第9章完井方案设计与试油

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第一节完井方式完井方式：油层与井筒的连通方式二、直、斜井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三、水平井完井方式裸眼完井砾石充填完井射孔完井管外封隔器(ECP)完井方式割缝衬管完井四、完井方式选择砂岩油气藏完井方式选择流程图碳酸盐岩油气藏的完井方式选择流程图

第二节射孔方案设计一、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孔深、孔密与油井产能比关系曲线孔径与油井产能比的关系相位角和各向异性与油井产能比的关系90º油井射孔压实程度与产能比的关系射孔压实伤害带微观结构（Saucier）

二、射孔工艺设计射孔方式、射孔枪、弹和射孔液选择1.射孔方式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2.射孔枪、弹选择射孔枪无缆射孔枪:也称油管传输射孔枪电缆射孔枪有枪身式管式枪多次使用枪身一次使用枪身无枪身式绳式枪销毁式不可销毁式射孔弹聚能式射孔弹子弹式射孔弹射孔原理：将炸药点燃，形成高温高压气流，高速冲击到套管壁上，将障碍物击穿。喷发瞬间气流速度到达6000-9000m/s，温度达到几千摄氏度，冲击压力达到14000-20000Mpa。射孔原理：炸药点燃后，形成高压气体，推动子弹头在枪管中运动，依靠高速运动的子弹能将障碍物击穿。子弹式射孔弹由子弹头、弹壳、底火组成。聚能射孔弹是由弹壳、聚能药罩（金属粉末衬套）、主体炸药和导爆索组成。聚能弹结构示意图

射孔弹型号孔射孔器外径

(mm)孔密

(孔/米)装药量（g）48小时

耐温

(°C)套管外径（mm）APIRP-43混凝土靶45#钢靶孔径（mm）穿深（mm）孔径（mm）穿深（mm）DP25RDX-151167121737.21857.275DP25RDX-1(76)76405.51211145.5160775DP25RDX-1(89)89675.51211275.5160776DP25RDX-1(102)10212061211405.5185885DP型射孔弹技术规格和性能指标射孔液对油层可能造成损害①射孔液固相颗粒损害②射孔液滤失造成损害③射孔液速敏造成损害3.射孔液选择①密度可调节②腐蚀性小③高温下性能稳定④无固相⑤低滤失⑥成本低、配制方便射孔液性能要求射孔液体系①无固体清洁盐水射孔液②聚合物射孔液③油基射孔液④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①外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害；②外来流体与储层流体不配伍造成的损害；③毛细现象造成的损害；④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)速敏油气层的速敏性：在采油、增产作业和注水等作业或生产过程中，假设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。速敏程度评价标准损害程度:<0.30.3～0.7>0.7

敏感程度:弱 中等强岩心速度敏感性评价图2)水敏油气层的水敏性：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，从而减少或堵塞地层孔隙和喉道，造成地层渗透率的降低的现象。水敏性评价实验：首先用初始盐度地层水测定岩心的渗透率；然后再用盐度减半的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。岩心水敏实验曲线3)盐敏油气层的盐敏性：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。评价盐敏损害程度实验：一般要做升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。

图1-30降低矿化度的盐敏曲线

1－矿化度降低试验2－矿化度恢复试验图1-31升高矿化度的盐敏曲线

1－矿化度升高试验2－矿化度恢复试验4）碱敏油气层的碱敏性：地层水pH值一般呈中性或弱碱性，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。碱敏评价实验：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5)酸敏油气层的酸敏性：油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。酸化是油气田广泛采用的解堵和增产措施。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。酸敏评价实验：包括原酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用原酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验。酸敏实验曲线6）五敏实验结果的应用第四节试油试油：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，确定油井合理工作制度，为制定油田开发方案时确定单井生产能力提供依据。主要工作：诱导油流和测试二、诱导油流方法替喷法抽汲法气举法三、试油工艺注水泥塞试油用封隔器分层试油中途测试工具试油四、试油资料(1)产量数据(3)压力数据(2)原油及水的特性资料(4)温度数据(结)小结1.常用的完井方法：裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼或套管内砾石充填完井。2.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。3.射孔液对油层可能造成损害包括：固相颗粒损害、滤失造成损害、速敏造成损害。4.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。5.油气层敏感性评价实验:速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏6.油气层的速敏性：在采油、增产作业和注水等作业或生产过程中，假设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。7.油气层的水敏性：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，从而减少或堵塞地层孔隙和喉道，造成地层渗透率的降低的现象。8.油气层的盐敏性：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，可能引起粘土的膨胀和分散，导致油气层孔隙空间