第一章钻完井工程概述

1、第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 岩心分析技术岩心分析技术第三章第三章 储层损害的室内评价储层损害的室内评价第四章第四章 油气层损害机理油气层损害机理第五章第五章 保护油气层的钻井完井技术保护油气层的钻井完井技术第六章第六章 保护油气层的钻井液完井液技术保护油气层的钻井液完井液技术第七章第七章 油气田开发生产过程中的保护油气层技术油气田开发生产过程中的保护油气层技术第八章第八章 油气层损害的矿场评价技术油气层损害的矿场评价技术第九章第九章 保护油气层技术新进展保护油气层技术新进展 钻井完井工程的技术特点作用钻井完井工程的技术特点作用 油气层损害的基本概念油气层损害的基本概念 保护油气层的重要

2、性保护油气层的重要性 保护油气层技术思路及原则保护油气层技术思路及原则 保护油气层技术内容保护油气层技术内容 保护油气层技术的特点保护油气层技术的特点1.1.现代油气井工程的重要性现代油气井工程的重要性（1 1）2121世纪，人类面临的世纪，人类面临的4 4大问题：人口（控制）、大问题：人口（控制）、 资源（开发）、环境（保护）、灾害（预防）资源（开发）、环境（保护）、灾害（预防）。（2 2）钻探是人类开发资源的最重要的手段，油气钻井是建）钻探是人类开发资源的最重要的手段，油气钻井是建立开采地下油气资源通道的唯一手段，贯穿于整个油气立开采地下油气资源通道的唯一手段，贯穿于整个油气勘探、开发的全

3、过程，是技术密集、资金密集、劳动力勘探、开发的全过程，是技术密集、资金密集、劳动力密集的行业领域。密集的行业领域。钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用技术密集技术密集：地质、钻井、固井、完井、泥浆、录井、测井、：地质、钻井、固井、完井、泥浆、录井、测井、机械、自动化、仪器仪表、计算机等；机械、自动化、仪器仪表、计算机等；资金密集资金密集：在石油工业总投资中，：在石油工业总投资中，4040投入到钻井，探井投入到钻井，探井钻井费用占勘探费用的钻井费用占勘探费用的50508080，开发井钻井费用占，开发井钻井费用占开发费用的开发费用的3030（海上）和（海上）和8080（陆上）；

4、（陆上）；劳动力密集劳动力密集：各作业部门工程师和技术工人相对集中。：各作业部门工程师和技术工人相对集中。钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用2.2.现代油气井工程的发展历史现代油气井工程的发展历史 190019001920 1920 初期阶段（萌芽）初期阶段（萌芽） 20 20年年 192019201950 1950 发展阶段（经验）发展阶段（经验） 30 30年年 19501950现在现在 科学化钻井阶段科学化钻井阶段 50 50年年 前期前期 1950 19501980 301980 30年年 后期后期 1980 1980现在现在 20 20年年钻井完井工程的技术特点

5、及作用钻井完井工程的技术特点及作用前期阶段成果（前期阶段成果（3030年）：年）： 喷射钻井技术喷射钻井技术 丛式井钻井技术丛式井钻井技术 优选参数钻井技术优选参数钻井技术 高效钻井技术高效钻井技术 平衡压力钻井技术平衡压力钻井技术 井控技术井控技术 保护油气层技术保护油气层技术 洗井液技术洗井液技术 深井钻井技术深井钻井技术 单项技术单项技术钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用后期阶段成果（后期阶段成果（2020年）：年）： 井下信息实时监测、处理技术井下信息实时监测、处理技术 使用使用MWDMWD、LWDLWD、SWDSWD、DDSDDS、GSTGST、FEWDFEWD

6、等随钻测量技等随钻测量技术，地质参数、井眼参数、钻井参数；术，地质参数、井眼参数、钻井参数； 开发了井下导向和井下闭环钻井系统；开发了井下导向和井下闭环钻井系统； 发展了新的钻井技术发展了新的钻井技术钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用 水平井钻井技术及大位移钻井技术水平井钻井技术及大位移钻井技术 多分支井钻井技术多分支井钻井技术 欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术 小井眼钻井技术小井眼钻井技术 连续油管钻井技术连续油管钻井技术 复杂结构井复杂结构井新的钻井技术包括：新的钻井技术包括：钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用概括总结：概括总结： 钻井手段：机械动力

7、钻进钻井手段：机械动力钻进信息化、智能化钻井信息化、智能化钻井 钻井类别：单一钻直井、定向井钻井类别：单一钻直井、定向井水平井、分支水平井、水平井、分支水平井、多分枝井多分枝井 钻井任务：油流通道钻井任务：油流通道提高油气可采储量、采收率提高油气可采储量、采收率 钻井对象：一般油藏钻井对象：一般油藏难开采油气藏（低渗、裂缝、薄难开采油气藏（低渗、裂缝、薄油层、高含水、非均质、断块）油层、高含水、非均质、断块）钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用3.3.现代油气井工程的发展特征及发展趋势现代油气井工程的发展特征及发展趋势发展特征发展特征 体现了现代科学技术的特征体现了现代科学

8、技术的特征 体现了系统工程的技术特征体现了系统工程的技术特征 体现了技术集成的特点体现了技术集成的特点 体现了向自动化、信息化和智能化发展的特点体现了向自动化、信息化和智能化发展的特点钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用发展趋势发展趋势 向信息化、智能化方向发展向信息化、智能化方向发展 MWD MWD（随钻测量）、随钻测量）、LWDLWD（随钻测井）、随钻测井）、SWDSWD（随钻地震）、随钻地震）、DDSDDS（钻钻井动态数据采集）、井动态数据采集）、GSTGST（地质导向）、地质导向）、FEWDFEWD（随钻地层评价）随钻地层评价） VDSVDS超深井垂直钻井系统超深井

9、垂直钻井系统法国；法国； ADDADD自动定向钻井系统自动定向钻井系统美国；美国； AGSAGS自动导向钻井系统自动导向钻井系统Sleve BellSleve Bell公司；公司； SRDSRD旋转导向钻井系统旋转导向钻井系统美国美国CamcoCamco公司。公司。井下导向工具井下导向工具测试工具测试工具作业工具作业工具钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用 向综合化、集成化方向发展向综合化、集成化方向发展 钻井设计和施工向多专业结合的综合化发展钻井设计和施工向多专业结合的综合化发展 钻井技术向高度集成发展钻井技术向高度集成发展 水平井钻井水平井钻井分枝井钻井分枝井钻井欠平衡

10、钻井欠平衡钻井小井眼钻井小井眼钻井连续油管钻井连续油管钻井综合化综合化集成化集成化分支水平井钻井分支水平井钻井侧钻水平井钻井侧钻水平井钻井欠平衡分枝井钻井欠平衡分枝井钻井欠平衡侧钻水平井钻井欠平衡侧钻水平井钻井连续油管小井眼分支水平井钻井连续油管小井眼分支水平井钻井连续油管小井眼欠平衡分支水平井钻井连续油管小井眼欠平衡分支水平井钻井钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用 向提高油气采收率方向发展向提高油气采收率方向发展 少井高产、不堵塞、不污染油层少井高产、不堵塞、不污染油层 向难开采油气藏方向发展向难开采油气藏方向发展 提高难开采油气层的采收率提高难开采油气层的采收率钻井完

11、井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用4.4.现代油气井工程技术提高采收率原理现代油气井工程技术提高采收率原理 最大限度地沟通油气藏最大限度地沟通油气藏 包括各种复杂油气藏、残余油气区、死油区等，利用水平井、大位包括各种复杂油气藏、残余油气区、死油区等，利用水平井、大位移井、多分枝井等；移井、多分枝井等； 最大限度地保护油气藏最大限度地保护油气藏 使油气层的损害最小、利于改造，利用地层敏感性预测技术、欠平使油气层的损害最小、利于改造，利用地层敏感性预测技术、欠平衡钻井技术等；衡钻井技术等； 最大限度地开采油气藏最大限度地开采油气藏 油气裸露面积大、流动阻力小，利用水平井重力泄油、成

12、对水平油气裸露面积大、流动阻力小，利用水平井重力泄油、成对水平井注蒸汽、不间断吞吐等。井注蒸汽、不间断吞吐等。钻井完井工程的技术特点及作用钻井完井工程的技术特点及作用：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象象（或使流体注入或产出能力下降的现象）均称为对均称为对油气层的损害油气层的损害 。：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝对油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝对渗透率和油气相对渗透率的降低。渗透率降低越多，渗透率和油气相对渗透率的降低。渗透率降低越多，油气层损害越严重油气层损害越严重。 ：主要是指尽可能防止近井壁地带的油气主要是指尽可能防止近井壁地带的油气层受到不

13、应有的损害层受到不应有的损害。 50年代年代，注意此问题，川中会战时，就提出钻井液密度不，注意此问题，川中会战时，就提出钻井液密度不宜过高，以免压死油气层。宜过高，以免压死油气层。 60年代年代大庆会战时，为了减少对近井地带的油气层损害，大庆会战时，为了减少对近井地带的油气层损害，对钻开油气层钻井液的密度和滤失量也提出了严格要求。对钻开油气层钻井液的密度和滤失量也提出了严格要求。 70年代年代，国外开始从分析油气层岩心入手来研究油气损害，国外开始从分析油气层岩心入手来研究油气损害的机理和防治措施，并将实验室研究成果应用于油气田钻的机理和防治措施，并将实验室研究成果应用于油气田钻井、完井和开发方

14、案的设计及生产实践中，形成了保护油井、完井和开发方案的设计及生产实践中，形成了保护油气层的系列技术。气层的系列技术。 长庆油田在长庆油田在70年代开始进行了岩心分析和敏感性分析，但年代开始进行了岩心分析和敏感性分析，但由于受到仪器与技术条件限制，再进一步深人下去有困难。由于受到仪器与技术条件限制，再进一步深人下去有困难。 80年代年代，在引进国外保护油气层技术的基础上，我国才全，在引进国外保护油气层技术的基础上，我国才全面开展了保护油气层技术的研究工作，并在面开展了保护油气层技术的研究工作，并在“七五七五”期间期间将保护油气层钻井完井技术列为国家重点攻关项目，原中将保护油气层钻井完井技术列为国

15、家重点攻关项目，原中国石油工业部科技司、开发司、钻井司共同组织辽河、华国石油工业部科技司、开发司、钻井司共同组织辽河、华北、长庆、四川、中原等五个油田和石油大学、西南石油北、长庆、四川、中原等五个油田和石油大学、西南石油学院、江汉石油学院、石油勘探开发科学研究院、工程技学院、江汉石油学院、石油勘探开发科学研究院、工程技术研究所等单位共同进行攻关，使我国保护油气层技术不术研究所等单位共同进行攻关，使我国保护油气层技术不仅在理论研究上，而且在生产实践中均取得较大进展，形仅在理论研究上，而且在生产实践中均取得较大进展，形成了适合我国的保护油气层系列技术。成了适合我国的保护油气层系列技术。“八五八五”

16、期间，此期间，此项技术得到进一步推广应用和发展，并取得较好的效果。项技术得到进一步推广应用和发展，并取得较好的效果。 辽河荣兴油田，辽河荣兴油田，1980年前年前9口探井，均因油气层受到损害而误判口探井，均因油气层受到损害而误判为没有工业价值。为没有工业价值。1989年，重新钻探此构造，采用保护油气层配套年，重新钻探此构造，采用保护油气层配套技术，所钻技术，所钻17口井均获得工业油流，钻探结果新增含油气面积口井均获得工业油流，钻探结果新增含油气面积18.5km2，探明原油储量探明原油储量上千万吨上千万吨，天然气，天然气几十亿立方米几十亿立方米。 在探井的钻井完井过程中，如果钻井液、完井液的设计

17、和使用不在探井的钻井完井过程中，如果钻井液、完井液的设计和使用不当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数的正确解释。当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数的正确解释。 在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可以使油气井产量得到明显提高，同时可以大大减少试以使油气井产量得到明显提高，同时可以大大减少试油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本。产成本。 以钻井液为例。以钻井液为例。 用一般钻井完井液完井的井，日产原油为用一般钻井完井液完井的井，日产原油为、天然气天然气，而用无固相清洁

18、完井液完井的井日产原油而用无固相清洁完井液完井的井日产原油、天天然气然气。 用一般钻井液完井，单井最大原油日产量为用一般钻井液完井，单井最大原油日产量为，而邻而邻井改用井改用W/O 乳化钻井液完井，原油产量提高到乳化钻井液完井，原油产量提高到。 在油气开采的漫长时期，搞好保护油气层工作仍在油气开采的漫长时期，搞好保护油气层工作仍然非常重要。然非常重要。 工作制度不合理和注入水的水质不合乎要求，工作制度不合理和注入水的水质不合乎要求，都可能对油气层造成严重损害。都可能对油气层造成严重损害。 结垢、结蜡、出砂、细菌堵塞以及润湿反转等结垢、结蜡、出砂、细菌堵塞以及润湿反转等是油气开采阶段的主要损害形

19、式。是油气开采阶段的主要损害形式。 只有采取有效措施防止这些损害，才能保证油气只有采取有效措施防止这些损害，才能保证油气井的增产和稳产。井的增产和稳产。 ： （1），以此为依据来研究该油，以此为依据来研究该油气层的潜在损害因素与机理。气层的潜在损害因素与机理。 （2）收集现场资料，开展）收集现场资料，开展，分析研究每组油气层在各项作，分析研究每组油气层在各项作业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。 （3）按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的）按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行性与经济上的合理

20、性，通过综合研究形成系列，可行性与经济上的合理性，通过综合研究形成系列，。 （4）各项作业结束后进行）各项作业结束后进行，获取油气层损害程度的信息，获取油气层损害程度的信息，并评价保护油气层的效果和经济效益。然后反馈给有关部门，视情并评价保护油气层的效果和经济效益。然后反馈给有关部门，视情况决定是否继续研究改进措施或补救措施。况决定是否继续研究改进措施或补救措施。 （5）。 （1）（如钻井液、水泥（如钻井液、水泥浆、射孔液、压井液与修井液等）浆、射孔液、压井液与修井液等）。如不能完全控制住，则要求所采。如不能完全控制住，则要求所采用的工作液与油气层岩石和流体相匹配，尽可能不要诱发用的工作液与油

21、气层岩石和流体相匹配，尽可能不要诱发油气层潜在损害因素或者控制工作液进入油气层的深度，油气层潜在损害因素或者控制工作液进入油气层的深度，并控制进入油气层工作液的组分，力求在油气井投产时可并控制进入油气层工作液的组分，力求在油气井投产时可使用现代物理或化学方法解堵。使用现代物理或化学方法解堵。 （2）进行各种测试和采油作业时，应）进行各种测试和采油作业时，应。 （3）油气田开发生产过程中，为了增加油气层能量和驱）油气田开发生产过程中，为了增加油气层能量和驱替效果，必须向油层中注入各种流体，这些替效果，必须向油层中注入各种流体，这些，减少对油气层的，减少对油气层的损害，使之有利于油、气的采出。损害

22、，使之有利于油、气的采出。 （4）保护油气层技术尽可能）保护油气层技术尽可能。由于油气层渗透率和孔隙度一旦受到损害，。由于油气层渗透率和孔隙度一旦受到损害，很难完全恢复，有些损害无法进行消除。部分油气层受很难完全恢复，有些损害无法进行消除。部分油气层受到损害后，即使可以解除，但所花费的费用也很高。到损害后，即使可以解除，但所花费的费用也很高。 （5）优选各项保护油气层技术时，既要考虑各项技术的）优选各项保护油气层技术时，既要考虑各项技术的和和，更要考虑其，更要考虑其。 （1）岩心分析、油气水）岩心分析、油气水；（2）油气层敏感性和工作液损害）油气层敏感性和工作液损害；（3）油气层损害机理研究和

23、保护油气层技术）油气层损害机理研究和保护油气层技术；（4）过程中的油气层损害因素和过程中的油气层损害因素和；（5）过程中的油气层损害因素和过程中的油气层损害因素和；（6）油气田）油气田生产中油气层损害因素和生产中油气层损害因素和；（7）油气层损害的）油气层损害的；（8）保护油气层总体效果评价和经济效益）保护油气层总体效果评价和经济效益。 （1）保护油气层技术是）保护油气层技术是涉及多学科、多专业、涉及多学科、多专业、多部门并贯穿于整个油气生产全过程的多部门并贯穿于整个油气生产全过程的。 从钻开油气层、完井、试油、采油、增产、修井、注水、热采的每一项作业从钻开油气层、完井、试油、采油、增产、修井

24、、注水、热采的每一项作业过程中均可能使油气层受到损害，前一项作业造成的损害可以迭加（或传递）在过程中均可能使油气层受到损害，前一项作业造成的损害可以迭加（或传递）在后一项作业中，如果后一项作业没有搞好保护油气层工作，就有可能使前面各项后一项作业中，如果后一项作业没有搞好保护油气层工作，就有可能使前面各项作业过程中保护油气层所获得的成效部分或全部丧失。所以，保护油气层工作必作业过程中保护油气层所获得的成效部分或全部丧失。所以，保护油气层工作必须前后兼顾，做到系统化。须前后兼顾，做到系统化。 保护油气层技术习惯上分为两部分，一是钻开油气层至交井过程的保护油气保护油气层技术习惯上分为两部分，一是钻开

25、油气层至交井过程的保护油气层技术，该步非常关键，保证交给油公司的是一口无任何伤害的、油气层保持原层技术，该步非常关键，保证交给油公司的是一口无任何伤害的、油气层保持原始状态的油井。该过程的作业范围小，作用时间短，对油气层的损害相对较小。始状态的油井。该过程的作业范围小，作用时间短，对油气层的损害相对较小。二是油气生产过程的保护油气层技术，主要解决一个高产稳产问题，作用范围大，二是油气生产过程的保护油气层技术，主要解决一个高产稳产问题，作用范围大，在油藏深部，作业时间长，损害累积迭加问题严重。在油藏深部，作业时间长，损害累积迭加问题严重。 该项工程涉及该项工程涉及地质、钻井、测井、试油、采油、井

26、下作地质、钻井、测井、试油、采油、井下作业等多个部门业等多个部门，只有这些部门密切配合，协同工作，正确对，只有这些部门密切配合，协同工作，正确对待投入与产出，做好技术、经济评价，才能收到良好效果。待投入与产出，做好技术、经济评价，才能收到良好效果。 要开展此项系统工程中各项技术的研究，必然涉及到要开展此项系统工程中各项技术的研究，必然涉及到矿矿物学、岩相学、地质学、油层物理、钻井工程、试油工程、物学、岩相学、地质学、油层物理、钻井工程、试油工程、开发工程、采油工程、测井、油田化学和计算机等多种学科开发工程、采油工程、测井、油田化学和计算机等多种学科专业专业，因此，保护油气层技术建立在多学科、多

27、专业综合应，因此，保护油气层技术建立在多学科、多专业综合应用基础之上，打破了传统的专业界限。而目前具有多学科、用基础之上，打破了传统的专业界限。而目前具有多学科、多专业知识和技能的人员不多，需要建立一个机构把有关的多专业知识和技能的人员不多，需要建立一个机构把有关的各个部门组合起来实施该项技术，孤立地一个室一个室地搞各个部门组合起来实施该项技术，孤立地一个室一个室地搞是徒劳的。是徒劳的。 因此，从因此，从理论上、知识结构上、学科专业上，以及解决理论上、知识结构上、学科专业上，以及解决的问题的方法的问题的方法上等几方面来看，保护油气层技术是一项系统上等几方面来看，保护油气层技术是一项系统工程。工程。 （2）保护油气层技术具有）保护油气层技术具有 保护油气层技术的研究对象是油气层，油气层的特性资料是研保护油气层技术的研究对象是油气层，油气层的特性资料是研究此项技术的基础。究此项技术的基础。 由于由于，因此从油气层特性出发研究出，因此从油气层特性出发研究出的保