XXXX全国石油工程设计大赛推荐材料之三：采气工程设计

采气工程

1气井的完井和试气

1.1气井的完井和井身结构

1.1.1气井的完井方法

1）裸眼完井：钻到气层顶部后停钻，下油层套管固井，再用小钻头钻开油气层，这样气层完全是裸露的。

2）衬管完井：这是改进了的裸眼完井，有裸眼完井的优点，又防止了岩石垮塌的缺点。衬管用悬挂器挂在上层套管的底部，或直接座在井底。

3）射孔完井：钻完气层后下气层套管固井，然后用射孔枪在气层射孔，射孔弹穿过套管和水泥环射入气层，形成若干条人工通道，让气进入井筒。长庆气田目前采用的是射孔完井方法。

4）尾管完井：钻完气层后下尾管固井。尾管用悬挂器挂在上层套管的底部,射孔枪射开气层。尾管完井具有射孔完井的优点，又节省了大量套管。尾管顶部还装有回接接头，必要时，还可回接套管一直到井口。尾管完井特别适用于探井，因为探井对气层有无工业价值情况不明，下套管有时会造成浪费。

1.1.2井身结构

井身结构包括下入套管的层次，各层套管的尺寸及下入深度，各层套管外水泥浆返深、水泥环厚度以及每次固井对应的井眼尺寸。井身结构通常用井身结构图表示，它是气井地下部分结构的示意图。

经论证，适合长庆气田开发的最小生产套管尺寸为φ139.7mm，套管程序为φ244.5mm+φ139.7mm。考虑到下古气层H2S含量较高，套管腐蚀后的修复、气田开发后期侧钻和上、下古气层的分层开采，下古气层开发井采用φ273mm+φ177.8mm(7″)套管程序。上古气层采用φ244.5mm+φ139.7mm井身结构。

1）长庆气井井身结构演变过程：（三个阶段）

第一阶段：1986年以前，以找油为主，兼顾石盒子组底砂岩气层。

套管程序:Φ339.7mm表套（150～200m）+Φ177.8mm或Φ139.7mm 套管。井身结构见图2-1。

图2-1 第一阶段井身结构图2-2 第二阶段井身结构（1）第二阶段：1986年至1988年，油气并举阶段。

(1)区域探井及超探井：表层套管＋技术套管＋生产套管＋尾管。井身结构见图2-2。

优点：不熟悉地层的情况下，裸眼段长，能解决盐岩层等复杂问题。

缺点：井眼大，套管层次多，钻速慢，建井周期长，成本高。（2）盆地东部中深井：表层套管＋技术套管＋尾管

井身结构见图2-3。

优点：相对前一种井身结构，简化了套管程序，钻速快，建井周期短。

缺点：表层套管下深浅，未封固延长水层。

图2-3 第二阶段井身结构（2）图2-4 第二阶段井身结构（3）（3）东部探井第三次简化：表层套管＋生产套管

增加了表套下深，简化了套管成程序，提高了钻速，节约了成本。井身结构见图2-4。

第三阶段：盆地中部地区，以找气为主。

（1）边探井：以扩大储量和面积为目的，要求中途测试，目的层先期完井。井身结构见图2-5。

图2-5第二阶段井身结构（3）

444.5mm 钻头 215.9mm 钻头

152.4mm 钻头 造斜点

311.2mm 钻头 346mm ×550m

273mm ×550m

241.3mm ×2690m 侧钻点：2690m 215.9mm

×3170m 领眼

152.4mm ×4117m 114.3mm ×4112m 悬挂器

（2）评价井、试采井及开发井

图2-6 靖边气田井身结构图 图2-7 上古气层开发井井身结构示意图

2）水平井井身结构

根据长庆气田区域特点和现场钻井实际情况，分三种井身结构： Ⅰ型：子洲气田上古气层、靖边气田中部和南部下古气层水平井井身结构，见图2-8；

Ⅱ型：靖边气田北部下古气层水平井井身结构，见图2-9；

Ⅲ型：苏里格气田上古气层水平井井身结构，见图2-10。

后期根据钻井成功经验，还可进一步优化。

图2-8子洲气田、靖边气田中部和南部水平井井身结构 图2-9靖边气田北部水平井井身结构

图2-10 苏里格气田水平井井身结构

1.2气井的完井试气

气井完钻后要进行试气，目的是了解钻探目的层有无油气及其产量的多少，为评价气层和气层的开采提供依据。

试气的工艺过程分六个工序，即通井、洗井、压井、射孔、诱喷和测试。

1.2.1通井

新井射孔前，为了保证射孔枪顺利下到目的层，先用通井规通井和探井底。通井规是一个空心圆柱体，外径比套管最小内径小6～8毫米，长度0.5米。通井时，通井规装在油管或钻杆的最小端到井内，如果顺利下到井底就算合格。探到井底的深度两次相差在0.5米以内，取平均值作井底实际深度。

1.2.2洗井

洗井是为了冲掉并携带出套管壁上的泥饼和井底的沉砂等杂质，避免射孔后堵塞孔眼，污染油气层。

1）清水洗井：用清水以大排量在井内循环至少两周以上，洗井结束时清水中的机械杂质含量要求低于0.20%。

2）泥浆洗井：用优质泥浆大排量在井内循环至少两周以上，洗井结束时进出口泥浆密度一致。

洗井有正循环和反循环两种方式，由油管注入，从套管返出的称为正循环，由套管注入，从油管返出的称为反循环，由于油管截面积比油套管间的环空截面小得多，所以，正循环比反循环的液流速度大，冲刺能力强，而携带杂质的能力却比反循环弱。井底沉砂多的井，可以先用正循环，后用反循环方式洗井。

1.2.3压井

为了保证射孔中不发生井喷，射孔前要压井，压井液在洗井合格后替入井内。对压井液密度的要求是：压井液对气层形成的压力梯度是气层预计压力梯度的1.05～1.15倍。

1.2.4射孔

射孔是用射孔弹穿透油层套管和套管外的水泥环，使气层和井底沟通。

工业化并且在打开气层大量使用的射孔方式有3种：电缆输送式套管射孔、油管传输射孔、电缆输送式过油管射孔。

1)、电缆输送式套管射孔工艺

电缆输送式套管射孔工艺，是采用射孔完井以来最早采用的一种射孔方法。它实在敞开井口的情况下，用电缆把射孔器输送到目的层，进行定位射孔。该工艺一般用于气层压力较低的情况下，具有施工简