完井方式选择
水平井完井主要有三种方式
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。
在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。
国外主要针对割缝衬管水平井进行。
早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。
90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的思路。
环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。
然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。
如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。
当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。
4 水平井堵水研究的难点、重点l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。
出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。
2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究开发。
其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。
两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
第五章 完井方式选择
第五章 完井方式选择
第一节 钻开储集层
三、钻开储集层的方法
1 合理的钻井液体系 2 采用合理的钻井液密度，实现平衡压力钻井 3 采用良好的井身结构，减少储集层浸泡时间 4 其他生产环节中的防止污染
套管砾石充填 （3）不准备实施分隔层段，选择性处理的 储层； 复合型完井
（4）岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。
第五章 完井方式选择
第三节 完井方法 （四）各种完井方法适用的地质条件 裸眼完井 射孔完井 割缝衬管完井 裸眼砾石充填 适用的地质条件：
（1）无气顶、无底水、无含水夹层的储层；
（2）单一储层、或压力、岩性基本一致的 多层储层； （3）不准备实施分隔层段，选择性处理的 储层； （4）岩性较为疏松出砂严重的中、粗、细 砂粒储层。
第五章 完井方式选择
第二节 油气井的完井原则及完井井底结构类型
一、完井的原则
2 完井设计 完井设计是在确定了储集层性质、油气田的开发方案 之后，确定打开储集层的方式，确定完井的井底结构，决 定油层套管的下入层位及下入深度，确定储集层与井筒的 连通方式。 由于完井对整个生产过程有举足轻重的影响，所以 在一口井的开钻之前应有完善的完井设计。完井设计一 般是在钻井设计之前进行或与钻井设计合并进行。
1 压力体系的影响
2 化学物质体系的影响
3 浓度不平衡的影响
第五章 完井方式选择
第一节 钻开储集层
一、钻开储集层储油性质的变化
由于液相、固相物质与储集层岩石的相互作用，会使岩石胶结物 破坏、孔道堵塞、岩石的润湿性变化、孔道产生水锁，造成了储集层 结构的永久性伤害。其表现为： 固相、液相物质进入储集层的孔道之中，堵塞了油的流通通道， 使一部分油不能被驱出，使孔隙度下降，渗透率减少，使井的开采储 量下降，产量减少。
完井方式选择
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。
1．裸眼完井所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。
其优点是：（1）减少油气层污染；（2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采；（3）一般不需要射孔，减少射孔污染；（4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井；（5）后期采用砾石充填可保持高产。
其缺点是：（1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响；（2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰；（3）无法进行选择性酸化压力；（4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦；（5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。
裸眼完井法的使用条件是：（1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层；（2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层；（3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层；（4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。
裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种：（1）先期裸眼完井先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。
如图1所示。
有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。
如图2所示。
后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。
如图3所示。
先期裸眼比后期裸完经优越在于：（1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染；（3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理；（4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。
2．射孔完井射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。
射孔完井的优点是：（1）能有效地封隔和支撑跨塌层；（2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；（3）可进行无油管或多油管完井；（4）除裸眼完井外，比其他完井都经济。
完井射孔介绍
完井射孔简单介绍一、油井的完井完井方式：指油井的目的层与井底的连通方式、井身结构及完井工艺。
完井方法总要求：1、使油气层与井底能有效地连通起来；2、妥善地封隔油气层，防止层间干扰，便于分层开采；3、克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油井长期正常开采；4、能为今后修井与增产措施提供方便；5、工艺简单，完成速度快，成本低。
目前一般有四种完井方式：裸眼完井、射孔完井、衬管和尾管完井、砾石填充完井。
裸眼完井：适用于灰岩、花岗岩、变质岩及较坚硬的致密地层。
分为：先期裸眼完井：钻达油气层顶部，下套管固井，再用小钻头钻开油气层，完井；后期裸眼完井：用同一尺寸的钻头钻过油气层，再把套管下至油气层顶部。
射孔完井：钻穿油气层，下套管固井，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油气层射开，为油气流入井筒打开通道。
该方法有利于分层开采、注水及增产措施。
目前采用最多。
衬管完井：与先期裸眼完井相近，是在钻达油气层之前，下套管固井，换小钻头钻开油气层，然后下衬管（筛管或割缝套管），用封隔器固定在套管上，并把套管与衬管间隙堵塞。
尾管完井：小直径的套管悬挂在上部较大直径的套管上，其余同射孔完井法。
目前辽河一般有f177.8挂f127.0，f244.5挂137.5。
砾石充填完井方法：人为地在井筒（裸眼或衬管）内充填一定尺寸的砾石，起防砂和保护生产层的目的。
二、射孔：概念：射孔是把专门的井下射孔器下放至油层套管内预定的深度，引爆射孔弹爆炸后产生的高能粒子流射穿套管、管外水泥环，并穿进地层一定深度，打开油气层与井筒的通道。
射孔一般分为电缆输送射孔和油管输送射孔两种方式。
（一）电缆输送射孔：用电缆将射孔器下放到井筒内对套管进行射孔。
适用于已探明的低压油气井的射孔，一般要求井内压井液液柱压力不小于预测地层压力。
电缆射孔分为：1、过油管射孔：优点：①、清水代替泥浆或无固相等高密度压井液，减少了射孔正压差，对地层伤害小；②、有枪身射孔时，可使全井射孔处在平衡压力下射孔；③、无枪身射孔时，可配合气举、抽汲等进行全井负压射孔。
完井原则及完井方式的选择
2
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。
3
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。
1
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。
2
完井方式
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
4完Biblioteka 方式2、裸眼完井 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
5
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。
裸眼砾石充填砾层厚≥30mm 套管砾石充填砾层厚≥15mm
3
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。
6
完井方式
完井方式选择.
第二章完井方式选择完井方式选择是完井工程的重要环节之一，目前完井方式有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。
只有根据油气藏类型和油气层的特性去选择最合适的完井方式，才能有效地开发油气田，延长油气井寿命和提高其经济效益。
合理的完井方式应该力求满足以下要求：（1）油、气层和井筒之间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）应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件；（6）稠油开采能达到注蒸汽热采的要求；（7）油田开发后期具备侧钻的条件；（8）施工工艺简便，成本较低。
第一节完井方式目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。
由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。
1 射孔完井方式射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。
其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。
（1）套管射孔完井套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，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2-1所示。
套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。
（2）尾管射孔完井尾管射孔完井是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,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2-2所示。
尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固，因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。
水平井完井方式及其选择
⽔平井完井⽅式及其选择⽔平井完井⽅式及其选择⽔平井完井⽅式可采⽤裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注⽔泥⼀、完井⽅式1、裸眼完井裸眼完井费⽤不⾼,但局限于致密岩⽯地层,此外,裸眼井难以进⾏增产措施,以及沿井段难以控制注⼊量与产量,早期⽔平井完井⽤裸眼完成,但现在已趋步放弃此⽅法。
当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油⽓藏与油⽓井的泄油半径很⼩时才使⽤裸眼完井的⽅法。
2、割缝衬管完井该⽅法就是在⽔平段下⼊割缝衬管,主要⽬的就是防⽌井眼坍塌。
此外,衬管提供⼀个通道,在⽔平井中下⼊各种⼯具诸如连续油管。
有三种类型的衬管可采⽤:1)穿孔衬管。
衬管已预先预制好。
2)割缝衬管。
衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。
3)砾⽯预充填衬管。
割缝衬管要选择孔或缝的尺⼨,可以起到有限的防砂作⽤。
在不胶结地层,则采⽤绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在⽔平井采⽤砾⽯充填,也能有效防砂。
割缝衬管完井的主要缺点就是难以进⾏有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进⾏进⾏分采。
3、割缝衬管加管外封隔器该⽅法就是将割缝衬管与管外封隔器⼀起下⼊⽔平段,将⽔平段分隔成若⼲段,可达到沿井段进⾏增产措施与⽣产控制的⽬的。
由于⽔平井并⾮绝对⽔平,⼀⼝井⼀般都有多个弯曲处,这样,有时难以下⼊衬管带⼏个封隔器4、下套管注⽔泥射孔该⽅法只能在中、长曲率半径井中实施。
在⽔平井中采⽤⽔泥固井时,⾃由⽔成分较直井降低得更多,这就是因为⽔平井中由于密度关系,⾃由⽔在油井顶部即分离,密度较⾼的⽔泥就沉在底部,其结果⽔泥固井的质量不好。
为避免这种现象发⽣,应做⼀些相应的试验。
注:1、超短曲率⽔平井:半径1～2ft,造斜⾓(45°～60°)/ft;2、短曲率⽔平井:半径20～40ft,造斜⾓(2°～5°)/ft;3、中曲率⽔平井:半径300～800ft,造斜⾓(6°～20°)/(100ft);4、长曲率⽔平井:半径1000～3000ft,造斜⾓(2°～6°)/(100ft)。
水平井完井工艺介绍
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
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，
割缝筛管
Slotted Screen ≈2% 良
金属棉筛管
Metal Fiber Screen ≈80~85% 差
镶块式筛管
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
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。
第8讲 完井方式
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（二）裸眼完井方式（
Open-hole Completion
）
1）定义：裸眼完井就是井眼完全裸露，井内不 下任何管柱的完井方式。
2）分类：分先期裸眼完井、后期裸眼完井和复 合型完井。
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1、先期裸眼完井
是钻头钻至油层顶界附近 后（在油层顶界20m左右）， 下技术套管注水泥固井。水 泥浆上返至预定的设计高度 后，再从技术套管中下入直 径较小的钻头，钻穿水泥塞， 钻开油层至设计井深完井。 此为先期裸眼完井。
（一）射孔完井方式（Perforating Completion） （二）裸眼完井方式（Open-hole Completion） （三）割缝衬管完井方式（Slotted Liner Completion） （四）砾石充填完井方式（Gravel Packed Completion） （五）其他防砂筛管完井
2、分类：一般的射孔完井包括
套管射孔完井和尾管射孔完井
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1、套管射孔完井
1）工艺技术： 是钻穿油层直到设计井深，然后下油层套管至 油层的底部，注水泥固井，最后射孔。 射孔弹穿透套管、水泥环和一定深度的油层， 进而建立起油气流通的通道。 2）套管射孔完井的特点： ●可以有选择的射开不同压力体系、不同物性 的油层，以避免层间干扰。还可以避开夹水层、 底水、气顶和易坍塌段地层。 ●具备实施分层注、采和有选择性的压裂或酸 化等分层作业条件；
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1、割缝衬管
3）割缝衬管的技术参数
（5）割缝衬管的尺寸 根据技术套管尺寸，裸眼井段的钻头直径，可确定割缝衬管外径，如 下表所示:
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钻井完井简介
套管砾石充填完井示意图
7
7
完井方法的选择
完井方法 适用的地质条件
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。 ②各分层之间存在压力、 岩性等差异，因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层。③要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储 层。④砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。
9
射孔方式分类
1．电缆射孔 2．油管输送射孔 3．过油管射孔
10
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油管输送负压射孔
优点 1）输送能力强，一次可射孔数百米。 2）能使用大直径射孔枪、大药量射孔弹，能满足高孔密、多相位、深穿透、大孔 径的射孔要求。 3）能根据油气层岩性特点设计负压值，消除射孔对地层的损害，提高油气井产能 。 4）能充分做好地面防喷准备，安装好井口设备后才引爆射孔枪，保证作业安全， 尤其适用于高压油气井。 5）射孔后可把射孔枪释放到井底，满足立即进行生产和生产测井的要求。 6）能在大斜度井和水平井中进行射孔。 缺点 如果一次点火引爆不成功，返工作业时间长；再者要求使用耐温较高的射孔炸药。
裸眼砾石充填完井
①无气顶、无底水、无含水夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、物性基本一致的多储层。③不准备实施分隔层段，选择性 处理的储层。④岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
套管砾石充填完井
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层。②各分层之间存在压力、 岩性差异，因而要求实施选择性处理的储层。③岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。
射孔完井
裸眼完井
①岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。②无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。③单一厚储 层，或压力、岩性基本一致的多储层。④不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。
完井技术介绍课件
二、常规完井方法
4、砾石充填完井 分为裸眼砾石充填和套管砾石充填
➢套管砾石充填： 完钻后，下套管固井，然后 对油层部位采用高孔密(30孔/m左右)，大孔 径(20mm左右)射孔，以增大充填流通面积， 有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔 眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层 砂混和增大渗流阻力。由于高密度充填(高粘 充填液)紧实，充填效率高，防砂效果好，有 效期长，故当前大多采用高密度充填。
1、裸眼完井 工艺上分为先期裸眼完井和后期裸眼完井
➢先期裸眼完井：钻头钻至油层顶界，下技术套管注水泥固井，而后再 从技术套管中下入直径较小的钻头，钻开油层至设计井深完井。
优点： ① 固井水泥浆对油层无污染。 ② 钻油层 时，可以换油层专打泥浆，利于保护油层。 缺点： ①在下套管固井时不能全部掌握产层的真实 资料，继续钻进时如遇特殊情况容易给钻进带来困 难。 ②井眼的直径相对小一些，泄油面积小一些。
二、常规完井方法
3、割缝衬管完井
适用地质条件
①无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。 ②单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。 ③不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。 ④岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。
二、常规完井方法
4、砾石充填完井
先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面 预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管的环 形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达 到保护井壁、防砂入井之目的完井方式。
优点： ①可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间于 扰； ②可避开夹层水、底水和气顶，可分层采油、注水； ③可选择性的 分层压裂或酸化。
缺点： ①出油面积小、完善程度较差； ②固井水泥浆可能损害油气层。
常规完井方法主要有4种
先期裸眼完井方法
后期裸眼完井方法
裸眼完井的特点： 暴露面积大，产量高，完井费用低，但适应性窄，
仅适用于地层稳定的单一油气层，无法进行选择性酸 化或压裂等。
钻至油气层顶部时钻至油气层顶部时先下入油层套管固井然后换小尺寸的钻头用符合打开油气层条件的优质钻井液打开油气层裸眼完成的完井方法
常规完井方法主要有4种： ● 裸眼完井(Open-hole) ● 套管或尾管射孔完井（perforating） ● 割缝衬管完井(Slotted Liner) ● 裸眼或套管内砾石充填完井(Gravel Packed)
裸眼完井方法：
指完井时井底的储集层是裸露的，只在储集层以上用套管封固 的完井方法。
根据下油层套管的先后，分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两 大类。
先期裸眼完的
钻头，用符合打开油气层条件的优质钻井液打开油气层裸眼 完成的完井方法。
后期裸眼完井： 先打开储集层，后将油层套管下入油气层顶部固井。
完井设计
一、完井方式的选择 1．完井方式的分类 按完井方式可分为裸眼完井和套管完井方式两大类。
2．完井方式选择的因素 1)产层和夹层岩石的岩性和强度。裸眼完井适用于产层和夹层岩石较硬且不易破碎的情况， 如石灰岩、白云岩和花岗岩等缝洞型油藏或胶结坚固的砂岩中选用；否则，应采用套管完井方式， 而且产层出砂就得研究防砂完井。 2)储层产能、水动力系统、岩层物性及流体性质等因素。 3)平台及环境条件，如平台的面积、流程处理能力、电源、气源等因素。 4)生产过程中各项工艺措施的要求。对所选定的完井方式应能满足正常生产过程中诸如生产 测井、增产措施、生产层位调整(卡封堵层、分采改为合采或合采改为分采等)的要求。 5)特殊完井的需要。对水平井、多底井及超大位移井等，需研究特殊完井方式。 6)经济因素。 二、防砂工艺的设计 这里仅叙述海上油气田的滤砂管防砂、管内砾石充填防砂工艺的设计内容，更详细的叙述请 参阅第九章有关部分。 1．滤砂管防砂的设计 1)滤砂管结构、技术参数、材质、强度等要求； 2)滤砂管防砂的管柱结构及配套的井下工具要求 3)施工程序及工艺技术要求。 2．砾石充填防砂工艺设计 1)砾石的尺寸及质量要求； 2)充填方法(如水充填、凝胶充填、振动充填等)的选择； 3)地层预处理内容及要求； 4)射孔要求； 5)管柱结构设计及主要工具、配套工具结构及技术要求； 6)完井液、处理液、携砂液的配方、性能及技术要求； 7)施工程序及工艺要求； 8)施工参数； 9)施工设备及工具。 三、射孔工艺的设计 根据地层特性、开发方案要求、完井方式等因素，选择射孔方式及射孔参数。 1．射孔方法选择 2．射孔枪、射孔弹类型及射孔方式(电缆、油管输送)的选择
完井工作不是单的作业技术而是一项综合技术和系统工程由于海上完井工作受海上环境特点的影响为了使开发井能适应相应的环境并满足开发方案及采油工艺的要求需与其他相关工程如油藏钻井测井试油集输及海洋工程等互相配合协调以达最佳生产效果和经济效益
完井的原则与完井方式选择
完井的原则与完井方式选择完井的原则是指在石油或天然气开采过程中，为了最大限度地提高产能和生产效率，保证井口安全，并减少环境影响所遵循的一系列原则。
完井方式选择是指根据地质条件、油气藏特征和开采需求等因素，从多种完井方式中选择最合适的一种方式。
1.安全原则：保证井口安全是完井的首要原则。
在完井过程中要注意防止井喷、井漏等危险情况的发生，并做好相应的安全措施。
2.高产原则：提高产能是完井的重要目标。
完井要选择适合的工艺，合理选择钻井液、注水剂、防砂措施等，降低井壁对油气流动的阻力，最大限度地提高产能。
3.经济原则：完井要兼顾经济效益。
在完井方式选择上，要综合地考虑施工成本、生产投资以及油气资源的产出效果，选择经济效益最大化的方式。
4.可持续性原则：完井要考虑资源的可持续利用。
采用环保技术和措施，减少对地下水和土壤的污染，降低对生态环境的破坏，以实现资源的可持续利用。
完井方式选择主要考虑以下几点：1.裂缝压裂完井：适用于石油或天然气井中存在较大的岩性间隙和裂缝，通过高压入裂液将油气藏中的裂缝扩大，增加了储集层的产能。
2.注水完井：适用于油井中储集层含水饱和度较低的情况，通过注水提高储集层的含水饱和度，增加压力传递，促进油气的开采。
3.多点压裂完井：适用于具有多个油气层的井，通过在不同位置进行多点压裂处理，来增加油气开采的效果。
4.多水平整齐完井：适用于在具有多个油气层的井中，通过在不同位置设置多个水平井筒，以增加开采面积和产能。
5.水力压裂完井：适用于储层渗透性较差的情况，通过高压水力作用破碎储层，增加有效渗透面积，提高油气开采效果。
完井方式的选择应根据具体油气井的实际情况来确定，需要考虑地质条件、储层特征、油藏规模和开采需求等因素，以实现最佳的完井效果。
而且在完井过程中，也需要不断根据生产情况进行调整和优化，以提高产能和经济效益。
完井方式的分类及选择
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完井
完井方式文献调研一、常用完井方式（一）、射孔完井方式1、套管射孔完井套管射孔完井是钻至油层直至设计井深，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、水泥环并穿至油层某一深度，建立起油流通道。
2、尾管射孔完井尾管射孔完井是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，再对尾管注水泥固井，然后射孔。
（二）、裸眼完井先期裸眼完井：先下套管，后钻开油层。
后期裸眼完井：先钻开油层，再将套管下至油层顶部。
复合型完井方式：在产层段既有射孔完成，又有裸眼完成的井。
（三）、割缝衬管完井方式:这种方法是将油层套管下到油气层顶部固井，然后钻开油气层。
在油气层部位下入预先加工好的割缝套管或打孔套管，用衬管悬挂器将其悬挂在油层套管上，并将套管和衬管的环空密封起来。
油气流经过割缝衬管的缝或打孔套管的孔进入井筒。
（四）、砾石充填完井方式概念：是指将分选的砾石泵入（或其他方式）筛管与油层之间，以阻止油层砂流入井筒，达到保护井壁、防止砂入井之目的。
1、裸眼砾石充填充井方式在地质条件允许使用裸眼而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井方式。
其工序是钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1.5～2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果。
一般砾石层的厚度不小于50mm。
注意：其方式的施工作业程序：在油层顶界附近固井后－改用小一级的钻头钻穿油层－再更换扩张式钻头将油层扩大，便于充填砾石。
2、套管砾石充填完井方式套管砾石充填的完井工序是：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（30～40孔／m），大孔径（20～25．4mm）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填人砾石，避免砾石和地层砂混合增大渗流阻力。
完井技术介绍 ppt课件
➢先期裸眼完井：钻头钻至油层顶界，下技术套管注水泥固井，而后再 从技术套管中下入直径较小的钻头，钻开油层至设计井深完井。
优点：①固井水泥浆对油层无污染。 ②钻油层段 时，可以换油层专打泥浆，利于保护油层。 缺点：①在下套管固井时不能全部掌握产层的真实 资料，继续钻进时如遇特殊情况容易给钻进带来困 难。②井眼的直径相对小一些，泄油面积小一些。
二、常规完井方法
3、割缝衬管完井 工艺上分为先期固井和后期固井
➢后期固井衬管完井： 用同一尺寸钻头钻穿油层后，套管柱下端连接衬 管下入油层部位，通过管外封隔器和分级箍固井封隔油层顶界以上的环 形空间。
优点：①井眼直径较大，泄油面积更大，也 利于后期的采油作业。 缺点：①固井水泥浆可能会污染油层；②钻 油层时不方便更换油层专打泥浆；③当割缝 衬管损坏后，无法修理或更换。
尾管射孔完井方式
优点：钻油层时，可以更换油层专打泥浆， 更好的保护油层；完井套管减少， 节约钻井成本。
缺点：悬挂尾管的井筒相对较小，不利于 后期的采油作业；悬挂器处的承压 能力小，不利于后期的高压作业。
二、常规完井方法
2、射孔完井
适用地质条件
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件 ，因而要求实施分隔层段的储层。 ②各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施分层测试、 分层采油、分层注水、分层处理的储层。 ③要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层。 ④砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。
二、常规完井方法
3、割缝衬管完井
预先在地面将套管割好缝，然后下入油层井段的一种完井 方式。
优点： ①可防止地层坍塌；②可选择性的防止地层出砂；③井 筒完善程度高，仅次于裸眼完井；④完井成本较低。
两种不同完井方式的比较：裸眼洞穴完井与套管压裂完井
比较裸眼洞穴和套管水力压裂完井技术在新墨西哥州圣胡安盆地的应用摘要自从19世纪50年代圣胡安盆地第一口煤层气井钻井以来，完井技术有了大幅度的提升。
最初的井都使用裸眼完井，然而除了分隔不同煤层外，井壁稳定性是另一个重要问题。
套管完井后又进行了射孔和水力压裂措施。
圣胡安地区大多采用煤层裸眼洞穴完井，但是最近裸眼完井重新在该地区应用起来。
之后将裸眼段和未固井的预射孔套管连通。
在圣胡安盆地由Blackwood&Nichol公司管理的布兰科东北部地区，套管压裂完井技术和裸眼洞穴完井技术都在使用。
这为比较并最终决定采用哪项技提供了难得的机会。
简介圣胡安盆地Fruitland层煤层气储量预计为50万亿立方英尺。
开发这样的大气藏的前提条件是定位富集区的可靠技术和开采煤层的创新技术。
煤储层是非均质的，即使同一区域的气藏地质条件也可能不同。
储层参数如渗透率、压力、含水饱和度、含气量，地质参数如煤阶、厚度和天然裂缝决定了气藏的生产潜力。
完井和采气技术影响气藏的产能和有效采收率。
并列比较不同完井技术效果时，储层和地质参数的影响较完井技术本身要更大。
圣胡安盆地产出油气的历史已有65年之久，主要层位是Fruitland层以深的多个砂岩层。
由于Fruitland浅层超压煤层可能引发井喷，造成在这些地区深部层位钻井有风险。
讽刺的是，现在开发的大多煤层气藏正是以往打井时要避开的超压层。
圣胡安盆地Fruitland层最早的煤层气井于37年前投入开发，即1952年。
自那之后采用了多种多样的完井技术，然而还从未确定过某种技术为“最好的”。
1988年Blackwood&Nichol公司开展了一项关于煤层气井钻井的合作研究，具体层位位于新墨西哥州圣胡安盆地布兰科东北部地区的Fruitland层，本文报告正是基于上述研究作出的。
该研究由能源公司承担，由天然气研究所通过西部白垩纪煤层气藏项目赞助。
目前在布兰科东北部地区，由Blackwood&Nichol公司负责实施套管压裂和裸眼洞穴完井，因此提供了一个难得的机会比较这两项技术。
第十章 完井方式选择
表层套管 技术套管 生产套管
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
封隔油、气、水层，保 证油井的正常生产
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三、完井方式
完井方式： 油层与井筒的连通方式。 完井方式选择要求：
(1)保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小；
(2)应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小； (3)封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰； (4) 防止油层出砂和井壁坍塌，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。
生产套管下过油气界面，用以封隔上部 的气顶，然后下部裸眼完成，必要时可 以再将上部的含油段射开。
复合型完井方式
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先期裸眼完井方式
后期裸眼完井方式
复合型完井方式
裸眼完井的主要优点：
产层完全裸露，产层具有最大渗流面积，流
线平直，符合平面径向渗流规律。这种井称 为水动力完善井，其产能较高。
由于井底没有任何设备，也不需要射孔，跞
取得油层的各项资料。
●当油层被打开时，若泥浆柱的压力小于油层的压力，且井
口又控制不当时，地层中的油气流就会流入井中，造成井喷 等严重事故；若泥浆柱压力大于地层压力时，则泥浆中的水、
粘土颗粒以及其他有害物质，会侵入油层造成损害，使井筒
附近的渗透率降低影响油井产量有时甚至不出油。
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套管射孔完井方式
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1、套管射孔完井 优点：可选择性地射开油层， 避免层间干扰；具备实施分层 注采和选择性压裂或酸化等分 层作业的条件。 缺点：出油面积小、完善程度 较差，对井深和射孔深度要求
严格，固井质量要求高，水泥
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一、完井方式的分类 二、完井方式需要考虑的主要因素 三、完井方法选择依据 四、完井方法选择的原则与思路 五、直（定向）井完井方式选择
（一）砂岩油气藏 （二）碳酸岩油气藏 （三）火成岩、变质岩等油气藏 六、水平井完井方式的选择 七、实例分析
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第3节 完井方式的选择
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1、井眼力学的稳定性
力学稳定性判别方法有两种，一种是忽略中间主应力的 Mohr-Coulumb剪切破坏理论，另一种是考虑中间主应力的 Von.Mises剪切破坏理论。按着这两种剪切破坏理论，计算 井壁岩石的最大剪应力，如果最大剪应力大于井壁的岩石强 度，表明井眼不稳定，可能发生坍塌，不能采用裸眼的完井 方式。反之，则可以采用裸眼完井方式。
下面我们就从：1、生产过程中井眼是否稳定、2、生产过程中地层 是否出砂、3、油田地质特性及油藏工程条件和4、采油工程措施等几个 方面进行讲解。
油田地质的主要研究内容是：构造特征、储层特征、储集空间、流 体分布、流体性质、渗流特性、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油 藏类型、储量计算和地质建模。
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1、井眼力学的稳定性
井眼的稳定性受化学和力学稳定性的综合影响。 1）化学稳定性指油、气层是否含有膨胀性强、 容易坍塌的粘土夹层、石膏层和盐岩层。这些夹层 在开采过程中遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从 而导致油、气层失去支撑而垮塌； 2）井眼的力学稳定性问题，通过研究在生产过 程中井壁岩石所受的剪切应力与岩石抗剪切强度的 关系，选择是否采用支撑井壁的完井方式。
因此弄清油气井出砂机理及正确的判断地层是否 出砂，对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田 开发开采是非常重要的。
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2、生产过程中地层出砂的判断
1）出砂机理及其影响因素分析
地层出砂可分为两种，一种是地层中的游离砂，一种是 地层中的骨架砂。
以前一些防砂的理论主要针对地层中的游离砂，防砂设 计也是为了阻挡地层中的游离砂产出来。
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（一）砂岩油气藏
2、油藏类型——原油的粘度（从粘度来分析）
砂岩油藏从原油粘度来分，可分常规（稀）油藏、稠油油藏。 陆相沉积地层的特点是层系多，渗透率偏低，而且地层能量低。
① 砂岩稀油油藏，宜采用套管射孔完成
这类油藏一方面大多需要注水，补充地层能量开发，而且多套层系 都要进行压裂增产措施；
第一章已阐述完井方式选择必须依据油田地质和 油藏工程的特点。
上一节给出具体各类完井方式及其特点。 本节从另一个角度，从直井（定向井）及水平井 两大类型的完井类型出发，结合油田地质和油藏工 程的特点，就某些问题论述完井方式选择。 下面简要回顾一下完井方式的分类。
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一、完井方式的分类
层间差 异大小
主要指渗透率差异和压力差异。油层与气层渗透率差异和压力差 异的划分标准略有区别。
凡是层间差异不大的多储层，在选择完井方法时，可按一层来处 理；否则，需按多层处理。
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3、油藏工程条件和采油工程技术要求
注水
我国的砂岩油田主要是陆相沉积，其特点是层系多、薄互层多， 低渗透油层占有不小比例，油层压力普遍偏低。
防腐
硫化氢（H2S）或二氧化碳（CO2）含量较高的天然气井，应考 虑使用防腐套管和油管，完井时应下永久封隔器，防止腐蚀性气体进 入油、套管环形空间。
有的油田地层水矿化度很高，如中原油田的地层水高达20～30万 mg/L，塔里木东河塘砂岩地层水矿化度达20～26万mg/L。这些高矿化
度地层水对套管腐蚀严重，完井时必须采用防腐套管，同时应下永久 封隔器，开采时采取相适应的防腐措施保护套管。
▲ 层状油藏，特别是多套层系同井合采时，就应认真考虑 （各层系间压力、产量差异），在此基础上选择合适的完井方 式。
● 若产层之间压力差异不大，则可同并合采；
● 若产层之间压力差异大，高压层的油将向低压层灌，多 套层系合采的产量反而低于单套层系的产量，在这种情况下， 即应按单套层系开采；但有时单套层系的储量丰度又不足以单 独开采，此时只能采用同井双管采油，每根油管柱开采一套层 系，以消除层间干扰，保证两套层系都能正常生产。
一般情况下两种理论判断出的结果是一致的，当发生矛 盾时，建议采用Von. Mises剪切破坏理论来判断井眼的稳定 性。
注意：具体的计算过程，岩石力学里面有详细的论述，这里不展开 讲。
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2、生产过程中地层出砂的判断
油气井出砂会造成井下设备、地面设备和工具的 磨蚀和损害，也会造成井眼的堵塞，降低油气井产 量或者被迫停产。
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五、直（定向）井完井方式选择
直井完井方式是国内外完井基本方式，今后也将会如此。 由于直井完井适应范围广、工艺技术简单、建井周期短、造 价低，所以这井完井得到广泛的应用。
按地层岩性可分为砂岩、碳酸盐岩和其他岩性3大类不同 油气藏类型，由于他们各自的地层特点，决定了其完井方式 的选择有着不同的依据。下面我们就分别对这三种不同类型 的油气藏类型进行阐述：
地层就越可能出砂
5 地层流体粘度
地层流体粘度越大，出砂的可能性也就越大
6 不适当的措施或管理 不适当的增产措施或管理都会造成地层出砂
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2、生产过程中地层出砂的判断
2）生产过程中地层出砂的判别方法 生产过程中地层出砂的判断 就是 判断完井时是否要采用 防砂完井。其判断方法主要有现场观测法、经验法及力学计 算法等。 值得一提的是，西南石油学院03级硕士研究生曾文广同 学，他提出了一种对各种判断方法进行综合加权判别的方法， 进一步保证了出砂判断结果的准确性和可靠度。 参考文献：曾文广，西南石油学院硕士论文，2005.6
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（一）砂岩油气藏
1、具有统一油水界面的块状油藏， 2、多油水系统的层状油藏； 3、储层呈零星分布的岩性油藏。
1、油藏类型——形状（从形状来分析）
砂岩油藏分为层状、块状和岩性油藏。在陆相沉积地层中， 层状油藏所占比例大。
▲ 块状或岩性油藏，原油性质和压力系统等大致一致，因 而完井方式无须作特殊考虑。
按照钻井后井眼是否裸露，可将完井方法分为两 大类：射孔系列完井和裸眼系列完井 .
裸眼系列完井 1、裸眼完井 2、割缝衬管完井 3、带管外封隔器的割缝衬管完井 4、绕丝筛管完井 5、贯眼套管完井 6、裸眼预充填砾石筛管完井 7、裸眼金属纤维筛管完井 8、裸眼井下砾石充填完井
射孔系列完井 1、射孔完井 2、射孔套管内下绕丝筛管完井 3、射孔套管内下预充填砾石筛管完井 4、射孔套管内金属纤维筛管完井 5、射孔套管内井下砾石充填完井
但另一方面，大厚油层裸眼完成难以调整吸气剖面，采用裸眼完 井应慎重考虑。一般来说，多采用套管射孔并在管内砾石充填完井。
若判定油层生产时会出砂，则应选择防砂型完井方法。一般情况 下，厚油层、无气顶、无底水时，可采用裸眼或套管射孔完井防砂。
薄层或薄互层则应采用套管射孔完井防砂。根据出砂程度和砂粒 直径的大小可选择不同的防砂方法。如果地层出砂
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二、完井方式需要考虑的主要因素
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三、完井方法选择依据
完井方法的选择是一项复杂的系统工程，需要综合考虑各方面的因 素。如油、气藏类型、岩性不同，所选的完井方法就不同。即使在同一 油、气藏中，井所处的地理位置不同，所选完井方法也可能有差别。完 井方法选择必须依据油、气田地质和油藏工程特点，同时要考虑到采油 （采气）工程技术要求，要有预见性。
砂岩地层大多需要压裂投产或者注水开发后压裂增产，又因为层 系多需要采取分层压裂。在从油管注压裂液时，由于排量大摩阻高， 因而施工压力高，在选择完井方法时只能选择套管射孔完成。
对于碳酸盐岩，不论是裂缝性还是孔隙性地层，大多需要进行常 规酸化投产，有时还需要进行大型酸化、酸压，因此必须采用套管射 孔完成。
✓ 对粗砂地层，可用割缝衬管完井； ✓ 对中、细砂粒的地层，可用绕丝筛管完井； ✓ 而对细砂和粉砂地层，可用井下砾石充填完井、预充填砾石
筛管完井及金属纤维防砂筛管完井、多孔冶金粉末防砂筛管 完井、多层充填井下滤砂器完井等。
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四、完井方法选择的原则与思路
根据井眼稳定性判据，从大的 方面选择是否采用能支撑井壁 的完井方法
根据地层出砂判据，从大的方面选 择是否采用防砂型的完井方法
根据油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求等几方面的因素， 从流程图初步选择完井方法；选出的完井方法可能有几种
针对初选的几种完井方法，对每一种完井方法的完井产能进行预测
根据每一种完井方法的完井产能预测结果，再进行单井动态分析
根据单井动态分析，结合钻井、完井投入与生产的收益进行经济效益评 价，最终优选出经济效益最佳的完井方法
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3、油藏工程条件和采油工程技术要求
注蒸 气热
防砂
稠油，特别是特稠油和超稠油，因地下粘度高，油几乎不能流动， 用常规方法无法开采，必须热采。当前世界各国主要使用注蒸汽热采。
由于稠油层大多为粘土或原油胶结，油层极易出砂，因而需要考 虑防砂的问题。大厚稠油层，若无气顶、底水、夹层水，可采用裸眼 砾石充填完井。
（3）其他方法
力学计算方法、综合加权系数法等，这些内容同学们可以参考相关 文献。
长条件和采油工程技术要求
气顶、
底水控 制
不论砂岩或碳酸盐岩油气田都存在气顶和底水控制问题，有的油 藏可能同时存在气顶、底水，或者仅有气顶或底水，完井时必须充分 考虑如何发挥气顶和底水的有利作用，同时又要能有效地控制其不利 因素。