9完井方案设计与试油

1、第九章,完井方案设计与试油,主要内容,完井方式,射孔方案设计,油气层保护,试油,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,完井工程系统设计框图,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,常,规,分,析,薄,片,分,析,X,

2、射,线,衍,射,电,镜,扫,描,水,敏,酸,敏,速,敏,盐,敏,碱,敏,射孔,敏感,性分,析,油管,尺寸,敏感,分析,完井,试井,评价,预,预,D,S,T,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,预,投产,措施,设计,根据油,管尺寸,确定生,产套管,尺寸,生产套,管强度,校核与,设计,完井,方式,及方,法选,择,固井,设计,及其,评估,射孔,及射,孔液,设计,井口,及完,井管,柱设,计,完,完,完,完,第一节,完井方式,完井方式,油层与井筒的连通方式,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、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、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,二、完井方式,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,

4、后期裸眼完井方式,复合型完井方式,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,优点,可选择性地射开油层,避免层间干扰；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,缺点,出油面积小、完善程度,较差，对井深和射孔深度要求,严格，固井质量要求高，水泥,浆可能损害油气层,套管射孔完井方式,尾管射孔完井方式,特点,有利于保护油层，可以,减少套管重量和固井水泥的用,量，从而降低完井成本,三,割缝衬管

5、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,在“防砂与清砂”中有详细介绍,三、完井方式选择,完井方式选择需考虑的因素,油田地质及油藏工程条件,采油工程技术措施要求,块,状,油,藏,薄,互,油,层,多,套,油,层,古,潜,山,油,

6、藏,气,顶,底,水,油,藏,层,间,渗,透,率,差,异,裂,缝,性,油,藏,高,陡,角,度,油,藏,分,层,注,水,增,产,措,施,人,工,举,升,防,砂,调,整,井,腐,蚀,流,体,定,向,井,水,平,井,第二节,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

7、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,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,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,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

8、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,第三节,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

9、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,1,速敏,在钻井、油气开采、增产作业和注水等作业或生产,过程中，流体与地层无任何物理和化学作用的条件下,当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并,堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象,速敏评价实验目的,找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临,界流速，以及找出由于速敏引起的油气层损害程度,损害程度,0.

10、3,0.3,0.7,0.7,敏感程度,弱,中,等,强,速度敏感程度评价指标,100,K,K,K,max,min,max,损害程度,岩心速度敏感性评价图,1,速敏,2,水敏,油气层中的粘土矿物在原始油藏条件下处于一定矿,化度的环境中，当淡水进入储层时，某些粘土矿物就,会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙,和喉道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡,水后渗透率降低的现象称为水敏,水敏评价实验目的,了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程,找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度,为各类工作液的设计提供依据,主要是测定三种不同盐,度（地层水、次地层水,去离子水）液体下岩心的,渗透

11、率。首先用地层水测,定岩心的渗透率，然后再,用次地层水测定岩心的渗,透率，最后用淡水（一般,为去离子水）测定岩心的,渗透率，从而确定淡水引,起岩心中粘土矿物的水化,膨胀及造成的损害程度,岩心水敏实验曲线,2,水敏,3,盐敏,在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同,的矿化度，当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油,气层后，可能引起粘土的收缩、失稳、脱落，当低于,地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引,起粘土的膨胀和分散，这些都将导致油气层孔隙空间,和喉道的缩小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油,气层的现象,盐敏评价实验目的,找出渗透率明显下降的临界矿化度，以及由盐敏引,起的油气层损害

12、程度,降低矿化度的盐敏评价实验,第一级盐水为地层水，将盐,水按一定的浓度差逐级降低,矿化度，直至注入液的矿化,度接近零为止，求出的临界,矿化度为,Cc1,升高矿化度的盐敏评价实,验,第一级盐水仍为地层水,将盐水按一定的浓度差逐,级升高矿化度，直至找出,临界矿化度,Cc2,或达到工,作液的最高矿化度为止,盐敏损害的入井流体有效矿化度区间,3,盐敏,降低矿化度的盐敏曲线,升高矿化度的盐敏曲线,3,盐敏,4,碱敏,地层水,pH,值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻井,液和水泥浆的,pH,值在,8,12,之间，当高,pH,值流体进,入油气层后，促使粘土水化、膨胀、运移或生成沉淀,物而造成的地层损害称为碱敏

13、,碱敏评价实验目的,找出碱敏发生的条件，主要是临界,pH,值，以及由,碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提,供依据,通过注入不同,pH,值的地层水并,测定其渗透率,根据渗透率的变,化来评价碱敏损,害程度，找出碱,敏损害发生的条,件,碱敏实验曲线,4,碱敏,5,酸敏,油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象,碱敏评价实验目的,酸液进入油气层后，一方面改善油气层的渗透率,另一方面又与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉,淀并堵塞油气层的孔喉。因此，酸敏评价实验的本质,是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化时,确定合理的酸液配方提供依据,酸敏实验包括,原酸（一定浓度的,盐酸、氢氟酸、土,

14、酸）和残酸（可用,原酸与另一块岩心,反应后制备）的敏,感实验，有现行的,部颁标准,酸敏实验曲线,曲线敏感，曲线不敏感,5,酸敏,应力敏感性是考察在施加一定的有效应力时，岩,样的物性参数随应力变化而改变的性质。它反映了岩,石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应,实验时，在,CMS,300,全自动岩心测试装置上,测量出不同应力值下的渗透率和孔隙度，观察和分析,应力对渗透率和孔隙度的影响,6,应力敏,6,应力敏,为了判别岩石对应力的敏感程度，正常采用无因次,渗透率的立方根，即,K,i,K,1000,1/3,与应力的对数建立关系,曲线,6,应力敏,3,1000,1000,lg,1,i,s,i,S,K,K,1000,lg,1,3,1,1000,i,s,K,K,S,应力敏感程度的指标,6,应力敏,Ss,0.30,0.30Ss0.70,0.70,Ss1.0,1.0,应力敏,感程度,弱,中等,强,极强,第四节,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