8固井、完井与试油

第八章固井、完井与试油,主要内容,固井,射孔方案设计,油气层保护,试油,完井方式,第一节固井,固井：在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。主要包括：下套管和注水泥两个过程。,一、固井的目的,1、安装井口装置：控制钻进过程中遇到的高压油气水层；,2、巩固疏松井段，隔离复杂地层；,3、封隔地下油气水层，防止上下串通；,4、封隔暂不开采的油气层；,5、钻井或作业中出现井喷时，不会因压井而压裂地层；,6、为油气生产建立长期稳定的通道。,二、井身结构,保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮,巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层；安装防喷器等井口设备，控制钻开高压层时可能发生的井喷现象,封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层,封隔油、气、水层，保证油井的正常生产,生产套管,技术套管,表层套管,导管,指井内所下套管层数、尺寸、深度、水泥返高等。,三、下套管,1、定义：,将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套管柱下入井眼内的工艺,2、套管性质：,油井用套管使用无缝钢管制成的，长度一般为10m左右，要满足钻井和采油的需要，必须要有足够的强度。,套管抗拉强度：,套管柱是由丝扣连接而成的，因此丝扣是套管柱最薄弱的环节,套管抗挤强度：,当套管受外挤压力大于本身的抗击强度时就会发生失稳挤扁、破坏,套管抗内压强度：,套管的切向应力达到钢材平均屈服极限时的内压力,3、套管柱设计：尺寸设计、强度和密封性设计,一般要求水泥环在最上部油层50100m以上。,四、注水泥,水泥浆是由干水泥和水配制而成，用一套专用设备（水泥车、混合漏斗、灰罐车）将水泥浆按设计用量注入井内，使其返至套管外设计的位置。,水泥返高指固井时套管与井壁之间水泥环上升的高度，常指水泥环上端到井口方补心的距离。,完井工程：,是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程组成的系统工程。,完井工程设计的任务,对油气层潜在损害进行评价，提出相应保护措施，尽可能减少对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的连通条件，最大程度发挥其产能；,通过节点分析，优化压力系统，根据油藏工程和油田开发全过程特点以及开发过程中所采取的各项措施来选择完井方式、方法和选定套管尺寸。,第二节油气井完成,完井方式要求：,(1)保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小；,(2)应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小；,(3)有效地封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰；,(4)有效防止油层出砂和井壁坍塌，确保油井长期生产；,(5)应具备便于人工举升和井下作业等条件；,(6)施工工艺简便，成本低。,一、完井方式,完井方式分类：,套管或尾管射孔完井,割缝衬管完井,裸眼完井,裸眼或套管内砾石充填完井,(一)裸眼完井方式,先期裸眼完井方式,复合型完井方式,后期裸眼完井方式,优点：,油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，完善程度高。,缺点：,不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；,不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；,无法进行选择性酸化或压裂等。,裸眼完井方式的主要特点：,(二)射孔完井方式,(三)割缝衬管完井方式,割缝衬管完井方式,改进后的割缝衬管完井方式,(四)砾石充填完井方式,直接充填,先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，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，形成砾石充填层，阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。,预制充填,在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。,二、完井方式选择,第三节射孔方案设计,一、射孔参数设计,主要考虑的问题：,参数组合的产能比、套管损害情况和孔眼的力学稳定性,1.资料准备,收集射孔枪、弹的基本数据,进行射孔弹穿深、孔径校正,计算钻井损害参数,2.射孔参数优选过程,建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系数学模型,获得各种条件下射孔产能比定量关系；,收集本地区、邻井和设计井有关资料和数据，用以修正模型和优化设计；,调配射孔枪、弹型号和性能测试数据；,校正各种弹的井下穿深和孔径；,计算各种弹的压实损害系数；,计算设计井的钻井损害参数；,计算和比较各种可能参数配合下的产能比、产量、表皮系数和套管抗挤毁能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合。,图9-24孔深、孔密与油井产能比关系曲线,图9-25相位角和各向异性与油井产能比关系曲线,图9-26孔径与油井产能比关系曲线,图9-27油井射孔压实程度与产能比关系曲线,影响油井射孔产能的因素,孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、压实程度、压实厚度及非均质性等,二、射孔工艺设计,射孔方式、射孔枪、弹和射孔液选择,（一）射孔方式选择,电缆输送套管枪射孔,油管输送射孔(TCP),油管输送射孔联作,电缆输送过油管射孔(TTP),超高压正压射孔,高压喷射和喷砂射孔,射孔液对油层可能造成损害,射孔液固相颗粒损害,射孔液滤失造成损害,射孔液速敏造成损害,（二）射孔枪、弹选择,有枪身射孔和无枪身射孔,（三）射孔液选择,密度可调节,腐蚀性小,高温下性能稳定,无固相,低滤失,成本低、配制方便,射孔液性能要求,射孔液体系,无固体清洁盐水射孔液,聚合物射孔液,油基射孔液,酸基射孔液,第四节油气层保护,一、油气层损害,入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。,损害机理,外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害；,外来流体与储层流体不配伍造成的损害；,毛细现象造成的损害；,固相颗粒堵塞引起的损害。,二、储层敏感性,指储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度,储层敏感性评价：,通过岩心流动实验，考察油气层岩心与各种外来流体接触后所发生的物理化学作用对岩石性质（主要是对渗透率）的影响及其影响程度。,油气层敏感性评价实验,速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏“五敏实验”,第五节试油,试油：,根据地质录井资料和测井资料解释结果、钻井过程中油气显示等资料，利用一套专用的设备和方法，对可能出油的层位的油气水产量、温度、压力及油气水性质进行直接测量，以鉴别和认识油气水层的工作。,试油目的：,为勘探开发提供依据,一、试油的任务及工作内容,主要任务：,(1)了解储层及流体性质，为附近同一地层的其它探井提供重要的地质资料；,(2)查明油、气田的含油面积及油水或气水边界以及驱动类型，为初步计算油气工业储量提供必要的资料；,(3)了解储层产油气能力和验证测井资料解释的可靠程度；,(4)整理和分析试油资料结果，确定油井