钻完井工程概述

钻完井工程概述第一页，共31页。大家好第二页，共31页。★第一章绪论★第二章岩心分析技术★第三章储层损害的室内评价★第四章油气层损害机理★第五章保护油气层的钻井完井技术★第六章保护油气层的钻井液完井液技术★第七章油气田开发生产过程中的保护油气层技术★第八章油气层损害的矿场评价技术★第九章保护油气层技术新进展●

第三页，共31页。钻井完井工程的技术特点作用油气层损害的基本概念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内容保护油气层技术的特点第四页，共31页。1.现代油气井工程的重要性（1）21世纪，人类面临的4大问题：人口（控制）、

资源（开发）、环境（保护）、灾害（预防）。（2）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。第五页，共31页。技术密集：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；资金密集：在石油工业总投资中，40％投入到钻井，探井钻井费用占勘探费用的50％～80％，开发井钻井费用占开发费用的30％（海上）和80％（陆上）；劳动力密集：各作业部门工程师和技术工人相对集中。第六页，共31页。2.现代油气井工程的发展历史★1900～1920初期阶段（萌芽）20年★1920～1950发展阶段（经验）30年★1950～现在科学化钻井阶段50年前期1950～198030年后期1980～现在20年第七页，共31页。前期阶段成果（30年）：①喷射钻井技术⑥丛式井钻井技术②优选参数钻井技术⑦高效钻井技术③平衡压力钻井技术⑧井控技术④保护油气层技术⑨洗井液技术⑤深井钻井技术单项技术第八页，共31页。后期阶段成果（20年）：①井下信息实时监测、处理技术使用MWD、LWD、SWD、DDS、GST、FEWD等随钻测量技术，地质参数、井眼参数、钻井参数；②开发了井下导向和井下闭环钻井系统；③发展了新的钻井技术第九页，共31页。★水平井钻井技术及大位移钻井技术★多分支井钻井技术★欠平衡钻井技术★小井眼钻井技术★连续油管钻井技术复杂结构井新的钻井技术包括：第十页，共31页。概括总结：★钻井手段：机械动力钻进→信息化、智能化钻井★钻井类别：单一钻直井、定向井→水平井、分支水平井、多分枝井★钻井任务：油流通道→提高油气可采储量、采收率★钻井对象：一般油藏→难开采油气藏（低渗、裂缝、薄油层、高含水、非均质、断块）第十一页，共31页。3.现代油气井工程的发展特征及发展趋势发展特征★体现了现代科学技术的特征★体现了系统工程的技术特征★体现了技术集成的特点★体现了向自动化、信息化和智能化发展的特点第十二页，共31页。发展趋势★向信息化、智能化方向发展MWD（随钻测量）、LWD（随钻测井）、SWD（随钻地震）、DDS（钻井动态数据采集）、GST（地质导向）、FEWD（随钻地层评价）

VDS超深井垂直钻井系统——法国；

ADD自动定向钻井系统——美国；

AGS自动导向钻井系统——SleveBell公司；

SRD旋转导向钻井系统——美国Camco公司。井下导向工具＋测试工具＋作业工具第十三页，共31页。★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技术向高度集成发展水平井钻井分枝井钻井欠平衡钻井小井眼钻井连续油管钻井综合化集成化分支水平井钻井侧钻水平井钻井欠平衡分枝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欠平衡分支水平井钻井第十四页，共31页。★向提高油气采收率方向发展少井高产、不堵塞、不污染油层★向难开采油气藏方向发展提高难开采油气层的采收率第十五页，共31页。4.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；★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、欠平衡钻井技术等；★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、成对水平井注蒸汽、不间断吞吐等。第十六页，共31页。油气层损害：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象（或使流体注入或产出能力下降的现象）均称为对油气层的损害。表现形式：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，油气层损害越严重。保护油气层：主要是指尽可能防止近井壁地带的油气层受到不应有的损害。第十七页，共31页。50年代，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。60年代大庆会战时，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。70年代，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。长庆油田在70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。第十八页，共31页。80年代，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“七五”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。“八五”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。第十九页，共31页。（1）在油气勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算

延误新的油气层或油气田的发现

辽河荣兴油田，1980年前9口探井，均因油气层受到损害而误判为没有工业价值。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18.5km2，探明原油储量上千万吨，天然气几十亿立方米。

影响对油气储量的正确计算

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。

第二十页，共31页。（2）保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益的提高

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油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本。

以钻井液为例。用一般钻井完井液完井的井，日产原油为31.7m3、天然气56m3，而用无固相清洁完井液完井的井日产原油270.3m3、天然气560m3。用一般钻井液完井，单井最大原油日产量为2.59m3，而邻井改用W/O乳化钻井液完井，原油产量提高到45m3。第二十一页，共31页。有利于油气井的增产和稳产

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。①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。②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式。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。﹡

第二十二页，共31页。

技术思路：

（1）分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层的潜在损害因素与机理。（2）收集现场资料，开展室内实验，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。（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可行性与经济上的合理性，通过综合研究形成系列，纳入钻井、完井与开发方案设计及每一项作业的具体设计中。（4）各项作业结束后进行诊断与测试，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，视情况决定是否继续研究改进措施或补救措施。（5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。第二十三页，共31页。具体作业时应坚持五项原则：

（1）依据油气层特性选择入井工作液（如钻井液、水泥浆、射孔液、压井液与修井液等）的密度、类型和组分，降低压差，缩短浸泡时间，控制其液相和固相颗粒尽可能不进入或少进入油气层。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，应选择合理的作业压差，防止油气层中的微粒运移、乳化、细菌及结垢堵塞、水锁、出砂和相对渗透率的降低。第二十四页，共31页。

（3）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，这些流体应力求与油气层岩石和地层中的流体相配伍，减少对油气层的损害，使之有利于油、气的采出。（4）保护油气层技术尽可能立足于以预防为主、解堵为辅的原则。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先进性和有效性，更要考虑其经济上的可行性。第二十五页，共31页。（1）岩心分析、油气水分析和测试技术；（2）油气层敏感性和工作液损害室内评价技术；（3）油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；（4）钻井过程中的油气层损害因素和保护油气层技术；（5）完井过程中的油气层损害因素和保护油气层技术；（6）油气田开发生产中油气层损害因素和保护油气层技术；（7）油气层损害的现场诊断和矿场评价技术；（8）保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。第二十六页，共31页。

（1）保护油气层技术是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿于整个油气生产全过程的系统工程。

①必须前后兼顾、做到系统化

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。

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。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。第二十七页，共31页。②多部门协作

该项工程涉及地质、钻井、测井、试油、采油、井下作业等多个部门，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。

③涉及多学科、多专业的知识

要开展此项系统工程中各项技术的研究，必然涉及到矿物学、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专业，因此，保护油气层技术建立在多学科、多专业综合应用