水平井完井工艺介绍

充填过程
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8-1/2in裸眼挂滤完井井身结构示意图
隔水管（已打桩下入）： 套管：Φ 762mm×66.6m（入泥32m） 一开： 井眼：Φ 444.5mm×401 套管：Φ 339.7mm×400 水泥返深：井口 分支 一1512～1662.68m m m
割缝筛管
Slotted Screen ≈2% 良
金属棉筛管
Metal Fiber Screen ≈80~85% 差
镶块式ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管
Block Screen ≈10~15% 取决于过滤材料
整体焊接精密筛管
PMC Screen ≈80~85% 优
抗内压能力 筛缝抗腐蚀性 防砂可靠性 防堵塞性能 水平井适应性 是否砾石充填 有效防砂寿命 最大外径 每米重量 工艺性 经济性
水平井完井工艺简介
目
一、完井方式的选择
录
二、裸眼防砂管完井工艺介绍
(一)、先期裸眼防砂管完井工艺 (二)、后期裸眼防砂管完井工艺 三、砾石充填完井工艺介绍 四、配套防砂完井工具的选择
五、施工井例
六、下步攻关方向
一、完井方式的选择
水平井的完井方法有多种，常见的有：裸眼完井、套管或尾管固井完井、 衬管（筛管）完井、砾石充填完井、封隔器完井或是其中几种完井方式的组 合等。其中应用最为普遍的是：固井射孔完井、筛管完井和砾石充填完井。 固井射孔完井作为一种传统的完井工艺多用在在长半径水平井，它可以 有效地封隔井下各种地层；克服井壁的复杂情况；能够选择性的射开需要的 层位并在后期作业中采取各种增产措施。 随着完井技术的不断进步，为了提高油气产量，降低作业的复杂性和费 用，现在水平井多在油层段采用无套管完井，然后在裸眼段采取独立筛管完 井或是充填（压裂）完井。这种完井方式不仅可以获得最高的油井完善系数， 还可以减少固井、射孔污染、更大限度地保护油气层，在获得高产量的同时 节省固井和射孔的费用，但在复杂地层条件下应谨慎使用。
（二）、优质防砂管
防砂管性能的优劣直接关系到裸眼筛管完井的成功 与否，筛管的选择应满足以下条件： • 1. 水平井砾石充填的效果难以保障，筛管必须可靠地防 住地层砂；
• 2. 水平段长度增加，防砂失效的风险显著增大；
• 3. 筛管防砂失效容易导致油气井报废，对挡砂精度提出 要求；
• 4. 裸眼水平段井壁对筛管抗压、抗变形提出要求；
鱼翅井眼：Φ 215.9mm采用裸眼完井
分支三1620～1773.27m
分支二1562～1719.36m
分支四1680～1804.17m
二开： 井眼：Φ 311.15mm ×1418.47m过A靶22m 套管：Φ 244.5mm × 1416.47 m过A靶20m 水泥返深：返入表层套管内200m。
四、配套防砂完井工具的选择
配套的防砂完井工具主要包括：筛管悬挂（充填）
服务器、优质防砂管及裸眼封隔器、分级箍等。
（一）、筛管悬挂（充填）服务器 根据施工要求，设计的筛管悬挂（充填）服务器具有 以下特点： 1、一趟管柱实现替泥浆、酸洗、座封、丢手（充 填）全部工序，降低施工风险，减少作业工序。 2、 丢手后的服务器最小内通径与筛管一致，鱼顶 为喇叭口，方便后期冲砂等措施的实施并为二次防 砂提供了足够的空间。
对比固井射孔完井，筛管完井具有以下特点： • • • • • 1）、对油层伤害小，投产后的产量是普通射孔完井产量的几倍到 几十倍； 2）、对比生产压差低，斜深2300米左右的井，两种防砂方式对比 液面差400米； 3）、从产量－时间曲线看，套管射孔下筛管的水平井产量是不 断下降 的，而裸眼筛管水平井产量始终是平稳的。 4）、固井射孔完井的水平井在后期需进行多次酸化解堵作业，而采用裸 眼筛管完井的水平井仅须酸化1次。 5）、油层后期处理难度较大。 1）对于油藏流体粘度较高或渗透率较低的低产层—粉砂较多、泥岩段 较长，需要采取压裂充填以实现强化增产和防砂，这种类型建议采用固 井射孔的完井方式；
4）、金属纤维/金属粉末烧结防砂管的特点：
a. 孔隙大小不均，尺寸分布范围宽； b. 孔隙不稳定，大孔隙漏砂，小孔隙堵塞
c. 防砂可靠性差
常用筛管的性能特点对比
绕丝筛管 过滤面积百分比 滤孔尺寸精度 滤孔的稳定性 抗挤压变形能力
管体拉伸强度 Wire-Wrap Screen ≈3% 优 误差±30μ m 优 差 管体变形缝宽变化 优 优 好 不锈钢绕丝，耐腐蚀 直接防砂可靠性差 配合砾石充填较好 中 不适用于水平井，
射孔完井还是裸眼筛管完井的选择依据：
•
•
2） 对于油藏流体粘度较低或渗透率较高的高产层—较少粉砂、泥岩， 如果采取射孔完井会降低生产效率，建议采取裸眼筛管或充填完井。
二、裸眼防砂管完井工艺介绍
根据打开产层的先后次序，将裸眼防砂管 完井工艺分为先期和后期两种：
(一)、先期裸眼防砂管完井
1、距产层以上20米左右， 选择坚固的地层停钻，下 套管固井。 2、换用符合打开油气层条 件的优质洗井液钻开油气 层。
井筛管完井管柱示意图
三、砾石充填完井工艺
1、设计标准
悬挂筛管和砾石充填的设计标准（美国石油工程师协会标准）
2、充填工艺
充填完井的井眼准备与防砂管完井相同，同样分为两 种（如下图所示），砾石充填的过程控制基本一致，只是 在充填工具上有些差异。为尽量保持地层的原始应力结构 和长期稳产开发的目的，目前一般采取循环充填的方式。 若产层附近无边地水或气层，为改善油层也可进行小型压 裂充填防砂。
• 5. 长期工作对抗腐蚀、可靠性等提出要求
常用筛管的性能对比
1）、割缝筛管的特点：
优点：成本低，后处理相对简单，本体割缝强度较高。 缺点：a、缝宽受切割刀片或激光束的限制，0.3~1.0mm b、无后期处理的割缝易腐蚀变宽。 c、割缝后管体抗扭强度降低。
2）、绕丝筛管的特点：
与砾石充填配合
a、解决了炮眼堵塞的瓶颈问题
误差±50μ m 误差 >200μ m 误差±7μ m 良，腐蚀缝宽变大 差，受压滤孔变形 取决于过滤材料 优 良 中 中 优 管体变形缝宽变化 过滤层可能撕裂 管体变形时易脱块 管体变形滤孔不变 良 优 差 优 良 差 差 良 差 良 差 优 基管材料抗腐蚀性差 不锈钢纤维耐腐蚀 镶块螺纹腐蚀掉块 过滤层为不锈钢耐腐蚀 直接防砂可靠性差 可靠性差 可靠性差 可靠性高
三开： 主井眼：Φ 215.9mm × 1794.39m 滤砂管：Φ 158mm ×(1410m～ 1785m) 悬挂封隔器位置：与技术套管重叠30m.
井筛管完井管柱示意图
（二）、后期裸眼防砂管完井
1、按设计深度钻穿油层后，将防砂管连接于套管柱下端下入油 层部位； 2、利用管外封和分级箍进行筛管顶部注水泥，固井； 3、钻塞，贯通筛管段于套管段； 4、酸洗，投产。
五、施工井例 详见附表完井井例 完井井例.xls
六、下步攻关方向
分流管充填防砂技术
不锈钢整体 焊接精密筛 管
分流管
喷 嘴
喷 嘴
采用分流管技术进行充填防砂可以最大限度的保证水平 环孔段的充填率。携砂液在分流管的引导下能直达筛管 的每一个部位，通过喷嘴把砂浆喷出，充填颗粒堆积在 砂管与地层之间的环形空间，形成密实的挡砂屏障，携 砂液则从砂管外渗流至砂管内腔，从套管返回地面
割缝腐蚀后变差 存在大的漏砂滤孔 过滤元件过多 多层滤网复合,结构可靠 中 良 良 优 缝宽较大，在水平井 不适应 一般 适应性好 经过狗腿处和水平段推 中防砂效果差，在轻 防砂 效果 差，外 径 外 表 光 滑 ， 外 径 结构紧凑，重量轻，有 动时缝宽可能变化，砾 微出砂地层作衬管用 较大，不便下入 小，易下入 外保护套，容易下入 石充填效果不好时出砂 是 是 否 否 是/否 较长 较长 较短 较短 长 较小 小 大 小 较小 较轻 轻 重 重 较轻 优 良 良 差 良 优 优 良 差 良
3、选择合适的水平井悬挂器和防砂管，用钻杆送 至井底，并依次实现替泥浆、酸洗、座封、丢 手等全部工序。
附：钻井过程中套管、钻头和防砂管尺寸的选择
上部套管尺寸 再次开钻钻头 （mm) （mm) 防砂管尺寸
中心管(in) 砂管外径(mm)
177.8
219.1
152
190
4 1 /2
5/51/2
135
b、耐腐蚀、适应性强。 c、后期处理困难。 技术特点：筛管防砾石、砾石防地层砂
局限性：不能直接防地层砂，砾石充填质量很重要。
不适用于水平井。
3）、不锈钢编织网防砂管的特点：
a. 孔隙大小均匀、可精确控制； b. 孔隙度高，孔隙稳定，不存在漏砂孔
c. 防砂可靠性高
d. 滤套式结构过滤面积大 e. 但真空烧结型防砂材料的成本高