完井方案设计与试油-采油工程

第九章完井方案设计与试油一、名词解释1、完井工程：是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程的系统工程。

2、完井工程系统设计：是在对油藏地质特征、未来油藏开发目标和需要采取的开发技术措施进行综合分析研究基础上进行的极为重要的工作。

3、导管：用以保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮。

4、表层套管：在钻井中用以巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层，还可用于安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象。

4、技术套管：在钻井中用以封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层。

5、先期裸眼完井方式：是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。

6、后期裸眼完井方式：是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。

7、套管射孔完井：钻穿油层直至设计井深，然后下生产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、水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道。

8、砾石充填完井方式：人为地在衬管和井壁之间充填一定尺寸的砾石，使之起防砂和保护生产层的作用。

9、油气层保护：指在完井、试油和采油过程中为防止油层损害所采取的一系列措施，其目的是保证油气畅流入井。

10、速敏性：指在流体与地层无任何物理和化学作用的条件下，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞吼道造成油气层渗透率下降的现象。

11、水敏：油气层中的粘土矿物在原始油藏条件下处于一定矿化度的环境中，当淡水进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减少或堵塞地层孔隙和吼道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象称为水敏。

12、酸敏：指油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。

二、叙述题1、完井工程设计的任务是什么？答案要点：通过对油气层的研究以及对油气层潜在损害的评价，提出从钻开油层开始到投产每一道工序都要保护油气层的措施，尽可能减少对储层的损害，使油气层与井筒之间保持良好的连通，保证油气层发挥其最大产能；通过节点分析，充分利用油气层能量，优化压力系统，并根据油藏工程和油田开发全过程的特点以及开发过程中所采取的各项措施来选择完井方式、方法和选定套管尺寸，为科学和经济地开发油田提供必要的条件。

2、完井工程设计的内容包括哪些内容？答案要点：○1根据勘探预探井或评价井所取的岩心，以及测井和试油等资料，进行系统的岩心分析和敏感性分析，并根据实验分析的结果，提出对钻开油气层的钻井液、射孔液、增产措施的压裂液和酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。

○2根据测井资料、岩心分析、敏感性分析数据和实践经验去选择钻开油层时的钻井液类型、配方和添加剂，以防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层损害，同时又能安全钻进。

○3根据油田地质特点、油田开发方式和井别，选择完井方式。

○4采用节点系统分析方法，进行油层—井筒—地面管线的敏感性分析，选定油管和套管尺寸。

○5根据选定的完井方式，以井别、油气层物理性质、流体性质、地应力及工程措施等方面的资料为基础，选择套管的钢级、壁厚以及连接螺纹类型等。

○6根据不同井别对水泥性能和返高的要求，以及油气层压力状况等，提出固井要求。

○7提出固井质量检验和评价要求。

○8进行射孔敏感性分析，确定射孔孔密、孔径、布孔方式，选择射孔枪、射孔弹类型及射孔液。

○9根据地面情况、油气性质和采油方式等因素，完成生产管柱和井口设计；根据油气层损害程度及油气层类型，确定投产措施。

3、合理的完井方式应该力求满足哪些要求？答案要点：○1油气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油气层所受的损害最小；○2油气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油气入井的阻力最小；○3应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰。

○4应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产；○5应具备便于人工举升和井下作业等条件；○6施工工艺简便，成本低。

4、套管柱设计的一般步骤如何？答案要点：○1弄清对套管柱强度设计的基本要求、设计参数和施工参数；○2根据套管柱的工作环境及库存条件，初步确定套管种类、螺纹类型；○3根据外载荷进行套管抗挤强度设计，确定各段套管钢级和壁厚；○4进行套管抗内压强度校核和设计；○5进行套管抗拉强度校核和设计。

5、裸眼完井最主要特点是什么？答案要点：油层完全裸露，不会因井底结构而产生油气流向井底的附加渗流阻力，这种井称为水动力学完善井，其产能较高，完善程度高。

裸眼完井方式的缺点是：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化或压裂；先期裸眼完井法在下套管固井时不能完全掌握该生产层的真实资料，以后钻进时如遇到特殊情况，会给钻进和生产造成波动。

6、砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管，而不使用割缝衬管，其原因是什么？答案要点：○1割缝衬管的缝口宽度由于受加工割刀强度的限制，最小为0.5mm，因此它适用于中、粗砂粒油层；而绕丝筛管的缝隙宽度最小可达0.12mm，故其适用范围广。

○2绕丝筛管是由绕丝形成一种连续缝隙，流体通过筛管时几乎没有压降，且绕丝筛管的断面为梯形，外窄内宽，具有一定的“自洁作用”，轻微的堵塞可被产出流体疏通，其流通面积比割缝衬管大。

○3绕丝筛管以不锈钢丝为原料，其耐腐蚀性强，使用寿命长，综合经济效益高。

7、套管内砾石充填的完井工序是什么？答案要点：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、大孔径射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层砂混合而增大渗流阻力。

8、水平井完井方式的选择可分为哪几类？答案要点：分为两类。

○1按曲率半径选择完井方式。

对短曲率半径的水平井，目前基本上是裸眼完井，它主要是在坚硬垂直裂缝的油层中完成，或是在致密裂缝砂岩中完成，因为这些地层不易坍塌；对中、长曲率半径的水平井可根据岩性、原油物性、增长措施等因素选择完井方式。

○2按开采方式及增产措施选择完井方式。

对水平井采用注蒸汽开采稠油，其完井方式大多数采用割缝衬管完井，再下金属纤维滤砂管或预充填绕丝筛管防砂。

9、裸眼完井的优缺点有哪些？答案要点：优点：○1成本最低；○2储层不受水泥的损害；○3使用可膨胀式双封隔器，可实施生产控制和分隔层段的增产作业；○4使用转子流量计可实施生产检测。

缺点：○1疏松储层，井眼可能坍塌；○2难以避免层段之间的串通；○3可选择的增产作业有限，如不能进行大型水力压裂作业等；○4生产检测资料不可靠。

10、割缝衬管完井的优缺点都有哪些？答案要点：优点：○1成本相对较低；○2储层不受水泥损害；○3可防止井眼坍塌。

缺点：○1不能实施层段的分隔，因而不能避免层段之间的串通；○2无法进行选择性的增产增注作业；○3无法进行生产控制，不能获得可靠的生产测试资料。

11、带ECP的割缝衬管完井的优缺点有哪些？答案要点：优点：○1相对中等强度的完井成本；○2储层不受水泥浆的损害；○3依靠管外封隔器实施层段分隔，可以在一定程度上避免层段之间的串通；○4可以进行生产控制、生产检测和选择性的增产增注作业。

缺点：管外封隔器分隔层段的有效厚度取决于水平井眼的规则程度，封隔器的坐封，以及密封件的耐压、耐温等因素。

12、射孔完井方式的优缺点有哪些？答案要点：优点:○1最有效的层段分隔，可以完全避免层段之间的串通；○2可以进行有效的生产控制、生产检测和包括水力压裂在内的任何选择性的增产增注作业缺点：○1相对较高的完井成本；○2储层受水泥浆的损害；○3水平井的固井质量目前尚难保证；○4要求较高的射孔操作技术。

13、裸眼预充填砾石筛管完井的优缺点有哪些？答案要点：优点：○1储层不受水泥浆的损害；○2可防止疏松储层出砂及井眼坍塌；○3特别适宜于热采稠油油藏。

缺点：○1不能实施层段分隔，因而不能避免层段之间的串通；○2无法进行选择性的增产增注作业；○3无法进行生产控制等。

14、套管内预充填砾石筛管完井的优缺点有哪些？答案要点：优点：○1可防止疏松储层出砂及井眼坍塌；○2特别适宜于热采稠油油藏；○3可以实施选择性的射孔层段；缺点：○1储层受水泥浆的损害；○2必须起出井下预充填砾石筛管后才能实施选择性的增产增注作业15、正确而有效的射孔参数优选，取决于几个方面？答案要点：○1对于各种储层和地下流体情况下射孔井产能规律的量化认识程度；○2是射孔参数、损害参数和储层及流体参数获取的准确程度；○3是可供选择的枪弹品种、类型的系列化程度。

16、射孔参数优化设计前，首先要做好哪些资料的准备工作？答案要点：○1收集射孔枪、弹的基本数据。

○2进行射孔弹穿深、孔径矫正。

○3完成钻井损害参数的计算，它是影响射孔优化设计的重要参数。

17、具体射孔参数的优选过程是什么？答案要点：○1建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系数学模型，获得各种条件下射孔产能比的定量关系。

○2收集本地区、邻井和设计井的有关资料和数据，用以修正模型和优化设计。

○3调配射孔枪、弹型号和性能测试数据。

○4校正各种弹的井下穿深和孔径。

○5计算各种弹的压实损害系数。

○6计算设计井的钻井损害系数。

○7计算比较各种可能参数配合下的产能比、产量、表皮系数和套管抗挤毁能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合。

18、超高压正压射孔工艺的主要优点是什么？答案要点：○1成孔瞬间的高正压差或气体膨胀能使孔眼周围形成微裂缝，以消除孔眼压实带造成的伤害；○2可避免射孔液对油层的伤害；○3部分进入油层的氮气有利于清洗孔眼及排液，从而解除油层堵塞。

○4通过控制放压可使油井迅速建立压差，投入生产。

○5对于钻开油层及固井过程中造成严重损害的井，与酸化处理联作可有效地解除近井处的油层损害。

19、射孔也性能有哪些要求？答案要点：○1密度可调节：为在套管射孔时有效地控制井喷，射孔液的密度必须适合油气层压力，既不能过大也不能过小，过大易压死油层，过小易发生井喷。

○2腐蚀性小：要求射孔液减少对套管和油管的腐蚀，同时也要减少产生不溶物，防止不溶物进入射孔孔道，对产层造成损害。

○3高温下性能稳定：采用聚合物配制的射孔液，要求在高温下聚合物不降解而保持性能稳定；对盐水配制的射孔液，要防止随温度的变化而产生结晶。

○4无固相：防止堵塞孔道。

○5低滤失：减少进入储层的液体，降低对油层的损害。

○6成本低、配制方便。

20、油气井作业中可能造成油气层损害的原因有哪些？答案要点：○1外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害；○2外来流体与储层流体不配伍造成的损害；○3毛细现象造成的损害；○4固相颗粒堵塞引起的损害。