完井的原则与完井方式选择

完井的原则与方式选择 1 主要内容 完井方式 完井方式的选择 完井方式的原则 1 2 3 2 回顾 完井的原则 3 完井的原则 1 对完井的要求 1 最大限度保护储集层 防止对储层伤害 2 减小油气流入井筒内的流动阻力 3 有效封隔油气水层 防止各层间干扰 4 克服井塌或出砂 保障长期稳产 延长寿命 5 可以实施注水 压裂 酸化等增产措施 6 工艺简单 成本低 2 完井设计的内容 4 完井的原则 1 根据储集层的特点 提出井底结构的类型 2 提出完井段的井眼尺寸 如井径 打开储集层的长度 口袋的长度等 3 完井管柱的设计 有油层套管的直径 下入深度 水泥浆的返高 油层套管的射孔的参数 筛管和衬管的有关尺寸等 4 完井液的设计 提出完井液的类型 参数 使用及调整方法等 完井井底结构根据储层条件 完井的井底结构可分为四类 1 封闭式井底 钻开后下油套或尾管固井 射孔 2 敞开式井底 钻开后产层裸露 或下筛管不固井 3 混合式井底 产层下部裸露 上部套管固井射孔 4 防砂完井 砾石充填 筛管 5 完井的原则 6 完井的原则 射孔完井 割缝衬管完井 裸眼完井 砾石充填完井等 7 完井方式 1 射孔完井钻穿生产层 下套管至油气层底部后固井 射孔完井 分两种方式 套管射孔和尾管射孔 工艺步骤 钻穿油层至设计井深 下油层套管至油层底部注水泥固井 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 1 套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直到设计井深 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 8 完井方式 2 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 如图 9 完井方式 单管和多管射孔完井法单管 一口井内下一根油管 一次开采一层或性能和压力相近的多层油气层 10 完井方式 多管 也称多层完井法或平行管多层完井法 系在油层套管内下入两根以上油管柱 以便同时分别开采压力 性质不同的几个油层或气层 封隔器射孔完井法是将套管封隔器接在套管柱的适宜部位 下入井内 使它正对生产层 优点 1 支持上部液柱压力 使产层不受水泥浆侵入危害 2 封隔器封闭了油气层 减少了水泥浆的气侵 有利于提高固井质量 3 能在产层附近形成良好的密封 4 可减少油气窜通 11 完井方式 优点 1 能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层 2 能够分隔不同压力和不同性质的油气层 3 可进行无油管完井和多管完井 4 除裸眼完井法外 它是最经济的 缺点 1 钻井和固井时对油气层的损害较为严重 2 油气层与井底连通面积小 油气层流入井阻力较大 12 完井方式 射孔完井的优缺点 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 13 完井方式 先期裸眼完井 后期裸眼完井 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 14 完井方式 一般结构距产层20m左右 2 后期 钻头直接钻穿油层至设计井深 然后下套管至油层顶界限近 注水泥固井 如图 15 完井方式 复合型完井裸眼完井与射孔完井相结合的一种完井方式 主要针对有气顶或顶部有夹层水的适合裸眼完井的厚油层 16 完井方式 最大优点 油层或气层直接与井眼相通 油或气流入井内的阻力小 最经济 主要缺点 井壁易跨塌和油层易出砂 不能分层开采和分层进行油层改造 压裂 酸化 17 完井方式 裸眼完井的优缺点 裸眼完井适用范围 孔隙型 裂缝型 裂缝 孔隙型或孔隙 裂缝型坚固的均质储集层使用 井内只有单一储集层 不需分层开采 不含水含气夹层的井 3 防砂完井法 18 完井方式 为什么会出砂 油层出砂引起地层坍塌示意图 a 地层压力处于平衡状态 b 开采后地层压力减小 上覆地层压力下传 破坏骨架砂粒胶结 产层出砂 打破了地层压力的平衡状态 c 产层进一步出砂 上覆地层下沉 套管变形 d 上覆地层严重下沉而挤毁套管 油井报废 1 油层出砂引起地层坍塌 易出砂的油层岩石以 接触胶结 方式为主 胶结数量少 胶结物中含有粘土 这种产层的孔隙度大 渗透率高 在其它条件相同时 渗透率愈高 砂岩强度愈低 愈容易出砂 原油粘度高 密度大的油层容易出砂 因原油流动阻力大 携砂能力强 19 完井方式 2 易出砂地层的胶结方式 20 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 3 2套管砾石充填完井 21 完井方式 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倍砾石直径裸眼砾石充填砾层厚 30mm套管砾石充填砾层厚 15mm 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 22 完井方式 3 4预充填砾石绕丝筛管完井在地面将符合油层性质的砾石充填在内外双层绕丝筛管的环形空间内制成防砂管 下入井中油层部位防砂 它不能像砾石充填那样能阻挡地层砂进入井筒 只能阻挡地层砂不进入油管 23 完井方式 4 复合完井法有的厚油层适于裸眼完成 但上部有气顶或顶界邻近又有水层时 可将技术套管下过油气界面 封隔油层上部 然后裸眼完井 必要时再射开其中的含油段 24 完井方式 水平井完井 25 完井方式 26 完井方式 水平井裸眼完井技术套管下至预计水平段顶部 注水泥固井封隔 然后换小一级钻头钻水平井段至设计长度完井 主要用于碳酸盐岩等坚硬不坍塌地层 特别是有一些垂直裂缝的地层 27 完井方式 水平井割缝衬管完井 割缝衬管悬挂在技术套管上 靠悬挂封隔器封隔管外环形空间 扶正器保证割缝衬管居中 有助于裸眼完井防塌 方法简单 28 完井方式 水平井射孔完井 技术套管下过直井段 注水泥封固 水平段下尾管 注水泥封固 尾管靠悬挂器挂技术套管内 然后尾管水平段射孔 可分层酸化 压裂及分层注水 稀油 稠油均可使用 29 完井方式 水平井砾石充填完井 水平井防砂多采用预充填砾石筛管 金属纤维完井 裸眼水平井预充填绕丝筛管完井 结构同直井 使用时要加扶正器 套管射孔水平井预充填砾石绕丝筛管完井 由前分析可见 各种完井方法都有其优点与不足 受到油气层地质条件的限制 因此 确定油气井的完井方法时 应根据油藏岩石是否坚固 多油层的压力和性质是否一致 以及是否有夹层水 底水 边水 气顶等 选择适当的完井方法 归结起来 各种完井方法适应的地质条件如下 30 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 31 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 32 完井方法选择 带管外封隔器的割缝衬管完井适应的地质条件1 要求不用注水泥实施层段分隔的注水开发储层 2 要求实施层段分隔 但不要求水力压裂的储层 3 井壁不稳定 有可能发生井眼坍塌的储层 4 天然裂缝性或横向非均质的碳酸盐岩或硬质砂岩储层 33 完井方法选择 射孔完井适应的地质条件1 要求实施高度层段分隔的注水开发储层 2 要求实施水力压裂作业的储层 3 裂缝性砂岩储层 34 完井方法选择 裸眼预充填砾石筛管完井适应的地质条件1 岩性胶结疏松 出砂严重的中 粗 细粒砂岩储层 2 不要求分隔层段的储层 3 热采稠油油藏 35 完井方法选择 套管预充填砾石筛管完井适应的地质条件1 岩性胶结疏松 出砂严重的中 粗 细粒砂岩储层 2 裂缝性砂岩储层 3 热采稠油油藏 36 完井方法选择 完井方法的选择原则油气井是连通油气藏的唯一通道 每口油气井的完井设计必须以获得最大的综合利润为前提 选择完井方法所要考虑的问题相当广泛 但可找出其中的主要因素 这些因素有 1 储集层的类型 例如孔隙性 裂缝性或复合型 孔隙裂缝或裂缝孔隙 37 完井方法选择 2 储集层的均质程度 均质产层是指在整个产层厚度内渗透率等岩性相同 没有含水及易坍塌夹层 没有被分隔为许多压力不同的油气层的单一产层 或者即使被分隔成为许多层但各分层的压力相近 非均质产层是指存在压力 岩性各不相同的若干小分层之间的层间干扰或存在含水夹层 易坍塌粘土夹层等 38 完井方法选择 3 产层岩石的稳定性 4 产层附近有无底水或气顶 5 产层的渗透性等 39 完井方法选择 40 适应各种地质特征和工程要求的完井方法 完井方法选择 由上表可见 综合上述因素可以确定完井方法 1 均质 不准备进行选择性作业 采油 压裂 酸化 注水等 岩石坚固的产层可以选用裸眼完井 2 均质 不准备进行选择性作业 岩石不