第一部分完井與試油

主要內容：一、油井完井二、試油

第一部分油井完井與試油完井：是油井和油層以一定結構連通起來的工藝。一、井身結構

井身結構是指油井鉆完后，所下入套管的層次、直徑、下入深度及相應的鉆頭直徑和各層套管外水泥的上返高度等。第一節(jié)油井完井技術套管表層套管生產套管１、表層套管它的作用是用來封隔地下水層，加固上部疏松巖層的井壁，保護井眼和安裝封隔器。其下入深度取決于上部疏松巖層的位置。管外的水泥返至地面。

一、井身結構２、油層套管在生產中作為流體通道的最里一層套管。其作用是保護井壁，形成油氣通道，封隔油、氣、水層，下入深度是根據目的層的位置和不同完井方法來決定的。管外水泥返至產層頂部200米以上。流體通道，封固油氣水層３、技術套管下在表層套管和油層套管之間的一層套管。用來保護和封隔油層上部難以控制的復雜地層。下入深度根據復雜層位置而定。為了降低成本，鉆進過程中可以通過采取調整泥漿性能的辦法控制復雜層的噴、塌、漏、卡等，盡可能不下或少下技術套管。加固復雜地層一、井身結構完井方式：油層與井筒的連通方式。完井方式選擇要求：(1)保持最佳的連通條件，油層所受的損害最小；(2)應具有盡可能大的滲流面積，入井的阻力最小；(3)封隔油、氣、水層，防止竄槽及層間干擾；(4)防止油層出砂和井壁坍塌，確保油井長期生產；(5)應具備便于人工舉升和井下作業(yè)等條件；(6)施工工藝簡便，成本低。二、完井方式常用完井方式套管或尾管射孔完井割縫襯管完井裸眼完井裸眼或套管內礫石充填完井二、完井方式先期裸眼完井：是鉆頭鉆至油層頂界附近后，下套管注水泥固井。再從套管中下入直徑較小的鉆頭，鉆穿水泥塞，鉆開油層至設計井深完井。1、裸眼完井裸眼完井：是指在鉆開的生產層位不下入套管的完井方式。裸眼完井有兩種：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：是不更換鉆頭，先鉆開油層至設計井深，再將套管下至油層頂部，注水泥固井，固井時，為防止水泥漿損害套管鞋以下的油層，通常在油層段墊砂或者替入低失水、高粘度的鉆井液，以防止水泥漿下沉。優(yōu)點：滲濾面積大，滲流阻力小。缺點：井壁易坍塌，不能分層開采。應用：使用于單層、裂縫性碳酸鹽巖油藏及膠結強度高的砂巖油藏。二、完井方式后期裸眼完井方式先期裸眼完井方式復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。套管射孔完井是鉆至油層直至設計井深，然后下套管到油層底部注水泥固井，最后射孔，射孔彈射穿套管、水泥環(huán)并穿至油層某一深度，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鉆頭鉆至油層頂界后，下套管注水泥固井，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套管上，再對尾管注水泥固井，然后射孔.優(yōu)點：①密封性好，防串能力強。②適用于分層開采。③有效的防坍塌。缺點：①油層裸露面積小滲流阻力大。②鉆井液損害油氣層。應用：適用于分層開采的砂巖油氣層。２、射孔完井尾管射孔完井方式襯管完井方式是鉆頭鉆至油層頂界后，先下套管注入水泥固井，再從套管中下入直徑小一級的鉆頭鉆穿油層至設計井深。最后在油層部位下入預選割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器（卡瓦封隔器），將襯管掛在套管上，并密封襯管和套管之間的環(huán)形空間。特點：油層不受固井水泥漿的損害。滲濾面積大。能擋砂，防井壁坍塌。應用：適用于出砂不嚴重的中、粗砂油層。３、襯管完井礫石充填完井先將繞絲篩管下入井內油層部位，然后用充填液把在地面上預先選好的礫石泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環(huán)形空間內，構成一個礫石填充層。以阻擋油層砂流入井筒，達到保護井壁、防砂的目的。適用于油層膠結疏松，出砂嚴重的油層。裸眼礫石充填套管內礫石充填４、礫石充填完井三、水平井完井方式1、裸眼完井適用于巖性致密井壁不會坍塌而且滲透性較好的硬質砂巖或裂縫性砂巖和石灰?guī)r的地質條件。２、襯管完井表層套管7in裸眼封隔器，7in濾砂管7in多功能洗井閥7in套管篩管３、射孔完井技術套管下過直井段注水泥固井后，在水平井段內下入完井尾管、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這種完井方式是，依靠管外封隔器實施層段的封隔，可以按層段進行作業(yè)和生產控制，這對于注水開發(fā)的油田尤為重要。圖5-2裸眼防砂-篩管頂部注水泥完井管柱示意圖7in多功能洗井閥表層套管7in裸眼封隔器7in濾砂管7in水平井液壓分級箍7in套管４、管外封隔器（ECP）完井５、礫石充填完井方式裸眼礫石充填或是套管內礫石充填三、完井方式選擇選擇完井方式是完井工程的核心，目前雖然有多種類型的完井方式，但它們都有其各自的適用條件和局限性。只有根據油氣層的地質條件選擇最適宜的完井方式，才能有效地開發(fā)油氣田。達到使油氣井壽命長、經濟效益高的目的。優(yōu)選完井方式時，應考慮油氣藏類型、油氣層特性和工程技術及措施要求三方面的因素。完井方式的選擇主要是針對單井而言，雖單井屬于同一油藏類型，但其所處構造位置不同，所選定完井方式也不盡相同，如油藏有氣頂、底水，若采用裸眼完成，技術套管則應將氣頂封隔住，再鉆開油層，而不鉆開底水層。若采用套管射孔完成，則應避免射氣頂和底水。又如油藏有邊水，套管射孔完成時，油田開發(fā)要充分利用邊水驅動作用，避免射開油水過渡帶。第二節(jié)試油試油：根據地質錄井資料和測井資料解釋結果、鉆井過程中油氣顯示等資料，利用一套專用的設備和方法，對井下油氣進行直接測試，以取得有關目的層的油氣產能、溫度、壓力及油氣水物性資料的工藝過程。（1）探明新區(qū)、新構造是否有工業(yè)性油氣流；（2）查明油氣田的含油面積及油水或氣水邊界以及油氣藏的產油氣能力、驅動型；（3）驗證對儲集層產油、氣能力的認識和利用測井資料解釋的可靠程度；（4）通過分層試油、試氣取得各分層的測試資料及流體的性質，確定單井（層）的合理工作制度，為制定油田開發(fā)方案提供重要依據；（5）評價油氣藏，對油、氣、水層做出正確結論。試油工作的目的：一、誘噴排液在油井完成后進入試油階段的第一步就是要設法降低井底壓力，使井底壓力低于油藏壓力，讓油氣流入井內，這一工作稱誘噴排液（誘導油流），是試油工作的第一道工序。該工作也是為了清除井底沙礫和泥漿等污物，降低井底及其周圍地層對油流的阻力。常用的誘噴方法有：替噴法、抽汲法、氣舉法等，選擇時應視油層性質、完井方法及油層壓力等情況而定。但無論選擇哪一種方法，都應遵循下述基本原則：（1）把井底和井底周圍地層的贓物排出，使油層孔隙暢通，以利于油氣流入井筒；（2）能建立起足夠大的井底壓差；（3）應緩慢而均勻的降低井底壓力，不致導致破壞油層結構。（一）替噴法替噴法是用密度較輕的液體將井內密度較大的液體替出，從而降低井中液柱壓力，達到使井內液柱壓力小于油藏壓力的目的。具體實施是先用低密度液體替出井中的壓井液。替噴法有三種：一般替噴法：就是把油管下至油層中、上部，用泵把替噴用的液體連續(xù)替入井中，直至把井中的全部壓井液替出為止。一次替噴法：就是把油管下到人工井底，用替噴液把壓井液替出，然后上提油管到油層中部或上部完井。二次替噴法：就是把油管下到人工井底，替入一段替噴液，再用壓井液把替噴液替到油層部位以下，之后上提油管至油層中部，最后用替噴液提出油層頂部以上的全部壓井液，這樣既替出井內的全部壓井液又把油管提到了預定的位置一次替噴示意圖1—油管；2—套管；3—壓井液；4—油層；5—替噴液一次替噴法把油管下到人工井底，用替噴液把壓井液替出，然后上提油管到油層中部或上部完井。二次替噴法把油管下到人工井底，替入一段替噴液，再用壓井液把替噴液替到油層部位以下，之后上提油管至油層中部，最后用替噴液提出油層頂部以上的全部壓井液，這樣既替出井內的全部壓井液又把油管提到了預定的位置

替噴法排液誘導油流的特點：優(yōu)點在于生產壓差的形成均勻緩慢，不致引起由于井壁的坍塌而使油層出砂。缺點是建立生產壓差小，誘噴能力差。替噴法適用于油層壓力高、產量高、油層堵塞不嚴重的油井。（二）抽汲法抽汲就是利用一種專用工具把井內液體抽到地面，以達到降低液面即減少液柱對油層所造成的回壓的一種排液措施。抽汲不但有降壓誘噴的作用，還有解除油層某種堵塞的作用，因此適用于噴勢不大的井或有自噴能力但在鉆井過程中，由于泥漿漏失，鉆井液濾液使油層受到損害的油井。對于疏松、易出砂的油層，應避免猛烈抽汲，以避免油層造成大量出砂。

（三）氣舉法氣舉法是利用壓縮機向油管或套管內注入壓縮氣體，使井中液體從套管或油管中排出的方法。對稠油、高凝油油井的排液，采用常規(guī)的排液方法難以完成，可采用螺桿泵排液法。螺桿泵工作時不發(fā)生氣鎖、砂卡、無閥件，運動只是螺桿，而且排量連續(xù)平衡。用在稠油排液時，不易造成大量出砂。由于它是抽油桿傳動動力，因而只使用于淺井和中深井使用，也可用鉆桿驅動的額螺桿直接排液求產。(四)地面驅動單螺桿泵排液法（一）注水泥塞試油注水泥塞試油一般是從下往上試，最下一層試油后，就得從地面將一定數量的水泥漿頂替到已試油層與待試油層的套管中，待水泥漿凝固后形成一個水泥塞。（二）用封隔器分層試油是在一口井中可一次射開多層，根據需要下入多級封隔器將測試層段分成二層、三層或四層，同時進行多層試油，也可以取得幾層合試的資料。（三）中途測試工具試油中途測試是指在鉆井過程中遇到油氣顯示馬上進行測試的工藝。特點：降低鉆探成本、提高試油速度、能及時發(fā)現(xiàn)油氣層二、試油工藝試油資料包括以下幾方面：（1）產量數據包括井下或地面的油、氣、水產量；（2）壓力數據包括靜壓、流動壓力、壓力恢復數據以及油壓、套壓；（3）原油及水的特性資料包括井下以及地面原油取樣分析的資料及原油含砂量；（4）溫度數據包括井下溫度及地溫梯度。4、試油資料穩(wěn)定試油是指在一種穩(wěn)定的工作制度下，進行量油、測氣及壓力測量等工作，一切測試完畢后改變一種工作制度，待生產穩(wěn)定后重復上述測量項目。為了準確地作出油井指示曲線和求出液流方程式從而確定油井產能的大小，需至少建立四種不同的工作制度，且其生產所測得的壓力、產量的大小間隔要比較均勻。幾種不同的工作制度下取得的油井生產數據（壓力、產量、油氣比等）可用來研究油層和油井的生產特征，根據穩(wěn)定滲流理論對測得的產量和壓力進行分析。測得的產量和流動壓力（或生產壓差）繪制的曲線稱為流入動態(tài)曲線或指示曲線。此項工作可了解不同工作制度下的生產特征，確定合理的工作制度。壓力恢復試井是目前礦場上應用得最普遍的一種不穩(wěn)定試油方法。它是在最后一種工作制度測量工作結束后，關井測量井底壓力隨時間的變化曲線—壓力恢復曲線。利用已知的關井前的產量和油層流體的物性參數及測得的壓力恢復曲線，根據表征關井后壓力恢復規(guī)律的公式就可求得油層參數，油井完善程度和油層壓力。一、射孔射孔是在油氣井固井完井后，根據油田開發(fā)方案的設計要求，重新打開目的層，溝通油氣層與套管內腔的一項工程技術。因此射孔是油田開發(fā)的重要步驟，為了能使油氣井獲得高產和穩(wěn)產，就得選擇最有效的射孔器，采用合適的射孔工藝來實現(xiàn)。1、射孔器的類型

射孔技術按輸送方式可以分為兩類：一是電纜輸送射孔；二是油管（鉆桿、連續(xù)油管）輸送射孔。按其穿孔作用原理可分為子彈射孔技術、聚能式射孔技術、水力噴射式射孔技術、機械割縫（鉆孔）式射孔技術、復合射孔技術。目前常用的射孔工具是聚能噴流射孔器。射孔條件是指射孔壓差、射孔方式和射孔工作液。2、射孔條件對油井產能的影響

1）射孔條件（1）射孔壓差。正壓差射孔，是指射孔時井底液柱壓力高于地層壓力的射孔；負壓差射孔是指射孔時井底液柱壓力低于地層壓力的射孔。通常正壓差射孔的清潔度一般較差，造成井眼及巖石的損害較大。而負壓差射孔既可以減少射孔作業(yè)中濾液的侵入、固相物質的堵塞以及濾液可能對地層發(fā)生的化學反應，又可及時清洗射孔孔眼。（2）射孔方式。實現(xiàn)負壓差射孔的射孔方式最先采用的是電纜傳送過油管負壓差射孔技術。在射孔之前下好油管，安裝好井口裝置，連接好地面管線。然而，過油管負壓差射孔技術在實際使用過程中無法適應現(xiàn)代高密度射孔的需要，進而在發(fā)展為油管傳輸射孔（TCP）。這種射孔技術既有過油管射孔實現(xiàn)負壓差的優(yōu)點，又有深穿透、高孔密的大直徑射孔槍的性能。（3）射孔工作液。優(yōu)質的射孔液應該是清潔無固相，且以地層流體相配伍的射孔液，如現(xiàn)在用得較多的清潔無固相CaCl2鹽水。3、射孔參數射孔參數主要包括射孔深度、孔徑、孔密。（1）射孔穿透深