钻井与完井工程教材第八章完井工程

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1、第八章完井第一节完井方法完井，顾名思义指的是油气井的完成(WellCompletion)，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不同连通渠道，也就构成了不同的完井方法。所以，本章主要介绍完井方法及其选择、井口装置及完井管柱、完井投产措施。其中最重要的是完井方法及其选择。目前，国内外各油气田所采用的完井方法有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。经过研究

2、与实践，人们认识到只有根据油气藏类型和油气层的特性并考虑开发开采的技术要求去选择最合适的完井方法，才能有效地开发油气田、延长油气井寿命、提高采收率、提高油气田开发的总体经济效益。因此，合理的完井方法应该力求满足以下几点要求：　　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

3、层措施以及便于人工举升和井下作业等条件；　　⑥如为稠油油田，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。一、常规完井方法常规的完井方法是指目前国内外油气田用得最多的完井方法，主要有4种，下面对其作一简要介绍。　　1．射孔完井方法　　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。　　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

4、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。图8-1为直井套管射孔完井示意图。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。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。图8-2为直井尾管射孔完井示意图。图8-1直井套管射孔完井示意图图8-2直井尾管射孔完井示意图31对于水平井，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

5、孔。这种完井方法可将层段分隔开，因而可以进行分层的增产作业，见图8-3。图8-3水平井射孔完井示意图射孔弹使用子弹和聚能射孔弹。目前，多用威力更大的聚能射孔弹。聚能射孔弹的成形药柱爆炸后，产生出高温（2000℃～5000℃）、高压（几千～几万个MPa）的冲击波，使凹槽内的紫铜金属罩受到来自四面八方的向药柱轴心的挤压作用。在高温高压下，金属罩的部分质量变为速度达1000m／s的微粒金属流。这股高速的金属流遇到障碍物时，产生约3万MPa的压力，击穿套管、水泥环及油气层岩石，形成一个孔眼。因此，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

6、通道，另一方面又对油气层造成一定的损害。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。如果采用恰当的射孔工艺和正确的射孔设计，就可以获得较为理想的产能。多年来，人们对射孔工艺、射孔枪弹与仪器、射孔损害机理及评价方法、射孔优化设计以及射孔负压和射孔液等进行了大量的理论、实验和矿场试验研究，使射孔技术取得了迅速的发展。人们已经认识到，射孔是完井工程的一个关键性环节。为此，采用先进的理论和方法，针对储层性质和工程实际情况，优选射孔工艺和优化射孔设计，是搞好射孔完井必不可少的基本条件。(1)射孔工艺一般根据油藏和流体特性、地层损害状况、套

7、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按采用的射孔压差可以分为两种方式。射孔压差指的是射孔液在井底产生的液柱压力与地层压力之差。差值为正则为正压射孔，差值为负则为负压射孔。①常规电缆套管枪正压射孔工艺射孔前用高密度射孔液造成井底压力高于地层压力。在井口敞开的情况下，利用电缆下入套管射孔枪。通过接在电缆上的磁性定位器测出定位套管接箍对比曲线，调整下枪深度，对准层位，在正压差下对油、气层部位射孔。取出射孔枪后，下油管并装好井口，进行替喷、抽汲或气举等诱喷或直接采用人工举升的办法，以便油气井投产。常规套管枪正压射孔具有

8、施工简单，成本低和高孔密、深穿透的优点，但正压会使固相和液相侵入储层而导致较严重的储层损害（参见本书第十章）。为了减少正压对地层的伤害，特别要求使用优质的射孔液。②