完井工艺-新员工培训

完井工程概述 引言 几年之前 完井工程处于两不管的地位 A 石油院校分钻井 采油两个专业 B 油田上 分钻井 采油两大阵营 C 开发方案上没有完井工程方案 最多几句话 1 钻井的说 这应该由搞采油的来做 2 采油的说 这应该由搞钻井的来做 共同的理解是 认为完井仅仅是 钻井 下套管 固井 射孔 引言 改变完井的老概念 建立现代完井工程的新概念 1 最新观点就认为石油工程 建井工程 开发开采工程 2 或认为石油工程 钻井工程 完井工程 开发开采工程完井工程就是要 搭好钻井 采油之间的桥 为科学地进行油气田开发提供基础 引言 近年来 技术进步 1 在对油气层的微观结构的认识基础上 采取了保护油气层的技术 2 采用了不同的完井方式 由于这两个方面的技术进步 结果使油气井的完善程度提高了 从而使油气井的单井产量得到了提高 一 完井工程定义 1 完井的定义 完井 顾名思义指的是油气井的完成 WellCompletion 抽象地讲是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 完井工程定义 2 完井工程的定义 是衔接钻井工程和采油 气 工程而又相对独立的一门技术工程 具体地讲 是从钻开油 气 层开始 到完井作业 下生产管柱 排液 直至投产的一项系统工程 其中 完井方法不一样 具体的完井作业也不一样 二 完井工程的核心 1 完井方法优选解决油气通过什么渠道 连通方式 流入井筒的问题 2 井筒尺寸大小 生产套管尺寸 合理设计解决用多大的井筒来生产的问题 显然 连通方式不一样 成本也不一样 产出效果也不一样 同样 井筒大小不一样 成本也不一样 产出效果也不一样 3 合理完井方式的要求 1 油气层与井底之间应具有最佳的连通条件 油气层受损害最低 2 油气层与井底间应具有尽可能大的渗流面积 最小的油气渗流阻力 3 有效封隔地层 防止出水 油气窜流和层间相互干扰 4 有效控制出砂 防止井壁坍塌 保证正常生产寿命 二 完井工程的核心 5 应具备实施选择性压裂酸化等增产措施 以及便于人工举升和井下修井等作业的条件 6 稠油井能满足热采要求 7 在油田开发后期具备侧钻条件 8 施工工艺简便 成本较低 3 合理完井方式的要求 二 完井工程的核心 包括10项技术内容 1 岩心分析及敏感性评价 2 钻开油层的钻井液 不包括打开油层之前所用的钻井液 设计 3 完井方式或方法的优选 4 油管及生产套管尺寸的优选 三 完井工程的技术内容 5 生产套管设计及井身结构设计 6 注水泥设计及固井质量评价 7 其他完井液的优化设计 8 完井生产管柱 9 投产措施 10 完井的评价 三 完井工程的技术内容 井的类型 A 垂直井B 水平井 侧钻水平井 C 分支井 四 完井方式 常规水平井 井的类型 四 完井方式 水平井开发多层系油气藏 井的类型 四 完井方式 产量比直井提高8倍 双井连通式水平井 井的类型 四 完井方式 大位移水平井 井的类型 四 完井方式 完钻井深4837 4米 最大井斜93 6度 水平位移3167 34米 垂深2633 91米 水平位移与垂直井深之比1 20 目前我国陆上水平位移最大的大位移井 1999年CB21 平1井 井的类型 四 完井方式 分支井 从一个主井眼中侧钻出两个或两个以上的分支井眼的井 分支井可以从直井 定向井或水平井中开始分支 井的类型 四 完井方式 井的类型 四 完井方式 桩1 支平1井2000年10月完钻 投产初期产量10t d 目前3 9t d 含水97 4 累产油1 16 104t 井的类型 四 完井方式 四 完井方式 直井 直井完井方式裸眼系列完井射孔系列完井1 裸眼完井1 射孔完井2 裸眼 射孔完井2 管内下绕丝筛管完井3 割缝衬管完井3 管内预充填砾石筛管完井4 带ECP的割缝衬管完井4 管内金属纤维筛管完井5 绕丝筛管完井5 管内烧结陶瓷筛管完井6 贯眼套管完井6 管内金属毡筛管完井7 裸眼预充填砾石筛管完井7 管内井下砾石充填完井8 裸眼金属纤维筛管完井8 套管外化学固砂9 裸眼烧结陶瓷筛管完井9 管内井下砾石充填 压裂完井10 裸眼金属毡筛管完井10 管内复合材料防砂筛管完井11 裸眼井下砾石充填完井12 裸眼化学固砂13 衬管外化学固砂14 裸眼复合材料防砂筛管完井 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 四 完井方式 直井 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 如图 四 完井方式 直井 先期裸眼完井 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 四 完井方式 直井 后期裸眼完井 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 四 完井方式 直井 割缝衬管完井 用同一尺寸钻头钻穿油层后 套管柱下端连接衬管下入油层部位 通过套管外封隔器和注水泥接头固井 封隔油层顶界以上的环形空间 如图示 四 完井方式 直井 悬挂衬管 钻头钻至油层顶界后 先下套管注水泥固井 再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深 然后在油层部位下入预先割缝的衬管 如图 四 完井方式 直井 砾石充填完井 将绕丝筛管下入井内油层部位 然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内 构成一个砾石充填层 以阻挡油层砂流入井筒 达到保护井壁 防止砂流入井内 四 完井方式 直井 砾石充填防砂方法是应用较早的防砂方法 由于近年来理论 工艺及设备的不断完善 被认为是防砂效果最好的方法之一 筛管砾石充填防砂方法是指将绕丝筛管或割缝衬管下入井内防砂层段处 用一定质量的流体携带地面选好的具有一定粒度的砾石 充填于筛管和油层或套管之间 形成一定厚度的砾石层 以阻止油层砂粒流入井内的防砂方法 砾石粒径根据油层砂的粒度进行选择 预期将油层流体携带的砂粒阻挡于砾石层之外 通过自然选择在砾石层外形成一个由粗到细的砂拱 既有良好的流通能力 又能有效地阻止油层出砂 四 完井方式 直井 图2尾管射孔完井 图3悬挂割缝衬管完井 四 完井方式 水平井 早期水平井完井方式 图4悬挂预充填管完井 图5套管内下预充填防砂管完井 图6套管外封隔器 割缝管完井 四 完井方式 水平井 早期水平井完井方式 四 完井方式 水平井 早期水平井完井方式 四 完井方式 水平井 早期水平井完井方式 水平井悬挂筛管完井技术 为了保护油层 提高水平井产能 对水平井井身结构进行了修改 钻井程序由二开钻井改为三开钻井 二开钻到油层顶部 下技术套管固井 三开打开油层 实现油层专打 采用水平井尾管悬挂 裸眼封隔器分段筛管完井技术 四 完井方式 水平井 悬挂器 液压坐挂 液压或倒扣丢手 可在任意井斜位置坐挂 封隔器 液压胀封 实现尾管与技术套管的环空封隔 实现油层段分段卡封 利用内管 根据需要实现替浆 与完井管柱一次下入 节省施工时间 水平井悬挂筛管完井技术 酸洗打开油层技术 采用反循环方式 裸眼及井壁污物 砂粒从底部多功能循环阀经油管排出 防止滤砂管堵塞 四 完井方式 水平井 水平井筛管顶部注水泥 四 完井方式 水平井 水平井筛管顶部注水泥 水泥充填封隔器完井技术 技术特点与常规水力胀封裸眼封隔器比较 该完井技术变橡胶密封为长效的实体密封与固井比较 水泥浆充填封隔器完井技术能更有效地实现层间隔离 避免油层污染 四 完井方式 水平井 无内管免钻塞分级注水泥完井工艺 技术特点1 水平井无内管免钻塞完井工艺和常规固井工艺兼容 简便实用 2 可打捞结构 避免了钻塞对水泥环 套管造成的损伤 有利于提高完井质量 缩短建井周期 延长油井使用寿命 3 可钻结构 确保了该完井工艺的安全可靠性 4 新型完井装置减化了完井管串 提高了完井管串的结构稳定性 四 完井方式 水平井 套管内侧钻水平井是在套管侧钻技术和水平井技术基础上发展起来的一项综合技术 与其它类型的钻井相比 老井侧钻水平井具有以下特点 一是井眼小 二是曲率半径短 三是充分利用老井眼 老设施 是一种投资少 见效快 产量和采收率高 经济效益显著的开发技术 该技术与新钻垂直井相比 通常可节约费用20 70 且效果好 它不但能几倍甚至几十倍地提高产量 减少加密井网数 改善井网布置 而且能使最终采收率提高3 20 以上 四 完井方式 侧钻水平井 国外套管内短半径侧钻水平井完井主要采用裸眼完井或衬管完井 国内侧钻水平井完井技术在 九五 期间趋于成熟 目前在现场应用比较多的侧钻井完井技术主要有 裸眼完井 割缝衬管完井 滤砂管完井和套管外膨胀式封隔器加筛管完井等技术 四 完井方式 侧钻水平井 四 完井方式 侧钻水平井 井眼直径小造斜曲率大封堵水层解除钻井污染 技术难度 四 完井方式 侧钻水平井 侧钻水平井悬挂筛管完井技术 技术特点坐封封隔器和洗井一次管柱完成 节省施工时间利用管外封隔器可实现油层的分