采油工程设计指南

采油工程设计指南

采油工程设计

第一节完井工程设计

一、完井方法

1、油藏工程及采油工程对完井的要求

列出各方案的井别及数量：采油井、注水井（或注气井）、水平井、丛式井、多底井、观察井及水源井等。

2、井身结构确定

1）套管程序的确定

根据原始地层压力和破裂压力剖面、注水压力，确定井身结构层次、下深和水泥面返高。根据采油工程要求确定完井方式、完钻井眼尺寸及油层套管尺寸。给出套管程序：

（1）表层套管：钢级×外径×壁厚

（2）技术套管：钢级×外径×壁厚

（3）生产套管：钢级×外径×壁厚

绘出完井工程示意图。

2）水泥固井

根据要求确定注水泥方式（一次注水泥，分级注水泥或管外封隔器注水泥），根据油藏要求确定水泥性能、返高及主要外加剂和外加剂的数量。

3、完井设计

根据油藏特性优选完井方法。

①.套管固井射孔完井

若采用套管固井射孔完井，生产套管内径应与最大产油量油管相匹配，并要考虑大修和侧钻更新的要求。在此基础上选择生产套管的尺寸、钢级、强度、壁厚、螺纹连接类型、螺纹密封脂的类型及上扣扭矩。若尾管完井，则要给出悬挂深度及悬挂方式。

②.裸眼完井

确定是采用先期裸眼完井还是后期裸眼完井。

③.割缝衬管完井

割缝衬管完井，要确定缝割的形状、缝口宽度、缝眼排列形式及数量。若尾管完井，给出悬挂深度及悬挂方式。若选用定向井和水平井则要考虑套管弯曲，套管螺纹承受的拉力、螺纹的密封问题，造斜段过泵及井下工具等问题。

④.砾石充填完井

砾石充填完井时要根据筛管及砾石充填设计要求，（比如绕丝筛管尺寸及缝隙尺寸要求，砾石质量要求、扩眼尺寸及工艺要求等确定充填砾石中径，携砂液配方及性能。

⑤.预充填烧丝筛管完井

对预充填烧丝筛管完井进行施工设计。

⑥.其它防砂完成井

是否选择有金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂、化学预包砂人工井壁等完井，根据具体储层条件来筛选。对事故井和抢险井的完井方法按现场条件来决定。

4、自喷井系统装置选择

1）井口装置

优选自喷井井口装置（采油树）的型号、连接基本形式（法兰、卡箍连接）、最大工作压力及公称通径和试压等级。

2）套管头

选择套管头型号，类型（单体式、分级式、组合式、整体式），连接方式等，提出分级试压要求。

3）油管头

油管头安装于采油树和套管之间，支撑井内油管重力。所以要计算承受的井口压力，支撑井内油管的重力，密封油套管环形空间的压力，循环压井或井下作业的最大压力等参数。在此基础上优选油管头。

4）采油树

采油树选择必须符合KYS25/650DQ、kYS25／65SL、KYS15/62DQ等标准，按最大压力和公称直径选择。试压时必须超过铭牌压力1.5倍试压，不刺不漏，修复闸门不得在高气油比井中使用。

二、油管尺寸优选及管柱受力分析

1、油管尺寸优选

根据多相管流理论，计算并优选出保证自喷期生产时间最长的油管尺寸及油管直径，保证摩阻损失和滑脱损失保持最低，达到最大的能量利用效率。

2、增产措施对油管及生产套管尺寸和强度的校核

考虑到水力加砂大型压裂或者碳酸盐岩地层的水力加砂压裂、酸压，特别是深井、高破裂压力井的特殊处理，对优选出的油管尺寸及生产套管尺寸和强度应进行校核。

3、自喷井采油管柱

1）自喷采油管柱设计

自喷井采油管柱分单管、双管单封隔器、油套管分采、同心管分采等管柱。按开发和采油工程要求设计单油管采油管柱；单油管带单封隔器采油管住；带井下安全阀的采油管柱；如果需分采，单管分采管柱设计包括：

①.中心管式分采管柱

②.偏心式分采管柱

③.滑套式分采管柱

设计这三种管柱要对井下配产器、配产油咀、封隔器、井下安全阀、循环阀、压井阀等选择型号、规格、技术指标等连接关系。报告附采油管柱结构示意图。

2）双管分采管柱设计

选择双管分采井下工具设备类型、规格示意图；双管采油树选型及安装示意图；对封隔器检封及井口试压。

4、管柱受力分析

1）管柱受力及长度应变计算

油井生产或增产处理过程中，温度、压力和流体密度的变化会引起封隔器管柱受力和长度的改变。按其作用的不同，分别计算活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应和温度效应，并给出在允许中心管移动时，管柱总长度的变化以及在不允许中心管移动时，管柱内产生的力。

2）管柱危险点强度校核

在封隔器管柱中，强度危险点在紧靠封隔器上面的油管处。计算温度和压力发生变化后的复合应力。

3）管柱受力分析结论

根据管拄受力分析计算，对管柱设计是否合理和安全提出结论性意见。

三、射孔参数

1、射孔方法

结合油田实际，充分论证不同射孔方法的适应性，并对射孔方法提出选择意见。射孔的方法有：

1）电缆传输射孔（WCG）（正压射孔和负压射孔）；

2）油管传输射孔（TCP）（正压射孔、负压射孔或投棒、油管蹩压引爆）；

3）油管传输射孔酸化联作管柱（丢枪方式和不丢枪方式）。

2、射孔参数优选

按下列步骤进行射孔参数优选：

1）首先建立储层产能数学模式，获取各种条件下射孔产能比定量关系；

2）收集本地区、邻井有关资料和数据，拟合优化设计参数、射开程度和位置（按地质方案射孔通知单执行）；

3）调查射孔枪、射孔弹型号和性能测试数据；

4）校正各种弹型井下穿透深度和孔径；

5）计算各种弹压实伤害参数；

6）计算设计井的钻井伤害参数；

7）设计各种参数配合下的产能比和套管抗挤毁能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合；

8）预测选择方案下的产量，表皮因子。

9）最后给出参数优选结果：射孔枪型、孔密、相位角、射孔方式、负压值、起爆方式、射开程度及位置。

四、出砂预测和预防