气井完井工程方案设计及典型案例分析3
简述完井工程方案的主要
简述完井工程方案的主要完井工程方案的主要内容包括：井型设计、井筒设计、固井设计、封隔设计、完井工艺流程等。
一、井型设计井型设计是完井工程的首要环节，它决定了油气井的井筒形状和规格。
根据地质条件、井口设备、完井工艺要求等因素，井型设计应充分考虑以下几个方面：1. 井型选择：根据油气开采目标和井位条件，选择合适的井型。
常见的井型包括直井、水平井、井下注水井、井下压裂井等。
2. 井眼尺寸：根据生产能力和完井工艺要求，确定井眼尺寸。
尺寸设计通常包括井眼直径、封隔段长度、水平段长度等参数。
3. 井口设备选择：根据井型和生产要求，选择合适的井口设备，包括套管、井口树、防喷器等。
二、井筒设计井筒设计是完井工程方案的核心内容，它直接关系到井眼的稳定性、固井质量和封隔效果。
井筒设计应充分考虑以下几个方面：1. 井眼稳定性分析：根据地质勘探资料和岩石力学参数，进行井眼稳定性分析，确定井筒设计的最大承载能力和最大扩径限制。
2. 井眼设计：根据井型和地质条件，确定井筒设计的尺寸、套管设计方案、井壁稳定性设计参数等。
3. 井眼换位设计：根据地质构造和开采要求，确定井眼换位设计的位置、角度和深度。
三、固井设计固井设计是完井工程中的重要环节，它直接关系到井眼的完整性、固井质量和生产能力。
固井设计应充分考虑以下几个方面：1. 固井液设计：根据地质条件、井眼稳定性和完井工艺要求，确定固井液的种类、密度、黏度、过滤率等参数。
2. 注水泥设计：根据井筒设计的尺寸和地层情况，确定注水泥的种类、配方、注入量和固化时间。
3. 固井排程设计：根据完井工艺要求，确定固井的施工顺序、液量、速度和压力等参数。
四、封隔设计封隔设计是确保井眼封隔性能的重要保障措施，它决定了油气井的生产能力和安全性。
封隔设计应充分考虑以下几个方面：1. 封隔材料选择：根据地层性质和井眼条件，选择合适的封隔材料，包括封隔胶、隔水胶、外加密封材料等。
2. 封隔工艺设计：根据封隔要求，确定封隔工艺的操作流程、材料配比、封隔模式等。
钻完井工程方案
钻完井工程方案一、工程概述本钻井工程位于山东省胶东油田，地处东营市北部，是一处新近发现的含油气富集区，地质条件复杂，存在一定难度。
该钻井工程的目标是钻探并开发一口油气井，为胶东油田的增储增产做出贡献。
二、工程设计1. 井位选址根据地质勘探数据以及地质地貌特征，确定了井位选址。
考虑到地下油气分布及地层构造特征，选择了优越的井位。
2. 井眼类型本钻井工程采用直井眼设计。
由于地质条件较为复杂，需要在井眼设计中考虑地层构造、岩性特征和裂缝发育情况。
3. 钻具设计本工程选用优质的钻具，确保在复杂地质条件下的稳定性和可靠性。
钻头选用硬质合金钻头，提高了钻井速度和穿透力。
4. 钻井液设计针对地质情况，设计了适宜的钻井液。
考虑到地层岩性和井深，确定了不同井段所需的不同类型的钻井液。
5. 钻井方法本钻井工程采用立管法钻井。
在地质条件较差的井段，采用了定向钻井技术，提高了钻井成功率。
6. 安全环保在钻井工程中，注重环境保护和安全生产。
对于钻井排水、废弃物处理等环保问题，采取了有效的措施，确保环境和生态的安全。
三、施工方案1. 钻井前工作1.1 设备检查在钻井前，对各类施工设备、机械进行了仔细的检查和维修，并确保设备和机械的良好状态。
1.2 人员培训对参与钻井工程的施工人员进行了培训。
包括地质构造、井眼设计、钻具使用等知识的培训，提高了工作人员的技术水平。
2. 钻井施工2.1 钻井液的注入根据地层特征和钻井液设计方案，注入了相应的钻井液，并监测了其性能参数，确保了井壁的稳定和对岩屑的有效清除。
2.2 钻头的使用对钻头的使用进行了监控和调节，根据不同的地质条件进行了适时的更换，确保了钻井的顺利进行。
2.3 井眼测量和定向钻井通过测量井眼轨迹和地层特征，进行了定向钻井操作，确保了井眼的方向和位置的合理安排。
2.4 完井工作在井眼钻到设计深度后，进行了井眼的清洗和完井作业，有效的保障了井口结构的完整和井眼的稳定。
四、项目管理1. 质量管理在钻井工程中实行了严格的质量管理制度，确保了工程的施工质量。
2-气井完井
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
XX全国石油工程设计大赛推荐材料之三采气工程设计
XX全国石油工程设计大赛推荐材料之三采气工程设计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，如此气层完全是裸露的。
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，或直截了当座在井底。
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。
长庆气田目前采纳的是射孔完井方法。
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，又节约了大量套管。
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。
尾管完井专门适用于探井，因为探井对气层有无工业价值情形不明，下套管有时会造成白费。
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，下古气层开发井采纳φ273mm+φ177.8mm(7″)套管程序。
上古气层采纳φ244.5mm+φ139.7mm井身结构。
1）长庆气井井身结构演变过程：（三个时期）第一时期：1986年往常，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 第一时期井身结构图2-2 第二时期井身结构（1）第二时期：1986年至1988年，油气并举时期。
(1)区域探井及超探井：表层套管＋技术套管＋生产套管＋尾管。
井下作业典型事故案例分析报告(一)
合用文档井下作业典型事故事例分析（一）二 OO七年一月目录一、××井分求管串卡钻事故二、××井油管落井事故三、××井钻杆落井事故四、××井通井规卡钻事故五、××井测井电缆卡钻事故六、××井分注管串错下事故七、××井压裂卡钻事故八、××井清除抽子卡油管落井事故九、××井油管爆炸事故前言在历年的井下作业中，或多或少出现过不同样种类的质量事故，给单位整体效益带来了不同样程度的影响。
为了预防近似的事故再次发生，有必要分析作业过程中发生的事故原因，总结出相应的防范措施。
本《事例》采集整理了近三十年来在井下作业过程中所发生的典型井下作业工程质量事故实例，经过对这些实例的原因分析，提出了相应的防范措施。
对今后在井下作业过程中减少或杜绝近似事故的发生、提高我处井下作业的竟争力拥有必然的指导意义。
事例表现了三个特点，一是亲密结合井下作业生产本质，总结了井下作业工程质量事故教训及防范措施；二是每个事例都拥有独立性、代表性；三是对今后井下作业过程中防范近似事故的发生拥有必然的可鉴性。
一、××井分求管串卡钻事故<一>静态资料完井日期： 2003 年 9 月 27 日、人工井底 :1926.10m 、套补距 :2.5m 、套管外径 : Φ、内径 : Φ、套管深度、水泥返高。
压裂层位长 4+5，油层段： 1818—1824.8m 1824.8 — 1829.9m ，射孔段： 1821.0 —，采用SYD-102-127 弹射孔，孔密32 孔 / 米。
××井分求管串遇卡前后表示图分求表示图遇卡后表示图花管沉砂轨封母堵长 4+5长 4+51825.0 m1825.0 m花管轨封长 61长 61母堵<二>事故过程分求管串卡钻2003 年 11 月 26 日压裂长 61层后下入分求钻具，结构为母堵+油管 1 根+Y211-114 轨封 1 个 +变径接头＋ф62mm花管 1 个+油管191 根至井口。
高产气井完井管柱完整性控制技术及应用实例
内 蒙 古 石 油 化 工
高 产 气 井 完 井 管 柱 完整 性 控 制 技 术 及 应 用 实 例
邓 乐
（ｌ 钻 探 公 司 工 程 技 术 处 ， 川 ｉ庆 ｌ 四 ｔ成 都 ６Ｏ５） ５ Ｏ １
摘 要 ： 目前 的管 柱 力学较 系统的 分析 了完井 管柱轴 向屈 曲性能 、 向变形 、 轴 载荷 及 其强 度安 全性 ； 分 析 了完井 投 产 与长期 生 产过 程 中 完井 封 隔器 的 受力 、 密封 及定 位 情况 ； 分析 了特 殊 扣 气 密油 管接 头力
学 性能 ； 分析 了高产 气井 完井 管柱振 动 起 因及振 动规 律 。 以此 为基础 ， 即可分 析 完井 管柱 的 完 整性 ， 析 分
完 井工 艺、 管柱 组合 、 工 参数 对 管柱 强度 及 完 整性 的 影响 ， 施 据此 采取 相 应措 施 ， 到控 制并保 证 管柱 完 达 整性 的 目的 。举 例 介 绍 了该技 术应 用情况 。
首先 应根 据 完井 、 业 、 作 配产及 管 柱强 度要 求 选 择 合适 规 格 （ 径 、 厚 ） 直 壁 的管 材 ， 材 规 格 确 定 后 ， 管 还 要 选 择 合 适 的 管 柱 组 合 。如 ３ ／ （ 管 就 有 ９ １２ 油 ．
５５ ２ ｍｍ、 ． ４ ７ ３ ｍｍ、 ． ５ ６ ４ ｍｍ、 ． ９ ｍ 等 壁 厚 ， 择 ５ ４ｒ ａ 选 多大 的 壁厚 ， 各种 壁 厚下 多深 ， 综合 考虑 ， 算 。 需 计
配伍 性 ， 不会 产 生严 重 的腐 蚀与 冲蚀 ， 此 同时 要兼 与 顾 管 材 经济 性 。如 ＨＰ～１ Ｃ 钢 可 以防二 氧 化碳 与 ３ｒ
中心管 插 入 插 管 ， 绝 油管 内外 ， 加 压 坐 封 ， 封 隔 再 该
采气井站生产与管理：气井完井方法
工艺简单，操作方便，成本低，在水平井中使用较普遍。
完井方式特点
1. 气层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与气层相配伍的钻井液或其他保护油气 层的钻井技术钻开气层； 2. 割缝衬管的防砂机理是允许一定大小的、能被油气携带至地面的细小砂粒通过，而 把较大的砂粒阻挡在衬管外面，大砂粒在衬管外形成“砂桥”，达到防砂的目的； 3. 割缝衬管完井方式既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒，同时 在一定程度上起到防砂的作用。
气井开采工艺技术 气井完井方法
气井完井方法
射孔完井方式、裸眼完井气层的特性来选择合适的完井方式，才能有效地开发气田、延长气井 寿命和提高其经济效益。
合理的气井完井方式应该满足以下要求
(1)气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，气层所受的损害最小； (2)气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，气入井的阻力最小； (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止水窜，防止层间的相互干扰； (4)应能有效地控制气层出砂，防止井壁坍塌，确保气井的长期生产； (5)应具备进行分层注水、分层压裂、酸化等分层措施以及便于井下作业等条件； (6)施工工艺简便，成本较低。
二、裸眼完井方式
(2）不更换钻头，直接钻穿气层至设 计井深，然后下技术套管至油层顶界附 近，注水泥固井，此种裸眼完井称为后 期裸眼完井。
裸眼完井的主要特点
油气层完全裸露，因而气层具有最大的渗流面积； 裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限很大，砂 岩油、气层，中、低渗透层大多需要压裂改造，裸眼 完井即无法进行； 砂岩中大都有泥页岩夹层，遇水多易坍塌而堵塞 井筒，所以其局限性就更加明显。
一、射孔完井方式
射孔完井是国内外气井中最为广泛和最主要使 用的一种完井方式。
它又分为套管射孔完井和尾管射孔完井两种。
气井工程施工方案
气井工程施工方案一、项目概况气井工程是指针对天然气资源进行的工程探查和采集，包括勘探、开发、生产等一系列工程活动。
气井工程要求具有高效、安全、经济、环保等特点。
本方案针对气井工程施工的主要流程、工艺及设备进行详细规划和安排。
二、勘探工作1. 项目区域勘探在气井工程施工之前，需要对项目区域进行地质勘探。
主要内容包括地质构造、地层性质、天然气资源分布情况等。
通过勘探工作，确定钻井点位和井口布置。
2. 测井工作通过测井工作，了解地下气层的性质和产层条件，包括气层产能、渗透性、孔隙度等。
测井数据对气井的设计和施工具有指导作用。
三、钻井作业1. 钻井设计在钻井施工前，需要进行钻井设计。
设计内容主要包括钻井的井眼直径、井深、钻具选型、地下岩层情况等。
钻井设计必须符合《石油和天然气钻井工程施工安全规程》等相关法律法规标准。
2. 钻井设备及材料准备在进行钻井施工之前，需要准备好相应的钻井设备和材料。
包括钻井台、钻杆、托盘、隔水套管等。
材料选用要符合国家标准，并且经过质量检测合格。
3. 钻井施工钻井施工是气井工程的核心环节。
在钻井过程中，需严格按照钻井设计要求进行，确保施工安全、效率和质量。
同时要对井眼进行定期测量和测试，及时调整作业进度和方案。
四、完井作业1. 完井设计在气井钻井施工完成后，需要进行完井设计，确定完井工艺、井筒材料选择、井口设备布置等。
完井工艺要符合石油和天然气行业标准，并确保井口设备的合理布局，方便日后的井口维护和管理。
2. 完井设备及材料准备在进行完井施工之前，需要准备完井所需的设备和材料。
包括井下泵、吊卡、井口管线等。
所有设备和材料必须符合质量标准，确保施工顺利进行。
3. 完井施工完井施工包括井下作业和井口设备安装两部分。
井下作业主要是进行井筒清洗、套管固井、油管下套管等作业。
井口设备安装包括井口防喷器、流线管线、阀门和仪表等设备的安装。
在进行完井施工过程中，需严格按照设计方案进行，确保施工质量和安全。
(完整版)燃气井及井盖施工方案
(完整版)燃气井及井盖施工方案燃气井及井盖施工方案
1. 引言
该方案旨在针对燃气井及井盖的施工进行详细介绍，确保施工
过程安全、高效。
本方案适用于燃气井及井盖的新建、维修、更换
等工作。
2. 施工前准备
2.1 施工前应进行现场勘察，确保施工区域的安全和合适性。
2.2 获得施工许可证和相关批准文件。
2.3 准备必要的工具和设备，包括挖掘机、井盖、燃气管道等。
3. 施工步骤
3.1 清理施工区域，确保周围环境无障碍。
3.2 按照设计图纸确定井盖的位置，并进行标记。
3.3 使用挖掘机进行地面开挖，确保开挖的尺寸符合要求。
3.4 安装井筒和井盖，确保井盖的稳固性和密封性。
3.5 进行必要的测试和检查，确保燃气井的安全性和流通性。
3.6 若有需要，进行燃气管道的连接和调试。
4. 安全措施
4.1 施工现场应设置明显的安全警示标志。
4.2 施工人员应佩戴必要的安全装备，如安全帽、手套等。
4.3 施工过程中应遵守相关安全操作规范，如挖掘机的使用和井盖的安装操作等。
4.4 燃气井施工完毕后，应及时清理施工现场，并确保无残留材料和危险物。
5. 总结
本方案详细介绍了燃气井及井盖的施工步骤和安全措施，确保施工过程的安全和高效。
在施工前应进行必要的准备并获得许可证和批准文件。
施工过程中要注意遵守相关规范和安全操作要求，保证燃气井的正常使用和安全性。
完井工程案例分析-出砂与防砂
被剪切破坏。
油井完井技术中心
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
细微颗粒的影响
地层中存在诸如粘土之类微细颗粒，会随产出液一 起运移，造成井壁周围渗透率降低（地层损伤的一种），
增加了流体的拖曳力，导致出砂。
油井完井技术中心
出砂机理与预测
二、油井出砂预测方法
现场观测法
岩心观察
DST测试
经验分析法
The modified Lade criterion was proposed by Ewy (1999) Based on
Lade criterion (Lade 1977).
19
2015/5/18
出砂机理与预测
, shear stress
n slip plane Linear fit (c, )
Numerical Simulation:
FEM、DEM、UDEC、FLAC
21 2015/5/18
出砂机理与预测
Critical drawdown : Create Model
Smin Smax
Sv
X Z
b. 网格模型
Y
最 应 小水 力 平 方 主 向
轨迹 井眼
O
300
中心
a.实体模型
c. 沿井眼剖面网格
出砂机理与预测
Mechanics Criterion
Mohr–Coulomb Criterion Mohr–Coulomb failure criterion is the most commonly used strength criterion for geomaterials.
Drucker–Prager Criterion
气井完井工程方案设计及典型案例分析4
压井封井供泥浆流程图
1、固定井口装置，前期采用输气泄压，后期采 用放喷泄压 2、先泵注清水，后泵注密度2.2g/cm3压井泥浆 3、停泵观察直接注入密度1.8g/cm3压井泥浆 4、注入CMC隔离液后，两台水泥车同时从油压套 压一起向井内注水泥浆115m3，压井成功。
（6）事故原因分析
✓7″套管上部剌漏导致95/8″套管超内压力 破裂，7″与95/8″、 95/8″与133/8″环空起压， 环空输气量高达8.2 ×104m3/d，压力逼近 133/8″ 套管实际允许抗内压强度的趋势， 出现重大生产安全隐患
（3）处理难点分析
1、该井属油管断脱的高压、高产气井，关井 时井内压力上升很快，压井难度非常大。因 井下油管断落，无法建立循环，难以按正常 程序压井。而177.8mm套管抗内压已大大降 低，压井时可能使177.8mm套管损伤加剧
自制切割工具 现场施工图片
➢事故处理简要步骤
1、气举出井筒内200m液体，然后下入红外线摄像仪，直观地检测
套管磨损段长
2、采用自制切割刀切割断井口附近套管，提出套管悬挂器
3、在Φ193.7mm套管外环空下入探管，探固井水泥返高情况
4、下倒扣捞矛倒扣打捞出井口Φ193.7mm套管
5、采用自制喷射水枪清洁井内回接螺纹，再采用红外线摄像仪检
“ф127壁钩+ф61铣锥+DLM-T73倒扣捞矛”组合工具
2、开窗打捞筒打捞落鱼时
✓初期出现了打捞矛断裂落井，采 用引鞋为螺旋状的Φ127mm开窗 打捞筒打捞，但引入落鱼困难 ✓后根据井内情况加工了短舌捞筒 （增加强度）及马蹄形引鞋（入 鱼容易），成功捞出斜靠在井筒 内、且与油管卡得较紧的落鱼
带螺旋状引鞋Φ127开窗捞筒 带马蹄状引鞋Φ127开窗短舌捞筒
川渝地区天然气井深井固井工程复杂案例分析
川渝地区天然气井深井固井工程复杂案例分析伍葳1 刘成1 蒲俊余1 夏连彬2 李斌2 吴坷11. 中国石油西南油气田公司勘探事业部2. 中国石油西南油气田公司工程技术研究院摘 要 深井固井作业面临岩性复杂、井筒高温、油气水显示活跃、同裸眼段多压力系统等诸多挑战。
针对川渝深井固井复杂案例展开全过程梳理剖析，表明应从4个方面予以重视：①工程设计时应优选井身结构，必要时启用非标套管层次，充分考虑复杂地质条件下的载荷与腐蚀，合理套管选型，利用软件模拟预判摩阻及屈曲可能性并制订措施；②套管下入要重视通井作业，强化井眼准备，简化套管串及附件，保证尾管送入钻具的可靠性，摩阻扭矩过大时考虑油基钻井液；③固井工艺方面，长裸眼段需设计多凝水泥浆体系，多压力系统地层采用精细控压技术，“三高”气井需加装管外封隔器，加强候凝失重机理研究；④固井工作液需加强水泥浆韧性改造，提高水泥石防气窜能力，尾管悬挂器及套管鞋井段应采用常规密度水泥浆体系，注重水泥石的高温力学稳定性，合理控制固井工作液及污染情况下的稠化时间、凝固时间。
结论认为：深井固井作业需紧密结合地质与工程特点，系统性考虑固井工程相关环节，避免固井复杂以确保固井施工安全及封隔有效。
关键词 深井 固井 下套管 钻具刺漏 超缓凝 环空带压DOI：10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2020.04.012Cementing complexity in deep natural gas wells, Sichuan-Chongqing areaWu Wei1, Liu Cheng1, Pu Junyu1, Xia Lianbin2, Li Bin2, and Wu Ke1(1. Exploration Division, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu, Sichuan 610041, China; 2. En-gineering Technology Research Institute, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu, Sichuan 610017, China)Abstract: Cementing practices in deep wells are faced with many challenges, e.g. complex lithology, high wellbore temperature, active oil, gas, and water show, and multiple pressure systems co-existing in the same interval. So, the whole process of cementing complexity in deep wells in Sichuan-Chongqing area were analyzed. And it is indicated that attention shall be paid from the following four aspects. First, casing program shall be optimized during engineering design. And if necessary, the non-standard casing program can be adopted. It is necessary to give full consideration to load and corrosion in the condition of complex geology, select the casing type reasonably, simulate and predict the friction and yield possibility by using some software, and formulate the measures. Second, in the process of casing running, it is necessary to pay attention to well drifting, strengthen borehole preparation, simplify casing string and its accessories, and ensure the reliability of drill string during liner cementing. And if both drag and torque are too high, it is rec-ommended to adopt oil-based drilling fluid. Third, speaking of cementing process, it is necessary to design multi-setting cement slurry system for long interval, adopt fine managed pressure technology to certain formation with multiple pressure systems, install an exter-nal casing packer in "three-high" gas wells, and strengthen a study on wait-on-cement weight loss mechanisms. Fourth, as for cement-ing fluid, it is necessary to strengthen the modification of slurry toughness, improve the anti-gas channeling capacity of set cement, adopt the conventional-density cement slurry system in the intervals of liner hanger and casing shoe, pay attention to the mechanical stability of set cement under high temperature, and reasonably control the cementing fluid and its thickening time and wait-on-cement time under contamination. In conclusion, these cementing practices in deep wells shall be closely based on geological and engineering characteristics, and it is also necessary to systematically consider the related links of cementing, so as to avoid complexity, and ensure safety and sealing effectiveness.Keywords: Deep interval; Cementing; Casing running; Spurt-leakage on drilling tools; Super-retarding; Sustained casing pressure基金项目：中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“西南油气田天然气上产300亿立方关键技术研究与应用——四川盆地高温高压含硫深井超深井钻井、完井及试油技术研究与应用”（编号：2016E－0608）。
钻完井工程设计方案
钻完井工程设计方案一、项目概况1.1 项目名称本项目为XXX油田XX区块XX井X号井。
1.2 项目地点本项目位于XXXXXX，地理坐标为XXX，属于XXXXX。
1.3 项目概述本项目为储气层为目标层位的油井，设计目标为达到XXX米。
二、工程概况2.1 困难与挑战本项目钻井深度较大，井壁稳定性与井筒完整性等方面面临较大挑战。
2.2 技术方案本项目采用XXX技术，包括井眼质量控制、井眼稳定性分析、钻井液设计、井壁支护等工程技术方案。
三、设计内容3.1 井深设计根据油气层位情况、地层压力、井口条件等因素，本项目井深设计为XXX米。
3.2 井口设计本次钻井井口设置为XXX口径。
3.3 钻具设计本次钻井设计钻具包括XXX钻头、XXX强度等级钻杆等。
3.4 钻井液设计本次钻井设计钻井液为XXX型钻井液，评价其适用性。
3.5 井眼质量控制井眼质量控制是钻完井工程中至关重要的环节，需根据井下实际情况调整井眼位置和尺寸。
3.6 井壁稳定性分析通过地层岩心分析及测井数据分析，确定区间井眼稳定性。
3.7 井壁支护设计根据井壁稳定性分析结果，设计井壁支护方案。
3.8 安全环保措施在钻井过程中，需加强安全环保工作，防止井下事故发生。
四、施工方案4.1 物资准备为保障施工进度，需提前准备好所需要的物资。
4.2 施工流程根据工程设计方案，准备好所需设备和工具，按照相关技术规程进行施工。
4.3 施工进度安排好施工进度，做好施工周期的监督与检查。
五、质量控制5.1 质量检测在施工过程中，需对井眼质量进行严格检测，确保井眼质量符合设计要求。
5.2 质量验收施工结束后，进行钻眼质量验收，对施工情况进行评估和记录。
六、安全环保6.1 安全生产在施工过程中，要严格按照安全生产规程执行，确保施工人员的安全与健康。
6.2 环保措施在井下作业时，要注意环保措施，减少对地下水、地面土壤的污染。
七、总结与展望本次工程设计方案对钻完井工程的设计流程、施工方案、质量控制、安全环保等方面进行了详细的规划和安排。
气井完井 PPT课件
60/90 60/90
12/16/20 12/16/20
127140 140178 178 278
102 127
102 127
60/90 60/90
12/6 12/6
二、射孔工艺
1、电缆传输射孔工艺 自然伽马仪校深定位
2、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。
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。
第六节
水平井完井方式研究
二、水平井钻井技术
水平井轨道控制技术比较成熟，但水平井井控技术、水平井井壁稳 定技术、水平井完井技术、水平井携带岩屑技术（岩屑床问题）、水平 井压裂技术等还有许多工作要做。 另外我国目前所钻水平井基本为单一水平井和双台阶水平井，而分支 水平井和多分支水平井尚未广泛应用。 当前的技术使得井身质量、钻速、钻时、钻井成本、综合效益都能令 作业者满意,现在水平井的钻井成本甚至可控制到五六年前的常规直井的 成本水平。 水平井数也从1985年20口,1989年的500口猛增到2000年的10000多口。 尤其值得注意的是水平井技术为数量庞大的老油田提高采收率、重焕青 春提供了经济的、可靠的技术手段。
封隔器位置： 2850.0m 左右
177.80mm × 3071.16m 215.90mm×3073.00m
气井完井工程方案设计及典型案例分析1
配产
40 35 12 25 35 25
能否 自然 达产 √ √
√
√
√ ×
产量 104 m3/d
关键因素之二：酸化及生产动态井壁稳定性分析
基于长兴组岩石力学强度参数，开展酸化后地层岩石强度弱化实验，构 建水平井井筒数值模型，开展生产动态井壁稳定性分析及酸化的影响研究。
酸化后岩石等效塑性变形图
酸化前 酸化后
254.7
பைடு நூலகம்
初产 104 m3/d
7
12
28
5.3
226.4
第一年递减率 %
70
75
81
68
198.1
采收率
0.74
0.75
0.82
0.62
169.8
建井成本 104$
280
350
700
300
141.5
113.2
页岩气生产寿命长达30-50年，Barnett页岩可达80年以上
84.9
稳定产量
56.6
14000m3/d左右
中国 复杂，多次改造，断裂发育 发育三大类，海相有效范围保存少
中等-好，以1-5%为主 20-300m
偏低（平均1-3m3/t） 变化大，海相偏高（Ro＞2%），
陆相偏低（Ro＜1.3%） 偏大，>3500m埋深为主 复杂，南方多高山，北方少水 总体不够匹配，部分地区无管网
美国 简单，一次抬升，断裂较少
应用
井号
元坝204-1H 元坝101-1H
元坝121H 元坝29-2H 元坝272H 元坝102-2H
构造位置
③号礁 ②号礁 元坝12滩区 ③号礁 ④号礁 礁滩叠合区
I类/m
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➢环空带压问题越来越突出
✓墨西哥湾50%油气井套管出现SCP（环空持续压力）,在其OCS地区大约15500口生 产井关闭或临时废弃 ✓美国统计了8122口井、11498层套管产生了稳定套压SCP ✓龙岗地区龙1、龙2、龙3井Ф244.5mm与Ф177.8mm技术套管环空带压 。。。。。。
占统计套管百分比
油层套管7″
HP-13Cr-110×11.51
衬管5″
p-110×7.52
油管27/8″
HP-13Cr-110×5.51
抗内压 (MPa)
44.5 60 85.91 78.6 97.5
抗挤 (MPa)
26.8 31.1 74.32 61.0 88.3
（2）事故概况
✓光管柱投产，井口压力57MPa下，输气 40×104m3/d。稳产一年后，井口泄漏频繁， 腐蚀严重，油管从悬挂器处断落，油压 57↑59.5MPa，套压60.1↓59.8MPa,井口温 度出现异常60 ℃ ↑90℃
1113.19mm之间。 DY7井套管磨损程度预测
30
25
平均14.55g/m
20
15
10
平均2.49g/m
5
0
0
2
4
6
8
10
12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ14
16
测量次数
DY7井铁屑吸附物变化曲线
3000m以上井段下入非金属防磨套，防磨效果明显
2、油管断裂事故案例---川合137井
（一）基本情况
✓完钻井深：4636.87m ✓完井方式：裸眼完井 ✓原始地层压力：71.47MPa ✓气层中部温度：120℃ ✓CO2含量：0.3361% ✓初期测试无阻流量：33.54×104m3/d ✓气水关系：生产一段时期后产水量大
4、该井井况复杂，可能会出现多种情况，制定了多套不同 情况下的压井方案及应急预案
5、压井和封井须连续进行，压井前制定了详细组织方案保 证各环节衔接，共成立了技术顾问组、现场协调组、压井 组…等10个大组，20余个小组
（5）事故处理结果及效果
✓压井封井历时：3.3h ✓共注入压井泥浆：343m3 ✓最高排量：3.8m3/min ✓最高泵注压力：53.4MPa ✓向井内注水泥浆：115m3 ✓进入地层的水泥浆：36.04m3
气井完井工程方案设计及 典型案例分析
引言
非常荣幸有机会和大家一起探讨关于气井完井试气设计 的一些问题！
随着气井勘探开发向超深、高含硫、复杂结构等方面发 展，井下作业工况越来越恶劣，气井井筒完整性破坏等事故 频发，严重威胁人身及社会安全。本次就以西南气井完井工 程设计的一些思路及部分典型事故，与大家一起探讨气井完 井工程设计方面的经验和教训。
打捞出油管
打捞出油管碎片
打捞出油管腐蚀后形成的铁屑
（二）经验教训
经过长达213天井下作业，终于解放了川合137井气层，修井难度 极大且耗时、耗力。对于气水关系复杂气藏，油管断裂还会导致气 产量、油套压急剧下降，造成气井过早水淹。因此，对于高温高压 含酸性介质气井，需根据工况特点，优选材质防腐或缓释剂防腐
✓7″套管上部剌漏导致95/8″套管超内压力 破裂，7″与95/8″、 95/8″与133/8″环空起压， 环空输气量高达8.2 ×104m3/d，压力逼近 133/8″ 套管实际允许抗内压强度的趋势， 出现重大生产安全隐患
（3）处理难点分析
1、该井属油管断脱的高压、高产气井，关井 时井内压力上升很快，压井难度非常大。因 井下油管断落，无法建立循环，难以按正常 程序压井。而177.8mm套管抗内压已大大降 低，压井时可能使177.8mm套管损伤加剧
3、井口失效案例—新851井
（一）基本情况
➢完钻4870m ➢地层压力80.45MPa,井口关井压力65MPa以上 ➢CO2含量1.2-1.5% ➢QAOF314.27104m3/d
套管程序
钢级×壁厚(mm)
N-80×11.05×(0～910m) 技术套管95/8″ P-110×11.05×(910～854m)
5、处理裸眼井段时
✓井壁坍塌形成大肚子，残余油管 贴向井壁，磨铣严重蹩钻 ✓且Φ215.9mm井眼内段残留油 管处于活动状态，钻头不能下至 原井深 ✓用小径铣锥冲孔至4633.12m解 放气层，结束修井作业
➢事故处理结果及效果
加工和购买各式工具39类95只，累计下钻73趟，打捞出Φ73EUE 油管157根（1502.92m），Φ73NU油管206根（1858.05m），短节5根 （8m），大量油管碎片和腐蚀铁屑，最后解放了气层，基本达到修 井目的。
➢技术对策分析
1、针对破损点高，切割时加钻压难的情况， 自制了切割工具 2、测井资料显示该井上部10余根套管外无水 泥环，切割后具备直接倒扣、倒出井口部分套 管的条件，为此设计加工了针对性的倒扣工具 3、为保证螺纹清洁，设计了带喷孔的清洗枪， 专门用于螺纹清洁。 4、考虑到现场回接在钻台面操作，无法准确 判断井内螺纹上扣扭矩，根据特殊螺纹特性， 采用了110%上扣扭矩。
自制切割工具 现场施工图片
➢事故处理简要步骤
1、气举出井筒内200m液体，然后下入红外线摄像仪，直观地检测
套管磨损段长
2、采用自制切割刀切割断井口附近套管，提出套管悬挂器
3、在Φ193.7mm套管外环空下入探管，探固井水泥返高情况
4、下倒扣捞矛倒扣打捞出井口Φ193.7mm套管
5、采用自制喷射水枪清洁井内回接螺纹，再采用红外线摄像仪检
套管外径 (mm) Φ339.7 Φ273.1 Φ193.7
Φ139.7
井段 （m） 0-282.40 0-2001.14 0-4540.21 4420.55-4617.58 4617.58-4852.20 4852.20-5398.60
规格 (钢级/壁厚/扣型) J55×9.65mm×BTC N80×12.57mm×TPCQ 13Cr-110×12.70mm×FOX P110×9.17mm×WSP-3T P110×10.54mm×LTC P110×9.17mm×WSP-3T
➢优化井身结构
优化井身结构从源头上防磨， 或完钻后回接尾管防止磨损。
新10-1H井身结构示意图
➢加强套管磨损预测，钻井过程防磨措施到位降低套管磨损
钻井过程中采用非金属防磨套降低磨损，据侧向力值预测套管磨损 井段和程度，在侧向力突出井段更应加强防磨
井深，m 平均磁性吸附物，g/m
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 0
➢事故概况
✓回接套管固井后，为满足下步施 工，井筒试压至58MPa。试压至该 值时，井内突然“砰”一声闷响， 压力随后突降至10MPa ✓检查发现套管被憋爆，破损点距 套管头0.7m，长度约0.7m，宽度56cm，不规则
➢处理难点分析
为提高井筒承压能力且保证井筒内径，拟采用取换套回接进行 修复，但存在以下难点：
具有稳定套压的套管统计
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
5
生产套管
中间套管
表层套管
引自：美国矿套业管类管型理局
导管
1、套管破损事故案例---大邑101井
（一）基本情况
➢完钻井深5400m，尾管悬挂完井 ➢井筒试压16MPa泄漏，采用封隔器和多 臂井井仪检查，发现2373.5-2386.4m套 管泄漏，后回接尾管至1602m
3、磨铣油管时
✓油管碎屑沉积在落鱼顶，导致重复破碎。 在磨鞋上部加工外打捞杯，避免重复破碎、 提高磨铣时效
✓部分碎屑无法带出，有针对性的设计了梅 花打捞杯。还据落鱼具体情况设计加工了裙 边磨鞋、领眼磨鞋等工具
4、套铣作业时
设计、加工了套铣和打捞一体化工具， 有效克服了套铣、打捞分步实施效率低的难 题，同时解决了油管严重弯曲变形、内腔充 满岩屑、打捞难等问题
“ф127壁钩+ф61铣锥+DLM-T73倒扣捞矛”组合工具
2、开窗打捞筒打捞落鱼时
✓初期出现了打捞矛断裂落井，采 用引鞋为螺旋状的Φ127mm开窗 打捞筒打捞，但引入落鱼困难 ✓后根据井内情况加工了短舌捞筒 （增加强度）及马蹄形引鞋（入 鱼容易），成功捞出斜靠在井筒 内、且与油管卡得较紧的落鱼
带螺旋状引鞋Φ127开窗捞筒 带马蹄状引鞋Φ127开窗短舌捞筒
川合137井井身结构
➢事故概况
✓ 投产5年后发现，井内油管1140-1170m 穿孔，推断在2670m处出现断裂，6001515m间油管腐蚀严重，特别是油管接 箍附近及接箍腐蚀较严重 ✓ 修井作业提井内油管时在2138.75m 断 裂，许多提出油管本体有穿孔现象，孔 径大小不一，最大的孔径Φ12mm，同 时内壁严重锈蚀、壁厚变薄
➢技术对策分析
1、倒扣打捞阶段 ✓加工了鱼顶修复、打捞一体化及加长打捞筒等工具 ✓采用分段少量打捞方法，防剩余强度低的油管从本体扭断，形成不规 则鱼顶，导致事故复杂化 ✓据井内落鱼形状和实际情况采用了多种组合工具打捞，如针对井内落 鱼顶变形严重内腔堵塞、工具入鱼和抓住落鱼困难，采用了“φ127壁钩 +φ61铣锥+DLM-T73倒扣捞矛”组合工具
提纲
➢气井完井工程设计难点及方法 ➢典型事故分析、处理及对策
➢井下工具易损坏
国外：Franklin气田F7z 井封隔器损坏 国内：柯深1井封隔器插管抽出插管座……
➢高压、含酸性介质气井井口失效
国外：Franklin气田F2 井套管悬挂器事故 国内：KL2-11井安全阀控制管线穿越处泄露
罗家寨前期采用FF级采气树闸阀泄露 塔里木牙哈气田DD级井口失效 ……
4、压井过程中若被迫从环空放喷泄压，高压 的高速气流携带重泥浆的固体颗粒，将会对 井口、地面管汇等造成严重刺坏，不但造成 压井失败，同时使该井更加复杂化