完井方法选择

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(2)后期：钻头直接 后期： 后期 钻穿油层至设计井 深，然后下套管至 油层顶界限近， 油层顶界限近，注 水泥固井。如图。 水泥固井。如图。
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复合型完井 裸眼完井与射孔 完井相结合的一种完 井方式。 井方式。 主要针对有气顶或 主要针对有气顶或 顶部有夹层水的适合 顶部有夹层水的适合 裸眼完井的厚油层 厚油层。 裸眼完井的厚油层。
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单管和多管射孔完井法 单管和多管射孔完井法
单管： 单管： 特点 一口井内下一根油管， 一口井内下一根油管，一 次开采一层或性能和压力 相近的多层油气层。 相近的多层油气层。
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多管： 多管：
也称多层完井法 或平行管多层完井法， 或平行管多层完井法， 系在油层套管内下入 两根以上油管柱，以 两根以上油管柱， 便同时分别开采压力、 便同时分别开采压力、 性质不同的几个油层 或气层。 或气层。
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完井方式
射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、 射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、砾 石充填完井等。 石充填完井等。
1、射孔完井 钻穿生产层， 钻穿生产层，下套管至油气层底部 后固井，射孔完井。分两种方式： 后固井，射孔完井。分两种方式：套管 射孔和尾管射孔。 射孔和尾管射孔。
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(1)套管射孔完井： (1)套管射孔完井：套管射孔 套管射孔完井 完井是钻穿油层直到设计 井深，然后下油层套管至 井深， 油层底部注水泥固井， 油层底部注水泥固井，最 后射孔， 后射孔，射孔弹射穿油层 套管、 套管、水泥环并穿透油层 某一深度， 某一深度，建立起油流的 通道。如图。 通道。如图。
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射孔完井的优缺点
优点： 优点： 能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层； (1) 能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层； (2) 能够分隔不同压力和不同性质的油气层； 能够分隔不同压力和不同性质的油气层； 可进行无油管完井和多管完井； (3) 可进行无油管完井和多管完井； 除裸眼完井法外，它是最经济的。 (4) 除裸眼完井法外，它是最经济的。 缺点： 缺点： 钻井和固井时对油气层的损害较为严重； (1) 钻井和固井时对油气层的损害较为严重； 油气层与井底连通面积小、 (2) 油气层与井底连通面积小、油气层流入井阻力 较大。 较大。
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(2)尾管射孔完井： (2)尾管射孔完井：在钻头钻至 尾管射孔完井 油层顶界后， 油层顶界后，下技术套管注 水泥固井， 水泥固井，然后用小一级的 钻头钻穿油层至设计井深， 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 技术套管上， 管的重合段一般不小于50m。 管的重合段一般不小于 。 再对尾管注水泥固井， 再对尾管注水泥固井，然后 射孔。如图。 射孔。如图。
硕士2004级 硕士2004级 2004
现代完井工程
完井方式选择
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概要
为什么对完井方式要进行选择？ 为什么对完井方式要进行选择 ？
(1) 地层能量的充分利用 油气从地层井底的渗流过程中， 油气从地层井底的渗流过程中 ， 需要克服各种渗流阻力，这就必然要 需要克服各种渗流阻力， 消耗地层的能量。 消耗地层的能量。 这种消耗体现在井 眼周围的压力降低上。 眼周围的压力降低上。 根据渗流力学原理， 根据渗流力学原理 ， 不可压缩液 体在平面径向稳定渗流时的压力分布： 体在平面径向稳定渗流时的压力分布： P = Pe − ln (re /r w P e − P wf
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裸眼完井的优缺点
最大优点： 油层或气层直接与井眼相通， 最大优点： 油层或气层直接与井眼相通，油或 气流入井内的阻力小；最经济。 气流入井内的阻力小；最经济。 主要缺点：井壁易跨塌和油层易出砂； 主要缺点：井壁易跨塌和油层易出砂；不能分 层开采和分层进行油层改造(压裂、酸化) 层开采和分层进行油层改造(压裂、酸化)。
)
ln (re /r
)
2
从整个地层看， 从整个地层看，压降面像一 个漏斗状曲面，习惯称为“ 个漏斗状曲面，习惯称为“压降 漏斗”。可见，压力损失集中在 漏斗” 可见， 井底附近。如井半径为0.2m，泄 井底附近。如井半径为0.2m 0.2 油半径为100m 地层压力25MPa。 油半径为100m，地层压力25MPa。 100 25MPa 若井底压力为15MPa， 若井底压力为15MPa，则在离井 15MPa 壁3m时，其压力损失即为全程的 一半。 一半。
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油层出砂引起地层坍塌示意图
(a)地层压力处于平衡状态。 地层压力处于平衡状态。 地层压力处于平衡状态 (b)开采后地层压力减小，上覆 开采后地层压力减小， 开采后地层压力减小 地层压力下传，破坏骨架砂粒胶结， 地层压力下传，破坏骨架砂粒胶结， 产层出砂，打破了地层压力的平衡 产层出砂， 状态。 状态。 (c)产层进一步出砂，上覆地层 产层进一步出砂， 产层进一步出砂 下沉，套管变形。 下沉，套管变形。 (d)上覆地层严重下沉而挤毁套 上覆地层严重下沉而挤毁套 管，油井报废。 油井报废。
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(2)悬挂衬管： (2)悬挂衬管：钻头钻至油层 悬挂衬管 顶界后， 顶界后，先下套管注水泥固 井，再从套管中下入直径小 一级的钻头钻穿油层至设计 井深， 井深，然后在油层部位下入 预先割缝的衬管。如图。 预先割缝的衬管。如图。
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4、砾石充填完井
将绕丝筛管下入井 绕丝筛管下入井 内油层部位， 内油层部位，然后用充 填液将在地面上预先选 填液将在地面上预先选 好的砾石泵送至绕丝筛 管与井眼或绕丝筛管与 管与井眼或绕丝筛管与 套管之间的环形空间内， 套管之间的环形空间内， 构成一个砾石充填层， 构成一个砾石充填层， 以阻挡油层砂流入井筒， 以阻挡油层砂流入井筒， 达到保护井壁、 达到保护井壁、防止砂 流入井内。 流入井内。
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易出砂地层的胶结方式
易出砂的油层岩石以 接触胶结”方式为主， “接触胶结”方式为主， 胶结数量少， 胶结数量少，胶结物中含 有粘土。 有粘土。这种产层的孔隙 度大，渗透率高。 度大，渗透率高。 在其它条件相同时， 在其它条件相同时， 渗透率愈高， 渗透率愈高，砂岩强度愈 愈容易出砂。 低，愈容易出砂。 原油粘度高、 原油粘度高、密度大 的油层容易出砂。 的油层容易出砂。因原油 流动阻力大，携砂能力强。 流动阻力大，携砂能力强。
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(2)防止地层出砂， (2)防止地层出砂，延长油气井正常生产寿命 防止地层出砂 砂粒逐渐在井筒内聚集， 砂粒逐渐在井筒内聚集，砂面上升直至掩盖油气流入井 底的通道而阻碍油气流，甚至使油气井停产。严重时， 底的通道而阻碍油气流，甚至使油气井停产。严重时，也有 可能引起井底坍塌损坏套管。 可能引起井底坍塌损坏套管。 产层开采后随地层流体的流出，产层孔隙压力逐渐降低， 产层开采后随地层流体的流出，产层孔隙压力逐渐降低， 上覆地层压力随之逐渐传到承载岩石骨架上， 上覆地层压力随之逐渐传到承载岩石骨架上，有可能破坏骨 架砂粒间的胶结，造成出砂，最终引起上覆地层下沉， 架砂粒间的胶结，造成出砂，最终引起上覆地层下沉，导致 套管变形和毁坏，如图示。 套管变形和毁坏，如图示。 油井出砂会增加井下设备磨损，如抽油泵进出口凡尔、 油井出砂会增加井下设备磨损，如抽油泵进出口凡尔、 活塞、衬套等，以及地面设备的磨损，如油嘴、弯头、闸门、 活塞、衬套等，以及地面设备的磨损，如油嘴、弯头、闸门、 管汇等。因此需要经常更换井下和地面设备，增加成本。 管汇等。因此需要经常更换井下和地面设备，增加成本。
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对于可压缩的气体，在平面径向稳定渗流时， 对于可压缩的气体，在平面径向稳定渗流时，压 力分布为： 力分布为：
Pe 2 − Pwf 2 2 ( P 2 = Pe − ln(r /r ) ln re /r e w
由图可见，从井壁至供给边 由图可见， 缘，其压力分布也是一个漏斗曲 面，但与液体比较，其压力损失 但与液体比较， 集中在井底附近的现象更为显著。 集中在井底附近的现象更为显著。 如上述同样条件，但在离井壁2 如上述同样条件，但在离井壁2m 时，压力损失即为全程的一半。 压力损失即为全程的一半。
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2、裸眼完井
不下套管柱支撑井壁，油气直接从地层经 不下套管柱支撑井壁， 过井壁流入井内。 过井壁流入井内。裸眼完井方式有两种完井工 序：先期和后期裸眼完井。 先期和后期裸眼完井。
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(1)先期：钻头钻至油层 先期： 先期
顶界附近后， 顶界附近后，下套管注 水泥固井。 水泥固井。水泥浆上返 至预定的设计高度后， 至预定的设计高度后， 再从套管中下入直径较 小的钻头，钻穿水泥塞， 小的钻头，钻穿水泥塞， 钻开油层至设计井深完 井。如图。 如图。
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)
由上述油气渗流过程可见， 由上述油气渗流过程可见，地 层大部分的能量损失都集中在井底 附近。因此， 附近。因此，井底附近连通条件的 好坏，对油气井有重要影响。 好坏，对油气井有重要影响。 如果在完井方式或完井作业中， 如果在完井方式或完井作业中， 使井底附近的地层受损害， 使井底附近的地层受损害，则在油 气渗流至井底过程中， 气渗流至井底过程中，将会产生额 外的能量损失， 外的能量损失，导致油气井的产能 大大降低。 （PI = Q0/∆P）大大降低。
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封隔器射孔完井法 封隔器射孔完井法
是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位， 是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位，下入 适宜部位 井内，使它正对生产层。 井内，使它正对生产层。 优点： 优点：
支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵入危害； (1) 支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵入危害； 封隔器封闭了油气层，减少了水泥浆的气侵， (2) 封隔器封闭了油气层，减少了水泥浆的气侵，有利 于提高固井质量； 于提高固井质量； 能在产层附近形成良好的密封； (3) 能在产层附近形成良好的密封； 可减少油气窜通。 (4) 可减少油气窜通。
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合理完井方式的要求
(1)油气层与井底之间应具有最佳的连通条件， (1)油气层与井底之间应具有最佳的连通条件， 油气层与井底之间应具有最佳的连通条件 油气层受损害最低； 油气层受损害最低； (2)油气层与井底间应具有尽可能大的渗流面 (2)油气层与井底间应具有尽可能大的渗流面 油气层与井底间应具有 最小的油气渗流阻力； 积，最小的油气渗流阻力； (3)有效封隔地层、防止出水、 (3)有效封隔地层、防止出水、油气窜流和层 有效封隔地层 间相互干扰； 间相互干扰； (4)有效控制出砂、防止井壁坍塌 生产寿命； 生产寿命；