2-气井完井
采气工艺知识
储层改造—高能气体压裂
高能气体压裂是 利用特定的发射药或推进剂在油 气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地
层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污
染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增 产的目的的一种工艺技术。 该工艺低成本、高产出，进液少、无污染，较强 的分层针对性和不受地层压力系数高低及水敏酸敏限制 的优点，为气田开发中后期的稳产和提高最终采收率提 供了有力的技术支撑。
3、地面集输
采 气 工 艺 技 术 配 套 系 列
地面高压集气技术 集气站高、低压两套外输汇管，流程按需 随时切换，高低压气分别输至高压和低压 配气站集中外输
高低压分输工艺
低压集气、低压外输工艺
高压气举管网工艺
1、储层改造-酸化
酸化又称为基质酸化或孔隙酸化，它是在低于储层 岩石破裂压力下，将酸液注入地层孔隙、裂缝中，通过
采气流程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
把从气井采出的含有液（固）体杂质的高压 天然气变成适合矿场输送的合格天然气的各种设 备组合，称为采气流程。 1)单井采气流程 在单井上安装一套包括调压、分离计量和保 温设备的流程，成为单井采气流程。
2)工艺过程
天然气经针阀减压后进入保温套加热升温，再经针阀减压到略高
于输气压力后进入分离器，在分离器中除去液（固）体杂质后，天然气 从分离器顶部出来经节流装置计量后从集气支线输出。分离出的液（固）
二、常规的采气工艺技术
1、储层改造
酸化 投球分层压裂 卡封分层压裂 重复（二次）压裂 低压气井压裂 复合压裂（爆燃+水力）
采 气 工 艺 技 术 配 套 系 列
水力加砂压裂
长井段双封分层压裂
（前置液氮、酸、粉砂）复合压裂
新页HF-2井页岩气钻井技术
井
直 井段 使用 常规塔 式钻 具扫水 泥塞 ，钻 井液采 用 聚胺仿油 基钻 井 液 。钻进 至 １ ８ ３ ２ ． ０ ６ ｍ 后 ，开始 使 用Ｐ Ｄ Ｃ钻头 ＋螺杆 复合 ＋双扶 正器 （ ２ ３ ４ ｍｍ＋ ２ ３ ０ ｍｍ）钻 具钻 进 ，钻进 井 段 １ ８ ３ ２ ． ０ ６ ～２ ３ ８ ９ ． ９ ６ ｍ，但
∞ 处完 钻 ，纯钻 时间 ４ ９ ． ５ ０ ｈ ，平 均钻速 ６ ． ３ ｌ ｍ／ ｈ ，下人 ３ ３ ９ ． ７ ｍｍ×３ ０ ９ ． ９ ６ ｍ 表 层 套管 。固井 采用 常 规 ～
３
１
填
段
固井 ，水 泥浆返 出地 面 。
３ ． ２ 二 开井段 （ ３ １ ２ ． ５ ～１ ８ ２ ３ ｍ）
钻 头 连 续 取 心 作 业 ５次 ，共 耗 时 ７ ． Ｏ ｌ ｄ ，耗 用 金 刚 石 取 心 钻 头 ２只 。取 心 井 段 ３ ０ ５ ５ ～３ ０ ９ ５ ｍ，取 心 总 进
尺 ４ ０ ｍ，岩 心总长 ４ ０ ｍ，平 均 收 获 率 ｉ ０ ０ ，平 均 机 械 钻 速 ０ ． ６ ９ ｍ／ ｈ 。在 该 井 段 钻 进 中 ，将 设计 中 的 ２柱 １ ７ ８ ｍｍ 钻铤增 加至 ７柱 ，有效 地达 到 了释放 钻 井 参数 和 防斜 打直 的 目的 ，钻 进 中扶 正 器 对 井壁
・
４ ４・
石 油 中 旬 刊 ＊ 石 油 天 然 气 工 程
２ ０ １ ５ 年 ９ 月
开 钻 顺 序
井深／ ｍ
钻头尺寸／ ｍｍ 套 管 尺 寸／ ａｍ 套 管 下 人 深 度 ／ ｒ ｍ
气井采气工艺介绍(详细版本)
采气工艺原理
气井开采工艺
无水气藏气井和边、底水不活跃气井的开采工艺
➢ 开采工艺措施
• 可以适当采用大压差采气 。使微缝隙里气易排出；可充分发挥低 渗透区的补给作用；可发挥低压层的作用；
• 应正确确定合理的采气速度，并在此基础上制定各井合理的工作 制度，安全平稳采气；
培训主要内容
采气工艺原理
采气工艺原理
气藏的分类开采 气井生产系统介绍 气井开采工艺 气井生产管柱 气井的管理 气井的挖潜增产
采气工艺原理
气藏的分类开采
无水气藏的开采措施：
无边底水气藏的开采不用担心水淹、水窜等问题，所以可适 当采用大压差生产，采用适当大压差采气的优点是：
➢ 增加大缝洞与微小缝隙之间的压差，使微缝隙里气易排出； ➢ 充分发挥低渗透区的补给作用； ➢ 发挥低压层的作用； ➢ 提高气藏采气速度，满足生产需要； ➢ 净化井底，改善井底渗滤条件。 ➢ 无水气藏在开发后期会遇到举升能量不足、井底积液（凝析
采气工艺原理
气井生产系统分析
气井生产系统
气井生产系统（生产模型）指采出流体从储层供给边界到计量分离器 的整个流动过程，包括以下几个互相联系的组成部分：
1）气层——多孔介质（含裂缝）； 2）完井段——井眼结构发生改变的近井地带（由于钻井、固井、完 井和增产措施作业所致）；
3）举升管柱——垂直或倾斜油管、套管或油套环空（带井下油嘴和 井下安全阀）；
4）人工举升装置——用于排液的有杆泵、电潜泵或气举阀等 5）井口阻件——地面油嘴或针型阀等节流装置； 6）地面集气管线——水平、倾斜或起伏管线；
7）分离器。 气井的流动过程
气井完井知识点
气井完井知识点1．完井方法的选择依据是什么？答：油、气井的完井方法，主要依据油、气层的岩性特征及储集层性质决定的，完井方法是否合理直接关系到能否顺利投产和以后长期正常生产的大问题。
因此，油气井完井方法选择的原则：应该是：（1）能有效地连通油、气层与井眼，油、气流入井内的阻力要小。
（2）能有效地封隔油、气、水层，防止互相窜扰，并能满足分层开采和管理的要求。
（3）有利于井壁稳固，保证油、气井长期稳定生产。
（4）所采用的完井方法工艺简单，完井速度快，成本低。
2．油、气井完井方法有哪几种？答：（1）先期完成法。
先期完成是在钻开油（气）层之前，先下入生产中间套管，然后再钻开油（气）层。
用裸眼或衬管（筛管）完成。
（2）后期完成法。
后期完成是先钻开油、气层，然后再下入油层套管。
属于后期完成的有：贯眼完成、射孔完成、尾管射孔完成和清水压井条件下过油管射孔完成。
现在又出现了油管输送式射孔完成或叫无电缆射孔完成。
3．什么是贯眼完成？答：贯眼完成又叫下筛管完成，就是在套管上穿孔或割缝，其应用条件同先期完成。
这种完井法的优点是油、气层暴露得比较充分，出油（气）流畅，防砂效果较好，缺点是，在生产过程中，油（气）层出水后，不易封堵。
4．什么叫射孔完成？答：是在固井后对油（气）层射孔，造成油。
气流入井筒的知道。
其优点在于各油、气水层不会互相干扰一便于分层开采，分层注水，分层酸化或压裂，适应性较强。
缺点是油气层暴露面积小。
油、气流入井中阻力大特殊作业后，防砂效果差，不利于疏松油气层的开采。
5．什么叫尾管射孔完成？答：即油层套管上部与技术套管重复100～200m，油层套管外环形空间注水泥，最后在油层部位射孔完井。
该法主要是从节约套管出发，还要考虑技术套管无损伤，无窜漏现象方可。
采用尾管完成后，若技术套管损坏时。
亦可采用回接油层套管至井口的方法。
6．什么叫清水压井条件下过油管射孔完成？答：这种完成方法又称永久完成，是把油管管柱下端下到生产层的最顶部，装好井口装置。
第8讲 完井方式
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（二）裸眼完井方式（
Open-hole Completion
）
1）定义：裸眼完井就是井眼完全裸露，井内不 下任何管柱的完井方式。
2）分类：分先期裸眼完井、后期裸眼完井和复 合型完井。
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1、先期裸眼完井
是钻头钻至油层顶界附近 后（在油层顶界20m左右）， 下技术套管注水泥固井。水 泥浆上返至预定的设计高度 后，再从技术套管中下入直 径较小的钻头，钻穿水泥塞， 钻开油层至设计井深完井。 此为先期裸眼完井。
（一）射孔完井方式（Perforating Completion） （二）裸眼完井方式（Open-hole Completion） （三）割缝衬管完井方式（Slotted Liner Completion） （四）砾石充填完井方式（Gravel Packed Completion） （五）其他防砂筛管完井
2、分类：一般的射孔完井包括
套管射孔完井和尾管射孔完井
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1、套管射孔完井
1）工艺技术： 是钻穿油层直到设计井深，然后下油层套管至 油层的底部，注水泥固井，最后射孔。 射孔弹穿透套管、水泥环和一定深度的油层， 进而建立起油气流通的通道。 2）套管射孔完井的特点： ●可以有选择的射开不同压力体系、不同物性 的油层，以避免层间干扰。还可以避开夹水层、 底水、气顶和易坍塌段地层。 ●具备实施分层注、采和有选择性的压裂或酸 化等分层作业条件；
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1、割缝衬管
3）割缝衬管的技术参数
（5）割缝衬管的尺寸 根据技术套管尺寸，裸眼井段的钻头直径，可确定割缝衬管外径，如 下表所示:
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钻井完井简介
套管砾石充填完井示意图
7
7
完井方法的选择
完井方法 适用的地质条件
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。 ②各分层之间存在压力、 岩性等差异，因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层。③要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储 层。④砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。
9
射孔方式分类
1．电缆射孔 2．油管输送射孔 3．过油管射孔
10
10
油管输送负压射孔
优点 1）输送能力强，一次可射孔数百米。 2）能使用大直径射孔枪、大药量射孔弹，能满足高孔密、多相位、深穿透、大孔 径的射孔要求。 3）能根据油气层岩性特点设计负压值，消除射孔对地层的损害，提高油气井产能 。 4）能充分做好地面防喷准备，安装好井口设备后才引爆射孔枪，保证作业安全， 尤其适用于高压油气井。 5）射孔后可把射孔枪释放到井底，满足立即进行生产和生产测井的要求。 6）能在大斜度井和水平井中进行射孔。 缺点 如果一次点火引爆不成功，返工作业时间长；再者要求使用耐温较高的射孔炸药。
裸眼砾石充填完井
①无气顶、无底水、无含水夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、物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岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
套管砾石充填完井
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。②各分层之间存在压力、 岩性差异，因而要求实施选择性处理的储层。③岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
射孔完井
裸眼完井
①岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。②无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。③单一厚储 层，或压力、岩性基本一致的多储层。④不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。
石油工程技术 井下作业 井身结构及完井方法
井身结构及完井方法1井身结构所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。
如图1所示。
图1井身结构示意图1—导管；2—表层套管；3—技术套管；4—油层套管；5—水泥环1.1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，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不同。
钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。
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2～40m。
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。
1.2表层套管井身结构中的第二层套管叫做表层套管。
表层套管的下入深度一般为300～400m，其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。
表层套管的作用是加固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。
1.3技术套管在表层套管里面下入的一层套管(即表层套管和油层套管之间)叫做技术套管。
下入技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油(气、水)层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。
下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂程度以及钻井队的技术水平来决定。
一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。
下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。
技术套管的技术规范应根据油层套管的规范来确定。
1.4油层套管油井内最后下入的一层套管称为油层套管，也称为完井套管，简称套管，油层套管的作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。
油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。
苏北工区二氧化碳注气井和受效井施工要点总结
苏北工区二氧化碳注气井和受效井施工要点总结苏北地区油田的开发中，采用二氧化碳注气技术是常见、有效的方式。
在二氧化碳注气井的施工中，需要掌握一些关键要点，才能确保施工的顺利进行和效果的最大化。
一、井位选址在苏北地区油田的开发中，井位选址是非常重要的。
实际上，井位选址的选择将直接影响到后续的施工和生产。
对于二氧化碳注气井，井位的选址要求严格，需要充分考虑以下几个方面：1. 井位应优先选在油层顶部，以确保注入的二氧化碳有较好的覆盖面积和浸透岩石的能力。
2. 井位应尽量避免在断层或构造附近，避免非稳定地层对注入过程的影响。
同时，要充分考虑附近井的生产情况，避免影响井群生产平衡。
3. 考虑就近选址，以减少管线输送的成本和输送过程中注射剂的流失。
二、井眼设计井眼设计是指按照井位选址的要求和油层结构特点等因素，对井眼几何形状、钻进方案等进行设计，确保井的钻进和井筒稳定性。
1. 井眼设计中，要充分考虑井壁塌陷和漏失的情况，在具体设计中，尽量将井眼的直径保持在合适水平，且在井眼的上部的适时选择固井方式，确保井的稳定性和安全性。
2.根据注气量和井的生产条件进行配套选择各环节的设备，比如钻杆、管柱、吊卡、钻头、钻井液配比等。
三、井的完井与筏管设计完井是指在井眼中注入水泥浆、固井材料等进行整体封堵，确保井体的完整性和稳定性。
对于苏北地区油田的二氧化碳注气井，井筒完井的标准是较高的。
1.指定完井材料：针对地层特点，合理选择用量和规格，确保完井质量。
需要注意控制浆液注入流速，防止产生过多的微旋尘。
2. 完井过程中，要根据标准精确控制封孔深度，防漏、止水。
3. 适时选择安装筏管。
比如，在注射过程中出现井间通透状况等问题时，需要在井口处做筏管，防止地层差异较大的区域出现破裂问题。
四、管柱配合设计和吊卡力控制在井下注射过程中，钢管柱配合设计和吊卡力控制是非常重要的。
通过科学合理的管柱配合设计和吊卡力控制，可以保证注射过程的顺利进行。
气井基础知识全解
沉积岩岩性与生物变化都呈 渐变关系，它们是连续沉积 的。
三、采气地质基础知识
4.地质构造
b、假整合接触：
新老地层大致 平行 ， 沉积岩岩性与生物变化都呈 突变关系，呈不连续沉积。
气井基础知识
c、不整合接触：
新 老地 层 产 状 完全不 同，其间有地层缺失并有明 显的风化现象。
2）沉积岩——油气开发重点关注
气井基础知识
早期形成的岩石经过物理、化学的破坏作 用，在地质外力（如流水、风吹、日晒等）的 作用下，在海洋、湖泊、河道或陆地表面某些 地方沉积下来而形成的岩石。
三、采气地质基础知识
3）变质岩
气井基础知识
原岩（如岩浆岩或沉积岩）受到高温、高 压等条件的影响，改变了原来岩石的成分、结 构，发生了变质作用而形成的岩石。
2、相对密度——在某一温度、压力下天然气的密 度与标准状况下干燥空气的密度之比。
G g /
式中：G——天然气的相对密度；
ρg——天然气的密度；
ρ——干燥空气的密度。
二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
3、粘度——当天然气流动时，由于气体内部分子 间相对运动产生的摩擦力，称为天然气的粘度。
二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
1、密度——单位体积的天然气所具有的质量称为 天然气的密度。
g
Mg Vg
式中：ρg——天然气的密度，kg/m3； Mg——天然气所具有的质二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
岩层组1 岩层组2
三、采气地质基础知识
4.油气藏形成的条件
2完井射孔试油
第一节 完井、射孔与试油
第一节 完井、射孔与试油
一、完井方式
射孔完井方式 裸眼完井方式 ※割缝衬管完井方式 砾石充填完井方式
第一节 完井、射孔与试油
割缝衬管完井
割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界 后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套 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先割缝的衬管， 依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器）， 将衬管悬挂在技术套管上，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。
第一节 完井、射孔与试油
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。
套管射孔完井既可选择性射开不同压力、不同 物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、 底水、气顶和夹层的坍塌，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。
（3）油、气层中部温度及地热增温率
（4）油、气、水样
第一节 完井、射孔与试油
4.中途测试
每钻穿一油气层，即停钻对油气层进行 测试。测试完后，视情况而定，或者恢复钻 进，或者在获得高产油气流的情况下，就此 完井投产。这种自上而下逐层钻穿、逐层测 试的方法称为中途测试。
中途测试在探井中应用较广泛。其优点 是能迅速发现油气流，并可初步确定油气层 压力和生产能力。
第一节 完井、射孔与试油
第一节 完井、射孔与试油
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，而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，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，最后射孔。
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。
完井操作规程
完井操作规程完井是指在油气井的钻井阶段完成后，进行井筒封堵、井底设备安装和液体装置装配等一系列操作的过程。
完井操作的目标是确保井口的安全环境，保护油气层不受污染，确保井口设备的正常工作。
下面就完井操作规程进行详细介绍。
一、设备准备和安装1. 钻井设备检查：要对钻井设备进行全面的检查，确保设备齐全、完好，并符合相关安全要求。
2. 安全参数设定：要根据油气田的实际情况设定好安全参数，包括压力、温度等，确保安全操作。
3. 井口设备安装：将完井所需的井口设备安装在井口装置上，包括井口套、油管、冲刷管等。
二、井下工作准备1. 井筒封堵：对钻好的井筒进行封堵，防止井筒的污染和泥浆流失。
2. 油管清洗：清洗油管内的污垢和沉渣，确保油管通畅。
三、液体装置装配1. 液体装置检查：对液体装置进行全面的检查，确保装置齐全、完好，并符合相关安全要求。
2. 液体装置装配：根据需要装配液体装置，包括水泥输送装置、液化气体装置等。
四、水泥工作1. 水泥搅拌：根据需要将水泥和水进行搅拌，制备成水泥浆。
2. 水泥浆注入：将水泥浆注入到井筒中，封堵井筒。
五、完井管柱安装1. 完井管柱准备：对完井管柱进行检查，确保管柱齐全、完好，并符合相关安全要求。
2. 完井管柱安装：将完井管柱通过井口安装到井井底，确保安装牢固。
六、防砂器安装1. 防砂器准备：对防砂器进行检查，确保防砂器齐全、完好，并符合相关安全要求。
2. 防砂器安装：将防砂器通过井口装置和完井管柱安装到合适位置，确保防砂器安装正确。
七、安全措施1. 安全检查：在进行完井操作之前，要进行全面的安全检查，确保设备齐全、完好，并符合相关安全要求。
2. 井口防护：对井口进行防护，确保人员和设备的安全。
3. 通风排毒：对井口进行通风排毒，保证井口的气体环境符合安全要求。
八、作业计划与操作记录1. 作业计划：编制完井操作计划，确定操作的步骤和时间安排。
2. 操作记录：在进行完井操作时，要详细记录操作的过程和结果，包括设备使用情况、操作人员、操作时间等。
完井基本知识介绍
51/2套管
扶正器
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管外封隔器完井
Liner with external casing packers completion
95/8套管
特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可 以按层段进行作业和注采控制
悬挂器
51/2套管 管外封隔器
割缝衬管
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二、完井井口装置
27
27
完井基本知识介绍
王鹏 2014.1
主要内容
➢完井方式 ➢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
2
2
一、完井方式
3
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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。 在井底建立的油气层与油气井井筒之间的连通渠道不同 ，也就构成了不同的完井方法。
4
1.1常规完井方式
➢常规完井方式分类
射孔完井方式（perforating）
套管射孔完井
尾管射孔完井
裸眼完井方式 (Open-hole)
先期裸眼完井
后期裸眼完井
割缝衬管完井方式(Slotted Liner)
砾石充填完井方式 (Gravel Packed)
裸眼砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管
套管砾石充填完井
尾管射孔完井：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。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。
复杂井况下高含硫气井二次完井技术应用_张俊良
（ 2 ） 组合 贝 克 休 斯 打 捞 工 具， 取 出 坐 封 在 34． 78 m 及 804． 2 m 处的桥塞。 （ 3 ） 清洗 244 mm 套管内重晶石沉淀， 下钻探得第一个 水泥塞面在 1 325 m， 钻水泥塞至 1 532． 89 m， 探得 178 mm 喇叭口位置在 1 532． 89 m， 钻穿第一个水泥塞后（ 水泥塞底 面 1 597． 50 m） ， 继续下钻， 在 2 590． 53 m 遇阻， 分析是重晶
三、 高含硫气井二次完井实例
1． 二次完井前气井基本情况 LJ15H 井为 1 口大斜度井， 最大井斜 72． 74° ， 入靶点 A 点井深 3 407． 24 m（ 垂深 3 138 m） ， 井斜 68． 05° ， 出靶点 B 点 井深 4 325． 96 m（ 垂深 3 421． 40 m ） ， 井斜 70． 88° ， 水平位移 1 259． 51 m。由于 178 mm 喇叭口窜气， 该井在 140 mm 喇叭口及 178 mm 喇叭口位置分别注水泥塞暂闭（ 图 1 ） 。 该井虽未进行测试， 但从钻遇所获气层数据 807． 8 m 分析， 该井应 该 是 一 口 高 含 硫 高 产 井 。 该 井 主 产 层 以 上， 井深 1 372 m 以下具多个气测异常、 断层和裂缝发育， 井漏显示强 烈
［3 ］ ［1 － 2 ］
。
。
二、 高含硫气井二次完井技术方案
1． 二次完井技术思路 5 口需进行二次完井的气井可分为 2 类： 4 口（ LJ11H、 LJ12 H、 LJ13 H、 LJ14 ） 已下入完井管柱的井， 1 口（ LJ15 ） 注水 泥塞暂闭的井。针对已下入完井管柱的井， 能否成功切割油 捞获井内剩余管柱及井下工具 （ 如封隔器、 化学剂注入 管、 伸缩短节、 循环滑套等） 将是修井成功的关键； 而对于注 筒、 塞暂闭的 LJ15 井， 因在前期无钻机作业中， 发现井口起压， 怀疑套管存在漏点， 因此寻找到漏点的准确位置并正确处理 是 LJ15 井修井工作的重点。
第三章固井、完井
a、定义：A、B、C、D、E与F级油井水泥，是硅酸钙为主要成分的水泥熟料， 加入适量石膏和助磨剂，磨细制成的产品。 在粉磨与混合D、E、F级水泥般的过程中，允许掺加适宜的调凝剂， 并要求助磨剂对强度没有负面影响。
G、H级油井水泥，主要成分与前面相同。加入适量的石膏或石膏和 水，磨细制成的产品，在粉磨与混合 G、H级水泥过程中不允许掺加任何 其它外加物。
a、地层压力；b、破裂压力；c、坍塌压力；d、地应力
所谓地层压力剖面就是地层压力随井深的变化。如图 8-2 ， 就是随井深的加深而增大的。
3、按实际情况决定各层套管下入深度 如确知井下压力不高，不压裂地层之时，可不
必按破裂压力来确定各层套管的下入深度。而按该地区
的实际情况而定，这样节省套管，节省水泥，减少施工 程序。
三、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。
它是下在表层套管与油层之间的。 可以下多层，也可以不下，由具体情况条件而定。
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
弯曲应力等，多以安全系数的方式计入。
复杂结构井完井技术
设计思路
完井方式产能预测
通过引入完井表皮系数，预测不同完井 方式下的产能。
防砂工艺优选
根据油藏特性，结合成熟防砂技术，优 选出防砂方式。
完井成本对比
分析比不同完井方式的投入，优选完 井方式。
综合评价三种影响因素，优选出完井方式。
二、复杂结构井完井技术
2.常规水平井套管固井射孔完井技术
国内前期实施的水平井大部分采用固井射孔 完井方式，经过攻关、配套和大量的应用，该项 技术已趋成熟。
水平井套管固井完井技术
水平井尾管固井完井技术
水平井射孔工艺技术
二、复杂结构井完井技术
1.常规水平井套管固井射孔完井技术 水平井套管固井完井技术
地层
水泥环 套管
二、复杂结构井完井技术
2.常规水平井套管固井射孔完井技术 水平井尾管固井完井技术
地层
水泥环 套管
二、复杂结构井完井技术
2.常规水平井套管固井射孔完井技术
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，直至投产的系统工程。
一、基础知识
1、完井
•
完井的目 建立生产层和井眼之间的良好联通，并使井能长
期高产稳产。现代完井是建立在对油、气储集层的地质结 构、储油性质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，
研究井筒和生产层的联通关系，追求在井底建立有全井最
• 滚轮旋流套管扶正器变滑动摩擦为滚
动摩擦，降低下套管阻力。
• 注水泥时扶正器螺旋形的外表面会在
扶正器周围产生局部的螺旋流，获得
更好的顶替效果。
二、复杂结构井完井技术
2.常规水平井套管固井射孔完井技术 优选水泥浆体系，开发应用微失水水泥浆
气井井身结构及测试
气井井身结构及完测试
气井井身结构是指气井地下部分的结构，主要包括：下入 井内的套管层次、各层套管的尺寸和下深、各层套管相应的钻 头尺寸、管外水泥返高以及完井方法等。
一、气井井身结构图
（１）地面海拔和补心海拔（钻井时转盘 中方补心的海拔)；
（２）钻井日期：２００５年５月９日； （３）钻头程序：钻井时所用钻头规范、 次序以及它们钻达的井深，称为钻头程序。
④ 油层套管：用以把不同压力和不同 性质的油、气、水层分割开来，在井内建 立一条气流至地面的通道，保证长期生产， 以满足合理开采和增产措施的要求。
（５）完钻井深：4715m。 （６）油管规范及下入深度：88.9mm×4120m+ 73mm ×4640m。 （７）产气层段：4645.00～4670.00m。 （８）完井方式：尾管射孔完井。
3.关井复压
用准确度等级不低于0.025级的压力计或压力表测量井口压力 随关井时间变化的压力恢复数据。关井复压一直到压力恢复稳定 为止压力稳定的标准为：要求24ｈ内压力波动不超过0.5％，便 可视为稳定。气井完井测试完后，即可建设井场转入投产。
钻井过程中进行的地层测试称为中途测试； 套管完井后进行的测试称为完井测试或套管测试。
二、气井完井测试
气井的完井测试是指对气井的产气量、产水量、温度、地层压力、 天然气性质等进行测试，掌握气井的静态和动态资料，以便在生产 时制定合理的生产制度进行生产。
气井的完井测试一般分为放喷、气量测试、关井复压三个过程。
（3）放喷注意事项 ① 放喷管线应接出井口100m左右，顺风安置，固定牢靠，放空点燃； ② 严格遵守安全及防火、防毒、防污染措施，防止事故发生； ③ 放喷压差要适当。压差太小，带不出井底积液和脏物，达不到放喷的目 的；压差太大，容易导致气井过早出水； ④ 采用间歇式多次放喷，尽量把井内污物带出，确认喷尽后，方可进行下 步工艺。
钻井队完井作业指南
钻井队完井作业指南咱钻井队的完井作业啊，那可真是个精细活儿，就像绣花似的，每一针每一线都得讲究。
我记得有一回，那口井到完井的时候了，井场上热得啊，就像个大蒸笼。
我那脸上的汗啊，跟下雨似的，顺着脖子就往下淌。
队长呢，站在那儿，眼睛瞪得老大，紧盯着每一个环节。
他那脸啊，被晒得黑红黑红的，就像个熟透了的大苹果，还带着一脸严肃，好像谁要是出点错，他就能把谁给吃了似的。
这完井作业开始了，首先得把那些个井下工具都给检查好喽。
我和小李就蹲在那儿，摆弄那些工具。
小李一边擦着工具上的泥，一边嘟囔着：“这玩意儿，比伺候我家那小祖宗还费劲。
”我就笑他：“你可拉倒吧，这要是出点岔子，咱这井可就白打了，你那小祖宗还能给你挣钱啊？”咱得先把钻杆一根根地提出来，那钻杆可沉了，每提一根，那大吊车都嗡嗡响，就像累得直喘气的老牛。
提上来一根，就得赶紧检查有没有磨损啊、裂缝啥的。
我拿着个手电筒，猫着腰，眼睛都不敢眨，就跟寻宝似的，在那钻杆上仔细瞅。
这时候，旁边的老张喊我：“哎，你看你那姿势，跟个虾米似的，能瞅清楚不？”我没好气地回他：“你懂啥，这得看得仔细，你以为是看你家那大花脸猫呢。
”再就是下套管，那套管一根根地往井里下，就像给井穿上一层一层的保护衣。
下的时候得小心翼翼的，可不能把这衣服给弄破了。
这时候，井场里安静得很，只能听到套管慢慢下井的声音，就像有个巨人在慢慢地吞咽东西，那种感觉，说不上来的奇怪。
完了还得注水泥，这水泥浆就像稀糊糊似的，从那管子里咕噜咕噜地往井里灌。
我站在旁边看着，心里就想啊，这就像是给井做个结实的地基，可不能偷工减料。
这时候，队长又开始喊了：“都精神着点，这水泥浆的量得把握好喽，多了少了都不行。
”大家都齐声应着，谁也不敢含糊。
在这个过程中啊，可不能光埋头干活儿，还得时刻注意周围的环境。
你比如说，那泥浆要是溅出来，可得赶紧清理，不然井场就跟个大泥塘似的，走个路都能把鞋给陷进去。
有一回，小王没注意，一脚踩进了一滩泥浆里，那鞋子就跟长在泥里似的，拔都拔不出来。
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无枪身射孔器
按照联炮直径分为43型、54型、63型、80型等
特点是射孔器在井下作业时，射孔弹、导爆索及雷管等 均浸没在井液中，直接承受井内的温度和压力。
54DP14无枪身射孔器
•装 药 量: •相 位: •联炮直径 : •混凝土靶穿深: •平均穿孔孔径: 14 g 0°及45° 54 mm 289 mm 9.2 mm
（2）过油管射孔
3、特殊射孔工艺 油管传输射孔与MFE联作 (1) 一次性起下管柱，既可射孔， 又可取道测试资料，可降低试油成 本，缩短试油周期，加快气田勘探 开发步伐。 (2) 该技术能实现负压射孔，减少 压井液对地层的损害，取道的测试 资料能反映地层本来面目。因此， 地层评价资料解释符合率更7a 孔密及孔径 对产能的影响
图5-7b 孔密及孔深 对产能的影响
图5-7c 孔密及相位角 对产能的影响
:θ =45° ； : Le =0.5m； :d=0.01m ； 孔深随着孔密的增加，对产能的影响较大 :Le =1.0m ； :θ =60° ； :d=0.02m ； :Le =1.5m ； :θ =90° ； :d =0.03m； 孔径和相位角随孔深的增加，对产能的影响不大 :θ =120°； :Le =2.0m ； :d =0.04m； :Le =2.5m ； :θ =180°； :d =0.05m。 :Le =3.0m ； :θ :Le =3.5m 。 =360/0° 。
井眼
表层套管
套管
套管的外径 X 深度
技术套管
油 管
油层套管 生产套管
178mm x 2702.73m
左边：井眼尺寸
右边：套管尺寸
直径×深度
直径×深度
油 管
油层尾管 生产尾管
口袋
178mm x 2702.73m
D339.70mm×203.44m D444.50mm×205.0m
磨151井井身结构示意图
水力压缩式封隔器
Y344封隔器 转层器 手动球座 水力锚
上层®
机械卡瓦式封隔器
Y241封隔器
图 21 两层酸化合采井下管柱
下层∇
启动接头
五. 生产封隔器完井油管柱
伸缩器 循环阀 锁紧密封短 节 液压座封永 久封隔器 磨封隔器的 加长管 上座放短节 筛管 筛管 下座放短节 下座放短节 油管传输射 孔枪 循环阀 锁紧密封短 节 液压座封可 取封隔器 磨封隔器的 加长管 上座放短节
42
第四节 油管柱与井下工具
一、 完井油管柱的选用原则 1、 完井油管柱既要满足完井作业要求，又要满足气井 开采的需要 2、完井油管柱要尽量简单适用，可下可不下的井下工 具，尽量不下 3、完井油管柱应满足节点分析要求，减少局部过大压力 损失 4、油管柱应考率H2S、CO2和地层水的影响 5、完井油管柱应考虑套管质量，特别是深井和超深井
41
射孔参数优化-井底压力
图5-11a 孔径及井底压力 对产能的影响
图5-11b 孔深及井底压力 对产能的影响
图5-11c 孔密及井底压力 对产能的影响 Pwf=1000kPa
wf=2000kPa
井底压力随孔深的增加，对产能的影响较大P
井底压力随孔径和孔密的增加，对产能的影响不大
Pwf=3000kPa Pwf=4000kPa Pwf=5000kPa
套管 井眼
D244.50mm×1698.31m D311.20mm×1700.00m
73.00mm×3175.0m
封隔器位置： 2850.0m 左右
177.80mm × 3071.16m 215.90mm×3073.00m
射孔井段：3175.40~3164.60m 3154.00~3150.00m 3149.30~3147.40m 3142.00~3134.00m 3127.30~3122.80m
耐温 条件 ℃/48h 150 150 150 150
表 4 SYD系列射孔枪参数表
相位，（º） 孔密，孔/m 适用套管，mm
最大外径，mm
73 89 102 127
73 89 102 127
60/90 60/90 60/90 60/90
12/16/20 12/16/20 12/6 12/6
127∼140 140∼178 178 278
(1) 射孔对地层的损害主要 有以下因素造成: a. 射孔压差对气层的损害 b. 射孔液对气层的损害 c. 射孔弹和射孔参数不合理 使气层打开程度不完善
2、 射孔过程对气层的损害和保护技术
（2） 保护气层的射孔技术 a. 负压射孔——一次性完井技术 b. 穿透能力强的射孔弹 c. 优化组合的、符合气层特性的 射孔设计
一、射孔的方法与工具
1.射孔弹与射孔枪
聚能射孔器的种类
按 照 射 孔 器 的 结 构 分 类：
聚能射孔器的作用是利用射孔弹中炸药爆轰 的聚能效应产生的高温、高压、高速的聚能 射流完成射孔作业。
有枪身射孔器
按射孔枪外径分为89型、102型、114型、127型等十余种
特点是以密封的射孔枪作为射孔弹、雷管、导爆索的承载体， 隔离了井内有害气体和液体与之接触。对井内环境有更大的适 应性，可以减少对套管的伤害 。
图5-9c 孔密及不同渗透率 对产能的影响
渗透率随孔深的孔径、孔密增加，对产能比的影响越大
40
射孔参数优化-各向异性
图5-10a 孔径及各向异性 对产能的影响
图5-10b 孔深及各向异性 对产能的影响
图5-10c 孔密及各向异性 对产能的影响
随孔径、孔深、孔密增加，各向异性越严重，产能比 变化越大
38
射孔参数优化-表皮系数
s =1~4
图5-8a 孔径及表皮系数 对产能的影响
图5-8b 孔深及表皮系数 对产能的影响
图5-8c 孔密及表皮系数 对产能的影响
表皮系数随孔密、孔径和孔深增加，对产能的影响变化较大
39
射孔参数优化-渗透率
图5-9a 孔径及不同渗透率 对产能的影响
图5-9b 孔深及不同渗透率 对产能的影响
3、 保护气层的投产措施
（1）通过室内试验确定合理的工作液(含压井液、射孔 液、前置液、压裂液、酸液、顶替液等)配方。 （2）对于酸化投产：改善酸基工作液的性能和施工方 酸化投产： 法，以适应气层的具体特征，达到解堵投产、增产的目的。 （3）重视排液，这是提高酸化效果的重要环节之一
第三节
射孔完井工艺
(3) 在微粒直径和压差不变的条件下，微粒对裂缝岩心的损 害基本上与克氏渗透率相关。 微粒对岩心的损害，随克氏渗透率的增加而迅速增加，但 微粒对岩心的损害，随克氏渗透率的增加而迅速增加， 克氏渗透率超过一定值后，随其增加，其损害幅度变化较小
2. 矿物反应物沉积堵塞
磺甲基酚醛树脂
渗透率伤害率增高
渗透率降低
图 25 油管传输射孔与MFE
三、优化射孔设计
射孔参数对气井产能的影响
表 5 射孔因素优先顺序
完井类型 防砂完井 射孔因素 2 有效射孔密度 1 射孔孔径 3 射孔相位 4 穿透深度 软件：优化射孔设计 自喷完井 1 4 3 2 增产措施 1 2 3 4 改善 损害 2 4 3 2
射孔参数优化-孔密
二. 替喷投产油管柱
油管 筛管短接 喇叭口
三. 压裂酸化油管柱
D339.70mm×203.44m D444.50mm×205.0m
73.00mm×3175.0m
D244.50mm×1698.31m
图 20 压裂酸化油管柱
D311.20mm×1700.00m
封隔器位置： 2850.0m 左右
177.80mm × 3071.16m 215.90mm×3073.00m
(1)最好采用生产封隔器永久完井管柱 (2) 井下油套管的材质及井下工具与配件应选择抗硫 化氢腐蚀的材质否则油套管会氢脆裂管 氢脆 (3) 井口防喷管线与采气井口装置，也采取防硫措施 (4)若含硫气井产地层水，则油管腐蚀更厉害。应加泡 沫助排剂排水，或者换小油管排水 (5) 加液体防腐缓蚀剂，有效减缓电化学腐蚀 防腐缓蚀剂 (6) 为防止电化学腐蚀，在油管内壁选用内涂层或内 内涂层 衬玻璃钢油管
二、射孔工艺
1、正压射孔工艺 ——电缆传输射孔工艺 自然伽马仪校深定位
2、负压射孔工艺 一次性完井射孔工艺 （1）油管传输射孔 （2）过油管射孔
（1）.油管传输射孔 1) 用完井油管将射孔枪送到射孔位置。 2) 通过自然伽玛测井校正射孔深度，采用油管顶部加油管 短节调节，装好井口。 3)采用抽吸或混气水洗井的方法， 降低井筒液面，使液面 降到需要的位置(1000~1500m)。 4)从采气井口上端投入冲击棒，冲击棒落到射孔枪上部的 引爆位置，然后引爆射孔枪。 5)根据需要向管内投球，球到丢手接头处蹩压，将射孔枪 以下部分全部蹩掉，落到井底，光油管即可投入生产。 若射孔排液后无工业气流，则不投球，压井取出射孔枪 检查。
射孔井段：3175.40~3164.60m 3154.00~3150.00m 3149.30~3147.40m 3142.00~3134.00m 3127.30~3122.80m
127.0mm× （2889.49～3203.31m） 152.40mm×3205.0m
人工井底：3194.8m
水力锚
四. 分层酸化合采油管柱
一、气层损害因素分析
完井液对储层的伤害 1. 固相微粒堵塞 2. 矿物反应物沉积堵塞 3. 地层水反应物沉积堵塞 4. 岩心水敏损害 5. 岩心速敏损害 6. 岩心酸敏损害
1. 固相微粒堵塞 (1) 在相同压差下，微粒直径越小，对气层损害越严重(图 13)
(2) 微粒直径相同，不同压差对岩心损害不同。压差 愈大，造成的不可恢复的损害也就越大。
图 22 生产封隔器完井管柱示意图
六、完井井下工具
定位接头