完井基础知识

（1）射孔完井
套管射孔完井：套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻穿油层直至设计井深， 然后下油层套管至油层底部并注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套 管、水泥环并穿透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道。 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。 水平井射孔完井：一般是技术套管下过直井段注水泥固井后，在水平井段 内下入完井尾管、注水泥固井。完井尾管和技术套管宜重合 100m 左右。最 后在水平井段射孔。
4、根据完井方式分类：裸眼井和套管井
合理的完井方法应该满足的要求
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，防止井壁垮塌，确保油井长期生产； ⑤应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层处理措施，便于人工举升和 井下作业等条件； ⑥对于稠油油藏，则稠油开采能达到热采（主要蒸汽吞吐和蒸汽驱）的要求； ⑦油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件 ⑧施工工艺尽可能简便，成本尽可能低。
其它完井方法
（2）预充填砾石绕丝筛管完井 预充填砾石绕丝筛管是在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外 双层绕丝筛管的环形空间而形成的防砂管。将此种筛管下入裸眼井内或射孔套管 内，对准出砂层位进行防砂。该种防砂方法其油井产能略低于井下砾石充填，但 工艺简便、成本低，国内外均经常采用。该种完井方法在直井、定向井、水平井 中都可使用。
其它完井方法
（3）其他防砂筛管完井 (1)金属纤维防砂筛管 (2)多孔冶金粉末防砂筛管 (3)多层充填井下滤砂器 （4）化学固砂完井 化学固砂是以各种材料(水泥浆、酚醛树脂等)为胶结剂，以各种硬质 颗粒(石英砂、核桃壳等)为支撑剂，按一定比例拌合均匀后，挤入套管外 堆集于出砂层位。凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁防止油层 出砂。或者不加支撑剂，直接将胶结剂挤入套管外出砂层位，将疏松砂岩 胶结牢固防止油层出砂。化学固砂虽然是一种防砂方法，但其在使用上有 其局限性，仅适用于单层及薄层，防砂油层一般以5m左右为宜，不宜用在 大厚层或长井段防砂。化学固砂完井主要在直井中使用。
（2）裸眼完井
裸眼完井 Openhole completions
油层套管 表层套管 水泥环
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
优点：施工方便，成本低，流通面积大。 缺点；产层易坍塌，无法分层开采 适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。
（2）裸眼完井
裸眼完井适用的地质条件：
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。
射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部 分地层，建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。射孔是完井工 艺的重要组成部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发生产 成本等都有重大的影响。 射孔完井是国内外使用最为广泛的一种完井方法，在直井、定向井、 水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。在 射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。 射孔过程一方面是为油气流建立若干沟通油气层和井筒的流动通道， 另一方面又对油气层造成一定的损害。
各种类型完井表皮系数
完井方法 表皮系数
裸眼完井
压裂充填 射孔完井
-6到+5
-2到+5 -0.5到+10
砾石充填
预充填防砂
+8到+33
+15到+40
由于钻井、完井及井下作业对地层的污染或改善，近井地层的渗透率将发生 变化，因此产生附加阻力。设想井壁贴一层表皮，流体流过它时所产生的阻力正 好等于因近井地层渗透率变化所产生的附加阻力。
（2）水平井优质筛管完井
优点：施工较方便，成本相对较低，是目前 水平井采用的最普遍的完井方法。 缺点：分层注采和分层酸化压裂措施困难。 适用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。 工序：将优质筛管悬挂在技术套管上，依靠 悬挂封隔器封隔管外环形空间。
95/8套管 封隔器
7套管
扶正器 悬挂器
（3）管外封隔器完井
（1）射孔完井
套管射孔完井示意图
尾管射孔完井示意图
（1）射孔完井
水平井射孔完井示意图
（1）射孔完井
射孔完井适用的地质条件
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。
（3）优质筛管完井
工序1：先钻至产层顶部
油层套管 表层套管 水泥环
工序2：直接钻开产层
优质筛管
衬管悬挂器 目的：用于油气井防砂的完井方式； 优点：施工较方便，易维修(仅对工序1)； 缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁 优质筛管
套管外 封隔器
（3）优质筛管完井
一方面允许一定数量和大小的能被原
油携带至地面的“细砂”通过，另一
的完井方法。
（衔接钻井工程与采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始 到下套管注水泥、固井、射孔、防砂、下生产管柱、排液，直至投产的一 项系统工程。）
开发井分类
1、根据作用分：生产井、注水（注气、注聚）井、水源井 2、根据举升方式分类：自喷井和人工举升井（电潜泵、气举、射流泵等）
3、根据井斜分类：直井、常规定向井、大斜度定向井、水平井
其它完井方法
（5）压裂砾石充填防砂完井 在砾石充填工艺上的突破主要是将砾石充填与水力压裂结合起来， 称为压裂砾石充填技术，包括清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压 裂充填等三种。其原理就是在射孔井上砾石充填之前，利用水力压裂在地 层中造出短裂缝，然后在裂缝中填满砾石，最后再在筛管与套管环空充填 砾石。同样，压裂砾石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井 中应慎重，因为搞不好易发生砂卡，从而使砾石充填失败，达不到有效防 砂的目的。 （6）欠平衡打开产层的完井 欠平衡打开产层时，井下钻井液产生的液柱压力小于地层压力，其 主要优点是可以避免钻井液对地层产生损害。但由于欠平衡打开产层适应 的地质条件有限（主要有裂缝性碳酸盐岩地层、裂缝性变质岩地层、火山 喷发岩地层、低渗致密砂岩等），所以目前能采用的完井方法主要有裸眼 完井、割缝衬管完井、割缝衬管完井、贯眼套管完井等。
常规完井方式
射孔完井方式（perforating） 套管射孔完井 尾管射孔完井
裸眼完井方式 (Open-hole)
先期裸眼完井 后期裸眼完井
优质筛管完井方式(Slotted Liner) 砾石充填完井方式 (Gravel Packed) 裸眼砾石充填完井 套管砾石充填完井
预充填砾石饶丝筛管
（1）射孔完井
割缝筛管
（2）砾石充填完井
砾石充填完井适用的地质条件
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。
表层套管
砾石充填层
油层套管 2. 流通面积大,流动阻力小 目的：主要用于疏松地层防砂(效果最好)； 3. 一般用不锈钢为原料 ,耐腐蚀强,寿命长, 优点：裸眼砾石充填流动面积大 ,综合 两种完井 水泥环 方法都有保护井壁和防砂的作用； 经济效益高.. 缺点：施工工序复杂, 对裸眼砾石充填无法 分层开采，但对管内砾石充填可以。 衬管悬挂器
高速水充填：S=10
裸眼筛管井的产量是高速水充填的1.41倍
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目录
（一）完井定义及完井方式
（二）完井液介绍 （三）射孔工艺技术 （四）防砂工艺技术 （五）生产管柱 （六）井口装置 （七）完井作业程序
完井液的功能
平衡地层压力、保证作业安全。 具有优良的储层保护能力、减少对储层的损害。 维持井眼和套管平衡地层压力的稳定。 携带、悬浮固相颗粒，维护井下清洁。
油井产能与表皮系数的关系
250% 225% 200%
175%
裸眼完井、压裂充填等完井方式
产能
150%
125%
100% 75% 50% 25% 0%
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
高速水充填等完井方式
表皮系数
完井方式产能的影响
Q 24141 .2 BO
特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可 以按层段进行作业和注采控制
95/8套管
7套管 悬挂器 管外封隔器 优质筛管
其它完井方法
（1）贯眼套管（尾管）完井 贯眼套管（尾管）完井也称地面预钻孔套管（尾管）完井，这是在地面按一 定的布孔参数预先在套管（尾管）上钻孔，然后象割缝衬管一样完井。一般的布 孔参数为：孔密2024孔/m，孔眼直径10mm，相位角6090度，交错布孔。 贯眼套管（尾管）的加工成本要比割缝衬管低得多，适用于不出砂的碳酸盐 岩地层及其它裂缝性油藏。贯眼套管（尾管）完井在直井、定向井、水平井中都 可使用。
预可行性研究 可行性研究
ODP研究和编制
海上油气田开发阶段
海上油气田开发各主要设计阶段的要点： 1、预可研（机会研究）阶段——机会分析 2、可行性研究阶段——方案比选 3、总体开发方案研究——方案细化 4、基本设计阶段——优化方案 5、详细（单井，施工）设计——能力校核
6、实施阶段——作业实施
7、废弃阶段——油田归零
完井基础知识
目录
（一）完井定义及完井方式
（二）完井液介绍 （三）射孔工艺技术 （四）防砂工艺技术 （五）生产管柱 （六）井口装置 （七）完井作业程序
海上油气田开发流程
钻采设计
勘探阶段 前期研究阶段 油田开发 阶段 生产阶段 废弃
储量报告
探井设计
可研审查
ODP审查
投产准备
基本设计和单井钻完井设计
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方面能把较大颗粒的砂于阻挡在筛管 外面。这样，大砂粒就在衬管外形成
“砂桥”或“砂拱”。砂桥中没有小
砂粒，因为生产时此处流速很高，把 小砂粒都带人井内了。砂桥的这种自
然分选，使它具有良好的通过能力，
同时起到保护井壁的作用。
（3）优质筛管完井
优质筛管完井适用的地质条件：
①无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。
公式说明： Q=产量（bph）
khp re ln r w
0.7 5 S
完井方式对产能的影响
假定ln(re/rw)=8，其它条件相同的情况下 裸眼筛管井：S=5；
K=地层渗透率（md）
⊿P=生产压差（psi） μ=地层流体粘度（cp） S=表皮系数 h=油层厚度（ft） BO=原油体积可压缩系数
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完井工程的概念

完井(Well Completion)，油气井的完成方式，即根据油气层的地质特性
和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通
渠道或连通方式。

一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层与油气井井筒之间的 合理连通渠道，也就是完井。

在井底建立的油气层与油气井井筒之间的连通渠道不同，也就构成了不同
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。
（2）砾石充填完井
裸眼砾石充填 绕丝筛管的优点 Openhole Gravel Packing 管内砾石充填 Inside-Casing Gravel Packing
1. 缝隙宽度最小可达0.12mm, 适应范围大
水平井完井方法
裸眼完井方式 射孔完井方式 优质筛管完井方式 管外封隔器(ECP)完井方式
砾石充填完井方式
（1）水平井裸眼完井
Openhole completion
封隔器
优点：施工方便，成本低，流通面积大。 缺点；产层易坍塌，无法避免层间互窜。 适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。 工序：技术套管下至预计的水平段顶部，注 水泥固井，然后用小钻头钻完水平段