成是指从打开油气层开始，直到将油井投入生产为止的全部过程。
它包括的内容有钻开油气层、确定完井方法、安装井口和井底装置等。
本节就其中的一些内容做一下概述。
一、钻开油气层钻开油气层是油井完成的首要工序，是钻井过程中的关键一步，这一工作的好坏直接影响一口井的生产能力，关系到是否能够正确迅速取得油层各项资料。
当油层被打开时，油层内的油气压力与井筒中泥浆柱的压力出现相互制约的关系。
若泥浆柱的压力小于油层压力，且井口又控制不当时，地层中的油气流就会流入井中，造成井喷等严重事故；若泥浆柱的压力大于地层压力时．则泥浆中的水、粘土颗粒及其它有害物质，会侵入油层造成“污染”，使井筒附近的渗透率降低影响油井产量，有时甚至不出油。
因而钻开油层时应根据油层压力的高低和岩性性能，应严格选择压井液，以保证安全生产和不污染或尽可能减少污染油层为准。
通常钻高压油层采用密度较大的压井液（性能指标依地层而异），对于压力较低的油层，应适当减小压井液的密度，以免污染油层。
二、井身结构与井口装置1．井身结构井身结构是指油井钻完后，所下入套管的层次、直径、下入深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥的上返高度等，如图1－1所示。
（1）隔水套管隔水套管使钻井一开始就建立起泥浆循环，保护井口附近的地层，引导钻头正常钻进。
下入深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通常为2～40m。
隔水套管下部要用混凝土稳固地固定于坚硬的岩层上。
所用隔水套管的直径尺寸一般是"30。
（2）表层套管表层套管又叫地面套管、隔水层套管，它的作用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层的井壁，保护井眼和安装封井器。
固井完井和试油
浅井：地质条件不复杂，技术套管少或没有
深井：地质条件复杂，技术套管层多。 技术套管保证满足不等式Pf≥Pd≥Pp。
4、油层套管：油井钻完以后下的最后一层套管，直径最 小。 功用以封隔油、气、水层，以及不同物性的油气 层，以利于分层开采，防止底水并形成生产通道，或
(二)、井身结构 定义：是指1）下几层套管，即套管层次、尺寸；2）各层套的 直径是多少及各下多深。3）各层套管的水泥返高多少；4）
套管、钻头直径如何配合，井身结构设计是钻井工程设计的 基础设计，是实施，如图8-1。
钻井液出口 导管 套管 水泥 喇叭口
水泥
(三)、各层套管的功用 1、导管：它不属于井身结构各层套管之内。钻进时需要循环钻 井液，返出的钻井液要经过振动筛、钻井液槽等固控设计流 回，这就需一个高度。这时就是利用导管将钻井液出口抬高。 导管是薄壁管子，下入导管坑中用水泥砂浆固定。 2、表层套管：为了控制溢流、井喷等紧急情况，需要安装井口 防喷装置。这些装置就安装在表层套管上。井喷关井时的巨 大向上载荷就由表层套管承担。它是无缝钢管，是第二次下 入井内的套管，直径最大。 它的功用是：1）安装井口，承担井喷关井时的向上载荷。 2）承担以后几层套管的部分重量。 3）加固地表层松软土层、流砂层，保证钻井
二、下套管
(一)、套管柱的外载 1、轴向载荷：主要是拉力。拉力过大，将引起连接丝扣（圆
扣）被拉坏而断裂。而管体被拉断的情况很少，不允许存在 轴向压力，只在较少场合下出现受拉压力（为什么？防止弯 曲，不居中） 1）浮力：套管在井内钻井液中因管体排开钻井液而受到浮力。 套管受浮力的效果可以认为是套管的线密度因浮力作用而变 小，其影响用浮力系数计算，表示管柱受浮力后剩余重量为 其在空气中重要的百分数。
第4章固井、完井与试油 ppt课件
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1.枪身；2.导爆索；3.射孔弹；4.弹架；5.固弹卡；6.安装架；7.旋塞
(a)多次使用型有枪身射孔器；(b)一次销毁型有枪身射孔器
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无枪身射孔器：
由无枪身聚能射孔弹、弹架(或非密封的钢管)、起爆 传爆部件(或装置)等构成的射孔总成。
无枪身射孔器按照射孔弹结构和固弹方式:
套管下到油气层底部，固井后射孔打开油气层。 世界各主要产油国广泛使用的完井方法，70％～90％。 射孔(perforating)：射孔枪在油层某一层段套管、水泥环
和地层之间打开孔道，使地层中流体能流出。 炮弹射孔的孔眼也称为炮眼。 在射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯
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二.井身结构
定义： 一口井中下入套管的层次
、下入深度、井眼尺寸与套管 尺寸的配合，以及各层套管外 水泥返高等。
水泥返高：指固井时套管与井 壁之间水泥环上升的高度。
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各层套管的作用
导 管：封隔地表疏松地层，防止钻井液渗入地基影响井 架稳定以及在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装置 平面上来形成有控循环。
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三、注水泥
下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆 顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。
注水泥质量的基本要求： 1、依照地质及工程设计要求，套管下入深度、水泥浆返 高和管内水泥塞高度符合规定 2、注水泥井段环空内的钻井液全部被水泥浆替走 3、水泥环与套管和井壁岩石之间的连接良好 4、水泥石能抵抗油、气、水完井方法
尾管射孔完井
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优点 可选择性地射开油层，避免 层间干扰；有利于进行分层试油、 分层开采、分层酸化压裂、分层注 水等作业。
完井与试油
第一章完井第一节油井完成概述：完井概念、完井目的、完井内容一、钻开油气层二、井身结构三、完井方式（分析思路：各种方式的概念、优缺点即特点、适应性）第二节射孔一、分类二、射孔工艺三、射孔参数第二章试油一、试油目的和任务及工艺程序二、诱导油流的方式三、试油工艺技术概述：1、完井概念：完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。
以前的概念过于狭窄 （完井是钻井工程和采油工程的结合部，既是钻井工程最后的一个重要环节）。
2、目的：如万仁薄P43、内容：如万仁薄P1第一节 油井完成一、钻开油气层钻开油气层是油井完成的首要工序，是钻井过程中的关键一步，这一工作的好坏直接影响一口井的生产能力，关系到是否能够正确迅速取得油层各项资料。
当油层被打开时，油层内的油气压力与井筒中泥浆柱的压力出现相互制约的关系。
若泥浆柱的压力小于油层压力，且井口又控制不当时，地层中的油气流就会流入井中，造成井喷等严重事故；若泥浆柱的压力大于地层压力时．则泥浆中的水、粘土颗粒及其它有害物质，会侵入油层造成“污染”，使井筒附近的渗透率降低影响油井产量，有时甚至不出油。
因而钻开油层时应根据油层压力的高低和岩性性能，应严格选择压井液，以保证安全生产和不污染或尽可能减少污染油层为准。
通常钻高压油层采用密度较大的压井液（性能指标依地层而异），对于压力较低的油层，应适当减小压井液的密度，以免污染油层。
二、井身结构 1．井身结构井身结构是指油井钻完后，所下入套管的层次、直径、下入深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥的上返高度等，如图1－1所示。
（1）隔水导管隔水套管使钻井一开始就建立起泥浆循环，保护井口附近的地层，引导钻头正常钻进。
下入深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通常为2～40m 。
隔水套管下部要用混凝土稳固地固定于坚硬的岩层上。
所用导管的直径尺寸一般在450mm(17 3/4")和375mm(14 3/4")等。
完井与试油
着高效能、大威力油井射孔技术的出现，裸眼完井
油层的优点已不如过去那么突出。目前，裸眼完井 法已很少采用。
优点：既可以选择性地射开不
2、 射孔完井法
泛和最主要使用的一种完井 尾管射孔完井。
同压力、不同物性的油层，以
避免层间干扰，还可以避开夹 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
如前，再钻一个 更小的井眼， 再下相应的 套管，防止 塌陷。
一、井身结构的概念
井身结构的内容包括：
下入套管的层次、直径、
深度； 各层套管所对应的钻头尺 寸； 各层套管的水泥返高。
合理的井身结构应既能满足钻井 和采油工艺的要求，又要符合节约 钢材和水泥、降低钻井成本的原则。
（一）导管 井身结构中靠近裸眼井壁的第一层 套管称为导管。导管的作用是：钻井开 始时保护井口附近的地表层不被冲垮， 建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保 证井眼钻凿的垂直等。 下入导管的深度一般取决于地表层 的深度。通常导管下入的深度为2 ~ 40 m。下导管的方法较简单，是把导管对 准井位的中心铅垂直方向下入，导管与 井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固 牢。
井身结构中各层套管直径的大小主要取决于油层套管直径 和井眼与套管的间隙。油层套管的直径大时，相应的技术
套管、表层套管及导管的直径就增大，各次开钻时的钻头
直径也要增大。 下入井内的油层套管的直径大小，一般应以油气井的产量 和常用井下修井工具的尺寸确定。 目前，各油田普遍采用的油层套管直径有114mm、
Gravel Packing Completions
Openhole Gravel Packing
裸眼砾石充填
管内砾石充填
Inside-Casing Gravel Packing 油层套管