完井基本知识介绍

悬挂封隔器封隔管外环形空间。
51/2套管
扶正器
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管外封隔器完井
Liner with external casing packers completion
95/8套管
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
悬挂器
51/2套管 管外封隔器
割缝衬管
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二、完井井口装置
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完井基本知识介绍
王鹏 2014.1
主要内容
➢完井方式 ➢完井井口装置 ➢完井管柱 ➢完井作业施工程序 ➢完井人员应具备的基本素质
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一、完井方式
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完井的定义
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 ，也就构成了不同的完井方法。
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1.1常规完井方式
➢常规完井方式分类
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
割缝衬管完井方式(Slotted Liner)
砾石充填完井方式 (Gravel Packed)
裸眼砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管
套管砾石充填完井
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。
采油树及油管头
采油树是阀门和配件的组成总成，用于油气井的流 体控制，并为生产管柱提供入口。它包括油管头上法兰 以上的所有设备。可以对采油树总成进行多种不同的组 合以满足任何一种特殊用途的需要。采油树按不同的作 用可分为采油（自喷、人工举升）、采气、注水、热采 、压裂、酸化等专用装置。并根据使用压力等级的不同 而形成系列。油管头安装于采油树和套管头之间，其上 法兰平面为计算油补距和井深数据的基准面。
缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁
衬管悬挂器
套管外
封隔器
割缝衬管
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(4) 砾石充填完井方式
Gravel Packing Completions
裸Ope眼nh砾ol石e G充绕ra丝填ve筛l 管Pa的ck优in点g
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
2. 射孔方法
为减小射孔孔道压实程度和减少射孔 液侵入地层，推荐采用负压射孔方法。 （大压差负压炮眼清洗技术）
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高孔密大孔径深穿透射孔弹
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射孔开始
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射孔开始穿套管
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射孔完成
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(2) 裸眼完井方式
Openhole completions
先期裸眼完井
后期裸眼完井
表层套管
油层套管
水泥环
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。
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(3) 割缝衬管完井方式
Slotted Liner Completion
工序1：先钻至产层顶部
工序2：直接钻开产层
表层套管 割缝衬管
油层套管
目优的点： ：用施于工油较水气方泥井便环防，砂易的维完修井(仅方对式工；序1)；
油层
油层
射流泵管柱
动力液（环空） 安全阀 生产油管 套管 混合液（油管） 射流泵总成 阀座总成 封隔器 地层液
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电潜泵管柱
放 气 阀
控制管线
动力电缆 井下安全阀 电缆穿透器 过电缆封隔器 生产油管 卸油阀 单流阀
电潜泵总成
电潜泵 "Y" 管柱
生产油管
控
制
动力电缆
管
线
井下安全阀
放
电缆穿透器
气
阀
过电缆封隔器
A、射孔校深
B、投棒点火
测井电缆
投点火棒射孔
1400m 套管
同位素源
1420m
100m 80m
1500m 1550m
钻杆 测井仪 同位素源接头
射孔封隔器 (尚未坐封）
负压阀 点火头
射 孔 段
钻杆 钻铤 同位素接头 钻杆 震击器 安全接头 射孔封隔器（已坐封）
减震器 油管 负压阀 油管 加厚管
机械点火头
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➢设计生产管柱的基本原则
1 、符合安全要求； 2 、满足正常生产工艺要求； 3 、满足生产测试和增产措施要求； 4 、结构简单，施工容易；
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➢生产管柱类型 自喷管柱 机采管柱 注水管柱
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1、自喷管柱
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直接可取式合采管柱
安全阀控制管线 井下安全阀
插入可取式合采管柱
安全阀控制管线 井下安全阀
套套管管闸闸门 门
为了最大限度的降低油气层的污 染，射孔前彻底清洗套管/钻杆，确 保最后清洗后的返出液在半小时内的 连续浊度值（NTU）≤30μm
5）射孔校深（见图示） 6）投棒点火
人工井底
用用不不同同的清的洗清液洗清洗液清洗
返返出出（液赃）液 钻杆 套管
套管清洗示意图
钻头 井井内内赃赃物物
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现场实施阶段
9-5/8 “套管 "Y" 接头
堵塞器座
电潜泵总成 带孔管 定位密封 生产滑套 防砂管 分层密封 座落接头 NO-GO 7 ”套管 导向器
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至安全阀控制盘 安全 / 放气阀
环空内的天然气（待一定压力后放空）
放气阀
电缆封隔器
电
潜
生产油管
泵
泵
管
套管
柱
工
油气分离器
作
示
电机保护器
意
电机
图
动力电缆
合闸手柄
割缝筛管
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水平井完井方法
➢ 裸眼完井方式 ➢ 射孔完井方式 ➢ 割缝衬管完井方式 ➢ 管外封隔器(ECP)完井方式 ➢ 砾石充填完井方式
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
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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
安全阀控制管线
井下安全阀
生产油管
循环滑套
定位密封总成
防砂顶部封隔器
油
滑套或油嘴
层
生产筛管
分层密封
隔离封隔器
油
油层
层
座落接头
NO-GO
油
导向器
层
油层 人工井底
套管
坐落接头
NO-GO
导向器 底部封隔器
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2、机采管柱
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螺杆泵管柱
井下安全阀
过电缆封隔器
生产油管
抽油杆 套管 扶正器
螺杆泵总成 限位器 尾管
先连接中心管，再连接转换 工具与冲管，最后连接封隔 器总成与盲管。
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下钻、座封顶部封隔器
连接完顶部封隔器总成，连接钻杆，下钻使 定位密封插入沉砂封隔器。
连接地面管线，钻杆内打压， 座封顶部封隔器。
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9、选择合适 的射孔方 式和负压 值
液压点火
钻杆
同位素接头
震击器 安全接头
压力传递管
射孔封隔器
压力传递接头
负压阀
不锈钢传递管
点火头
射孔枪总成
机械点火
钻杆
同位素接头
震击器
安全接头 封隔器 吸震器
释放接头 负压阀 点火头 射孔枪
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TCP射孔+大压差负压炮眼清洗技术
1. 射孔方式
根据孔隙性油田对高孔密射孔的要求， 以及定向井、射孔段长等特点，推荐 选择TCP射孔方式。 从安全环保考虑，使用隔板传爆技术。
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过油管射孔
射孔工艺
▪ 是在下完生产管柱，安装好井口采油树及生产系统 ，坐封好封隔器，在井口采油树上安装防喷管和电缆 密封装置，用电缆从油管内下入射孔枪对油气层进行 射孔。过油管射孔枪串由枪身、引爆点火头、接箍定 位仪和电缆接头组成。
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射孔工艺
油管传输射孔（TCP）
▪ 用油管输送射孔枪到射孔层段 进行射孔。有棒击引爆、油管内 加压延时引爆、环空加压引爆、 电雷管引爆或钢丝作业震击引爆 等引爆方式。
表层套管
2. 3.
流通面目积的大：,主流要动油用阻层于力套疏小管松地层防砂(效果最好)； 一般用优不点锈：钢方裸为法眼水原都砾泥料有石环,保充耐护填腐井流蚀壁动强和面,寿防积命砂大长的, ,两综作种合用完；井
砾石充填层
经济效缺益点高：.施. 工工序复杂, 对裸眼砾石充填无法 分衬层管开悬采挂，器但对管内砾石充填可以。
射孔炮眼
射孔管柱校深及射孔示意图
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7）反涌/洗井
现场实施阶段
干净炮眼 （理想化）
8）刮管洗井
Cement
9）下定位封隔器
10）防砂作业（包括工具/管柱连接、工具密封性能测试、封隔器坐封/验 封、有关管柱运动位置的确定等）。
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下沉砂封隔器
射孔完毕，再次刮管洗井冲砂后即可下入沉砂 封隔器。
一般油井用电缆下入，井斜大的井 可以用钻杆下入。
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下中心管试压
所有的隔离密封、充填转换工具及冲管已经下 入完毕，将整个管串悬挂于盲管顶部，即可在 服务工具内部下入中心管。
下完中心管后，中心管插入充填转 换工具内；在中心管顶部装盲堵， 在下入位置和循环位置对中心管与 冲管环空试压。
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下顶部封隔器总成
冲管试压完毕，即可将中心管、顶部 转换工具及顶部封隔器的总成逐层连 接。
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采油树
油管四 通
套管头
地面安 全阀
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三、完井管柱
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完井管柱
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产 是完井的最后一个环节。井的类型（采油井、采气 井、注水井、注蒸汽井、注气井）不一样，完井管 柱也不一样。即使都为采油井，采油方式不同，完 井管柱也不同。目前的采油方式主要有自喷采油和 人工举升（有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举） 采油。
水泥固井，然后用小钻头钻完水平段
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水平井割缝衬管完井
Horizontal Well Slotted Liner Completion
95/8套管 封隔器
悬挂器
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：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠
生产油管
套管 循环滑套 可取封隔器 座落接头 NO-GO
导向器
生产油管 套管 循环滑套 插入定位密封
固定封隔器 座落接头
NO-GO
导向器
油层
油层
油层 人工井底
油层
人工井底
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直接可取式分采管柱
滑套或油嘴
安全阀控制管线 生产油管
井下安全阀
循环滑套 分层封隔器 （单卡瓦） 套管 油层
插入可取式分采管柱
下入深度：射孔底界以下1.5米。
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下防砂管柱
下定位密封总成。
下筛管，下入时检查筛管的筛缝。 下盲管。 下隔离封隔器总成。
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下防砂管柱
下中层筛管、盲管及隔离封隔器总成。
下上层筛管、盲管。
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下服务工具
所有的筛管、盲管及隔离封隔器已经下入完 毕，将整个管串悬挂于井口，即可下服务工 具。 下底部密封总成。 下冲管。 下砾石充填转换工具。 下冲管。 下中间密封总成。 下冲管。
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直井套管射孔完井示意图
直井尾管射孔完井示意图
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水平井射孔完井示意图
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射孔工艺
一般根据油藏和流体特性、地层损害状况、 套管程序和油田生产条件，选择恰当的射孔工艺。
1)电缆输送套管枪射孔工艺 2)过油管射孔 3)油管输送射孔
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电缆射孔
射孔工艺
▪ 是在下入生产管柱前、用电缆 下入套管射孔枪，利用油气层顶 部套管短节或同位素接头进行校 深定位，电雷管引爆射孔枪。在 井筒液柱压力高于地层压力的条 件下射开油气层。
电缆穿透器
卸油阀 单流阀
电控柜
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3、注水管柱
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直接可取式合注管柱
插入可取式合注管柱
注水管
注水封隔器
导向器
套管
隔离封隔器
套管 注水管 定位密封总成 防砂封隔器
注水层
注水层
注水层
注水层
注水层
生产筛管
人工井底
注水层
底部封隔器
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直接可取式 偏心分注管柱
插入可取式 偏心分注管柱
注水管
套管 分层注水封隔器
注水层
生产筛管
偏心注水工作筒
注水层
套管
注水管
定位密封接头 防砂封隔器
注水层 分层密封 隔离封隔器
注水层
盲堵导向器
注水层
盲堵导向器
人工井底
注水层 底部封隔器
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四、完井作业施工程序
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现场实施阶段
主要作业步骤
1）按设计要求摆放地面设备 2）立钻杆或管柱 3）装防喷器/功能/压力试验 4）刮管洗井（见图示）
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(1)射孔完井方法
➢射孔完井
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。
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(1)射孔完井方法
➢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。