1、渤海地区渤海地区完井基本知识介绍完井基本知识介绍22 2主要内容主要内容完井方式完井方式完井方式的选择完井方式的选择完井井口装置完井井口装置完井管柱完井管柱完井作业施工程序完井作业施工程序完井人员应具备的基本素质完井人员应具备的基本素质33 3一、完井方式一、完井方式4完井的定义完井的定义完井完井(Well Completion)Well Completion)，油气井的完成方式，即根据，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立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方
2、式。式。一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层一口井钻成之后，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。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。同，也就构成了不同的完井方法。5合理的完井方法应该满足的要求油、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；最小；油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，
3、油、气入井的阻力最小；力最小；应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜,，防止层间的相，防止层间的相互干扰；互干扰；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；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；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；于人工举升和井下作业等条件；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）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；的要求；油田开发后期具备侧钻定向
4、井及水平井的条件油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件施工工艺尽可能简便，成本尽可能低。施工工艺尽可能简便，成本尽可能低。61.1常规完井方式射孔完井方式（射孔完井方式（perforatingperforating）套管射孔完井套管射孔完井 尾管射孔完井尾管射孔完井裸眼完井方式裸眼完井方式(Open-hole)Open-hole)先期裸眼完井先期裸眼完井 后期裸眼完井后期裸眼完井割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式(Slotted Liner)Slotted Liner)砾石充填完井方式砾石充填完井方式(Gravel Packed)Gravel Packed)裸眼砾石充填完井裸眼砾石充填完井 套
5、管砾石充填完井套管砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管预充填砾石饶丝筛管常规完井方式分类常规完井方式分类7(1)射孔完井方法射孔完井射孔完井射孔是利用射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的油气井的套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间套管、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。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，射孔完井是国内外
6、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。射孔完井包在直井、定向井、水平井中都可采用。射孔完井包括括套管射孔完井套管射孔完井和和尾管射孔完井尾管射孔完井。在射孔完井的油。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。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井筒的流动通道，另一方面又对油气层造成一定的损害。损害。8(1)射孔完井方法射孔完井射孔完井套管射孔完井套管射孔完井：套管射孔完井是用：套管射孔完井是用同一尺寸的钻头同一尺寸的
7、钻头钻穿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。透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道。尾尾管管射射孔孔完完井井：在在钻钻头头钻钻至至油油层层顶顶界界后后，下下技技术术套套管管注注水水泥泥固固井井，然然后后用用小小一一级级的的钻钻头头钻钻穿穿油油层层至至设设计计井井深深，用用钻钻具具将将尾尾管管送送下下并并悬悬挂挂在在技技术术套套管管上上。尾尾管管和和技技术术套套管管的的重重合合段段一一般般不
8、不小小于于5050m m。再再对对尾尾管管注注水水泥泥固固井井，然然后射孔。后射孔。水水平平井井射射孔孔完完井井：一一般般是是技技术术套套管管下下过过直直井井段段注注水水泥泥固固井井后后，在在水水平平井井段段内内下下入入完完井井尾尾管管、注注水水泥泥固固井井。完完井井尾管和技术套管宜重合尾管和技术套管宜重合100100m m左右。最后在水平井段射孔。左右。最后在水平井段射孔。9直井套管射孔完井示意图直井套管射孔完井示意图 直井尾管射孔完井示意图直井尾管射孔完井示意图 10水平井射孔完井示意图水平井射孔完井示意图 11射孔完井适用的地质条件 有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等有气顶、或有
9、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复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实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、分层处理的施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层。储层。要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层。要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层。砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。12射孔关键技术 射射孔孔是是完完井井工工程程的的一一个个关关键键性性环环节节。为为此此，采采用用先先进进的的理理论论和和方方法法，针针对对储储层层性性质质和和工工程程实
10、实际际情情况况，优优选选射射孔孔工工艺艺和和优优化化射射孔孔设设计计，是是搞搞好好射孔完井必不可少的基本条件。射孔完井必不可少的基本条件。13射孔工艺 一一般般根根据据油油藏藏和和流流体体特特性性、地地层层损损害害状状况况、套套管管程程序序和和油油田田生生产产条条件件，选选择择恰恰当当的的射射孔孔工工艺。艺。1)1)电缆输送套管枪射孔工艺电缆输送套管枪射孔工艺 2)2)油管输送射孔油管输送射孔 3)3)油管输送射孔联作工艺油管输送射孔联作工艺 4)4)过油管射孔过油管射孔141)电缆射孔工艺电缆射孔工艺 电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套管
11、射孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，电管射孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，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生产油气层生产油气层。1)1)优点。优点。射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。射孔定位快速、准确。射孔定位快速、准确。电雷管引爆可靠性强。电雷管引爆可靠性强。作业简便快捷，能连续进行多层射孔。作业简便快捷，能连续进行多层射孔。2)
12、2)缺点。缺点。正压射孔，对地层造成污染损害，影响产能。正压射孔，对地层造成污染损害，影响产能。在地层压力掌握不准时，射孔后易发生井喷，为防井喷必须安装防喷器和在地层压力掌握不准时，射孔后易发生井喷，为防井喷必须安装防喷器和防喷管。防喷管。受电缆输送能力和防喷管长度的限制，每次下枪长度只能在受电缆输送能力和防喷管长度的限制，每次下枪长度只能在10m 10m 左右，厚左右，厚度大，油气层的射孔作业时间长，在大斜度井、水平井和高密度泥浆中的应度大，油气层的射孔作业时间长，在大斜度井、水平井和高密度泥浆中的应用也受限制。用也受限制。容易受电火花、强烈震击等外界因素的干扰而发生爆炸。容易受电火花、强烈
13、震击等外界因素的干扰而发生爆炸。152)油管输送射孔油管输送射孔 这种无电缆油管输送射孔工艺是利用油管将射这种无电缆油管输送射孔工艺是利用油管将射孔枪下到油层部位射孔，是孔枪下到油层部位射孔，是目前国内外目前国内外使用最多的一使用最多的一种射孔工艺。油管下部联有压差式封隔器、带孔短节种射孔工艺。油管下部联有压差式封隔器、带孔短节和引爆系统，油管内只有部分液柱造成射孔负压。通和引爆系统，油管内只有部分液柱造成射孔负压。通过地面投棒引爆、压力或压差式引爆或电缆湿式接头过地面投棒引爆、压力或压差式引爆或电缆湿式接头引爆等各种方式使射孔弹爆炸而一次全部射完油气层。引爆等各种方式使射孔弹爆炸而一次全部射
14、完油气层。按按采采用用的的射射孔孔压压差差可可以以分分为为两两种种方方式式。射射孔孔压压差差指指的的是是射射孔孔液液在在井井底底产产生生的的液液柱柱压压力力与与地地层层压压力力之之差差。差差值值为为正正则则为为正正压压射射孔孔，差差值值为为负负则则为为负负压压射射孔。孔。正压正压射孔工艺射孔工艺 负压负压射孔工艺射孔工艺16油管传输射孔的优点是：油管传输射孔的优点是：射孔枪直接连在油管下端，所用射孔枪具有较大直径，使枪与套管间射孔枪直接连在油管下端，所用射孔枪具有较大直径，使枪与套管间隙较小，故穿透深度大，且可实现高孔密、多相位。隙较小，故穿透深度大，且可实现高孔密、多相位。预先装好采油树和放
15、喷管线后才射孔，对高压油气层以及预先装好采油树和放喷管线后才射孔，对高压油气层以及H2SH2S量高的井，量高的井，射孔安全系数大。射孔安全系数大。采用投棒撞击或液压操作引爆，不用电缆，因此不会造成卡电缆事故，采用投棒撞击或液压操作引爆，不用电缆，因此不会造成卡电缆事故，可使用较大负压值射孔。可使用较大负压值射孔。由于采用油管传输，特别适用于大斜度井、水平井、稠油井以及其它由于采用油管传输，特别适用于大斜度井、水平井、稠油井以及其它电缆难以下入的井。电缆难以下入的井。由于不需电缆及防喷管，故射孔枪串不受长度限制，因此射孔厚度也由于不需电缆及防喷管，故射孔枪串不受长度限制，因此射孔厚度也不受限制。
16、不受限制。射孔枪管串上可装配钻杆地层测试器，一次下井完成射孔和地层测试。射孔枪管串上可装配钻杆地层测试器，一次下井完成射孔和地层测试。采用一次管柱可实现射孔和投产，避免了动管柱作业对油气层的再次采用一次管柱可实现射孔和投产，避免了动管柱作业对油气层的再次伤害和作业费用，它特别适用于深井和气井。伤害和作业费用，它特别适用于深井和气井。缺点：缺点：（a a）施工中不能及时检查射孔率；（）施工中不能及时检查射孔率；（b b）射孔器材在井下停留的）射孔器材在井下停留的时间较长，使其性能降低，影响了穿透能力，用高温炸药又增高了成本；时间较长，使其性能降低，影响了穿透能力，用高温炸药又增高了成本；（c c
17、若点火不引爆时，需重新施工，浪费较长的时间。）若点火不引爆时，需重新施工，浪费较长的时间。173)油管输送射孔联作工艺油管输送射孔联作工艺 油管输送射孔和地层测试联作油管输送射孔和地层测试联作 将将油油管管输输送送装装置置的的射射孔孔枪枪、点点火火头头、激激发发器器等等部部件件接接到到单单封封隔隔器器测测试试管管柱柱的的底底部部。管管柱柱下下到到待待射射孔孔和和测测试试井井段段后后，进进行行射射孔孔校校深深、座座好好封封隔隔器器并并打打开开测测试试阀阀，引引爆爆射射孔孔后后转转入入正正常常测测试程序。这种工艺特别适合于自喷井。试程序。这种工艺特别适合于自喷井。油管输送射孔与压裂、酸化联作油管
18、输送射孔与压裂、酸化联作 完完井井时时下下一一次次管管柱柱，能能完完成成射射孔孔、测测试试、酸酸化化、压压裂、试井等工序。裂、试井等工序。非自喷井油管输送射孔与测试联作非自喷井油管输送射孔与测试联作 工工作作管管柱柱由由射射孔孔枪枪、封封隔隔器器、负负压压阀阀、自自动动压压力力计计工作筒、固定阀以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵组成。工作筒、固定阀以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵组成。184)过油管射孔过油管射孔 过油管射孔是在下完生产管柱，安装好井口采油树过油管射孔是在下完生产管柱，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及生产系统，坐封好封隔器，在井口采油树上安
19、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。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。优点：优点：1)1)能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小。能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小。2)2)射孔作业安全，适用于高压油气井。射孔作业安全，适用于高压油气井。3)3)射孔后能马上进行生产。射孔后能马上进行生产。缺点：缺点：1)1)射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿透深度浅，对射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿透深度浅，对油气井的产量有一定影响。油气井的产量有一定影响。2)2)射孔枪和套管之间间隙大，影响射孔穿透深度和孔径。射孔枪和套管之间间隙大，影响射孔
20、穿透深度和孔径。3)3)每次下枪的长度受防喷管长度限制。每次下枪的长度受防喷管长度限制。4)4)枪变形后难于回收。枪变形后难于回收。19射孔参数优选射孔参数优选 要获得理想的射孔效果，必须对射孔参数进要获得理想的射孔效果，必须对射孔参数进行优化设计。进行正确而有效的射孔参数优选，取决于行优化设计。进行正确而有效的射孔参数优选，取决于以下几个方面：以下几个方面：一是对于各种储层和地下流体情况下射孔井一是对于各种储层和地下流体情况下射孔井产能规律的量化认识程度；产能规律的量化认识程度；二是射孔参数、损害参数和储层及流体参数二是射孔参数、损害参数和储层及流体参数获取的准确程度；获取的准确程度；三是可
21、供选择的枪弹品种、类型的系列化程度。三是可供选择的枪弹品种、类型的系列化程度。射孔参数优选是指现有条件下针对特定储层的使井产能射孔参数优选是指现有条件下针对特定储层的使井产能达到最高的射孔参数优配组合，也涉及到实现这些参数达到最高的射孔参数优配组合，也涉及到实现这些参数的工艺要求。产能比是目标函数。的工艺要求。产能比是目标函数。20射孔参数优化设计方法射孔参数优化设计方法建建立立各各种种储储层层和和产产层层流流体体条条件件下下射射孔孔完完井井产产能能关关系系数数学学模型，获得各种条件下射孔产能比定量关系；模型，获得各种条件下射孔产能比定量关系；收收集集本本地地区区、邻邻井井和和设设计计井井有有
22、关关资资料料和和数数据据，用用以以修修正正模型和优化设计；模型和优化设计；调查射孔枪、弹型号和性能测试数据；调查射孔枪、弹型号和性能测试数据；校正各种弹的井下穿深和孔径；校正各种弹的井下穿深和孔径；计算各种弹的压实损害参数；计算各种弹的压实损害参数；计算设计井的钻井损害参数；计算设计井的钻井损害参数；计计算算和和比比较较各各种种可可能能参参数数配配合合下下的的产产率率比比和和套套管管抗抗挤挤毁毁能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合。能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合。预测选择方案下的产量、表皮系数。预测选择方案下的产量、表皮系数。21确定射孔参数确定射孔参数确定射孔参数确定射孔参数 （射
23、孔完井）（射孔完井）（射孔完井）（射孔完井）1）枪直径：枪直径：7 7”套管套管-5-5”射孔枪射孔枪 9-5/89-5/8”套管套管-7-7”射孔枪射孔枪 2 2）炮弹药量（克）炮弹药量（克）:不同的厂家，虽然同样的药量，但由于聚能罩的不同的厂家，虽然同样的药量，但由于聚能罩的形状和材料不同，穿深和孔径都不一样。因此，定货时，不必指定形状和材料不同，穿深和孔径都不一样。因此，定货时，不必指定药量，只提孔径和孔深要求；药量，只提孔径和孔深要求；3 3）孔密：防砂井一般取）孔密：防砂井一般取3939孔孔/m/m（1212孔孔/ft/ft），原则上孔越密越好，但），原则上孔越密越好，但要考虑套管的
24、强度和经济性；要考虑套管的强度和经济性；4 4）孔径（）孔径（mmmm）：对防砂井，孔径越大越好。但同样药量的炮弹，孔）：对防砂井，孔径越大越好。但同样药量的炮弹，孔径大了，穿深必然浅。因此，要根据孔密、穿深和经济性要求综合径大了，穿深必然浅。因此，要根据孔密、穿深和经济性要求综合评价选取。评价选取。射孔参数射孔参数225 5 5 5）穿深（穿深（穿深（穿深（mmmmmmmm）:要保证穿透污染带之后，还有一定的穿深。要保证穿透污染带之后，还有一定的穿深。套管内径套管内径枪外径枪外径水泥环外径水泥环外径应以油层部位应以油层部位的最大扩眼直的最大扩眼直径为准径为准水泥环水泥环套管套管射孔枪射孔枪可
25、能的污染带可能的污染带资料设计穿深资料设计穿深 L1实际打靶穿深实际打靶穿深 L2水泥环厚度水泥环厚度套管壁厚套管壁厚射孔参数射孔参数23水水 泥泥 靶靶 外壳，外壳，2 22.5mm 2.5mm 低碳钢低碳钢混凝土混凝土:2:1:0.52:1:0.5(质量比质量比)干砂干砂:水泥水泥:水水套管(L80)100mm100mm100mm100mm注注:1)1)养护养护 2828天天 2)2)抗压强度抗压强度3500psi3500psi 3)3)标准强度标准强度5000psi5000psi 4)4)5%per 5%per 1000psi1000psi射孔参数射孔参数24待射孔地层待射孔地层抗压强度
26、抗压强度（psi）贝岩贝岩靶孔靶孔隙度隙度贝岩靶的实际贝岩靶的实际打靶穿深打靶穿深（in）待射孔地层的待射孔地层的实际穿深实际穿深（in）导向线导向线诺诺 模模 图图256）相位选择）相位选择 若射孔相位选择不合适，将会对套管的强度和产量产生影响。若射孔相位选择不合适，将会对套管的强度和产量产生影响。0 0606072723030140/160140/1604545909018018051.451.46060263 3 3 36 6 6 6181818180.70.70.70.70.80.80.80.80.90.90.90.91.01.01.01.01.11.11.11.11.21.21.21
27、21 1 1 12 2 2 24 4 4 46 6 6 68 8 8 812121212射孔穿深射孔穿深射孔穿深射孔穿深孔密孔密孔密孔密产能比产能比产能比产能比螺旋排列螺旋排列9090 phasedphased180180 phasedphased0 0 phasedphased1 1 spfspf2 2 spfspf4 4 spfspf6 6 spfspf8 8 spfspf12 12 spfspf0.70.71.01.01.21.29 90.80.81.31.31.11.10.90.9无压实带无污染6“井眼12121515穿深和孔密与产能的关系穿深和孔密与产能的关系穿深和孔密与产能的关系
28、穿深和孔密与产能的关系27 9、选择合适 的射孔方 式和负压 值 7)7)7)7)选择合选择合选择合选择合适的射孔适的射孔适的射孔适的射孔管柱和负管柱和负管柱和负管柱和负压值压值压值压值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钻杆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同位素接头液液 压压 点点 火火机机 械械 点点 火火281.1.射孔方式射孔方式根据孔隙性油田对高孔密射孔的要求，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，推荐以及定向井、射孔段长等特点，推荐选择选择TCPTCP射孔方式。射孔方式。从安全环保
29、考虑，使用从安全环保考虑，使用隔板传爆技术隔板传爆技术。2.2.射孔方法射孔方法为减小射孔孔道压实程度和减少射孔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。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）（大压差负压炮眼清洗技术）TCP射孔射孔+大压差负压炮眼清洗技术大压差负压炮眼清洗技术29孔密：孔密：12SPF12SPF（39SPM39SPM）相位：相位：4545/135/135，螺旋式，螺旋式孔径：孔径：20.95mm 20.95mm（APIAPI水泥靶）水泥靶）穿深：穿深：426mm426mm（APIAPI水泥靶）水泥靶）药性：药性：RDXRDX（10
30、7107，200h200h）射孔枪尺寸：射孔枪尺寸：7 7”3.3.射孔参数选择射孔参数选择TCP射孔射孔+大压差负压炮眼清洗技术大压差负压炮眼清洗技术30高孔密大孔径深穿透射孔弹高孔密大孔径深穿透射孔弹31射孔负压设计射孔负压设计 完完井井设设计计要要求求在在既既安安全全又又经经济济的的条条件件下下保保证证完完井井段段压压力力损损失失最最小小、产产量量最最高高。负负压压射射孔孔能能改改善善井井的的生生产产能能力力，目前已在世界范围内获得广泛应用。目前已在世界范围内获得广泛应用。负压射孔负压射孔（Underbalanced PerforatingUnderbalanced Perforatin
31、g）就是指射就是指射孔时射孔液在井筒中造成的井底压力低于油藏压力。孔时射孔液在井筒中造成的井底压力低于油藏压力。负压值是负压设计的关键。所设计的负压值一方面负压值是负压设计的关键。所设计的负压值一方面要保证孔眼清洁、冲刷出孔眼周围的破碎压实带中的细小颗要保证孔眼清洁、冲刷出孔眼周围的破碎压实带中的细小颗粒，满足这一要求的负压称为最小负压；另一方面，负压值粒，满足这一要求的负压称为最小负压；另一方面，负压值又不能超过某个值以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁、或又不能超过某个值以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁、或封隔器失效和其它方面的问题，对应的这一临界值称为最大封隔器失效和其它方面的问题，对应的这
32、一临界值称为最大负压。合理射孔负压值的选择应当是既高于最小负压又不超负压。合理射孔负压值的选择应当是既高于最小负压又不超过最大负压。过最大负压。32美国美国ConocoConoco公司公司射孔负压设计射孔负压设计计算方法计算方法 若产层有出砂史或含水饱和度高，则：若产层有出砂史或含水饱和度高，则：PrecPrec0.8Pmin0.8Pmin0.2Pmax0.2Pmax 若产层无出砂史，则：若产层无出砂史，则：PrecPrec0.2Pmin0.2Pmin0.8Pmax 0.8Pmax 式中，式中，PrecPrec合理负压，合理负压，MpaMpa。PmaxPmax最大负压，最大负压，MPaMPa；
33、PminPmin最小负压，最小负压，MPaMPa；33(2)(2)裸眼完井方式裸眼完井方式先期裸眼完井油层套管水泥环表层套管后期裸眼完井优点：施工方便，成本低，流通面积大。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。适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。Openhole completions34裸眼完井适用的地质条件裸眼完井适用的地质条件 岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。储层。无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。无气顶、无底水、无含水
34、夹层及易塌夹层的储层。单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。(2)(2)裸眼完井方式裸眼完井方式35 (3)(3)割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式Slotted Liner CompletionSlotted Liner Completion 工序工序1 1：先钻至产层顶部：先钻至产层顶部油层套管水泥环表层套管割缝衬管衬管悬挂器工序工序2 2：直接钻开产层：直接钻开产层套管外封隔器割缝衬管目的：用于油气井防砂的完井方式；目的：用于油气井防砂的完井方式；优点：施工较方便，易维
35、修优点：施工较方便，易维修(仅对工序仅对工序1)1)；缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁缺点：无法分层开采。可防砂和保护井壁36(3)(3)割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式割缝衬管技术要求割缝衬管技术要求缝眼形状缝眼形状 (梯形梯形,12,12度度)缝宽缝宽 (不大于砂粒直径的不大于砂粒直径的2 2倍倍)min=0.5mm)min=0.5mm排列方式排列方式 (水平交错割缝水平交错割缝)缝长缝长 (水平水平:50-300mm :50-300mm 垂直垂直:20-:20-50mm)50mm)缝数缝数 (缝眼面积略为总表面积的缝眼面积略为总表面积的2%)2%)37割缝衬管的功能割缝衬管的功能一方
36、面允许一定数量和大一方面允许一定数量和大小的能被原油携带至地面小的能被原油携带至地面的的“细砂细砂”通过，另一方通过，另一方面能把较大颗粒的砂于阻面能把较大颗粒的砂于阻挡在衬管外面。这样，大挡在衬管外面。这样，大砂粒就在衬管外形成砂粒就在衬管外形成“砂砂桥桥”或或“砂拱砂拱”。砂桥中。砂桥中没有小砂粒，因为生产时没有小砂粒，因为生产时此处流速很高，把小砂粒此处流速很高，把小砂粒都带人井内了。砂桥的这都带人井内了。砂桥的这种自然分选，使它具有良种自然分选，使它具有良好的通过能力，同时起到好的通过能力，同时起到保护井壁的作用。保护井壁的作用。(3)(3)割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式38割缝衬管
37、完井适用的地质条件割缝衬管完井适用的地质条件 无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。(3)(3)割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式39(4)(4)砾石充填完井方式砾石充填完井方式Gravel Packing Completions裸眼砾石充填裸眼砾石充填OpenholeOpenhole Gravel Packing Gravel
38、Packing油层套管水泥环表层套管衬管悬挂器割缝筛管砾石充填层管内砾石充填管内砾石充填Inside-Casing Gravel PackingInside-Casing Gravel Packing目的：主要用于疏松地层防砂目的：主要用于疏松地层防砂(效果最好效果最好)；优点：裸眼砾石充填流动面积大优点：裸眼砾石充填流动面积大,两种完井两种完井 方法都有保护井壁和防砂的作用；方法都有保护井壁和防砂的作用；缺点：施工工序复杂缺点：施工工序复杂,对裸眼砾石充填无法对裸眼砾石充填无法 分层开采，但对管内砾石充填可以。分层开采，但对管内砾石充填可以。绕丝筛管的优点1.缝隙宽度最小可达0.12mm,适
39、应范围大2.流通面积大,流动阻力小3.一般用不锈钢为原料,耐腐蚀强,寿命长,综合 经济效益高.40砾石充填完井适用的地质条件砾石充填完井适用的地质条件 裸眼砾裸眼砾石石 充充填完井填完井无气顶、无底水、无含水夹层的储层。单一厚储层，或压力、物性基本一致的多储层。不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。套管砾套管砾石石 充充填完井填完井 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。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。岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。(4)(4)砾石充填完井方式砾石充填完井方式
40、41裸眼完井方式裸眼完井方式射孔完井方式射孔完井方式割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式管外封隔器管外封隔器(ECP)(ECP)完井方式完井方式砾石充填完井方式砾石充填完井方式裸眼砾石充填完井裸眼砾石充填完井 套管砾石充填完井套管砾石充填完井 预充填砾石饶丝筛管预充填砾石饶丝筛管水平井完井方法水平井完井方法42水平井裸眼完井水平井裸眼完井Openhole completion 封隔器优点：施工方便，成本低，流通面积大。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。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。适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密
41、工序：技术套管下至预计的水平段顶部，注工序：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水泥固井，然后用小钻头钻完水平段43水平井割缝衬管完井水平井割缝衬管完井Horizontal Well Slotted Liner Completion封隔器悬挂器扶正器95/8套管51/2套管优点：施工较方便，成本相对较低，是目前优点：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。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。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。适用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。
42、工序：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠工序：将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠 悬挂封隔器封隔管外环形空间。悬挂封隔器封隔管外环形空间。44 管外封隔器完井管外封隔器完井悬挂器管外封隔器95/8套管51/2套管割缝衬管特点：依靠管外封隔器实施层段的分隔，可特点：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以按层段进行作业和注采控制 Liner with external casing packers completion45 1.2 1.2 其它完井方法其它完井方法 1.1.贯眼套管（尾管）完井贯眼套管（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，这贯眼套管（
43、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：孔密一样完井。一般的布孔参数为：孔密2020 2424孔孔/m/m，孔眼直径孔眼直径10mm10mm，相位角相位角6060 9090度，交错布孔。度，交错布孔。贯贯眼眼套套管管（尾尾管管）的的加加工工成成本本要要比比割割缝缝衬衬管管低低得得多多，适适用用于于不不出出砂砂的的碳碳酸酸盐盐岩岩地地层层及及其其它它裂裂缝缝性性油油藏藏。贯贯眼眼套套管管（尾尾管管）完完井井在在直直井井、定定向向井井、水平
44、井中都可使用。水平井中都可使用。2.2.预充填砾石绕丝筛管完井预充填砾石绕丝筛管完井 预预充充填填砾砾石石绕绕丝丝筛筛管管是是在在地地面面预预先先将将符符合合油油层层特特性性要要求求的的砾砾石石填填入入具具有有内内外外双双层层绕绕丝丝筛筛管管的的环环形形空空间间而而形形成成的的防防砂砂管管。将将此此种种筛筛管管下下入入裸裸眼眼井井内内或或射射孔孔套套管管内内，对对准准出出砂砂层层位位进进行行防防砂砂。该该种种防防砂砂方方法法其其油油井井产产能能略略低低于于井井下下砾砾石石充充填填，但但工工艺艺简简便便、成成本本低低，国国内内外外均均经经常常采采用用。该该种种完井方法在直井、定向井、水平井中都可
45、使用。完井方法在直井、定向井、水平井中都可使用。46 1.2 1.2 其它完井方法其它完井方法 3.3.其他防砂筛管完井其他防砂筛管完井 (1)(1)金属纤维防砂筛管金属纤维防砂筛管 (2)(2)多孔冶金粉末防砂筛管多孔冶金粉末防砂筛管 (3)(3)多层充填井下滤砂器多层充填井下滤砂器4.4.化学固砂完井化学固砂完井 化化学学固固砂砂是是以以各各种种材材料料(水水泥泥浆浆、酚酚醛醛树树脂脂等等)为为胶胶结结剂剂，以以各各种种硬硬质质颗颗粒粒(石石英英砂砂、核核桃桃壳壳等等)为为支支撑撑剂剂，按按一一定定比比例例拌拌合合均均匀匀后后，挤挤入入套套管管外外堆堆集集于于出出砂砂层层位位。凝凝固固后后
46、形形成成具具有有一一定定强强度度和和渗渗透透性性的的人人工工井井壁壁防防止止油油层层出出砂砂。或或者者不不加加支支撑撑剂剂，直直接接将将胶胶结结剂剂挤挤入入套套管管外外出出砂砂层层位位，将将疏疏松松砂砂岩岩胶胶结结牢牢固固防防止止油油层层出出砂砂。化化学学固固砂砂虽虽然然是是一一种种防防砂砂方方法法，但但其其在在使使用用上上有有其其局局限限性性，仅仅适适用用于于单单层层及及薄薄层层，防防砂砂油油层层一一般般以以5m5m左左右右为为宜宜，不不宜宜用用在在大大厚厚层层或或长长井井段段防防砂砂。化化学学固固砂砂完井主要在直井中使用。完井主要在直井中使用。475.5.压裂砾石充填防砂完井压裂砾石充填防
47、砂完井 在在砾砾石石充充填填工工艺艺上上的的突突破破主主要要是是将将砾砾石石充充填填与与水水力力压压裂裂结结合合起起来来，称称为为压压裂裂砾砾石石充充填填技技术术，包包括括清清水水压压裂裂充充填填、端端部部脱脱砂砂压压裂裂充充填填、胶胶液液压压裂裂充充填填等等三三种种。其其原原理理就就是是在在射射孔孔井井上上砾砾石石充充填填之之前前，利利用用水水力力压压裂裂在在地地层层中中造造出出短短裂裂缝缝，然然后后在在裂裂缝缝中中填填满满砾砾石石，最最后后再再在在筛筛管管与与套套管管环环空空充充填填砾砾石石。同同样样，压压裂裂砾砾石石充充填填完完井井在在直直井井、定定向向井井中中都都可可使使用用。但但在在
48、水水平平井井中中应应慎慎重重，因因为为搞搞不不好好易易发发生生砂砂卡卡，从从而使砾石充填失败，达不到有效防砂的目的。而使砾石充填失败，达不到有效防砂的目的。6.6.欠平衡打开产层的完井欠平衡打开产层的完井 欠欠平平衡衡打打开开产产层层时时，井井下下钻钻井井液液产产生生的的液液柱柱压压力力小小于于地地层层压压力力，其其主主要要优优点点是是可可以以避避免免钻钻井井液液对对地地层层产产生生损损害害。但但由由于于欠欠平平衡衡打打开开产产层层适适应应的的地地质质条条件件有有限限（主主要要有有裂裂缝缝性性碳碳酸酸盐盐岩岩地地层层、裂裂缝缝性性变变质质岩岩地地层层、火火山山喷喷发发岩岩地地层层、低低渗渗致致
49、密密砂砂岩岩等等），所所以以目目前前能能采采用用的的完完井井方方法法主主要要有有裸裸眼完井、割缝衬管完井、割缝衬管完井、贯眼套管完井等。眼完井、割缝衬管完井、割缝衬管完井、贯眼套管完井等。1.2 其它完井方法 484848二、完井方式的选择二、完井方式的选择49 完井方法的选择是一项复杂的系统工程，需要综合考完井方法的选择是一项复杂的系统工程，需要综合考虑的因素很多，这些因素主要有生产过程中井眼是否稳定、生虑的因素很多，这些因素主要有生产过程中井眼是否稳定、生产过程中地层是否出砂、地质和油藏工程特性、完井产能大小、产过程中地层是否出砂、地质和油藏工程特性、完井产能大小、钻井完井的经济效益、采油
50、工程要求等。钻井完井的经济效益、采油工程要求等。(1)(1)油田地质及油藏工程条件油田地质及油藏工程条件 多套油层，层间差异情况多套油层，层间差异情况 气顶底水油藏气顶底水油藏 裂缝性油藏裂缝性油藏 特殊类型特殊类型 (2)(2)采油工程技术措施要求采油工程技术措施要求 分层注采，增产措施分层注采，增产措施 人工举升方式人工举升方式 防砂防腐防砂防腐完井方式的选择完井方式的选择50完井方法选择的原则与思路完井方法选择的原则与思路 根根据据井井眼眼稳稳定定性性判判据据，从从大大的的方方面面选选择择是是否否采采用用能能支支撑撑井井壁壁的的完完井井方方法；法；根据地层出砂判据，从大的方面选择是否采用
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