第一部分完井与试油

主要内容：一、油井完井二、试油

第一部分油井完井与试油完井：是油井和油层以一定结构连通起来的工艺。一、井身结构

井身结构是指油井钻完后，所下入套管的层次、直径、下入深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥的上返高度等。第一节油井完井技术套管表层套管生产套管１、表层套管它的作用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层的井壁，保护井眼和安装封隔器。其下入深度取决于上部疏松岩层的位置。管外的水泥返至地面。

一、井身结构２、油层套管在生产中作为流体通道的最里一层套管。其作用是保护井壁，形成油气通道，封隔油、气、水层，下入深度是根据目的层的位置和不同完井方法来决定的。管外水泥返至产层顶部200米以上。流体通道，封固油气水层３、技术套管下在表层套管和油层套管之间的一层套管。用来保护和封隔油层上部难以控制的复杂地层。下入深度根据复杂层位置而定。为了降低成本，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、塌、漏、卡等，尽可能不下或少下技术套管。加固复杂地层一、井身结构完井方式：油层与井筒的连通方式。完井方式选择要求：(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)封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰；(4)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。二、完井方式常用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二、完井方式先期裸眼完井：是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。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。1、裸眼完井裸眼完井：是指在钻开的生产层位不下入套管的完井方式。裸眼完井有两种：先期裸眼完井和后期裸眼完井。先期裸眼完井方式后期裸眼完井：是不更换钻头，先钻开油层至设计井深，再将套管下至油层顶部，注水泥固井，固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者替入低失水、高粘度的钻井液，以防止水泥浆下沉。优点：渗滤面积大，渗流阻力小。缺点：井壁易坍塌，不能分层开采。应用：使用于单层、裂缝性碳酸盐岩油藏及胶结强度高的砂岩油藏。二、完井方式后期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射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。套管射孔完井是钻至油层直至设计井深，然后下套管到油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿套管、水泥环并穿至油层某一深度，建立起油流通道。２、射孔完井套管射孔完井方式尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下套管注水泥固井，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套管上，再对尾管注水泥固井，然后射孔.优点：①密封性好，防串能力强。②适用于分层开采。③有效的防坍塌。缺点：①油层裸露面积小渗流阻力大。②钻井液损害油气层。应用：适用于分层开采的砂岩油气层。２、射孔完井尾管射孔完井方式衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下套管注入水泥固井，再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预选割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管挂在套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间。特点：油层不受固井水泥浆的损害。渗滤面积大。能挡砂，防井壁坍塌。应用：适用于出砂不严重的中、粗砂油层。３、衬管完井砾石充填完井先将绕丝筛管下入井内油层部位，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。以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂的目的。适用于油层胶结疏松，出砂严重的油层。裸眼砾石充填套管内砾石充填４、砾石充填完井三、水平井完井方式1、裸眼完井适用于岩性致密井壁不会坍塌而且渗透性较好的硬质砂岩或裂缝性砂岩和石灰岩的地质条件。２、衬管完井表层套管7in裸眼封隔器，7in滤砂管7in多功能洗井阀7in套管筛管３、射孔完井技术套管下过直井段注水泥固井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井。完井尾管和技术套管宜重合100m左右，最后在水平井段射孔这种完井方式是，依靠管外封隔器实施层段的封隔，可以按层段进行作业和生产控制，这对于注水开发的油田尤为重要。图5-2裸眼防砂-筛管顶部注水泥完井管柱示意图7in多功能洗井阀表层套管7in裸眼封隔器7in滤砂管7in水平井液压分级箍7in套管４、管外封隔器（ECP）完井５、砾石充填完井方式裸眼砾石充填或是套管内砾石充填三、完井方式选择选择完井方式是完井工程的核心，目前虽然有多种类型的完井方式，但它们都有其各自的适用条件和局限性。只有根据油气层的地质条件选择最适宜的完井方式，才能有效地开发油气田。达到使油气井寿命长、经济效益高的目的。优选完井方式时，应考虑油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求三方面的因素。完井方式的选择主要是针对单井而言，虽单井属于同一油藏类型，但其所处构造位置不同，所选定完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用套管射孔完成，则应避免射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避免射开油水过渡带。第二节试油试油：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，对井下油气进行直接测试，以取得有关目的层的油气产能、温度、压力及油气水物性资料的工艺过程。（1）探明新区、新构造是否有工业性油气流；（2）查明油气田的含油面积及油水或气水边界以及油气藏的产油气能力、驱动型；（3）验证对储集层产油、气能力的认识和利用测井资料解释的可靠程度；（4）通过分层试油、试气取得各分层的测试资料及流体的性质，确定单井（层）的合理工作制度，为制定油田开发方案提供重要依据；（5）评价油气藏，对油、气、水层做出正确结论。试油工作的目的：一、诱喷排液在油井完成后进入试油阶段的第一步就是要设法降低井底压力，使井底压力低于油藏压力，让油气流入井内，这一工作称诱喷排液（诱导油流），是试油工作的第一道工序。该工作也是为了清除井底沙砾和泥浆等污物，降低井底及其周围地层对油流的阻力。常用的诱喷方法有：替喷法、抽汲法、气举法等，选择时应视油层性质、完井方法及油层压力等情况而定。但无论选择哪一种方法，都应遵循下述基本原则：（1）把井底和井底周围地层的赃物排出，使油层孔隙畅通，以利于油气流入井筒；（2）能建立起足够大的井底压差；（3）应缓慢而均匀的降低井底压力，不致导致破坏油层结构。（一）替喷法替喷法是用密度较轻的液体将井内密度较大的液体替出，从而降低井中液柱压力，达到使井内液柱压力小于油藏压力的目的。具体实施是先用低密度液体替出井中的压井液。替喷法有三种：一般替喷法：就是把油管下至油层中、上部，用泵把替喷用的液体连续替入井中，直至把井中的全部压井液替出为止。一次替喷法：就是把油管下到人工井底，用替喷液把压井液替出，然后上提油管到油层中部或上部完井。二次替喷法：就是把油管下到人工井底，替入一段替喷液，再用压井液把替喷液替到油层部位以下，之后上提油管至油层中部，最后用替喷液提出油层顶部以上的全部压井液，这样既替出井内的全部压井液又把油管提到了预定的位置一次替喷示意图1—油管；2—套管；3—压井液；4—油层；5—替喷液一次替喷法把油管下到人工井底，用替喷液把压井液替出，然后上提油管到油层中部或上部完井。二次替喷法把油管下到人工井底，替入一段替喷液，再用压井液把替喷液替到油层部位以下，之后上提油管至油层中部，最后用替喷液提出油层顶部以上的全部压井液，这样既替出井内的全部压井液又把油管提到了预定的位置

替喷法排液诱导油流的特点：优点在于生产压差的形成均匀缓慢，不致引起由于井壁的坍塌而使油层出砂。缺点是建立生产压差小，诱喷能力差。替喷法适用于油层压力高、产量高、油层堵塞不严重的油井。（二）抽汲法抽汲就是利用一种专用工具把井内液体抽到地面，以达到降低液面即减少液柱对油层所造成的回压的一种排液措施。抽汲不但有降压诱喷的作用，还有解除油层某种堵塞的作用，因此适用于喷势不大的井或有自喷能力但在钻井过程中，由于泥浆漏失，钻井液滤液使油层受到损害的油井。对于疏松、易出砂的油层，应避免猛烈抽汲，以避免油层造成大量出砂。

（三）气举法气举法是利用压缩机向油管或套管内注入压缩气体，使井中液体从套管或油管中排出的方法。对稠油、高凝油油井的排液，采用常规的排液方法难以完成，可采用螺杆泵排液法。螺杆泵工作时不发生气锁、砂卡、无阀件，运动只是螺杆，而且排量连续平衡。用在稠油排液时，不易造成大量出砂。由于它是抽油杆传动动力，因而只使用于浅井和中深井使用，也可用钻杆驱动的额螺杆直接排液求产。(四)地面驱动单螺杆泵排液法（一）注水泥塞试油注水泥塞试油一般是从下往上试，最下一层试油后，就得从地面将一定数量的水泥浆顶替到已试油层与待试油层的套管中，待水泥浆凝固后形成一个水泥塞。（二）用封隔器分层试油是在一口井中可一次射开多层，根据需要下入多级封隔器将测试层段分成二层、三层或四层，同时进行多层试油，也可以取得几层合试的资料。（三）中途测试工具试油中途测试是指在钻井过程中遇到油气显示马上进行测试的工艺。特点：降低钻探成本、提高试油速度、能及时发现油气层二、试油工艺试油资料包括以下几方面：（1）产量数据包括井下或地面的油、气、水产量；（2）压力数据包括静压、流动压力、压力恢复数据以及油压、套压；（3）原油及水的特性资料包括井下以及地面原油取样分析的资料及原油含砂量；（4）温度数据包括井下温度及地温梯度。4、试油资料稳定试油是指在一种稳定的工作制度下，进行量油、测气及压力测量等工作，一切测试完毕后改变一种工作制度，待生产稳定后重复上述测量项目。为了准确地作出油井指示曲线和求出液流方程式从而确定油井产能的大小，需至少建立四种不同的工作制度，且其生产所测得的压力、产量的大小间隔要比较均匀。几种不同的工作制度下取得的油井生产数据（压力、产量、油气比等）可用来研究油层和油井的生产特征，根据稳定渗流理论对测得的产量和压力进行分析。测得的产量和流动压力（或生产压差）绘制的曲线称为流入动态曲线或指示曲线。此项工作可了解不同工作制度下的生产特征，确定合理的工作制度。压力恢复试井是目前矿场上应用得最普遍的一种不稳定试油方法。它是在最后一种工作制度测量工作结束后，关井测量井底压力随时间的变化曲线—压力恢复曲线。利用已知的关井前的产量和油层流体的物性参数及测得的压力恢复曲线，根据表征关井后压力恢复规律的公式就可求得油层参数，油井完善程度和油层压力。一、射孔射孔是在油气井固井完井后，根据油田开发方案的设计要求，重新打开目的层，沟通油气层与套管内腔的一项工程技术。因此射孔是油田开发的重要步骤，为了能使油气井获得高产和稳产，就得选择最有效的射孔器，采用合适的射孔工艺来实现。1、射孔器的类型

射孔技术按输送方式可以分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管（钻杆、连续油管）输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。目前常用的射孔工具是聚能喷流射孔器。射孔条件是指射孔压差、射孔方式和射孔工作液。2、射孔条件对油井产能的影响

1）射孔条件（1）射孔压差。正压差射孔，是指射孔时井底液柱压力高于地层压力的射孔；负压差射孔是指射孔时井底液柱压力低于地层压力的射孔。通常正压差射孔的清洁度一般较差，造成井眼及岩石的损害较大。而负压差射孔既可以减少射孔作业中滤液的侵入、固相物质的堵塞以及滤液可能对地层发生的化学反应，又可及时清洗射孔孔眼。（2）射孔方式。实现负压差射孔的射孔方式最先采用的是电缆传送过油管负压差射孔技术。在射孔之前下好油管，安装好井口装置，连接好地面管线。然而，过油管负压差射孔技术在实际使用过程中无法适应现代高密度射孔的需要，进而在发展为油管传输射孔（TCP）。这种射孔技术既有过油管射孔实现负压差的优点，又有深穿透、高孔密的大直径射孔枪的性能。（3）射孔工作液。优质的射孔液应该是清洁无固相，且以地层流体相配伍的射孔液，如现在用得较多的清洁无固相CaCl2盐水。3、射孔参数射孔参数主要包括射孔深度、孔径、孔密。（1）射孔穿透深