井下作业工钻井知识综述

一．井的概念

石油和天然气埋藏在地下几十米和几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层中建立一条油气通道，这条通道就是井。为了开采石油和天然气，在油田勘探和开发的过程中，凡是为了从地下获得油气而钻的井，统称为石油井。

对于一口钻完进尺的井眼，井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。

裸眼井下入套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油（汽、水）层后，就形成了可以开采油气的石油井。为达到不同的勘探目的及适应油、气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别打着不同类型的井。主要类型有：探井、资料井、生产井、注水井、观察井、检查井、调整井。

1）探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为探明地下构造及含油情况，为寻找油气田而钻的井，称为探井。2）资料井：为了取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的井，称之为资料井。这种井要求全部或部分取岩心。

3）生产井：用来采油、采气的井称之为生产井。

4）注水井：用来向油层内注水保持油层压力的井，称之为注水井。5）观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井，叫观察井。如观察各类油层的压力、含水变化规律和单层水淹

规律等。观察井一般不负担生产任务。

6）检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开采效果而钻的井。

7）调整井:为了挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称

之为调整井。调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善

开发效果。

二、井身结构

井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固的环形空间而形成的轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。如图所示：1.井身结构的组成及作用

井身结构主要有导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管的水泥环等组成。

1）导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管，其作用是保持井口附近的地表层。

2）表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井并返至地面。其作用是封隔上

部不稳定的松软地层和水层。

3）技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油、气、水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时，为钻至目的地层而下的套管。其层次由复杂层的多少而定，作

用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。

4）油层套管：井深结构中最内的一层叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完井深度和完井方法。一般要求固井水泥

返至最上部油、气层顶部100-150m，其作用是封隔油、气、水

层，建立一条供长期开采油、气的通道。

5）水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间的环形空间上返面到转盘平面之间的距离。

2.有关名词及术语

1）联顶节方人：指钻井转盘上平面到第一根套管接箍上平面之间的距离。

2）完钻井身：从转盘上平面到钻井完成时钻头所钻进的最后位置之间的距离。

3）套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。

4）人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离。

三、油（气）井的完成方法

油（气）井完成方法是指为满足各种不同性质油气层的开采需要，而采用的油、气层与井底的连通方式、井底结构和完井工艺。

完井方法有五种：①裸眼完井法。②射孔完井法。③贯眼完井法④衬管完井法⑤砾石衬管完井法。

1.裸眼完井法

裸眼完井法指在钻开的生产层位不下入套管的方法。裸眼完井法的最大特点是整个油层完全裸露。油层与井底没有任何障碍，所以油气流入井筒的阻力小。但是，使用裸眼完井方法有一定的局限性，由于油气层完全裸露，对井壁来讲，没有保护装置，不能解决井壁坍塌和产层出沙的问题，不适用于疏松地层，并且当油层层间差异大时，不能

实现分采、分注和分层改造。所以，它仅适用于岩层非常坚固，且无油、气、水夹层的单一油层或油层性质相同的多油层井。

2.射孔完井法

射孔完井法是目前油井完成中最为广泛运用的一种方法。它是先钻开油、气层，然后下入油层套管至油气层底部后用水泥浆固井，再用射孔器对准油、气层部位射孔，射穿套管和水泥环并进入地层一定深度，为油气流入井筒打开通道。

优点是：①能有效的防止层间干扰，便于分采、分注、分层测试和分层改造。②能有效封隔和支撑疏松地层，加固井壁，防止地层坍塌③对于疏松地层，有利于采取各种防砂技术措施，控制油井出沙。④适用于各种性质的地层。

缺点是：①由于射孔孔眼数目有限，油气层裸露，面积少，油气流入井底阻力大。②钻井和固井时钻井液浸泡时间长，油气污染严重，井壁附近渗透率降低。

3.贯眼完井法

贯眼完井法是在钻穿油气层之后，把带有孔眼的套管下到油气层部位。固井时为了保证油层部位不注入水泥，减少水泥浆对油层的污染，在油层顶部的套管柱外面装有紧贴井壁的水泥伞，水泥伞上部的套管上有若干个侧孔，以便挤入水泥浆固井。在下面还装倒装的单流阀，固井后把它转掉。

4.衬管完井法

衬管完井法是先钻至油层顶部后，下套管注水泥浆固井，然后改用较

小的钻头钻开油、气层。在油层部位下入预先钻孔眼的衬管，衬管上端用封隔器固定在油层顶部的套管末端。

5.砾石衬管完井法

砾石衬管完井法是在衬管和井壁之间充填砾石，使之起防砂和保护油气层的作用。砾石充填的井底结构按其施工方式不同，又可分为在井筒中充填和地面预先充填两种。前者是先将衬管下入井中，然后将砾石用洗井液携带，泵入衬管和井壁之间；后者预先在地面将砾石衬管制好，然后下入井内。

四．井口装置—采油树

井口装置是油气井最上部控制和调节油、气井生产的主要设备，主要有套管头、油管头和采油树本体三部分组成。按其连接方式不同分为法兰连接、丝扣连接和卡箍连接三种；按工作压力不同分，常用的有250型、350型和600型三种。

1.井口装置的作用

1）连接下井的各层套管，密封各层套管环形空间，悬挂套管部分重量。2）悬挂油管及下井工具，承挂井内的油管柱重量，密封油套环形空间。3）控制和调节油井生产。4）保证各项井下作业施工，便于压井作业、起下作业等措施施工和进行测压、清蜡等油井日常生产管理。5）录取油套压资料。

2.井口装置各组成部分的作用

1)套管头是在整个采油树的最下端。其作用是把井内各层套管连

接起来，使各层套管间的环形空间密封不漏。但需说明的是，