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文档简介
钻井完井工程札记1. 井眼轨道设计与控制1,井眼轨道设计的原则和方发基本概念;油气井是以勘探开发石油天然气为目的,在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼,1. 井眼轴线;井眼中心线2. 井眼轨道;表示井眼轴线形状的图形3. 井深;从转盘补心面到井底的深度4. 测深;自钻机转盘面到井内某测点间的井眼轴线的实际长度5. 井斜角;井眼轴线上某一点的切线与该铅点垂线之间的夹角。6. 方位角;从正北方线顺时针旋转至井眼轴线上某一点的切线在水平方向上的投影线的夹角。7. 垂深;井眼轴线上某测点至井口转盘面所在水平面的垂直距离,8. 北坐标;9. 东坐标;10. 井眼曲率单位长度井段井眼轴线的切线所转过的角度,11. 井斜变化率;单位长度井段井斜角的变化值,12. 方位变化率;单位长度井段的方位角变化值,13. 井底水平位移;井口与井底两点在水平投影上的垂直距离。二;井身剖面 1. 直井段;2. 造斜点;3. 造斜率4. 造斜段;5. 稳斜段;6. 降斜段;7. 目标点;8. 靶区和靶区半径;包含目标点在内的一个区域叫靶区;9. 靶心距;实钻井眼轴线到目标点之间的距离,三;油气井分类;1按目的分类(1) 探井;探井是为了了解地层的时代,岩性,厚度,生油岩,储集层,盖层组合和区域地质构造,局部构造为目的。和发现油汽藏并探明油气边界和储量,了解油气构造为目的的各种井。包活地层探井,预探井,详探井和地质浅井,(2) 开发井;为油气田各种采油,采气井,注水,注气井等2,按井的深度分类;浅井(井深小于2000米),中深井(井深20004500),深井(井深45006000),超深井(井深大于6000)3. 按井眼轨道分类;(1) 直井 ;设计井眼轴线为铅垂线,实钻井眼轴线大体沿轴线方向。(2) 定向井;沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离,钻达目标的井。它可分为;1. 普通定向井;在一个井场内仅有一口最大井斜角小于60度的定向井,2. 大斜度井;在一个井场内仅有一口最大井斜角在6086度之间的定向井。3. 水平井;,大于86度,并保持这种角度钻完一段长度的水平的定向井。4. 丛式井;在一个井场内有计划地钻出两口以上的定向井组。5. 多底井;一个井口下下面有两个或两个以上的井底的定向井6. 斜直井;用倾斜钻机或倾斜井架完成的,自井口开始井眼轨道一直是一段斜直井段的定向井。四;1,井眼轨道设计的原则和方法井眼轨道的类型;按在空间直角坐标系的形状,可分为二维井眼轨道和三维井眼轨道。二维井眼轨道只有井斜角的变化,三维井眼轨道有井斜角的变化和方位角的变化。2,设计井眼轨道的原则1) 根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井目的2) 根据油气田的构造特征,油气产状,有利于提高油气产量和采收率,改善投资效益。3) 在选择造斜点,井眼曲率,最大井斜角等参数时,有利于钻井,采油,和修井作业。4) 在满足钻井目的的前提下,尽量选择比较简单的剖面类型,力求使设计的井斜段最短,以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作量,有利于安全。快速钻井,降低钻井成本。3,井眼轨道设计设计中有关因素的选择1.造斜点的选择原则,选择比较稳定的地层,避免在岩石破碎带,漏失地层,流沙层或者容易坍塌等复杂地层定向造斜。1)地层可钻性均匀,不应有硬夹层。2) 垂深大,水平位移小的井,造斜点应深。以简化井身结构,加速钻井。3) 垂深小,水平位移大的井,造斜点应浅,以减少定向施工的工作量。 2,最大井斜角; 对于直井,井斜角控制在规定的范围内,对于常规定向井和水平井,当井斜角小于15度时,方位不稳定,因此,最大井斜角应大于15度。3,井眼曲率在钻井中,井眼曲率是一个重要参数,井眼曲率过大会给钻井,采油,和修井作业造成困难,因此。应根据具体情况选取井眼曲率的最大值。4,井眼轨道类型的选择1直井 2,三段制井眼轨道 3,五段制井眼轨道 4“S”型井眼轨道5,二维定向井井眼轨道设计步骤;定向井井眼轨道设计一定要认真执行井眼轨道设计原则,选择合理的井眼轨道设计类型,结合本井情况,设计出良好的井眼轨道。1) 掌握原始资料主要是该地区的地质剖面,地表对井位的限制条件,目的层位的垂直井深和总水平位移,自然造斜规律,工具造斜能力,钻井技术水平和故障提示等。2) 根据井眼轨道设计原则,选一个井眼轨道类型,3) 根据原始资料选定造斜点的位置,并确定造斜率和降斜率的大小。4) 确定最大井斜率。5) 计算剖面上各井段的井斜角,方位角,垂直井深,水平位移,6) 核算井眼曲率,使其满足对他的各种限制条件,并作出井身的控制圆柱,也就是误差范围。7) 绘制井眼轨道图,标出安全圆柱。2,钻井液在钻井工程中,人们常常以“泥浆是钻井的血液”来形象说明钻井液在钻井中的重要地位。钻井液的作用可以概括为;清洗井底,携带岩屑;冷却和润滑钻头和钻柱;平衡地层压力;保护井壁;协助破岩;地质录井;将水力功率传给钻头;保护油气层等。在钻井实践过程中钻井液技术不断发展,从最初采用清水开始,经历了清水,天然泥浆,细分散泥浆,粗分散泥浆,不分散低固相泥浆,无固相泥浆等几个阶段。在这一过程中,为了解决某些复杂问题,出现了油基泥浆以及空气,泡沫等新型钻井液,远远超出了粘土和水形成“泥浆”的范围,因此人们用钻井液来代替泥浆这一名称。第一节;钻井液性能和调控根据API推荐的试验程序,需检测的钻井液常规性能包括;密度,马氏漏斗粘度,塑形粘度,动切力,静切力,API滤失量,高温高压滤失量,PH值和碱度,含砂量,固相含量,膨润土含量和滤液中各种无机离子浓度等,钻井液的上述性能能直接影响钻井的速度和质量。一;钻井液的密度 钻井液的密度主要是调节钻井液的静液柱压力来平衡地层孔隙压力,确保安全钻井。有时也用来平衡地层构造应力,以避免发生井塌。密度过高,会引起钻井液过度粘稠,容易漏失,钻速下降,损害油气层和钻井成本增加等一系列问题。密度过低,则容易发生井涌甚至井喷,有时还会造成井塌,井径缩小,和携屑能力下降等。 2,调节钻井液密度的方法 提高钻井液的常用方法;加入重材料如重晶石,石灰石等,此外加入可溶性无机盐如NaCl可以将钻井液密度提高到1200Kg/立方米左右。降低钻井液密度的常方法;用机械和化学絮凝的方法清除固相,降低钻井液的固相含量;加水稀释,但有时会增加处理剂的用量和费用;混油,但是钻井液成本增加,且影响地质录井;钻低压油层时可选用充气钻井液等。二,钻井液的流变性钻井液流动和变形的特性称为流变性,其中流动性是主要的,钻井液的流变性是钻井液的一项基本性能,他在解决下列钻井问题时起着十分重要的作用。1) 携带岩屑,保证井底和井眼的清洁。2) 悬浮岩屑和重晶石3) 合理确定水利参数,减少循环压力损失,充分发挥钻头水功率的作用,提高机械钻速。4) 减轻钻井液造成的压力激动和对井壁的冲刷防止井漏和井塌事故的发生5) 有效的发挥固控设备的效能6) 防止气侵因此,钻井液流变性与安全,快速钻井密切相关,对钻井液的流变参数进行有效的控制,优选和调整,已成为当今钻井液工艺技术的重要组成部分第3节 ,常用钻井液简介一,钻井液体系的选择1,选择钻井液体系的基本准则迄今为止,还不存在任何一种情况下均适用的钻井液。因此必须根据井的类别和地层等情况,在综合考虑各方面的因素之后,对一口井所使用的钻井液体系进行合理的选择。主要考虑的各方面因素有;井下安全;是否钻遇岩盐,石膏层;井下温度和压力;井漏;泥页岩层稳定性;井眼轨迹;压差卡钻;储集层损害;钻井液成本。2,根据油气井的类型选择体系(1) 区预探井和预探井区域探井和预探井的主要目的是及时发现油气层位。由于井下地质情况不清楚,必须选用不影响地质录井并有利于发现产层的钻井液体系,及要求钻井液的荧光度和密度要低,因此对这一类的钻井液一律不得混入原油和柴油。为维护这类钻井液的低密度和低固相,应尽量使用不分散的聚合物钻井液。(2) 生产井生产井主要是为了开发油田,以获取高产稳产为目的。它是在已掌握井下地质情况进行的,因此对这类钻井液的要求,主要是保护好油气层和提高钻速。固相含量和固相颗粒的分散程度是影响钻素的重要因素,因此对于生产井,在上部地层多采用不分散聚合物钻井液,钻至油层时再换用相应的完井液以保护油层。(3) 调整井调整井的主要特点是地层压力高,其原因多是因为油层长期注水导致底层的复杂性而造成的。因此这类钻井液的密度常常高达2000Kg/每立方米。这样大的密度给钻井液的配置和维护带来较大的困难,为了提高固兼容限量,一半多选用分散钻井液体系,必要时可选用油基钻井液。(4) 超深井超深井的特点是高温和高压、因此对其钻井液的基本要求是;热稳定性好,在高温作用一段时间后,性能不发生明显变化;高温对性能的影响较轻,高温的性能与常温的性能不宜太大;高压差下泥饼的可压缩性好。为了适应以上性能,除油基钻井液外最为理想外,目前国内对付超深井最有效的是水基钻井液是分散性的三磺钻井液体系。近年来又进一步发展成聚磺钻井液体系,该类钻井液兼有聚合钻井液和三磺钻井液的一般优点,可显著提高钻井速度和井壁稳定性,又能减少卡钻事故的发生。(5) 定向井和水平井定向井和水平井的特点是井眼倾斜,甚至与地面平行。在钻井过程中钻具与井壁的接触面积大,摩擦阻力大,极易发生卡钻。与直井相比,不平衡水平应力和井壁围岩应力对井壁的稳定性更加不利,并且由于井斜段岩屑床的行成,该类井的携屑问题难以解决,针对这些情况必须采取比直井要求更高的防塌,防咔和携屑等 技术措施。近年来,我国钻定向井的 数量大幅度增长,如阳离子聚合去钻井液和钾石灰反絮凝钻井液,较好地解决了因井斜而加剧的井塌问题。3,根据地层特点选择体系(1) 盐膏层如果钻遇很薄的盐膏层或盐膏夹层,常常因为可溶性盐的的侵入而引起钻井液的性能发生不符合施工要求的变化,有两种处理方法;一是及时选用抗盐,抗钙的添加剂及时进行处理维护,使钻井液维持设计所要求的性能;另一种办法是在进入盐膏层前将钻井液转化为盐水体系。如果遇到较厚的盐膏层,此时极易发生缩径,卡,塌等一些严重问题,为避免这些严重问题的发生,一项有效的措施是选用油基钻井液;另一措施是选用饱和盐水钻井液,(2) 易塌地层易坍塌页岩地层的井壁稳定问题是至今尚未完全解决的一大技术难题。由于页岩类型和引起坍塌的原因差别较大,不能设想用某一种钻井液体系就能解决所有的井塌问题,况且很多情况下主要是由于地层原始应力等力学因素引起井壁失稳,因此仅依靠钻井液的抑制性来解决井壁稳定问题的想法也是不现实的。解决该问题的正确途径是,首先从分析不稳定地层矿物组分与结构特征入手,找出井壁失稳的原因;然后通过认真分析各种钻井液体系及处理剂与井壁的关系,确定防塌的对策和具体措施。例如;1) 对于强分散高渗透性的砂泥岩地层,应采用强包被的聚合物钻井液2) 对于硬脆性页岩及微裂缝发育的易塌层,应选用沥青类处理剂来封堵层理和裂隙,并起降低高温高压(HTHP)滤失量和泥饼渗透性作用。3) 对于存在混层粘土矿物的易塌层,必须选择抑制性强的钻井液,如钾基聚合物钻井液,钾石灰钻井液和阳离子聚合物钻进液等,最好加入封堵剂。4) 井塌常发生在异常压力存在或构造应力发育的地带,因此应根据裸眼井段最高的地层压力系数确定钻井液密度,防止负压钻井。(3) 易漏失地层对于容易发生钻井液漏失的地层,应采取以防漏为主的措施。比如,当钻遇低压裂缝性易漏地层时,应根据地层压力系数的不同,分别选用密度小于1000Kg/每立方米的泡沫钻井流体,充气钻井液和水包油乳化钻井液,以及密度小于1200Kg/每立方米的水基钻井液,以避免因钻井液密度过大而引起漏失。(4) 易卡钻地层压差卡钻多发生于易形成较厚泥饼的高渗透性地层,如粗砂岩地层等,这一类地层一般对钻井液有以下要求;1) 减小压差是防咔的有效措施,因此要求钻井液要有合理的密度。2) 固相含量应尽可能低,3) 根据钻井液类型的不同选择有效的润滑剂,对探井,资料井,应选择对地质录井资料没有影响的无荧光润滑剂。4) 应储备足够的解卡剂,一旦发生卡钻,可及时浸泡解卡。4,根据储集层性质选择体系由于各种储集层的性质差别很大,损害机理也各不相同,因此打开油气井的钻井完井液的设计工作,必须按照目前已经建立的评价储集层损害的一套试验方法去进行,然后在此基础上优选出最有利于保护储集层的体系和配方。二,钙处理钻井液钙处理钻井液是一类以钙离子提供抑制性化学环境的钻井液,常用的钻井液有三种;石灰,石膏,氯化钙相应称为石灰钻井液,石膏钻井液,氯化钙钻井液。近年来为了克服石灰钻井液的弱点,采用石灰和KOH联合处理,形成了钾石灰钻井液。三,含盐钻井液凡是盐超过10000mg/L(氯离子含量超过6000mg/L)的钻井液统称为含盐钻井液。它包括三种类型;1) 盐水钻井液。其含盐量自1%开始直到饱和以前都属此类。2) 海水钻井液。它是一种有海水配成的钻井液,不仅含有30000mg/L的盐,且含有一定量的Ca离子和Mg离子。3) 饱和盐水钻井液。其含盐量已达饱和,即浓度为315000mg/L左右(随温度而变化)。优点;(1) 抗盐抗钙能力强,适用于钻含盐地层和深井(2) 可有效地抑制泥页岩水化,防止井塌(3) 可有效地抑制地层造浆,钻井液性能好,流动性好(4) 对油层损害小四,钾基钻井液钾基钻井液是以各种钾基为主处理剂的水基钻井液,国内外实践表明,钾基钻井液可使井壁稳定,井下安全,具有明显的防塌效果。(1) ,KCl-聚合物钻井液(2) KCl-分散性钻井液(3) KOH-褐煤钻井液(4) KOH-木质磺酸盐钻井液(5) 钾石灰钻井液五,聚合物钻井液聚合物钻井液是20世纪60年代以后发展起来的钻井液体系,广义上讲,凡是使用线性水溶性聚合物的钻井液体系都可称为聚合物钻井液。按照聚合物品种可分为单一丙烯酰胺类聚合物钻井液,多种大金属盐复配聚合物钻井液,阳离子聚合物钻井液,复合离子聚合物钻井液。不分散低固相钻井液包活两个基本要求;即“不分散”和“低固相”。不分散是指钻井液中所包含的各种固相粒子的粒度分布,一直保持在所需的范围之内,不再进一步分散;钻井液对新钻出的岩屑也起抑制其分散的作用。“低固相”则意味着钻井液固相含量低,特别是活性固相的含量低。不分散的目的是要尽量减少小于1um颗粒的含量,以便保持优良的钻井液性能,以减小细小颗粒对钻速的不良影响。“低固相”则要求“包被”所有的钻屑,防止其分散变细,以便在地面清除,不至于因钻屑混入引起钻井液低密度固相含量增加,使钻速降低。不分散是手段,低固相才是目的。六,油基钻井液油基钻井液指以油作为连续相的钻井液,早在20世纪20年代人们就曾使用原油作为钻井液以避免和减少钻井中各种复杂的情况,但在实践过程中原油的特点是;切力小,难以悬浮重晶石,滤失量较高,以及原油得以挥发组分容易引起火灾。后来逐渐发展成以柴油作为连续相的两种油基钻井液;真油基钻井液和油包水乳化钻井液。前者又称为普通油钻井液,其中水是无用的组分,含水量不应超过10%;而后者的含水量一般在10%-60%范围内,水作为必要组分均匀的分散在柴油中。与水基钻井液相比,油基钻井液具有能抗高温,抗盐侵,有利于井壁稳定,润滑性好和对油气层损害性小等多种优点,目前已发展成钻高难度的高温深井,大斜度定向井,水平井和各种复杂地层的重要手段,并且还可广泛用于低胶质油包水乳化钻井液。为适用海洋钻探的需要,丛20世纪80年代开始,有逐步推广低毒油包水钻井液。目前由于普通油基钻井液已较少使用,因此通常所说的油基钻井液是指以柴油或低毒矿物油作为连续相的油包水乳化钻井液。油包水乳化钻井液是以水滴为分散相,油为连续相,并添加适量的乳化剂,润滑剂,亲油胶体和加重材料等所形成的稳定的乳状液体系。第4章 ,固井与完井固井和完井不仅是油气井建井过程中的一个重要环节,而且是衔接钻井和钻井工程又相对独立的一项工程。在钻成的井眼内按设计标准下入一套套管,并在周围注入水泥,这项工作称为固井。古井是长期维护井眼,构建油流通道的根本手段。完井主要包活钻开生产层,确定完井方式与方法以及诱导油气流等,这些工作直接与油气产能有关,因此固井与完井质量的优劣会严重影响油气井投产后的生产能力和油井寿命。第1节 ,井身结构井身结构包括井套管层次,下入深度以及井眼尺寸与套管尺寸的配合还涉及封固各层套管用的水泥返高等方面问题,合理的井身结构既要考虑到保证优质,快速,安全钻井,又要满足钻井和采油工艺的要求,并要兼顾经济性。一,入井套管层次及各层套管的作用一口井下入的套管根据其功用,可分为,导管,表层套管,技术套管(或者称为中间套管)和油层套管(或称为生产套管)。1) 表层套管;用来封隔上部松软的易塌地层和易漏地层;安装井口,控制井喷;支撑技术套管和油层套管。其下入深度随情况不同由十几米到几百米,管外水泥浆通常返高到地面。钻高压气井时,如上部岩层疏松,破碎,未了防止高压气窜出地面,应将表层套管下深些,并使套管鞋座于致密,坚硬的岩层上。2) 技术套管用于封隔用钻井液难于控制的复杂地层,保证钻井顺利进行。例如漏失,高压水层,严重坍塌层,以及非目的层的油,气层或压力悬殊的油,气层。技术套管不是一定要下的,可以采用优质钻井液,加快钻井速度等措施来控制井下的复杂情况,争取不下或少下技术套管。技术套管的水泥返高,一般应返高到封隔地层100米以上。对于高压气井,为了防止漏气,常将水泥浆返到地面。3) 油层套管用来把油,气层及其他地层,以及不同压力的油,气层分割开来,以形成油,气通道,保证长期生产,满足开采和增产措施的要求。油层套管的下入深度决定于目的层的深度和完井方法。水泥浆一般返到封隔油,气层100米,对于高压气井,水泥浆应返到地面,以利于加固套管,增强螺纹密封性,提高套管抗内压能力。对转达目的层后可能加深的井,井身结构应留有余地,以备必要时还能再下一层套管。二,井身结构的确定原则1) 能有效的保护油气层,是不同压力梯度的油气层不受钻井液损害2) 应避免,漏,喷,塌,卡等复杂情况发生,为安全顺利钻井创造条件,使钻井周期最短3) 钻下部高压地层时所使用的较高密度钻井液产生的液柱压力,不至于压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。4) 下套管过程中,井内钻井液液柱压力与地层压力之差,不至产生压差卡套管事故。5) 满足采油采气工艺和增产措施要求。二,注水泥API油井水泥标准水泥的性能,如流动性,凝结和稠化时间强度及热稳定性等与其所处的温度,压力条件密切相关,尤其是温度的影响极大。为了适应变化,API油井水泥系列中有九种水泥可供选择。目前世界上已有40多个厂家按照API标准生产水泥,使API标准油井水泥向国际标准(ISO)过度的主要基础,API标准水泥见下图;API级别使用深度范围,米类型备注普通抗硫酸盐型中高A0-1830*-普通水泥B-*中热水泥C*早强水泥D1830-3050-*中温中压条件E3050-4270-*超高温高压条件F3050-4880-*超高温高压条件G0-2440-*基本水泥H0-2440-*基本水泥I3660-4880*-超高温高压条件*表示有该级该类水泥,-表示没有 近年来API标准又做了大的变动;一是取消了A-H级水泥特定的使用深度范围;二是取消了J级水泥。全世界统计表明。最普通使用的是G,H级水泥,其次是A,B,C级水泥,D,E,F 级水泥现在很少使用。目前采用G,H级水泥加砂,加适当外加剂(主要是缓凝剂)就可以达到相当深井水泥的效果。3,特殊水泥生产现场还应用一些不属于API标准,但对一些特殊情况又十分有效的油井水泥 ,称为特水水泥。如纤维水泥,超细水泥。二,水泥外加剂有限的油井水泥类型,不可能全部满足各种复杂情况下的施工要求,解决的办法是在油井水泥中加入一种或多种外加剂,使水泥浆适应各中条件下的注水泥施工及其质量要求。外加剂主要用于调节水泥稠化时间,密度,滤失量,流变性,增加强度以及增加热稳定性等。第4节 ,钻开生产层石油钻井的最终目的是有效地开发石油和天然气资源。因此在钻开生产层的过程中,必须很好地保护油气层,同时还必须有效的控制油气层,防止事故性井喷的发生,达到安全生产的目的。一,钻井液性能不好对油气层的损害目前,生产井较常用的钻井液是由粘土和水配制而成的水基粘土钻井液。由于钻进过程中的钻井液液柱压力一般都大于地层压力,所以在这一压差作用下,钻井液中的水和粘土等固相颗粒会侵入油气层而造成水侵和泥侵,从而对油气层造成不同性质的损害。水侵对油气层的损害作用主要有五个方面1,使油层的粘土部分膨胀研究表明,油砂颗粒周围一般都包有极薄的黏土层,砂层之间的微孔道非常多,油层内部还有很多很薄的粘土夹层,而这些粘土夹层所分割开来的各小层渗透率的差别也相当大,在钻井液自由水侵入的作用下,砂砾周围的粘土质成分将发生体积膨胀,使油流通道缩小,从而降低出油能力,二,破坏孔隙内油流的连续性油层含油饱和度较高时,油流在孔隙内部呈连续状态,这时在岩石颗粒表面有少量的束缚水,并把极微小的松散颗粒固定下来,在相当大的油流速度下也不会被冲走。但钻井液滤液侵入较多时,会破坏油流的连续性,使之成为大小不等的油滴,从而将原油的单相流动变为油水两相流动,增加油流阻力。另外当水称为流动的连续相时,流动的剪切面为砂砾表面,只要流速稍大,就会把原来稳定在颗粒表面的松散微粒冲走,并在适当部位发生堆积,堵塞流动孔隙,从而严重降低渗透率。3,产生水锁效应,增加油流阻力可用图7-8来说明,4,在钻井液孔隙内生成沉淀物钻井液滤液中的某些离子或者化合物和地层中的一些成分反应,生成固体和絮状沉淀物而堵塞地层孔隙。5,引起钻井液内固相颗粒 直接侵入生产层(泥侵)二,损害程度的分析地层被损害程度随井壁距离加大而逐渐减小,而损害最严重(渗透率下降最多)的是在距离井壁数厘米的范围内。未了研究损害带对井产量的影响,利用图7-9的简化条件先分析稳定流动的情形,把7-9看成两个渗透率不同而径向串联的体系,根据稳定径向流动达西公式可得;三,防止和减少生产层损害的方法在完井过程中,可根据具体条件选择采用下述方法减少对生产层的损害;1) 针对油气层特点,采取合理完井方式,以减少钻井液对油气层的侵泡时间。2) 合理选择钻井液密度,一般情况下维持钻井液密度比油气层压力的密度大24-48Kg/m3.3) 采取平衡钻井法,欠平衡钻井法或泡沫钻井法以及气体钻井法,这时井内压力不会大于油气层压力。4) 在完井液中加入桥堵剂,以减少固相颗粒的侵入。5) 提高钻井液矿化度,增加钻井液中两价离子的浓度。6) 使用低固相或者无固相钻井液。7) 使用表面活性剂处理钻井液。8) 采用油基钻井液或油包水乳化钻井液。9) 采用合理的物理-化学解堵措施。第5节 ,完井方式1,垂直井 完井方式1,射孔完井方式射孔完井是目前国内外使用最为广泛的一种完井方式,其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。(1) 套管射孔完井;套管设计完井是钻穿油层直至设计井深,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,建立油流的通道,如图7-10所示;套管射孔完井既可选择性的射开不同压力,不同物性的油层,以避免层间干扰,还可避开夹层水,底水,气顶和夹层的坍塌,具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。(2) 尾管射孔完井尾管射孔完井是在钻至油层顶界后下技术套管注水泥固井,而后用小一级的钻头钻穿油层到达设计井深,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50米,再对尾管注水泥固井,最后射孔,如图7-11所示;尾管射孔完井由于在钻开油层以前上部地层已经被技术套管封固,因此,可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力,欠压力平衡的方法钻开油层,有利于保护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥地用量,从而降低完井成本。目前较深的油,气井大多采用此方法完井。2,裸眼完井方式裸眼完井方式有两种完井工序;1) 钻头钻至油层顶界附近后,下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后,再从技术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7-12所示;2) 有的厚油层适合于裸眼完成,但上部有气顶或顶界临近又有水层时,也可以将技术套管下过油层界面,使其分割油层的上部分然后裸眼完井,必要时再射开其中的含油层,国外称为复合完井方式,如图7-13所示;裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露,因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善井,其产能较高。裸眼完井虽然完善度高,但其使用局限性大,例如;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和压裂等。3,割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后,先下技术套管注水泥固井,再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层到设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管,依靠衬管顶部的衬管悬挂器(卡瓦封隔器),将衬管悬挂在技术套管上,并密封衬管和套管之间的环形空间,使油气通过衬管的割缝流入井筒,如图7-14所示;这种完井方式油层不会遭到固井水泥浆的损害,可以采用与油层相配伍的钻井液或其他保护油层的钻井液技术开发油层,当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。4,砾石充填完井方式对于胶结疏松出砂严重的地层,一般应采用砾石充填完井方式。即先将绕丝筛管下人井内油层部位,然后用充填液把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,构成一个砾石填充层,以阻挡油层砂流人井筒,达到保护井壁、防砂的目的。 砾石填充完井一般都是使用不锈钢绕丝筛管而不使用割缝衬管,其原因是:(1)割缝衬管的缝口宽度由于受加工割刀强度的限制,最小为u5mm,因此割缝衬管只适用于中、粗砂油层,而绕丝筛管的缝隙宽度最小可以达()12mm,故其使用范围广;(2)绕丝筛管是由绕丝形成的一种连续缝隙,流体通过筛管时几乎没有压降,且绕丝筛管的断面为梯形,外窄内宽,且有一定的“自洁作用”,轻微的堵塞可被产出的流体疏通,其流通面积比割缝衬管大得多;(3)绕丝筛管以不锈钢为原料,其耐腐性强,使用寿命长,综合经济效益高。为了适应不同油层特性的需要,裸
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