海上油田完井基本知識講座

完井工藝介紹完井的定義銜接鉆井工程與采油工程而又相對獨立的工程，是從鉆開油氣層開始到下套管注水泥、固井、射孔先期防砂，下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項系統(tǒng)工程。海上油田由于其特殊性，鉆完井的工作界面在于從固井結(jié)束開始。因鉆完井的一體化的實行，目前這種界面正在消失！完井的分類射孔完井：能有效地封隔含水夾層、易塌夾層、氣頂和底水；能完全分隔和選擇性地射開不同壓力、不同物性的油氣層，避免層間干擾；能具備實施分層注采和選擇性增產(chǎn)措施的條件。裸眼完井：油氣層完全裸露，具有最大滲流面積。不能阻擋油層出砂、不能避免層間干擾，也不能有效地實施分層措施。適用于巖性堅硬、井壁穩(wěn)定、無氣頂或底水、無含水夾層的塊狀碳酸巖或硬質(zhì)砂巖油藏，和層間差異不大的層狀油藏。完井的分類礫石充填完井：是最有效的早期防砂完井方式，主要用于膠結(jié)疏松、易出砂的砂巖油藏，特別是稠油砂巖油藏。分為套管礫石充填和裸眼礫石充填完井，在渤海油田完井中，套管內(nèi)射孔和礫石充填防砂完井所占比例較大，裸眼礫石充填完井和裸眼特殊篩管完井等方式。多級復(fù)合完井：根據(jù)油藏的具體特點選用以上多種完井方式的組合。射孔工藝技術(shù)射孔開始射孔開始穿套管射孔完成完井的分類完井技術(shù)47”尾管9-5/8”套管油管7”Casing6-1/8”Hole7”套管油管射孔防砂工藝技術(shù)不同類型的出砂地層零強度干砂毛管力強度潮濕砂異常弱膠結(jié)弱膠結(jié)較弱膠結(jié)產(chǎn)出的液體中含有少量或大量固相顆粒稱為出砂。除了砂子之外,固相可能包括石灰?guī)r、白云巖和焦炭等。

1.剪切破壞過低的井底壓力近井筒地層性質(zhì)的變化近井筒應(yīng)力的變化剪切導(dǎo)致的膠結(jié)物和地層性質(zhì)的變化2.拉伸破壞過高的生產(chǎn)速率出砂與地層的拖拉力有關(guān)自穩(wěn)定性（由于空穴的增長，流體梯度變小和出砂趨于停止）空穴導(dǎo)致的破壞(例如蚯蚓洞)，可能導(dǎo)致進一步的應(yīng)力集中和出砂。地層出砂機理July,1997,ZiqiongZheng就地應(yīng)力地層中的應(yīng)力無處不在。外來的破壞會導(dǎo)致應(yīng)力的重新分布和集中。當(dāng)集中的應(yīng)力超過了巖石的強度的時候，出砂就發(fā)生了。井筒失穩(wěn)－實驗室觀察sHmaxsHmin各種典型的防砂完井類型單獨下篩管裸眼礫石充填-分選差-產(chǎn)能高-無敏感粘土選擇性射孔/定向射孔-壓實地層/含弱膠結(jié)地層-避氣或避水管內(nèi)壓裂充填管內(nèi)礫石充填/高速水充填-便于分層-分選好至差-中等投資-干凈的分選好的-產(chǎn)能高-分選好-產(chǎn)能高膨脹篩管-便于分層-分選好至差-投資大篩管篩管種類、使用范圍及其優(yōu)缺點

篩管的種類很多，但目前使用比較廣泛的有三種：a）繞絲篩管b）金屬微孔多層網(wǎng)布篩管c）篩孔形金屬棉篩管（?？們?nèi)部）d)STARS篩管其中用得最多的是繞絲篩管。

繞絲篩管篩縫寬度：.006”

到.030”

不等生產(chǎn)公差：.001”

－.002”

（允許情況）流動面積：6%到35%繞絲形狀：▲型（自潔）或房子型（防沖蝕）缺點：現(xiàn)場施工作業(yè)量比較大，作業(yè)過程中技術(shù)性比較強，因作業(yè)時礫石充填層有時存在“空洞”的可能，可能導(dǎo)致防砂失??；

注：篩管用戶陸地檢驗方法1/3L

L2kg塞規(guī)1ft1ft（檢驗段）檢驗段W1/3W1cm檢驗段高滲透率礫石層未充填好的空洞礫石充填的利弊礫石充填封隔器炮眼定位封隔器套管●先直接靠網(wǎng)布篩眼擋地層（大）砂。然后，由地層砂逐漸形成砂橋擋地層砂。●很顯然，這層砂環(huán)橋的滲透率遠不如礫石的滲透率高。金屬微孔多層網(wǎng)布防砂原理網(wǎng)眼直徑＜d50微孔多層網(wǎng)布地層砂間隙≈10mm基管封隔器套管射孔炮眼滲透率低的砂環(huán)、砂堵C、篩孔形金屬棉篩管適用范圍和優(yōu)點：

適合于不進行管內(nèi)礫石充填的、原油粘度不太高的、黏土含量在10%以下的井。在大斜度/水平油、氣井里施工有其優(yōu)點；內(nèi)徑大，有利于測試作業(yè)；易套洗缺點：●加工時縫隙比較難以控制（即過濾精度難以控制）●因使用這種篩管時，管內(nèi)一般不再進行礫石充填，因此，生產(chǎn)時，一旦地層砂出來后，將很快在套管環(huán)空和炮眼里形成滲透率很低的砂環(huán)和砂堵，若原油黏度高、黏土含量高的話，將會嚴重影響正常生產(chǎn)。微孔多層網(wǎng)布地層砂基管封隔器套管射孔炮眼間隙≈10mm滲透率低的砂環(huán)、砂堵金屬微孔多層網(wǎng)布防砂原理篩孔形金屬棉篩管組成：由基管和外部繞絲組成。繞絲通過焊接或其它機械方式與基管相連。繞絲篩管SLIM-PAK組成：帶孔基管，膠結(jié)預(yù)充填材料，外部繞絲外面的繞絲是通過焊接或其它機械方式與基管相連根據(jù)地層情況不同，預(yù)充填材料的厚度從.11”到.14”Single-ScreenPrepack組成：帶孔基管,繞絲，膠結(jié)預(yù)充填材料和外部帶孔的外罩繞絲和外罩是通過焊接方式與基管相連根據(jù)尺寸的不同，充填材料的厚度從.34”到.41”Dual-ScreenPrepack組成：帶孔基管，內(nèi)層繞絲，充填材料，外部繞絲內(nèi)層和外層繞絲與基管通過焊接連接根據(jù)尺寸的不同，充填材料的厚度從.19”到.72”不等STARS優(yōu)質(zhì)篩管以單層厚壁優(yōu)質(zhì)無縫鋼管做基管，也可以直接用單層厚壁油管和套管做基管，基管上鉆有若干個階梯孔，濾砂件通過螺紋旋接在基管孔中，整體結(jié)構(gòu)與油管和套管相似。

STARS優(yōu)質(zhì)篩管STARS優(yōu)質(zhì)篩管防砂完井現(xiàn)場作業(yè)示例1）按設(shè)計要求擺放地面設(shè)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，確保最后清洗后的返出液在半小時內(nèi)的連續(xù)濁度值≤30μm

5）射孔校深（見圖示）6）投棒點火

主要作業(yè)步驟7）反涌/洗井8）刮管洗井9）下定位封隔器10）下防砂管柱11）泵送砂漿作業(yè)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(jié)/存檔

防砂完井現(xiàn)場作業(yè)示例套管閘門井內(nèi)贓物鉆頭返出（贓）液套管清洗示意圖

刮管洗井

為了最大限度的降低油氣層的污染，射孔前徹底清洗套管，確保最后清洗后的返出液在半小時內(nèi)的連續(xù)濁度值≤30μm

用不同的清洗液清洗人工井底套管鉆桿主要作業(yè)步驟同位素源接頭射孔封隔器(尚未坐封）安全接頭測井儀負壓閥測井電纜點火頭同位素源套管鉆桿吸震器投點火棒射孔射孔炮眼射孔管柱校深及射孔示意圖射孔校深射孔段1500m1550m1420m80m1400m100m投棒點火射孔槍完井液缸泵柴油機輸砂泵柱塞泵管匯污液池油嘴放空進油氣分離器壓力表（管線）閘門BOP鉆桿反循環(huán)時來自平臺泥漿泵動力機組密封件礫石充填封隔器礫石充填轉(zhuǎn)換工具總成密封孔生產(chǎn)篩管沖洗管套管底部封隔器密封件泵送礫石作業(yè)流程示意圖射孔段套管閘門圖例：砂漿；反出液；井口礫石砂漿輸砂泵混合水正常循環(huán)充填充填即將結(jié)束（立即）反循環(huán)操作失誤射孔段砂漿脫水礫石封隔器生產(chǎn)篩管裸眼篩管防砂油管掛安全閥過電纜封隔器滑套坐落接頭封隔器STAR放氣閥3-1/2“油管螺桿泵裸眼封隔器盲管裸眼封隔器STAR油層油層裸眼優(yōu)質(zhì)篩管管柱水平分支井防砂水平分支井管柱

引鞋

油管

井下安全閥

封隔器

95/8套管

STAR篩管

滑套

電纜

電潛泵

BZ25-1南油田完井技術(shù)現(xiàn)場實施介紹

1、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。礫石充填防砂2、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。礫石充填防砂2、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。礫石充填防砂3、下服務(wù)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(wù)工具。下底部密封總成。下沖管。下礫石充填轉(zhuǎn)換工具。下沖管。下中間密封總成。下沖管。礫石充填防砂4、下中心管試壓所有的隔離密封、充填轉(zhuǎn)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(wù)工具內(nèi)部下入中心管。下完中心管后，中心管插入充填轉(zhuǎn)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。礫石充填防砂5、下頂部封隔器總成沖管試壓完畢，即可將中心管、頂部轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換工具與沖管，最后連接封隔器總成與盲管。礫石充填防砂6、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(guān)閉防噴器，環(huán)空打壓驗封。礫石充填防砂7、服務(wù)工具脫手驗封完畢，打開防噴器，正轉(zhuǎn)管柱12-15圈。上提管柱服務(wù)工具脫手。礫石充填防砂8、座封隔離封隔器服務(wù)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。礫石充填防砂9、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。礫石充填防砂10、底層礫石充填服務(wù)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(guān)閉萬能防噴器，先做循環(huán)測試和擠注測試，測試完畢即可進行礫石充填。礫石充填防砂11、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。礫石充填防砂12、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。礫石充填防砂13、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。礫石充填防砂14、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(wù)工具。礫石充填防砂15、準備下步作業(yè)起出服務(wù)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。礫石充填防砂三、渤海主要油井

生產(chǎn)管柱介紹海上油田生產(chǎn)基本知識講座目錄1、設(shè)計生產(chǎn)管柱的基本原則2、自噴管柱合采管柱分采管柱3、機采管柱4、注水管柱合注管柱分注管柱1、設(shè)計生產(chǎn)管柱的基本原則符合安全要求；滿足正常生產(chǎn)工藝要求；滿足生產(chǎn)測試和增產(chǎn)措施要求；結(jié)構(gòu)簡單，施工容易；2、自噴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(dǎo)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(dǎo)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

合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(dǎo)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(dǎo)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分采管柱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分采管柱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(fù)核顯示接頭17、座落接頭18、高級篩管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(dǎo)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(dǎo)向器循環(huán)滑套"Y"接頭3、機采管柱海上油田人工舉升方式潛油電動離心泵采油螺桿泵采油水力噴射泵（射流泵）采油氣舉海上油田人工舉升方式舉升方式優(yōu)點缺點潛油電泵排量大，易操作、地面設(shè)備簡單，適用于斜井，可同時安裝井下測試儀表，海上應(yīng)用廣泛不適用于低產(chǎn)液井，高電壓，維護費高，還適用于高溫井，一般泵掛深度不超過3000m,選泵受套管尺寸限制螺桿泵易操作管理，無活動部件，壽命長，適用于定向井，易維護和更換，可在動力液中加入所需的藥劑泵效低，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，不適用于含較高自由氣井，地面系統(tǒng)工作壓力較高，油田中高含水期間，地面處理裝置容量要求較大射流泵系統(tǒng)具有高泵效，適用于高粘度油井，并適用于低含砂流體工作壽命相對較低氣舉適應(yīng)產(chǎn)液量范圍大，適用于定向井，靈活性好，可遠程提供動力，適用于高氣油比井況，易獲得井下資料受氣源及壓縮機的限制，不適用于稠油和乳化油，工況分析復(fù)雜，對油井抗壓件有一定的要求海上油田人工舉升方式優(yōu)缺點變壓器電控柜接線盒井口動力電纜安全閥電纜封隔器電纜穿透器生產(chǎn)油管泵油氣分離器保護器潛油電機控制管線防氣閥卸油閥單流閥油層套管ABC潛油電泵安裝示意圖螺桿泵螺桿泵工作原理抽油桿扶正器生產(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合采生產(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電纜封隔器電纜封隔器放氣閥控制管線控制管線放氣閥合采生產(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電纜封隔器控制管線放氣閥"Y"接頭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(dǎo)向器堵塞器座帶孔管控制管線放氣閥分層密封合采

分采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(dǎo)向器控制管線放氣閥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“套管套管合采分采生產(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生產(chǎn)油管電纜減速器電機螺桿泵總成氮氣筒防污裝置總成封隔器動力電纜轉(zhuǎn)子定子泵吸入口毛細管

油層油層合采4、注水管柱

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