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、下套管注水泥射孔

（1）裸眼

（2）割缝衬管完井

（3）衬管管外分段封隔完井

（4）水泥固井射孔完井

的实际经验。完井方式对于水平井今后能否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）。

二、完井方式选择

在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题：

1、岩石地层

若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。

2、钻井方法

短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井，既可用裸眼，又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。

3、钻井液

由于水平井钻井的特殊性，钻井液所造成的地层伤害较直井更大，特别是低渗透层和负压地层。为了减少这种伤害，除了应考虑泥浆的密度和性能外，还应考虑水泥固井射孔完井这种情况，以便通过压裂酸化解除这种伤害。

4、增产措施

若考虑酸化压裂，对水泥固井射孔完井来说，易于控制，可利用桥塞分段酸化；对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难，因为沿井段滤失量太大，必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难，利用化学转换剂实现分段酸化（化学转换剂过一段时间后可自行解堵）。

5、生产机理

对凝析气层或气水同产层，完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动，以免凝析液或水积累在井筒的低部位，难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。

6、井下作业及修井

应根据油气层的具体情况，分析今后的气液分布动态，预见今后的井下作业及修井，以确定采用哪种完井方式。

7、水平井报废的技术经济要求

作为完井设计人，必须预先知道水平井报废的具体技术要求和有关特殊规定，以便作出评估。

8、投资风险

使用水泥固井不仅增加了完井费用，延长了作业时间，还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断是否合算，但如果考虑在过早的水淹和井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题，则注水泥固井这一做法还是意义深远的。

与直井相比，水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。

1、对地层的认识

1）均质地层

这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下，它们不需要分段隔离，其完井设计相对简单而容易，水平段大多采取全井裸眼完成，依靠连续油

管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤害。

2）非均质地层

这类地层中水平井完井设计比较复杂。为了便于采取选择性的增产措施，水平井筒将隔离成若干小段，并选择合适的隔离工具（或隔离方式）。当非均质性严重时，可能会造成井筒的不同位置需要不同的处理强度，有些地方只需要轻微处理一下即可，而其它一些地方却需要采取大规模的强化措施才行。由于超平衡钻井作业，使高渗透地层中的泥浆和滤液侵入较深，伤害较重，因此，往往采取大规模强化措施的就是这些高渗透的地方。非均质地层中水平井的完井方式可采用下套管水泥固井射孔或下预制衬管不固井加套管外封隔器隔（EPC）离分段的方式（见图1-2）。这些完井方式可以进行选择性测试和分段强化处理。

预制孔地层底界

带孔短节套管外封隔器

缝发育有足够的密度，那么，其完井方式选择裸眼完井或预制衬管不固井完井；当天然裂缝发育较差，或者选择的井筒取向不适当时，井筒不能连通足够的天然裂缝，完井方式就复杂多了。

天然裂缝发育的地层中，水平井完井的关键是要保持一个无伤害的裂缝系统。固井时，水泥浆不但要侵入裂缝中，而且会封死裂缝，因此，一般情况下不采用下衬管水泥固井的方式完井。另一方面，如果天然裂缝发育的数量有限，气井完全依靠天然裂缝达不到经济生产能力，企图通