第9章完井方案設(shè)計與試油

第九章完井方案設(shè)計與試油主要內(nèi)容完井方式射孔方案設(shè)計油氣層保護(hù)試油完井工程：是銜接鉆井和采油工程而又相對獨立的工程，是從鉆開油層到固井、完井、下生產(chǎn)管柱、排液、誘導(dǎo)油流，直至投產(chǎn)的工藝過程組成的系統(tǒng)工程。完井工程設(shè)計的任務(wù)對油氣層潛在損害進(jìn)行評價，提出相應(yīng)保護(hù)措施，盡可能減少對儲層的損害，使油氣層與井筒間保持良好的連通條件，最大程度發(fā)揮其產(chǎn)能；通過節(jié)點分析，優(yōu)化壓力系統(tǒng)，根據(jù)油藏工程和油田開發(fā)全過程特點以及開發(fā)過程中所采取的各項措施來選擇完井方式、方法和選定套管尺寸。完井工程系統(tǒng)設(shè)計框圖一、井身結(jié)構(gòu)保護(hù)井口附近的表土地層，防止被經(jīng)常流出的洗井液體沖垮鞏固上部比較疏松易塌的不穩(wěn)定巖層；安裝防噴器等井口設(shè)備，控制鉆開高壓層時可能發(fā)生的井噴現(xiàn)象封隔某些難以控制的復(fù)雜地層，以便能順利地鉆達(dá)預(yù)定的生產(chǎn)目的層封隔油、氣、水層，保證油井的正常生產(chǎn)生產(chǎn)套管技術(shù)套管表層套管導(dǎo)管第一節(jié)完井方式完井方式：油層與井筒的連通方式二、直、斜井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(nèi)礫石充填完井三、水平井完井方式裸眼完井礫石充填完井射孔完井管外封隔器(ECP)完井方式割縫襯管完井四、完井方式選擇砂巖油氣藏完井方式選擇流程圖碳酸鹽巖油氣藏的完井方式選擇流程圖

第二節(jié)射孔方案設(shè)計一、影響油井射孔產(chǎn)能的因素孔深、孔密、孔徑、相位角、傷害程度、傷害深度、壓實程度、壓實厚度及非均質(zhì)性等孔深、孔密與油井產(chǎn)能比關(guān)系曲線孔徑與油井產(chǎn)能比的關(guān)系相位角和各向異性與油井產(chǎn)能比的關(guān)系90o油井射孔壓實程度與產(chǎn)能比的關(guān)系射孔壓實傷害帶微觀結(jié)構(gòu)（Saucier）

二、射孔工藝設(shè)計射孔方式、射孔槍、彈和射孔液選擇1.射孔方式電纜輸送套管槍射孔油管輸送射孔(TCP)油管輸送射孔聯(lián)作電纜輸送過油管射孔(TTP)超高壓正壓射孔高壓噴射和噴砂射孔2.射孔槍、彈選擇射孔槍無纜射孔槍:也稱油管傳輸射孔槍電纜射孔槍有槍身式管式槍多次使用槍身一次使用槍身無槍身式繩式槍銷毀式不可銷毀式射孔彈聚能式射孔彈子彈式射孔彈射孔原理：將炸藥點燃，形成高溫高壓氣流，高速沖擊到套管壁上，將障礙物擊穿。噴發(fā)瞬間氣流速度到達(dá)6000-9000m/s，溫度達(dá)到幾千攝氏度，沖擊壓力達(dá)到14000-20000Mpa。射孔原理：炸藥點燃后，形成高壓氣體，推動子彈頭在槍管中運動，依靠高速運動的子彈能將障礙物擊穿。子彈式射孔彈由子彈頭、彈殼、底火組成。聚能射孔彈是由彈殼、聚能藥罩（金屬粉末襯套）、主體炸藥和導(dǎo)爆索組成。聚能彈結(jié)構(gòu)示意圖

射孔彈型號孔射孔器外徑

(mm)孔密

(孔/米)裝藥量（g）48小時

耐溫

(°C)套管外徑（mm）APIRP-43混凝土靶45#鋼靶孔徑（mm）穿深（mm）孔徑（mm）穿深（mm）DP25RDX-151167121737.21857.275DP25RDX-1(76)76405.51211145.5160775DP25RDX-1(89)89675.51211275.5160776DP25RDX-1(102)10212061211405.5185885DP型射孔彈技術(shù)規(guī)格和性能指標(biāo)射孔液對油層可能造成損害①射孔液固相顆粒損害②射孔液濾失造成損害③射孔液速敏造成損害3.射孔液選擇①密度可調(diào)節(jié)②腐蝕性?、鄹邷叵滦阅芊€(wěn)定④無固相⑤低濾失⑥成本低、配制方便射孔液性能要求射孔液體系①無固體清潔鹽水射孔液②聚合物射孔液③油基射孔液④酸基射孔液第三節(jié)油氣層保護(hù)一、油氣層損害入井流體與儲層及其流體不配伍時造成近井地帶油層滲透率下降的現(xiàn)象。損害機理①外來流體與儲層巖石礦物不配伍造成的損害；②外來流體與儲層流體不配伍造成的損害；③毛細(xì)現(xiàn)象造成的損害；④固相顆粒堵塞引起的損害。二、儲層敏感性指儲層對可能造成損害的各種因素的敏感程度。儲層敏感性評價：通過巖心流動實驗，考察油氣層巖心與各種外來流體接觸后所發(fā)生的物理化學(xué)作用對巖石性質(zhì)（主要是對滲透率）的影響及其影響程度。油氣層敏感性評價實驗速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏——“五敏實驗”1)速敏油氣層的速敏性：在采油、增產(chǎn)作業(yè)和注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，假設(shè)流體與地層無任何物理和化學(xué)作用的條件下，當(dāng)流體在油氣層中流動時，引起油氣層中微粒運移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。速敏程度評價標(biāo)準(zhǔn)損害程度:<0.30.3～0.7>0.7

敏感程度:弱 中等強巖心速度敏感性評價圖2)水敏油氣層的水敏性：油氣層中的粘土礦物在原始油藏條件下處于一定礦化度的環(huán)境中，當(dāng)?shù)M(jìn)入儲層時，某些粘土礦物就會發(fā)生膨脹、分散、運移，從而減少或堵塞地層孔隙和喉道，造成地層滲透率的降低的現(xiàn)象。水敏性評價實驗：首先用初始鹽度地層水測定巖心的滲透率；然后再用鹽度減半的次地層水測定巖心的滲透率；最后用淡水（一般為去離子水）測定巖心的滲透率。巖心水敏實驗曲線3)鹽敏油氣層的鹽敏性：當(dāng)高于地層水礦化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落;當(dāng)?shù)陀诘貙铀V化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，則可能引起粘土的膨脹和分散，這些都將導(dǎo)致油氣層孔隙空間和喉道的縮小及堵塞，引起滲透率的下降從而損害油氣層。評價鹽敏損害程度實驗：一般要做升高礦化度和降低礦化度兩種鹽敏評價實驗。

圖1-30降低礦化度的鹽敏曲線

1－礦化度降低試驗2－礦化度恢復(fù)試驗圖1-31升高礦化度的鹽敏曲線

1－礦化度升高試驗2－礦化度恢復(fù)試驗4）堿敏油氣層的堿敏性：地層水pH值一般呈中性或弱堿性，當(dāng)高pH值流體進(jìn)入油氣層后，促使粘土水化、膨脹、運移或生成沉淀物而造成的地層損害。堿敏評價實驗：通過注入不同pH值的地層水并測定其滲透率，根據(jù)滲透率的變化來評價堿敏損害程度，找出堿敏損害發(fā)生的條件。堿敏實驗曲線5)酸敏油氣層的酸敏性：油氣層與酸作用后引起的滲透率降低的現(xiàn)象。酸化是油氣田廣泛采用的解堵和增產(chǎn)措施。酸液進(jìn)入油氣層后，一方面改善油氣層的滲透率；另一方面又與油氣層中的礦物及地層流體反應(yīng)產(chǎn)生沉淀并堵塞油氣層的孔喉。酸敏評價實驗：包括原酸（一定濃度的鹽酸、氫氟酸、土酸）和殘酸（可用原酸與另一塊巖心反應(yīng)后制備）的敏感實驗。酸敏實驗曲線6）五敏實驗結(jié)果的應(yīng)用第四節(jié)試油試油：根據(jù)地質(zhì)錄井資料和測井資料解釋結(jié)果、鉆井過程中油氣顯示等資料，利用一套專用的設(shè)備和方法，對可能出油的層位的油氣水產(chǎn)量、溫度、壓力及油氣水性質(zhì)進(jìn)行直接測量，以鑒別和認(rèn)識油氣水層的工作。試油目的：為勘探開發(fā)提供依據(jù)一、試油的任務(wù)及工作內(nèi)容主要任務(wù)：(1)了解儲層及流體性質(zhì)，為附近同一地層的其它探井提供重要的地質(zhì)資料；(2)查明油、氣田的含油面積及油水或氣水邊界以及驅(qū)動類型，為初步計算油氣工業(yè)儲量提供必要的資料；(3)了解儲層產(chǎn)油氣能力和驗證測井資料解釋的可靠程度；(4)整理和分析試油資料結(jié)果，確定油井合理工作制度，為制定油田開發(fā)方案時確定單井生產(chǎn)能力提供依據(jù)。主要工作：誘導(dǎo)油流和測試二、誘導(dǎo)油流方法替噴法抽汲法氣舉法三、試油工藝注水泥塞試油用封隔器分層試油中途測試工具試油四、試油資料(1)產(chǎn)量數(shù)據(jù)(3)壓力數(shù)據(jù)(2)原油及水的特性資料(4)溫度數(shù)據(jù)(結(jié))小結(jié)1.常用的完井方法：裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割縫襯管完井、裸眼或套管內(nèi)礫石充填完井。2.影響油井射孔產(chǎn)能的因素：孔深、孔密、孔徑、相位角、傷害程度、傷害深度、壓實程度、壓實厚度及非均質(zhì)性等。3.射孔液對油層可能造成損害包括：固相顆粒損害、濾失造成損害、速敏造成損害。4.損害機理:外來流體與儲層巖石礦物不配伍造成的損害；外來流體與儲層流體不配伍造成的損害；毛細(xì)現(xiàn)象造成的損害；固相顆粒堵塞引起的損害。5.油氣層敏感性評價實驗:速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏6.油氣層的速敏性：在采油、增產(chǎn)作業(yè)和注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，假設(shè)流體與地層無任何物理和化學(xué)作用的條件下，當(dāng)流體在油氣層中流動時，引起油氣層中微粒運移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。7.油氣層的水敏性：油氣層中的粘土礦物在原始油藏條件下處于一定礦化度的環(huán)境中，當(dāng)?shù)M(jìn)入儲層時，某些粘土礦物就會發(fā)生膨脹、分散、運移，從而減少或堵塞地層孔隙和喉道，造成地層滲透率的降低的現(xiàn)象。8.油氣層的鹽敏性：當(dāng)高于地層水礦化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落;當(dāng)?shù)陀诘貙铀V化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，可能引起粘土的膨脹和分散，導(dǎo)致油氣層孔隙空間