完井基本知識介紹

渤海地區(qū)完井基本知識介紹2009年4月8日2主要內(nèi)容完井方式完井方式的選擇完井井口裝置完井管柱完井作業(yè)施工程序完井人員應具備的基本素質(zhì)3一、完井方式完井的定義完井(WellCompletion)，油氣井的完成方式，即根據(jù)油氣層的地質(zhì)特性和開發(fā)開采的技術要求，在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式。一口井鉆成之后，主要的工作就是在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道，也就是完井。在井底建立的油氣層與油氣井井筒之間的連通渠道不同，也就構成了不同的完井方法。合理的完井方法應該滿足的要求①油、氣層和井筒之間應保持最佳的連通條件，油、氣層所受的損害最?。虎谟?、氣層和井筒之間應具有盡可能大的滲流面積，油、氣入井的阻力最??；③應能有效地封隔油、氣、水層，防止氣竄或水竄,，防止層間的相互干擾；④應能有效地控制油層出砂，防止井壁垮塌，確保油井長期生產(chǎn)；⑤應具備進行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施，便于人工舉升和井下作業(yè)等條件；⑥對于稠油油藏，則稠油開采能達到熱采（主要蒸汽吞吐和蒸汽驅）的要求；⑦油田開發(fā)后期具備側鉆定向井及水平井的條件⑧施工工藝盡可能簡便，成本盡可能低。1.1常規(guī)完井方式射孔完井方式（perforating）

套管射孔完井尾管射孔完井裸眼完井方式(Open-hole)

先期裸眼完井后期裸眼完井割縫襯管完井方式(SlottedLiner)礫石充填完井方式(GravelPacked)

裸眼礫石充填完井套管礫石充填完井預充填礫石饒絲篩管常規(guī)完井方式分類(1)射孔完井方法射孔完井射孔是利用高能炸藥爆炸形成射流束射穿油氣井的套管、水泥環(huán)和部分地層，建立油氣層和井筒之間的油氣流通道的工藝。射孔是完井工藝的重要組成部分，它對油氣井的完井方式、產(chǎn)能、壽命和開發(fā)生產(chǎn)成本等都有重大的影響。射孔完井是國內(nèi)外使用最為廣泛的一種完井方法，在直井、定向井、水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。在射孔完井的油氣井中，射孔孔眼是溝通產(chǎn)層和井筒的唯一通道。射孔過程一方面是為油氣流建立若干溝通油氣層和井筒的流動通道，另一方面又對油氣層造成一定的損害。(1)射孔完井方法射孔完井套管射孔完井：套管射孔完井是用同一尺寸的鉆頭鉆穿油層直至設計井深，然后下油層套管至油層底部并注水泥固井，最后射孔，射孔彈射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透油層一定深度，從而建立起油（氣）流的通道。尾管射孔完井：在鉆頭鉆至油層頂界后，下技術套管注水泥固井，然后用小一級的鉆頭鉆穿油層至設計井深，用鉆具將尾管送下并懸掛在技術套管上。尾管和技術套管的重合段一般不小于50m。再對尾管注水泥固井，然后射孔。水平井射孔完井：一般是技術套管下過直井段注水泥固井后，在水平井段內(nèi)下入完井尾管、注水泥固井。完井尾管和技術套管宜重合100m左右。最后在水平井段射孔。直井套管射孔完井示意圖

直井尾管射孔完井示意圖

水平井射孔完井示意圖

射孔完井適用的地質(zhì)條件

①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復雜地質(zhì)條件，因而要求實施分隔層段的儲層②各分層之間存在壓力、巖性等差異，因而要求實施分層測試、分層采油、分層注水、分層處理的儲層。③要求實施大規(guī)模水力壓裂作業(yè)的低滲透儲層。④砂巖儲層、碳酸鹽巖裂縫性儲層。射孔關鍵技術射孔是完井工程的一個關鍵性環(huán)節(jié)。為此，采用先進的理論和方法，針對儲層性質(zhì)和工程實際情況，優(yōu)選射孔工藝和優(yōu)化射孔設計，是搞好射孔完井必不可少的基本條件。射孔工藝一般根據(jù)油藏和流體特性、地層損害狀況、套管程序和油田生產(chǎn)條件，選擇恰當?shù)纳淇坠に嚒?)電纜輸送套管槍射孔工藝2)油管輸送射孔3)油管輸送射孔聯(lián)作工藝4)過油管射孔1)電纜射孔工藝

電纜射孔是在下入完井生產(chǎn)管柱前，用電纜下入套管射孔槍，利用油氣層頂部的套管短節(jié)進行射孔深度定位，電雷管引爆射孔槍。在井筒液柱壓力高于地層壓力的條件下射開生產(chǎn)油氣層。1)優(yōu)點。①射孔槍和射孔彈的種類多，能使用大直徑射孔槍和大藥量射孔彈，滿足高孔密、深穿透、大孔徑的射孔要求。②射孔定位快速、準確。③電雷管引爆可靠性強。④作業(yè)簡便快捷，能連續(xù)進行多層射孔。2)缺點。①正壓射孔，對地層造成污染損害，影響產(chǎn)能。②在地層壓力掌握不準時，射孔后易發(fā)生井噴，為防井噴必須安裝防噴器和防噴管。③受電纜輸送能力和防噴管長度的限制，每次下槍長度只能在10m左右，厚度大，油氣層的射孔作業(yè)時間長，在大斜度井、水平井和高密度泥漿中的應用也受限制。④容易受電火花、強烈震擊等外界因素的干擾而發(fā)生爆炸。2)油管輸送射孔這種無電纜油管輸送射孔工藝是利用油管將射孔槍下到油層部位射孔，是目前國內(nèi)外使用最多的一種射孔工藝。油管下部聯(lián)有壓差式封隔器、帶孔短節(jié)和引爆系統(tǒng)，油管內(nèi)只有部分液柱造成射孔負壓。通過地面投棒引爆、壓力或壓差式引爆或電纜濕式接頭引爆等各種方式使射孔彈爆炸而一次全部射完油氣層。按采用的射孔壓差可以分為兩種方式。射孔壓差指的是射孔液在井底產(chǎn)生的液柱壓力與地層壓力之差。差值為正則為正壓射孔，差值為負則為負壓射孔。①正壓射孔工藝②負壓射孔工藝油管傳輸射孔的優(yōu)點是：①射孔槍直接連在油管下端，所用射孔槍具有較大直徑，使槍與套管間隙較小，故穿透深度大，且可實現(xiàn)高孔密、多相位。②預先裝好采油樹和放噴管線后才射孔，對高壓油氣層以及H2S量高的井，射孔安全系數(shù)大。③采用投棒撞擊或液壓操作引爆，不用電纜，因此不會造成卡電纜事故，可使用較大負壓值射孔。④由于采用油管傳輸，特別適用于大斜度井、水平井、稠油井以及其它電纜難以下入的井。⑤由于不需電纜及防噴管，故射孔槍串不受長度限制，因此射孔厚度也不受限制。⑥射孔槍管串上可裝配鉆桿地層測試器，一次下井完成射孔和地層測試。⑦采用一次管柱可實現(xiàn)射孔和投產(chǎn)，避免了動管柱作業(yè)對油氣層的再次傷害和作業(yè)費用，它特別適用于深井和氣井。缺點：（a）施工中不能及時檢查射孔率；（b）射孔器材在井下停留的時間較長，使其性能降低，影響了穿透能力，用高溫炸藥又增高了成本；（c）若點火不引爆時，需重新施工，浪費較長的時間。3)油管輸送射孔聯(lián)作工藝①油管輸送射孔和地層測試聯(lián)作將油管輸送裝置的射孔槍、點火頭、激發(fā)器等部件接到單封隔器測試管柱的底部。管柱下到待射孔和測試井段后，進行射孔校深、座好封隔器并打開測試閥，引爆射孔后轉入正常測試程序。這種工藝特別適合于自噴井。②油管輸送射孔與壓裂、酸化聯(lián)作完井時下一次管柱，能完成射孔、測試、酸化、壓裂、試井等工序。③非自噴井油管輸送射孔與測試聯(lián)作工作管柱由射孔槍、封隔器、負壓閥、自動壓力計工作筒、固定閥以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵組成。4)過油管射孔過油管射孔是在下完生產(chǎn)管柱，安裝好井口采油樹及生產(chǎn)系統(tǒng)，坐封好封隔器，在井口采油樹上安裝防噴管和電纜密封裝置，用電纜從油管內(nèi)下入射孔槍對油氣層進行射孔。優(yōu)點：1)能形成負壓或平衡壓力射孔，對油氣層損害小。2)射孔作業(yè)安全，適用于高壓油氣井。3)射孔后能馬上進行生產(chǎn)。缺點：1)射孔槍和射孔彈尺寸受油管內(nèi)徑限制，穿透深度淺，對油氣井的產(chǎn)量有一定影響。2)射孔槍和套管之間間隙大，影響射孔穿透深度和孔徑。3)每次下槍的長度受防噴管長度限制。4)槍變形后難于回收。射孔參數(shù)優(yōu)選要獲得理想的射孔效果，必須對射孔參數(shù)進行優(yōu)化設計。進行正確而有效的射孔參數(shù)優(yōu)選，取決于以下幾個方面：一是對于各種儲層和地下流體情況下射孔井產(chǎn)能規(guī)律的量化認識程度；二是射孔參數(shù)、損害參數(shù)和儲層及流體參數(shù)獲取的準確程度；三是可供選擇的槍彈品種、類型的系列化程度。射孔參數(shù)優(yōu)選是指現(xiàn)有條件下針對特定儲層的使井產(chǎn)能達到最高的射孔參數(shù)優(yōu)配組合，也涉及到實現(xiàn)這些參數(shù)的工藝要求。產(chǎn)能比是目標函數(shù)。射孔參數(shù)優(yōu)化設計方法①建立各種儲層和產(chǎn)層流體條件下射孔完井產(chǎn)能關系數(shù)學模型，獲得各種條件下射孔產(chǎn)能比定量關系；②收集本地區(qū)、鄰井和設計井有關資料和數(shù)據(jù)，用以修正模型和優(yōu)化設計；③調(diào)查射孔槍、彈型號和性能測試數(shù)據(jù)；④校正各種彈的井下穿深和孔徑；⑤計算各種彈的壓實損害參數(shù)；⑥計算設計井的鉆井損害參數(shù)；⑦計算和比較各種可能參數(shù)配合下的產(chǎn)率比和套管抗擠毀能力降低系數(shù)，優(yōu)選出最佳的射孔參數(shù)配合。⑧預測選擇方案下的產(chǎn)量、表皮系數(shù)。確定射孔參數(shù)（射孔完井）

1）槍直徑：7”套管------5”射孔槍

9-5/8”套管--7”射孔槍

2）炮彈藥量（克）:不同的廠家，雖然同樣的藥量，但由于聚能罩的形狀和材料不同，穿深和孔徑都不一樣。因此，定貨時，不必指定藥量，只提孔徑和孔深要求；

3）孔密：防砂井一般取39孔/m（12孔/ft），原則上孔越密越好，但要考慮套管的強度和經(jīng)濟性；

4）孔徑（mm）：對防砂井，孔徑越大越好。但同樣藥量的炮彈，孔徑大了，穿深必然淺。因此，要根據(jù)孔密、穿深和經(jīng)濟性要求綜合評價選取。射孔參數(shù)5）穿深（mm）:要保證穿透污染帶之后，還有一定的穿深。套管內(nèi)徑槍外徑水泥環(huán)外徑應以油層部位的最大擴眼直徑為準水泥環(huán)套管射孔槍可能的污染帶資料設計穿深L1實際打靶穿深L2水泥環(huán)厚度套管壁厚射孔參數(shù)水泥靶外殼，2～2.5mm低碳鋼混凝土:2:1:0.5(質(zhì)量比)

干砂:水泥:水套管(L80)100mm注:

1)養(yǎng)護≥28天

2)抗壓強度≥3500psi3)標準強度＝5000psi4)±5%per±1000psi射孔參數(shù)待射孔地層抗壓強度（psi）貝巖靶孔隙度貝巖靶的實際打靶穿深（in）待射孔地層的實際穿深（in）導向線諾模圖6）相位選擇

若射孔相位選擇不合適，將會對套管的強度和產(chǎn)量產(chǎn)生影響。0°60°72°30°140/160°45°90°180°51.4°60°36180.70.80.91.01.11.21246812射孔穿深孔密產(chǎn)能比螺旋排列90°phased180°phased0°phased1spf2spf4spf6spf8spf12spf0.71.01.290.81.31.10.9無壓實帶無污染6“井眼1215穿深和孔密與產(chǎn)能的關系

9、選擇合適的射孔方式和負壓值

7)選擇合適的射孔管柱和負壓值鉆桿同位素接頭震擊器安全接頭封隔器吸震器釋放接頭負壓閥點火頭射孔槍鉆桿震擊器安全接頭壓力傳遞管射孔封隔器壓力傳遞接頭負壓閥不銹鋼傳遞管點火頭射孔槍總成同位素接頭液壓點火機械點火1.射孔方式根據(jù)孔隙性油田對高孔密射孔的要求，以及定向井、射孔段長等特點，推薦選擇TCP射孔方式。從安全環(huán)保考慮，使用隔板傳爆技術。2.射孔方法為減小射孔孔道壓實程度和減少射孔液侵入地層，推薦采用負壓射孔方法。（大壓差負壓炮眼清洗技術）TCP射孔+大壓差負壓炮眼清洗技術孔密：12SPF（39SPM）相位：45o/135o，螺旋式孔徑：20.95mm（API水泥靶）穿深：426mm（API水泥靶）藥性：RDX（107℃，200h）射孔槍尺寸：7”

3.射孔參數(shù)選擇TCP射孔+大壓差負壓炮眼清洗技術高孔密大孔徑深穿透射孔彈射孔負壓設計完井設計要求在既安全又經(jīng)濟的條件下保證完井段壓力損失最小、產(chǎn)量最高。負壓射孔能改善井的生產(chǎn)能力，目前已在世界范圍內(nèi)獲得廣泛應用。

負壓射孔（UnderbalancedPerforating）就是指射孔時射孔液在井筒中造成的井底壓力低于油藏壓力。負壓值是負壓設計的關鍵。所設計的負壓值一方面要保證孔眼清潔、沖刷出孔眼周圍的破碎壓實帶中的細小顆粒，滿足這一要求的負壓稱為最小負壓；另一方面，負壓值又不能超過某個值以免造成地層出砂、垮塌、套管擠毀、或封隔器失效和其它方面的問題，對應的這一臨界值稱為最大負壓。合理射孔負壓值的選擇應當是既高于最小負壓又不超過最大負壓。美國Conoco公司射孔負壓設計計算方法若產(chǎn)層有出砂史或含水飽和度高，則：△Prec＝0.8△Pmin＋0.2△Pmax

若產(chǎn)層無出砂史，則：△Prec＝0.2△Pmin＋0.8△Pmax式中，△Prec─合理負壓，Mpa?！鱌max─最大負壓，MPa；△Pmin─最小負壓，MPa；(2)裸眼完井方式先期裸眼完井油層套管水泥環(huán)表層套管后期裸眼完井優(yōu)點：施工方便，成本低，流通面積大。缺點；產(chǎn)層易坍塌，無法分層開采適用：無需分層開采的井，巖層堅硬致密。Openholecompletions裸眼完井適用的地質(zhì)條件①巖性堅硬致密，井壁穩(wěn)定不坍塌的碳酸鹽巖或砂巖儲層。②無氣頂、無底水、無含水夾層及易塌夾層的儲層。③單一厚儲層，或壓力、巖性基本一致的多儲層。④不準備實施分隔層段，選擇性處理的儲層。

(2)裸眼完井方式

(3)割縫襯管完井方式SlottedLinerCompletion

工序1：先鉆至產(chǎn)層頂部油層套管水泥環(huán)表層套管割縫襯管襯管懸掛器工序2：直接鉆開產(chǎn)層套管外封隔器割縫襯管目的：用于油氣井防砂的完井方式；優(yōu)點：施工較方便，易維修(僅對工序1)；缺點：無法分層開采。可防砂和保護井壁(3)割縫襯管完井方式割縫襯管技術要求縫眼形狀(梯形,12度)縫寬(不大于砂粒直徑的2倍)min=0.5mm排列方式(水平交錯割縫)縫長(水平:50-300mm垂直:20-50mm)縫數(shù)(縫眼面積略為總表面積的2%)割縫襯管的功能一方面允許一定數(shù)量和大小的能被原油攜帶至地面的“細砂”通過，另一方面能把較大顆粒的砂于阻擋在襯管外面。這樣，大砂粒就在襯管外形成“砂橋”或“砂拱”。砂橋中沒有小砂粒，因為生產(chǎn)時此處流速很高，把小砂粒都帶人井內(nèi)了。砂橋的這種自然分選，使它具有良好的通過能力，同時起到保護井壁的作用。

(3)割縫襯管完井方式割縫襯管完井適用的地質(zhì)條件

①無氣頂、無底水、無含水夾層及易塌夾層的儲層。②單一厚儲層，或壓力、巖性基本一致的多儲層。③不準備實施分隔層段，選擇性處理的儲層。④巖性較為疏松的中、粗砂粒儲層。(3)割縫襯管完井方式(4)礫石充填完井方式GravelPackingCompletions裸眼礫石充填OpenholeGravelPacking油層套管水泥環(huán)表層套管襯管懸掛器割縫篩管礫石充填層管內(nèi)礫石充填Inside-CasingGravelPacking目的：主要用于疏松地層防砂(效果最好)；優(yōu)點：裸眼礫石充填流動面積大,兩種完井方法都有保護井壁和防砂的作用；缺點：施工工序復雜,對裸眼礫石充填無法分層開采，但對管內(nèi)礫石充填可以。繞絲篩管的優(yōu)點1.縫隙寬度最小可達0.12mm,適應范圍大2.流通面積大,流動阻力小3.一般用不銹鋼為原料,耐腐蝕強,壽命長,綜合經(jīng)濟效益高..礫石充填完井適用的地質(zhì)條件

裸眼礫石充填完井①無氣頂、無底水、無含水夾層的儲層。②單一厚儲層，或壓力、物性基本一致的多儲層。③不準備實施分隔層段，選擇性處理的儲層。④巖性疏松出砂嚴重的中、粗、細砂粒儲層。

套管礫石充填完井

①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復雜地質(zhì)條件，因而要求實施分隔層段的儲層。②各分層之間存在壓力、巖性差異，因而要求實施選擇性處理的儲層。③巖性疏松出砂嚴重的中、粗、細砂粒儲層。

(4)礫石充填完井方式裸眼完井方式射孔完井方式割縫襯管完井方式管外封隔器(ECP)完井方式礫石充填完井方式裸眼礫石充填完井套管礫石充填完井預充填礫石饒絲篩管水平井完井方法水平井裸眼完井Openholecompletion封隔器優(yōu)點：施工方便，成本低，流通面積大。缺點；產(chǎn)層易坍塌，無法避免層間互竄。適用：無需分層開采的井，巖層堅硬致密。工序：技術套管下至預計的水平段頂部，注水泥固井，然后用小鉆頭鉆完水平段水平井割縫襯管完井

HorizontalWellSlottedLinerCompletion封隔器懸掛器扶正器95/8套管51/2套管優(yōu)點：施工較方便，成本相對較低，是目前水平井采用的最普遍的完井方法。缺點：分層注采和分層酸化壓裂措施困難。適用：不宜采用套管射孔完成的井，可防塌。工序：將割縫襯管懸掛在技術套管上，依靠懸掛封隔器封隔管外環(huán)形空間。管外封隔器完井懸掛器管外封隔器95/8套管51/2套管割縫襯管特點：依靠管外封隔器實施層段的分隔，可以按層段進行作業(yè)和注采控制Linerwithexternalcasingpackerscompletion

1.2其它完井方法

1.貫眼套管（尾管）完井貫眼套管（尾管）完井也稱地面預鉆孔套管（尾管）完井，這是在地面按一定的布孔參數(shù)預先在套管（尾管）上鉆孔，然后象割縫襯管一樣完井。一般的布孔參數(shù)為：孔密2024孔/m，孔眼直徑10mm，相位角6090度，交錯布孔。貫眼套管（尾管）的加工成本要比割縫襯管低得多，適用于不出砂的碳酸鹽巖地層及其它裂縫性油藏。貫眼套管（尾管）完井在直井、定向井、水平井中都可使用。2.預充填礫石繞絲篩管完井預充填礫石繞絲篩管是在地面預先將符合油層特性要求的礫石填入具有內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間而形成的防砂管。將此種篩管下入裸眼井內(nèi)或射孔套管內(nèi)，對準出砂層位進行防砂。該種防砂方法其油井產(chǎn)能略低于井下礫石充填，但工藝簡便、成本低，國內(nèi)外均經(jīng)常采用。該種完井方法在直井、定向井、水平井中都可使用。

1.2其它完井方法3.其他防砂篩管完井(1)金屬纖維防砂篩管(2)多孔冶金粉末防砂篩管(3)多層充填井下濾砂器4.化學固砂完井化學固砂是以各種材料(水泥漿、酚醛樹脂等)為膠結劑，以各種硬質(zhì)顆粒(石英砂、核桃殼等)為支撐劑，按一定比例拌合均勻后，擠入套管外堆集于出砂層位。凝固后形成具有一定強度和滲透性的人工井壁防止油層出砂。或者不加支撐劑，直接將膠結劑擠入套管外出砂層位，將疏松砂巖膠結牢固防止油層出砂?；瘜W固砂雖然是一種防砂方法，但其在使用上有其局限性，僅適用于單層及薄層，防砂油層一般以5m左右為宜，不宜用在大厚層或長井段防砂?；瘜W固砂完井主要在直井中使用。5.壓裂礫石充填防砂完井在礫石充填工藝上的突破主要是將礫石充填與水力壓裂結合起來，稱為壓裂礫石充填技術，包括清水壓裂充填、端部脫砂壓裂充填、膠液壓裂充填等三種。其原理就是在射孔井上礫石充填之前，利用水力壓裂在地層中造出短裂縫，然后在裂縫中填滿礫石，最后再在篩管與套管環(huán)空充填礫石。同樣，壓裂礫石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井中應慎重，因為搞不好易發(fā)生砂卡，從而使礫石充填失敗，達不到有效防砂的目的。6.欠平衡打開產(chǎn)層的完井欠平衡打開產(chǎn)層時，井下鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力小于地層壓力，其主要優(yōu)點是可以避免鉆井液對地層產(chǎn)生損害。但由于欠平衡打開產(chǎn)層適應的地質(zhì)條件有限（主要有裂縫性碳酸鹽巖地層、裂縫性變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層、低滲致密砂巖等），所以目前能采用的完井方法主要有裸眼完井、割縫襯管完井、割縫襯管完井、貫眼套管完井等。

1.2其它完井方法48二、完井方式的選擇完井方法的選擇是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要綜合考慮的因素很多，這些因素主要有生產(chǎn)過程中井眼是否穩(wěn)定、生產(chǎn)過程中地層是否出砂、地質(zhì)和油藏工程特性、完井產(chǎn)能大小、鉆井完井的經(jīng)濟效益、采油工程要求等。(1)油田地質(zhì)及油藏工程條件多套油層，層間差異情況氣頂?shù)姿筒亓芽p性油藏特殊類型(2)采油工程技術措施要求分層注采，增產(chǎn)措施人工舉升方式防砂防腐完井方式的選擇完井方法選擇的原則與思路①根據(jù)井眼穩(wěn)定性判據(jù)，從大的方面選擇是否采用能支撐井壁的完井方法；②根據(jù)地層出砂判據(jù)，從大的方面選擇是否采用防砂型的完井方法；③根據(jù)油氣藏類型、油氣層特性和工程技術及措施要求等幾方面的因素，從流程圖初步選擇完井方法；選出的完井方法可能有幾種。④針對初選的幾種完井方法，對每一種完井方法的完井產(chǎn)能進行預測；⑤根據(jù)每一種完井方法的完井產(chǎn)能預測結果，再進行單井動態(tài)分析；⑥根據(jù)單井動態(tài)分析，結合鉆井、完井投入與生產(chǎn)的收益進行經(jīng)濟效益評價，最終優(yōu)選出經(jīng)濟效益最佳的完井方法。51三、完井井口裝置完井井口裝置一口井從上往下是由井口裝置、完井管柱和井底結構三部分組成。井口裝置的作用是懸掛井下油管柱、套管柱，密封油管、套管和兩層套管之間的環(huán)形空間以控制油氣井生產(chǎn)，回注（注蒸汽、注氣、注水、酸化、壓裂和注化學劑等）和安全生產(chǎn)的關鍵設備。而完井管柱則包括油管、套管和按一定功用組合而成的井下工具。井底結構則是連接在完井管柱最下端的與完井方法（參見本章前兩節(jié)）相匹配的工具和管柱的有機組合體。井口裝置包括套管頭、油管頭和采油（氣）樹三部分

采油樹及油管頭

采油樹是閥門和配件的組成總成，用于油氣井的流體控制，并為生產(chǎn)管柱提供入口。它包括油管頭上法蘭以上的所有設備?？梢詫Σ捎蜆淇偝蛇M行多種不同的組合以滿足任何一種特殊用途的需要。采油樹按不同的作用可分為采油（自噴、人工舉升）、采氣、注水、熱采、壓裂、酸化等專用裝置。并根據(jù)使用壓力等級的不同而形成系列。油管頭安裝于采油樹和套管頭之間，其上法蘭平面為計算油補距和井深數(shù)據(jù)的基準面。油管頭的功用是：①支撐井內(nèi)油管的重力；②與油管懸掛器配合密封油管和套管的環(huán)形空間；③為下接套管頭，上接采油樹提供過渡；④通過油管頭四通體上的兩個側口（接套管閘門），完成注平衡液及洗井等作業(yè)。套管頭套管頭是連接套管和各種井油管頭的一種部件。用以支持技術套管和油層套管的重力，密封各層套管間的環(huán)形空間，為安裝防噴器、油管頭和采油樹等上部井口裝置提供過渡連接，并且通過套管頭本體上的兩個側口，可以進行補擠水泥、監(jiān)控井沉和注平衡液等作業(yè)。套管頭由本體、套管懸掛器和密封組件組成。套管頭按懸掛套管的層數(shù)分為單級套管頭、雙級套管頭、三級套管頭。單級套管頭示意圖

1—油管頭；2—套管頭；3—套管懸掛器（卡瓦式）；4—懸掛套管；5—連接套管（表層套管）

雙級套管頭示意圖1—上部套管頭；2—下部套管頭；3—油管頭；4—上部套管懸掛器（卡瓦式）；5—上部懸掛套管；6—下部套管懸掛器（卡瓦式）；7—下部懸掛套管；8—連接套管（表層套管）四、完井管柱完井管柱

下入完井管柱使生產(chǎn)井或注入井開始正常生產(chǎn)是完井的最后一個環(huán)節(jié)。井的類型（采油井、采氣井、注水井、注蒸汽井、注氣井）不一樣，完井管柱也不一樣。即使都為采油井，采油方式不同，完井管柱也不同。目前的采油方式主要有自噴采油和人工舉升（有桿泵、水力活塞泵、潛油電泵、氣舉）采油。1、符合安全要求；2、滿足正常生產(chǎn)工藝要求；3、滿足生產(chǎn)測試和增產(chǎn)措施要求；4、結構簡單，施工容易；設計生產(chǎn)管柱的基本原則自噴管柱

1、合采管柱

2、分采管柱機采管柱注水管柱

1、合注管柱

2、分注管柱

生產(chǎn)管柱類型

1、合采管柱安全閥控制管線井下安全閥生產(chǎn)油管循環(huán)滑套可取封隔器NO-GO導向器套管座落接頭油層人工井底安全閥控制管線井下安全閥生產(chǎn)油管套管循環(huán)滑套固定封隔器座落接頭導向器油層人工井底直接可取式合采管柱插入可取式合采管柱插入定位密封NO-GO油層油層安全閥控制管線井下安全閥NO-GO導向器座落接頭人工井底直接可取式合采管柱插入可取式合采管柱氣舉工作筒伸縮接頭生產(chǎn)油管可取封隔器油層導向器生產(chǎn)油管滑套固定封隔器油層插入定位密封（曾經(jīng)用過的不安全管柱）！安全閥控制管線井下安全閥生產(chǎn)油管固定封隔器套管座落接頭油層人工井底套筒式可取合采管柱插入可取式合采管柱錨定密封總成負壓閥點火頭射孔槍座落接頭密封筒化學注入閥注入管線井下安全閥生產(chǎn)油管套管座落接頭油層人工井底負壓閥點火頭射孔槍伸縮接頭化學注入閥注入管線錨定密封總成固定封隔器安全閥控制管線分支井眼

(裸眼)懸掛封隔器電潛泵總成電纜封隔器電纜穿透器動力電纜控制管線放氣閥生產(chǎn)油管主井眼(裸眼)生產(chǎn)篩管循環(huán)閥9-5/8”套管分支井合采管柱

2、分采管柱安全閥控制管線井下安全閥分層封隔器（單卡瓦）NO-GO導向器套管座落接頭油層人工井底安全閥控制管線井下安全閥生產(chǎn)油管套管循環(huán)滑套導向器直接可取式分采管柱插入可取式分采管柱定位密封總成NO-GO循環(huán)滑套生產(chǎn)油管

防砂頂部封隔器滑套或油嘴生產(chǎn)篩管分層密封隔離封隔器坐落接頭油層油層油層底部封隔器油層油層滑套或油嘴安全閥控制管線井下安全閥雙管封隔器帶孔管負壓閥9-5/8“套管座落接頭油層人工井底安全閥控制管線井下安全閥生產(chǎn)油管直接可取式分采管柱插入可取式分采管柱循環(huán)滑套生產(chǎn)油管油層伸縮接頭循環(huán)滑套生產(chǎn)油管油層固定封隔器定位密封總成點火頭射孔槍密封筒射孔槍點火頭負壓閥帶孔管座落接頭可取封隔器生產(chǎn)滑套定位密封封隔器生產(chǎn)滑套座落接頭循環(huán)滑套斜向器固定封隔器座落接頭1安全閥控制管線井下安全閥1、生產(chǎn)油管2、尾管懸掛器3、油管定位器4、變扣接套5、封隔器6、負荷顯示接頭7、密封接頭8、密封芯子9、封隔器10、負荷顯接頭11、滑套12、高級篩管13、密封芯子14、密封接頭15、裸眼封隔器16、復核顯示接頭17、座落接頭18、篩管19、單向閥20、引鞋水平井可取分采管柱安全閥控制管線井下安全閥雙管封隔器帶孔管NO-GO9-5/8“套管座落接頭油層人工井底直接可取式分采管柱循環(huán)滑套生產(chǎn)油管SPM循環(huán)滑套生產(chǎn)油管油層固定封隔器定位密封總成密封筒帶孔管座落接頭導向器NO-GO安全閥控制管線井下安全閥可取封隔器帶孔管NO-GO9-5/8“套管座落接頭油層人工井底"Y"接頭分采管柱循環(huán)滑套生產(chǎn)油管油層固定封隔器定位插入密封密封筒帶孔管導向器循環(huán)滑套"Y"接頭3、機采管柱

分采/合采生產(chǎn)油管抽油桿套管螺桿泵總成扶正器生產(chǎn)油管套管螺桿泵管柱射流泵管柱封隔器閥座總成射流泵總成動力液（環(huán)空）混合液（油管）地層液限位器尾管油層油層井下安全閥過電纜封隔器安全閥生產(chǎn)油管套管電潛泵總成電潛泵管柱電潛泵總成動力電纜卸油閥單流閥生產(chǎn)油管套管動力電纜自平衡卸油閥電潛泵管柱安全閥電纜穿透器安全閥電纜穿透器過電纜封隔器過電纜封隔器放氣閥控制管線控制管線放氣閥生產(chǎn)油管電潛泵總成9-5/8“套管電潛泵管柱電潛泵總成動力電纜卸油閥單流閥生產(chǎn)油管動力電纜電潛泵"Y"管柱電纜穿透器井下安全閥過電纜封隔器控制管線放氣閥"Y"接頭過電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥定位密封生產(chǎn)滑套防砂管座落接頭NO-GO7”套管導向器堵塞器座帶孔管控制管線放氣閥分層密封電潛泵總成電潛泵毛細管管柱電潛泵總成動力電纜卸油閥單流閥生產(chǎn)油管動力電纜電潛泵丟手管柱電纜穿透器井下安全閥放氣閥過電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥打撈/定位密封生產(chǎn)滑套防砂管座落接頭NO-GO7”套管導向器控制管線放氣閥過電纜封隔器毛細管抽油桿氮氣筒生產(chǎn)油管丟手管柱總成單流閥卸流閥控制管線9-5/8“套管套管生產(chǎn)油管循環(huán)滑套卸油閥電潛泵總成通桿封隔器/帶活門（活門）電潛螺桿泵管柱不壓井電潛泵管柱螺桿泵總成封隔器動力電纜

油層井下安全閥生產(chǎn)油管電纜減速器電機井下壓力計油管錨防污裝置總成轉子定子泵吸入口油層過電纜封隔器井下安全閥過電纜封隔器4、注水管柱

1、合注管注注水封隔器套管人工井底注水管套管直接可取式合注管柱插入可取式合注管柱定位密封總成注水管

防砂封隔器生產(chǎn)篩管隔離封隔器底部封隔器導向器注水層注水層注水層注水層注水層注水層2、分注管柱分層注水封隔器盲堵導向器套管人工井底注水管套管盲堵導向器直接可取式偏心分注管柱插入可取式偏心分注管柱定位密封接頭注水管

防砂封隔器生產(chǎn)篩管分層密封隔離封隔器底部封隔器偏心注水工作筒注水層

注水層注水層

注水層

注水層注水層3、同井抽注及衛(wèi)星注水管柱注水層注水層注水層水源層同井抽注及衛(wèi)星注水管注壓力表過濾器計量器節(jié)流器注入水去其它井定位密封配水器分層密封注水管柱電潛泵總成抽水管柱篩管篩管五、完井作業(yè)施工程序用不同的清洗液清洗人工井底套管閘門井內(nèi)贓物鉆頭返出（贓）液套管清洗示意圖1）按設計要求擺放地面設備

2）立鉆桿或管柱

3）裝防噴器/功能/壓力試驗

4）刮管洗井（見圖示）為了最大限度的降低油氣層的污染，射孔前徹底清洗套管/鉆桿，確保最后清洗后的返出液在半小時內(nèi)的連續(xù)濁度值（NTU）≤30μm用不同的清洗液清洗人工井底套管閘門井內(nèi)贓物套管返出液鉆桿主要作業(yè)步驟5）射孔校深（見圖示）

6）投棒點火

7）反涌/洗井

8）刮管洗井

9）下定位封隔器（有時候先下定位封隔器，后射孔）10）下防砂管柱（包括工具/管柱連接、工具密封性能測試、封隔器坐封/驗封、有關管柱運動位置的確定，等等）；下沉砂封隔器射孔完畢，再次刮管洗井沖砂后即可下入沉砂封隔器。一般油井用電纜下入，井斜大的井可以用鉆桿下入。下入深度：射孔底界以下1.5米。下防砂管柱下定位密封總成。下篩管，下入時檢查篩管的篩縫。下盲管。下隔離封隔器總成。下防砂管柱下中層篩管、盲管及隔離封隔器總成。下上層篩管、盲管。下服務工具所有的篩管、盲管及隔離封隔器已經(jīng)下入完畢，將整個管串懸掛于井口，即可下服務工具。下底部密封總成。下沖管。下礫石充填轉換工具。下沖管。下中間密封總成。下沖管。下中心管試壓所有的隔離密封、充填轉換工具及沖管已經(jīng)下入完畢，將整個管串懸掛于盲管頂部，即可在服務工具內(nèi)部下入中心管。下完中心管后，中心管插入充填轉換工具內(nèi)；在中心管頂部裝盲堵，在下入位置和循環(huán)位置對中心管與沖管環(huán)空試壓。下頂部封隔器總成沖管試壓完畢，即可將中心管、頂部轉換工具及頂部封隔器的總成逐層連接。先連接中心管，再連接轉換工具與沖管，最后連接封隔器總成與盲管。下鉆、座封頂部封隔器連接完頂部封隔器總成，連接鉆桿，下鉆使定位密封插入沉砂封隔器。連接地面管線，鉆桿內(nèi)打壓，座封頂部封隔器。關閉防噴器，環(huán)空打壓驗封。服務工具脫手驗封完畢，打開防噴器，正轉管柱12-15圈。上提管柱服務工具脫手。座封隔離封隔器服務工具脫手后，再次下放至最低位置，上提至第二負荷顯示位置。鉆桿打壓，座封底層隔離封隔器。隔離封隔器驗封在座封位置上提管柱至壓力下降，鉆桿打入液體，環(huán)空無返出，驗封。底層礫石充填服務工具再次下放到底，上提找好循環(huán)位置和反循環(huán)位置，在循環(huán)位置關閉萬能防噴器，先做循環(huán)測試，測試完畢即可進行礫石充填。底層反循環(huán)沖砂出現(xiàn)脫砂壓力后，停止泵砂；環(huán)空打壓，保持壓力上提管柱至壓力下降，開泵環(huán)空替入液體反循環(huán)沖砂。底層檢驗充填效果反循環(huán)沖砂完畢，管柱再次下放至循環(huán)位置，驗證充填效果。根據(jù)此時的泵排量和壓力，可以計算出充填系數(shù)和盲管砂高。上提至中層作業(yè)底層驗證合格后，上提管柱至中層。首先座封中層隔離封隔器并驗封。進行中層礫石充填并驗證充填效果。上層礫石充填作業(yè)中層驗證合格后，上提管柱至上層。進行上層礫石充填并驗證充填效果。作業(yè)完畢起出服務工具。起出服務工具后，只留篩管、盲管及封隔器在井內(nèi)。下步可以準備下生產(chǎn)管柱。12）下生產(chǎn)管柱13）撤井口防噴器14）裝井口采油樹15）卸載荷16）驗收交井17）交完井總結/存檔完井人員應具備的基本素質(zhì)一、油藏地質(zhì)知識油層靜壓、生產(chǎn)流壓、生產(chǎn)壓差、泡點壓力、負壓孔隙度滲透率原油粘度原油密度/巖石密度氣液比/油氣比聲波/密度測井喉道直徑全巖分析/粒度中值乳化原油CO2分壓值/H2S知識地層水礦化度采油指數(shù)（PI/IPR曲線）完井人員應具備的基本素質(zhì)二、采油工藝知識設計合理的生產(chǎn)管柱結構一般的增產(chǎn)措施及相應的工具一般的測試工具（儀器）一般投堵/打撈油層保護知識機械采油知識三、機械知識機械常識/基本繪圖知識液壓原理和基本計算知識作業(yè)管柱/井下工具受力分析四、組織協(xié)調(diào)及相關能力陸地/海上組織協(xié)調(diào)外語知識計算機知識（辦公軟件、專業(yè)計算軟件）其它相關知識和能力五、高度的責任心和正確工作方法完井人員應具備的基本素質(zhì)各種完井方式適用的地質(zhì)條件（垂直井）

完井方式實用的地質(zhì)條件射孔完井

1）有氣頂