完井的原则与完井方式选择

1、射孔完井 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：套管射孔和尾管射孔。
工艺步骤： 钻穿油层至设计井深，下油层套管至油层底部
注水泥固井，射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环 并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。
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完井方式
(1)套管射孔完井：套管射孔 完井是钻穿油层直到设计 井深，然后下油层套管至 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 某一深度，建立起油流的 通道。如图。
(a)地层压力处于平衡状态。 (b)开采后地层压力减小，上覆地
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
平衡状态。
(c)产层进一步出砂，上覆地层 下沉，套管变形。
(d)上覆地层严重下沉而挤毁套
管，油井报废。
油层出砂引起地层坍塌示意图
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完井方式
2、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， 胶结数量少，胶结物中含 有粘土。这种产层的孔隙 度大，渗透率高。
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完井方式
射孔完井的优缺点
优点： (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； (3) 可进行无油管完井和多管完井； (4) 除裸眼完井法外，它是最经济的。
缺点： (1) 钻井和固井时对油气层的损害较为严重； (2) 油气层与井底连通面积小、油气层流入井阻力较大。
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完井方法选择
(3)产层岩石的稳定性。 (4)产层附近有无底水或气顶。 (5)产层的渗透性等。
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完井方法选择
适应各种地质特征和工程要求的完井方法
地质特征 及工程要求
完井方式
先期 裸眼
后期 裸眼
裸眼砾 石充填
射孔
射孔砾 石充填
岩性坚硬，硬质砂岩
✓✓

✓

地 疏松砂岩


✓
✓
✓
质 纵向裂缝发育地层
套管射孔水平井预充填砾石绕丝筛 管完井。
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完井方法选择
由前分析可见，各种完井方法都有其优点与不足，受 到油气层地质条件的限制。因此，确定油气井的完井方 法时，应根据油藏岩石是否坚固，多油层的压力和性质 是否一致，以及是否有夹层水、底水、边水、气顶等， 选择适当的完井方法。
归结起来，各种完井方法适应的地质条件如下：
完井的原则 与方式选择
主要内容
1 完井方式的原则 2 完井方式 3 完井方式的选择
1
回顾
2
完井的原则
完井的原则
1、对完井的要求 （1）最大限度保护储集层，防止对储层伤害 （2）减小油气流入井筒内的流动阻力 （3）有效封隔油气水层，防止各层间干扰 （4）克服井塌或出砂，保障长期稳产，延长寿命 （5）可以实施注水、压裂、酸化等增产措施 （6）工艺简单、成本低
完井方法选择
(3)均质、不准备进行选择性作业、岩石坚固的产层，若产层 附近有气顶或其它高压层时，则可采用复合的完井结构（上部 射孔、下部裸眼）； (4)坚固但非均质的产层，应该采用套管封闭射孔完井结构； (5)非均质、准备进行选择性作业的产层，经常根据产层的渗 透率选择完井结构（低渗透采用常规射孔，高渗透采用套管砾 石充填射孔）。
多管： 也称多层完井法或平
行管多层完井法，系在 油层套管内下入两根以 上油管柱，以便同时分 别开采压力、性质不同 的几个油层或气层。
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完井方式
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，下入井内，使
它正对生产层。 优点：
(1) 支持上部液柱压力，使产层不受水泥浆侵入危害； (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； (3) 能在产层附近形成良好的密封； (4) 可减少油气窜通。
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完井方法选择
带管外封隔器的割缝衬管完井适应的地质条件 1）要求不用注水泥实施层段分隔的注水开发储层； 2）要求实施层段分隔，但不要求水力压裂的储层； 3）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层； 4）天然裂缝性或横向非均质的碳酸盐岩或硬质砂岩储层。
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完井方法选择
射孔完井适应的地质条件 1）要求实施高度层段分隔的注水开发储层； 2）要求实施水力压裂作业的储层； 3）裂缝性砂岩储层。



✓✓
特 水平裂缝发育地层
✓✓ ✓ ✓ ✓
征 产层中有易塌粘土或水的夹层


✓✓
压力、物性不同的 产层



✓✓
产层与井眼间具有最大的渗流接 触面积
✓
✓
✓
✓
✓
产层受钻井液损害小
✓
✓


工 产层受水泥浆损害小
✓✓ ✓


程 要 求
能为适用优质钻井液或平衡钻井 创造条件
✓

✓


具备进行选择性开采和产层改造 的条件
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)。
裸眼完井适用范围：
➢ 孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型或孔隙—裂缝型坚固的 均质储集层使用。
➢ 井内只有单一储集层，不需分层开采，不含水含气夹层 的井。
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完井方式
3. 防砂完井法
为什么会出砂?
1、油层出砂引起地层坍塌
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完井方式
水平井射孔完井
技术套管下过直井段，注水泥封固； 水平段下尾管，注水泥封固，尾管靠悬挂 器挂技术套管内，然后尾管水平段射孔。 可分层酸化、压裂及分层注水，稀油、稠 油均可使用。
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完井方式
水平井砾石充填完井
水平井防砂多采用预充填砾石筛管 、金属纤维完井。
裸眼水平井预充填绕丝筛管完井， 结构同直井，使用时要加扶正器；



✓✓
完井工艺简单，成本低
✓✓



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完井方法选择
由上表可见，综合上述因素可以确定完井方法： (1)均质、不准备进行选择性作业（采油、压裂、酸化、注 水等）、岩石坚固的产层可以选用裸眼完井； (2)均质、不准备进行选择性作业、岩石不坚固的产层应该 选用衬管或砾石充填等能够防砂的完井结构；
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水平井完井
完井方式
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完井方式
水平井裸眼完井 ➢ 技术套管下至预计水平段 顶部，注水泥固井封隔，然 后换小一级钻头钻水平井段 至设计长度完井。 ➢ 主要用于碳酸盐岩等坚硬 不坍塌地层，特别是有一些 垂直裂缝的地层。
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完井方式
水平井割缝衬管完井 割缝衬管悬挂在技术套管上，靠 悬挂封隔器封隔管外环形空间， 扶正器保证割缝衬管居中。 有助于裸眼完井防塌，方法简单。
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完井方法选择
完井方法的选择原则 油气井是连通油气藏的唯一通道，每口油气井的完井设 计必须以获得最大的综合利润为前提。选择完井方法所要 考虑的问题相当广泛，但可找出其中的主要因素。 这些 因素有：
(1)储集层的类型：例如孔隙性、裂缝性或复合型、 孔隙裂缝或裂缝孔隙。
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完井方法选择
(2)储集层的均质程度：均质产层是指在整个产层厚 度内渗透率等岩性相同，没有含水及易坍塌夹层，没有 被分隔为许多压力不同的油气层的单一产层，或者即使 被分隔成为许多层但各分层的压力相近。非均质产层是 指存在压力、岩性各不相同的若干小分层之间的层间干 扰或存在含水夹层、易坍塌粘土夹层等。
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完井的原则
2、完井设计的内容：
(1)、根据储集层的特点，提出井底结构的类型； (2)、提出完井段的井眼尺寸，如井径、打开储集层 的长度、口袋的长度等； (3)、完井管柱的设计，有油层套管的直径、下入深 度、水泥浆的返高；油层套管的射孔的参数；筛管 和衬管的有关尺寸等； (4)、完井液的设计，提出完井液的类型、参数、使 用及调整方法等。
3.2 套管砾石充填完井
在套管射孔完井的出砂井 段下筛管，筛管和油层套 管之间环空中充填砾石。
砾石直径：6～8倍砂粒中径
砾层厚度： ≥8倍砾石直径
裸眼砾石充填砾层厚≥30mm 套管砾石充填砾层厚≥15mm
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完井方式
3.3 人工井壁完井： 渗透性可凝固材料注入出砂层，人工井壁阻挡沙砾。 渗透性固井射孔完井法： 渗透性良好材料注入套管和地层之间，小功率射孔弹射开套 管但不破坏注入的渗透层。 渗透性衬管完井法： 在衬管与裸眼之间注入渗透性材料 渗透性人工井壁完井法： 裸眼井段注入渗透性材料形成人工井壁。
一般结构距产层20m左右。
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完井方式
(2)后期：钻头直接钻 穿油层至设计井深， 然后下套管至油层顶 界限近，注水泥固井。 如图。
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完井方式
复合型完井 裸眼完井与射孔完
井相结合的一种完 井方式。
主要针对有气顶或 顶部有夹层水的适 合裸眼完井的厚油 层。
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完井方式
裸眼完井的优缺点
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。
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完井的原则
完井井底结构 根据储层条件，完井的井底结构可分为四类： 1）封闭式井底—钻开后下油套或尾管固井，射孔； 2）敞开式井底—钻开后产层裸露，或下筛管不固井； 3）混合式井底—产层下部裸露，上部套管固井射孔； 4）防砂完井——砾石充填，筛管。
5
完井的原则
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完井方式
射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、砾石充填完井等。
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完井方法选择
裸眼完井适应的地质条件 1）岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩； 4）短或极短曲率半径的水平井。
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完井方法选择
割缝衬管完井适应的地质条件 1）井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层； 2）不要求层段分隔的储层； 3）天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层。
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完井方式
(2)尾管射孔完井：在钻头钻至 油层顶界后，下技术套管注 水泥固井，然后用小一级的 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 管的重合段一般不小于50m。 再对尾管注水泥固井，然后 射孔。如图。
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完井方式
单管和多管射孔完井法 单管：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。
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完井方式
3.4 预充填砾石绕丝筛管完井 在地面将符合油层性质
的砾石充填在内外双层绕 丝筛管的环形空间内制成 防砂管，下入井中油层部 位防砂。它不能像砾石充 填那样能阻挡地层砂进入 井筒，只能阻挡地层砂不 进入油管。
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完井方式
4. 复合完井法 有的厚油层适于裸眼完成，但 上部有气顶或顶界邻近又有水 层时，可将技术套管下过油气 界面，封隔油层上部，然后裸 眼完井，必要时再射开其中的 含油段。
在其它条件相同时，渗 透率愈高，砂岩强度愈低， 愈容易出砂。
原油粘度高、密度大的 油层容易出砂。因原油流 动阻力大，携砂能力强。
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完井方式
3.1 裸眼砾石充填完井 钻开产层之前下套管固井，
钻开产层并在产层段扩眼， 下筛管，井眼与筛管间环空 充填砾石。
砾石和筛管对地层的出砂 起阻挡作用。
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完井方式
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完井方法选择
裸眼预充填砾石筛管完井适应的地质条件 1）岩性胶结疏松，出砂严重的中、粗、细粒砂岩储层； 2）不要求分隔层段的储层； 3）热采稠油油藏。
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完井方法选择
套管预充填砾石筛管完井适应的地质条件 1）岩性胶结疏松，出砂严重的中、粗、细粒砂岩储层； 2）裂缝性砂岩储层； 3）热采稠油油藏。
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井口装置
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2、裸眼完井
完井方式
不下套管柱支撑井壁，油气直接从地层经过井壁流入
井内。
裸眼完井方式有两种完井工序：
先期裸眼完井 后期裸眼完井
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完井方式
(1)先期：钻头钻至油层顶 界附近后，下套管注水 泥固井。水泥浆上返至 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， 钻开油层至设计井深完 井。如图。