完井技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析

完井技術國外發(fā)展現(xiàn)分析第1章1.1現(xiàn)完技發(fā)現(xiàn)

前完井工程是銜接鉆井和采油工程而又相對獨立的工程，是從鉆開油氣層開始到下套管注水泥固井射孔下生產(chǎn)管柱排液直至投產(chǎn)的一項系統(tǒng)工程。完井設計水平的高低和完井施工質(zhì)量的優(yōu),對油氣井生產(chǎn)能否達到預期指標和油田開發(fā)的經(jīng)濟效益有決定性的影響。近十多年來,國內(nèi)外完井均有了較快發(fā)展,并已發(fā)展成為獨立的學科常規(guī)井完井技術日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大發(fā)展,如水平井完井雜地質(zhì)條件下的完井小井眼完井支井完井深超深井完井現(xiàn)代智能完井、膨脹管完井等內(nèi)在完井技術方面雖然取得了一些進步但是與國外相比,完井技術還有很大差距,特別是在不同儲層選擇合適的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,從而影響了油氣井的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益。1.2本的要究容1．查閱現(xiàn)代完井技術方面的文獻，對各種完井技術現(xiàn)狀進行綜合性分析：(1)射孔完井技術；(2)割縫襯管完井技術；(3)礫石充填完井技術；(4)膨脹管完井技術；(5)封隔器完井技術；(6)智能完井技術。2.調(diào)研國內(nèi)外最新完井技術現(xiàn)狀，重點分析國內(nèi)外現(xiàn)代完井技術現(xiàn)狀、最新進展、應用成果以及發(fā)展趨勢等,并對國內(nèi)完井技術方案實施的可行性和完井技術的研究方向作初步預測和探討。

第2章

常規(guī)完井術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是所處構(gòu)造位置不同，所選定的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。若采用射孔完成，則應避射氣頂和底水。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(qū)動作用避射開油水過渡帶下面主要介紹常用的幾種常規(guī)完井方式[2.1裸完技裸眼完井方式分先期裸眼完井方式合型完井方式和后期裸眼完井方式三種。先期裸眼完井方式（如圖）是鉆頭鉆至油層頂界附近后，下套管柱水泥固井水泥漿上返至預定設計高度后再從套管中下入直徑較小的鉆頭鉆穿水泥塞，鉆開油層至設計井身完井。復合型完井方式（如圖）是指適合于裸眼完井的厚油層，但上部有氣頂或頂界鄰近又有水層時，可以將技術套管下過油氣界面，使其封隔油層的上部，然后裸眼完井，必要時再射開其中的含油段。后期裸眼完井方式（如圖）是不更換鉆頭，直接鉆穿油層至設計井深，然后下套管至油層頂界附近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換入低失水高粘度的鉆井液以防水泥漿下沉。圖2-1

先期裸眼井示意圖1表層套管2—生套管3—水泥環(huán)4裸眼井壁5油層

圖2-2

復合型完方式示意圖1表層套管2生產(chǎn)套管3水泥環(huán)4－頂5射孔井眼6油層7－裸眼井壁圖2-3

后期裸眼井示意圖1表層套管2－生套管3水泥環(huán)4套管外封隔器5井眼6油層2.2射完技射孔完井是國內(nèi)外最廣泛和最主要的使用的一種完井方式括套管射孔完井和尾管射孔完井[套管射孔完井（如圖）是鉆穿油層直至設計井身，然后下生產(chǎn)套管至油層底部注水泥固井最后射孔射孔彈射穿油層套管水泥環(huán)并穿透油層至某一深度，建立起油流的通道。

圖2-4

套管射孔井示意圖1表層套管2－生套管3水泥環(huán)4射孔孔眼5油層尾管射孔完井（如圖）是在鉆頭鉆至油層頂界后，下套管柱水泥固井，然后用一小級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。圖2-5

尾管射孔井示意圖1水泥環(huán)2懸掛器3表層套管4－產(chǎn)套管；5尾管6射孔孔眼7油層應針對油氣藏地質(zhì)特征、流體特征、油氣井類型（直井、定向井或水平井）選擇與之相應的射孔工藝技術，目前主要運用的射孔工藝主要有以下幾種：電輸套槍射工（WCP按采用的射孔壓差和井口密封方法可以分以下三種方式。①電纜輸送套管槍正壓射孔工藝。射孔前用高密度射孔液壓井，造成井底壓力高于地層壓力。在井口敞開的情況下利用電纜下入射孔槍通過接在電纜上的磁性定位器測出定位套管接箍對比曲線，調(diào)整下槍深度，對準層位，在正壓差下對油、氣層部位進行射孔。起出射孔槍后，下油管并接好井口，進行替噴、抽汲或氣舉等進行誘噴，以使油氣井投產(chǎn)。正壓射孔具有施工簡單成本低和高孔密深穿透的優(yōu)點但正壓會是射孔

也的固相和液相侵入儲層而導致較嚴重的儲層傷害。②電纜輸送套管槍負壓射孔工藝。這種射孔工藝基本上與電纜輸送正壓射孔工藝相同，只是射孔前將井筒液面降低到一定深度，已建立適當?shù)呢搲?。這種工藝主要用于中、低壓薄油藏。③電纜輸送套管槍帶壓施工射孔工藝。與上述兩種工藝不同的是井口是封閉的，可以實現(xiàn)大直徑電纜槍負壓射孔，避免了正壓射孔可能給油層帶來的嚴重傷害要用于常壓和高壓油藏工藝的關鍵是井口電纜的動密封和高壓放噴系統(tǒng)設備配套電纜射孔分級點火技術，可減少防噴系統(tǒng)的拆卸，從而降低勞動強度，提高作業(yè)效率。油輸射工藝TCP油管輸送射孔工藝是利用油管將射孔槍下入油層部位射孔下部連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或壓差式引爆或電纜濕式引爆等各種方式使射孔彈爆炸而一次全部射完油氣層。如圖2-6是典型的TCP施工管柱。圖2-6TCP管柱示意圖油管輸送射孔具有高孔密深穿透的優(yōu)點負壓值高易于解除射孔對儲層的傷害。近年來，國外針對高溫深井的特殊情況有開發(fā)了新的油管和電纜輸送系統(tǒng)（TWC統(tǒng)綜合WCP和TCP的優(yōu)點，既能實現(xiàn)高孔密、深穿透負壓射孔，有滿足了一些高溫深井的特殊要求。系統(tǒng)的高性能射孔槍是通過油管傳輸?shù)皆O計油管深度，當井準備投產(chǎn)時，下入電纜，將連接在油管下端的射孔槍解鎖，然后通過電纜將射孔槍傳送到預射層位用坐封工具將射孔槍錨定在尾管上后取出電纜和坐封工具管加壓延遲引爆射孔是TWC工藝工程簡圖，自動丟槍后即可轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

圖2-7

油管和電輸送系統(tǒng)示意圖該系統(tǒng)優(yōu)點主要在于可大大縮短射孔槍暴露在高溫高壓環(huán)境的時間有油管輸送射孔的深穿透與高孔密和負壓射孔等優(yōu)點安全可靠不足之處在于施工過程較復雜。模槍纜孔工模塊電纜射孔技術是針對地層壓力大的高壓油氣井用電纜傳輸方式實現(xiàn)油管輸送式射孔完井過程達到防噴的目的并且能過實現(xiàn)定方位射孔該工藝是將模塊槍用電纜分段下井錨定套管壁上引爆模塊槍一次射開全部射孔段懸掛器和模塊槍將自動釋放丟到井底然后通過電纜防噴器井口帶壓操作撈出射孔槍。該工藝的最大優(yōu)點是射孔槍不需要油管下入由電纜下送并錨定射孔目的層位，一次射開長射孔井段并自動丟槍到井底，從而實現(xiàn)全通徑生產(chǎn)完井管柱?？稍谪搲簵l件下射孔，保護了儲層，能最大限度的提高油氣井生產(chǎn)能力。電輸過管射工（TTP①常規(guī)過油管射孔。這是最早的使用的負壓射孔工藝首先將油管下至油層頂部裝好采油樹和防噴管射孔槍和電纜接頭裝入防噴管內(nèi)準備就緒后開清臘閘門下入電纜，射孔槍通過油管下出油管鞋用電纜接頭上的磁定位器測出短套管位置調(diào)整深度使射孔槍對準儲層，點火射孔。②過油管張開式射孔（Extended-diameterTTP鑒于常規(guī)過油管射孔技術在使用中存在過油管彈藥量小穿深淺油氣產(chǎn)能低等一些問題,1993年～1994年,美國先后推出一種新的過油管深穿透射孔器系統(tǒng)——過油管張開式射孔槍過油管射孔技術推進到一個新的階段。適用于生產(chǎn)井不停產(chǎn)補孔和打開新層位內(nèi)的四川氣田在年完成研制工作,1997年通過大慶油田檢驗“九五”項目組驗收,1998年4月通過總公司鑒定。在四川資4井長慶陜138井德陽淺氣層等進行6井次現(xiàn)場服務均獲成功產(chǎn)能得

到很大提高,節(jié)約修井費用。超壓孔藝（向擊超正壓(氮氣或液壓)射孔是90年代興起的一項試油射孔技術如圖2-8最初由Oryx公司進行研究主要目的是改善井的初始完井效率。由于氮氣的惰性特性,使得它對井下流體物化性質(zhì)無不良影響,而且可以迅速排,不污染施工現(xiàn)場周圍環(huán)境。采用水力壓裂(含酸壓)可以降低破裂壓力。、圖2-8

超正壓射井下管柱示意圖目前該技術在國內(nèi)使用的加壓方式有三種,即純氮氣加壓氣和液柱混合加壓以及純液柱加壓究表明:采用超正壓射孔作業(yè)和多種增產(chǎn)措施配套使用,可以大大改善初期完井效果。定位孔藝該技術主要應用于裂縫性油藏射孔水平井射孔欲壓裂井射孔和防砂射孔作業(yè)一般對準裂縫發(fā)育方位或正交于最小水平地應力方位射孔利用防砂和進行壓裂施工作業(yè)可大大提高作業(yè)成功率和效率目前通過國外在大量油氣田的實踐中，該技術取得了良好的效果。全徑射技利用射孔彈爆炸的能量使射孔槍串內(nèi)部的彈體彈架固彈體等構(gòu)件破碎或燃燒，實現(xiàn)槍串內(nèi)部的全通。燃燒式彈（含能彈架以復合火藥為原材料加工而成過調(diào)整燃燒速度，實現(xiàn)在射孔的同時引燃、銷毀，幾乎沒有殘留,并且燃燒產(chǎn)生的氣體可以起到改造地層的作用。其射工技術為了更有效的處理多層國外推出了一種新型的射孔方法—套管外射孔,一改傳統(tǒng)的套管內(nèi)射孔,在套管井壁環(huán)空下入射孔槍射孔,可對多層地層順序射孔并分層增產(chǎn)自從連續(xù)油管運用于鉆井壓裂作業(yè)以來國外展開了連續(xù)油管輸送射孔完井方面的研究續(xù)油管是卷繞在卷筒上拉直后直接下井的長油管,我國近年來也展開了相關的研究,這兩項技術目前仍處于試驗研究階段。

2.3割套完技割縫襯管完井方式是當前主要的完井方式之一。它既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒同時在一定程度上具有防砂的作用由于這種完井方式的工藝簡單操作方便成本低因此在一些出砂不嚴重的中粗砂礫油層中不乏使用，特別是在水平井中使用較為普遍。割縫套管完井方式有兩種完井工序一種用同尺寸的鉆頭鉆開油層,套管柱下端連接襯管下入油層部位過套管外封隔器和水泥接頭固井封隔油層頂界以上的環(huán)形空間如圖2-9所示由于此種完井方式中的井下套管損壞后無法修理或者更換因此一般都采用另外一種完井工序即鉆至油層頂界后先下套管注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的割縫襯管靠襯管頂部的襯管懸掛器襯管掛在套管上，并密封襯管和套管之間的環(huán)形空間油氣通過襯管的割縫流入井筒圖所示使用這種完井工序的油層不會遭受固井水泥漿的損害可以采用與油層相配伍的鉆井液或其他保護油層的鉆井技術鉆開油層割縫襯管發(fā)生磨損或者失效時也可以起出修理或更換。圖2-9

割縫襯管井示意圖

圖2-10

改進后的縫襯管完井示意圖1表層套管2生產(chǎn)套管3水泥環(huán)1－表層套管2－水泥環(huán)3生產(chǎn)套管4套管外封隔器5割縫套管6－油4－襯管懸掛器5割縫襯管2.4礫充完技礫石充填完井是人為地在襯管和井壁之間充填一定尺寸的礫石之起防砂和保護生產(chǎn)層的作用對于膠結(jié)疏松出砂嚴重的地層一般采用礫石充填完井方式。充填礫石的方法可分為直接充填和預制充填兩種了適應不同油層特性的需要裸眼完井和射孔完井都可以充填礫石分別稱為裸眼礫石充填和套管內(nèi)礫石充填在地質(zhì)條件允許時用裸眼而又需要防砂時就應采用裸眼礫石充填完井方式其工序是鉆頭鉆達油層頂界以上約3后下技術套管注水泥固井再用

小一級的鉆頭鉆穿水泥塞鉆開油層至設計井深然后更換擴張式鉆頭將油層部位的井徑擴大到技術套管外徑的1.5-2倍，以確保充填礫石時有較大的環(huán)形空間，增加防砂層的厚度，提高防砂效果。如圖。圖2-11裸眼礫石充填完井示意圖1－生產(chǎn)套管2鉛封3－篩4－正器5礫石6－扶正器7管堵為了解決油田出砂問題還可以采用金屬纖維防砂篩管陶瓷防砂篩管多孔冶金粉末防砂濾管、多層充填井下濾砂器以及化學固沙等方法完井[

第3章

現(xiàn)代完井術3.1膨管井術膨脹管技術就是將下到井眼中的鉆井管柱在管材塑性變形區(qū)域內(nèi)通過液壓或機械驅(qū)動錐體使管柱徑向膨脹并發(fā)生永久塑性變形達到所需生產(chǎn)管柱內(nèi)徑，從而“節(jié)省”井眼直徑、縮小鉆孔尺寸的一種鉆井新技[5]

。該技術最終目標是可用同一種直徑的鉆頭鉆進并用同一種直徑的套管完井快速高效地鉆達預定層，實現(xiàn)同一直徑的鉆井、完井、固井，提高鉆井作業(yè)效率和固井質(zhì)量，改善現(xiàn)有井身結(jié)構(gòu)和解決修井系列難題，降低成本，提高經(jīng)濟效益。近幾年膨脹管技術呈現(xiàn)爆炸式大發(fā)展技術對石油工業(yè)將產(chǎn)生革命性的影響例如等徑井眼技術一旦成熟將極大地降低油井成本并完全消除常規(guī)套管程序的縮徑效應在深井和復雜井中往往需要下入多層套管造成井眼直徑很大成本高昂鉆井周期延長尤其在分支井中套管層次增多利用膨脹工具，把實體套管或襯管張開后支撐巖層可以部分地代替套管膨脹系統(tǒng)主要是膨脹套管、膨脹式割縫襯管和膨脹式套管外封隔器等。按管子類型膨脹管可分為實體管膨脹和襯管膨脹兩種該技術投入商業(yè)應用后取得了顯著的效果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1)通過膨脹,有效地解決了復雜井段的井壁穩(wěn)定問題；2)減少上部井眼的尺寸和套管層數(shù),甚至在幾年內(nèi)可實現(xiàn)從井口到井底以同一尺寸鉆井,這樣可以鉆更深的直井和大位移井；3)修復老井被損壞的套管；4)大大降低了鉆井成本；5)可取代礫石充填降低完井成本。3.1.1膨脹管技現(xiàn)狀膨脹管技術[6]是國外正在大力發(fā)展的可降低鉆井完井成本的一項新技術從20世紀80年代起,殼牌公就開始研究膨脹管技術。目,供膨脹管服務的公司有哈里伯頓公司克石油工具公司和斯倫貝謝公司等國外石油公司,其中,研發(fā)速度較快的是殼牌和威德福公司?？膳蛎浌馨膳蛎泴嶓w管和可膨脹割縫管兩種它們可應用于鉆井完井及采油、修井等作業(yè)過程,被認為是“21世紀石油鉆采行業(yè)的核心技術”之一。該項技術的幾個應用領域在國外均投入到工業(yè)實施表出強勁的發(fā)展勢頭,正日益引起業(yè)界的關注。如圖3-1和圖3-2所示。

圖3-1可膨脹割縫管和可膨?qū)嶓w管圖3-2實體管膨由于深水油田開發(fā)中的防砂問題越來越嚴,以近年來可膨脹防砂篩管技術發(fā)展速度很快。貝克石油工具公司開發(fā)的快速膨脹防砂篩,使用穿孔技術而不是割縫技術從而提高了管材的抗擠壓能力和可靠性。新篩管附有四層防砂材料,包括三層濾層和一層外保護層,其過濾能力提高一倍以上篩管系統(tǒng)首先用于印度尼西亞的海上油田產(chǎn)層特性需要防砂和防水錐。使用快速膨脹防砂篩管與標準礫石充填相比增加了油藏產(chǎn)量。3.1.2膨脹管技的發(fā)展膨脹管技術于世紀80年代晚期誕生于RoyalDutch，隨后迅速發(fā)展，1993年在挪威的海牙進行了第一次概念性試驗。年ShellEP公司在GasmerWell進行Φ339.37mmJ55管原型試驗，試驗表明可膨脹管的膨脹和密封是成功的于1999年達到了商業(yè)化應用水平2003年BP公司在加拿大阿爾伯達的Kirby油田進行了可膨脹防砂管的試驗，在這次試驗中首次實現(xiàn)了“真正的可膨脹完井”在國外許多家石油技術服務公司能提供膨脹管技術服務。

可膨脹管技術的概念是從年引入國內(nèi)的基于國內(nèi)基礎工業(yè)的實際狀況目前只停留在跟蹤時期但隨著可膨脹管技術在國外商業(yè)應用成功證明了可膨脹管技術對未來石油工業(yè)的關鍵作用?？膳蛎浌芗夹g在國內(nèi)外異?；馃岜匾鹗秃吞烊粴忏@采行業(yè)的一場技術革命。但制約當前可膨脹管技術廣泛應用主要表現(xiàn)在，一是管材選擇和密封；二是相同直徑膨脹管的圓柱型井型結(jié)構(gòu)井段之間需要材料拉伸塑性大于的高塑性膨脹管；三是對長度一般大于500m的長井段、全井或海洋井的可膨脹管的價格很高我國可膨脹管技術除了技術引進和現(xiàn)場應用外應把握可膨脹管技術發(fā)展的最佳時期和機遇中國家力量投入膨脹管技術開發(fā)和應用是十分必要的：(1)深入可膨脹管材料、膨脹工具設計與制造、懸掛機構(gòu)設計，開發(fā)出強度更高、更堅固、更廉價的和使用壽命長的膨脹管；(2)積極開發(fā)具有材料拉抻材料拉伸塑性大于的高塑性膨脹管；(3)提高螺紋連接膨脹密封程度及強度，如國外正研究在膨脹管表面噴涂彈性金屬層，利用彈性物的彈性來加強管體與井壁的密封和層間封隔；(4)開展膨脹管接頭在大曲率井的失效性和旋轉(zhuǎn)擴管技術的研究；(5)加快我國可膨脹管技術應用步伐，進一步降低成本，提高經(jīng)濟效益。3.1.3膨脹管技在鉆完井方的應用1、鉆井方面(1)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)：在保證下部井徑尺寸不變的情況下，可使上部井眼采用較小尺寸的技套從而提高機械鉆速和降低鉆井成本對于超深井可減少井眼錐度提高處理井下突發(fā)事故的能力從而鉆更深的井眼以便順利達到勘探開發(fā)目的。(2)封隔縮徑、坍塌、井漏或高壓層。2、套管修補作業(yè)3、完井襯管膨脹膨脹割縫襯管或篩管用于更好的支撐井壁和防砂。3.1.4國外膨脹技術的新進1、威德福公司威德福公司的最新成果是將膨脹防砂篩管層問隔離膨脹管(EZI)相結(jié)合，形成一種全新的，綜合二者優(yōu)點的聯(lián)合系統(tǒng)。這樣，新型膨脹管技術不僅具有套管井的功能，還具有裸眼井產(chǎn)能。(1)膨脹防砂篩管(ESS)與層間隔離膨脹管(EZI)的組合系統(tǒng)。裸眼完井技術的局限性導致在多數(shù)多產(chǎn)層井中要下套管并射孔實施層問隔離時使用該方法有時仍無法實現(xiàn)油井的實際產(chǎn)能現(xiàn)在利用經(jīng)油田驗證的膨脹管技術可以實現(xiàn)下套管和射孔井有效分層并具有裸眼井的產(chǎn)能需要進行水力封隔的多層油藏通常要進行固井和射孔直井或低斜度井中該方法可以

提供優(yōu)質(zhì)而長期的層間隔離，當然成本會略高一些。然而，在長水平井中，固井和射孔是一個難題因為在較長的環(huán)空中注水泥比較困難而且射孔管柱更長且更復雜從而使成本上升如果油藏需要防砂(通常采用礫石允填)完井可能會更加復雜了解到這些棘手問題后威德福公司研制了一種可以免去管內(nèi)礫石充填的新產(chǎn)品。例如威德福公司研制生產(chǎn)的膨脹防砂篩管(ESS)系統(tǒng),它可以提高油井產(chǎn)能，降低了礫石充填成本。該產(chǎn)品特別適用于單層厚油層。膨脹防砂篩(ESS)沿井身擴展減少了環(huán)形空間起到了支撐井筒和濾砂的作用從而避免了因地層出砂所需的礫石充填作業(yè)。但這種膨脹防砂篩管系統(tǒng)不適用于復雜的多油層油藏，因為復雜的多油層油藏可能需要多個層間隔離裝置。(2)組合式MetalSkin系統(tǒng)。將膨脹防砂篩管(ESS)與MetalSkin實體膨脹管相結(jié)合是一種簡單經(jīng)濟的替代固井／射孔的方法這種組合式完井系統(tǒng)能夠改善油井設計使油井不受地層數(shù)量和地層砂巖膠結(jié)度的影響，見圖3-3。圖3-3脹防砂篩管(ESS)進行多層井井在產(chǎn)氣層上方生產(chǎn)層段層間隔離膨脹管(EZI)合成橡膠封分開2、貝克石油工具公司(1)linEXX膨脹襯管系統(tǒng)。linEXX膨脹襯管系統(tǒng)使用業(yè)內(nèi)領先的單行程下行擴管方法維持同等套管偏斜度的情況下來擴展套管作為套管初始設計的部分新型linEXX膨脹襯管系統(tǒng)能夠使作業(yè)者采用較大的井眼鉆更深的探井作為一種應急設計該系統(tǒng)可以隔離諸如活化頁巖鹽層和低破裂梯度地層等該系統(tǒng)可以提供最優(yōu)化和經(jīng)濟有效的套管結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)常規(guī)井身結(jié)構(gòu)和其它固體膨脹產(chǎn)品所帶來的井眼尺寸減小的問題。如圖3-4所示。

圖3-4linEXX系統(tǒng)總體應用情況中間襯管隨套鞋下人一深度(1)膨脹管到并膨脹(2在襯管內(nèi)建立連續(xù)通道4)(2)FR0M5系統(tǒng)。FORM5系統(tǒng)是第一套采用耐腐蝕CRA)合金再次成形的多分支井的連接系統(tǒng)也是第一套用于完井(而不是鉆井)的可再成形連接裝置上的(圖3-5)。FORM5系統(tǒng)同樣也是第一套與礫石充填和9套管／完井工藝相匹配的完井工具。F0RM5系統(tǒng)由一個主管和兩個管腿(其中一個是預制管腿組成。該系統(tǒng)在套管內(nèi)展開，然后在套管開窗處形成一個再成形管腿。以提供具有水力密封性5級多分支井連接。圖3-5貝克石油公司研制生產(chǎn)的FORM5統(tǒng)由一個主管和兩管腿(中一個是制管腿成預制主管再成形管腿圖3-2貝克石油公司研制生產(chǎn)的系統(tǒng)由一個主管和兩個管腿其中一個是預制管腿)組成以往的級多分支井連接裝置一直受到支井產(chǎn)量降低、安裝方法復雜、修井時難于進入支井段等限)使用成形金屬技術在套管窗口處展開再成形管腿增加了分支管腿一主管腿的直徑比從而大大增加了有效液流面積(與常5多分支井相比)。這種新方法簡化了安裝程序。該系統(tǒng)可用于生產(chǎn)井也町用于注水井該系統(tǒng)所采用的制作材料具有較好的延展性和機械強度，并具有較高的抗腐蝕性和抗環(huán)境應力破裂性F0RM5統(tǒng)在挪威國家石油公司增產(chǎn)作業(yè)中起著重要的作用。

3、哈里伯頓公司哈里伯頓公司近日對其PoroFlex膨脹防砂篩管完井系統(tǒng)和VersaFlex膨脹防砂篩管完井系統(tǒng)進行了多項改進中對于PoroFlex統(tǒng)的幾大改進包括可變距離環(huán)空隔離器技術、可變膨脹能力及單趟作業(yè)技術。(1)PoroFlex膨脹防砂篩管完井系統(tǒng)oroFlex膨脹防砂篩管完井系統(tǒng)。在幾種新技術的推動下系統(tǒng)性能大幅度提高oroFlex膨脹防砂篩管完井系統(tǒng)(位于膨脹器械上)下入井中到達指定深度后套管內(nèi)的篩管懸掛工具便會膨脹之后膨脹工具從完井管柱上丟手并進行下一步膨脹仍是同一趟管柱)適用于8的PoroFlex脹防砂篩管完井系統(tǒng)(可調(diào)膨脹容量技術)現(xiàn)處于研制開發(fā)的最后階段在這種膨脹能力作用下基管擴管后的外徑與井壁的接觸可能會更加的緊密，膨脹管的外形仍將保持圓形以提高膨脹防砂篩管的抗擠毀能力。PoroFlex系統(tǒng)外徑的變化可達到8.3cm／m該系統(tǒng)性能高度可靠其基管篩管及連接零故障到目前為止Poroflex系統(tǒng)任何一次安裝也均無出砂記錄采用本系統(tǒng)完井的作業(yè)數(shù)量也大幅度增加。(2)3．2VersaFlex膨脹襯管系統(tǒng)。哈里伯頓公司的襯管系統(tǒng)通過改進膨脹襯管懸掛器的膨脹和密封技術市場上保持領先的地位。哈里伯頓公司現(xiàn)有的ersaFlex膨脹襯管尺寸見表1。膨脹管尺寸

表1

哈里伯頓司現(xiàn)有的ersaFlex膨脹襯尺寸懸掛器尺寸懸掛器重量變化范圍/in

/in

/in

,5

7

34，43，48，52

734特質(zhì)的膨脹襯管734，39特制的PoroFle膨脹襯管懸掛器7

44，5854，65，70，80

90107

91，101，107131

4、READ油井服務公司英國READ油井服務公司研制產(chǎn)的液壓膨脹管系統(tǒng)可向井內(nèi)永久膨脹組件直接施加138MPa以上的液壓(圖3-6)。該系統(tǒng)特點是可以實現(xiàn)單趟擴管，膨脹管與井壁完全匹配，且該系統(tǒng)還具有金屬對金屬的密封能力特點。圖3-6電纜擴管的膨脹管修補完井系統(tǒng)HETS)3.2封器井術封隔器是現(xiàn)代完井中常使用的井下工具按封隔器的原理封隔器可分為重力坐封式、張力坐封式、機械坐封式、液壓坐封式等形式；按使用可分為永久式和可回收式。為保證穩(wěn)產(chǎn)二次采油及三次采油對封隔器的性能要求更苛刻與深井超深井水平井及分支井作業(yè)相匹配的封隔器嚴重缺乏因此有必要系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)有封隔器技術及產(chǎn)品，加大新材料研發(fā)力度，開展新的坐封方式和作業(yè)工藝研究，為油田開發(fā)提供有力支持。一般封隔器產(chǎn)品及配套工具壓縮式封隔器是主流產(chǎn)品卡瓦式其次目前應用的主要封隔器產(chǎn)品系列包括Y241Y341Y342Y344Y441、Y442、Y443、Y445、K331、K341、K344等。在以上產(chǎn)品基礎上的變形產(chǎn)品較多，通過調(diào)整一些細小結(jié)構(gòu)，以適應不同的工況要求，如壓裂、正洗井、反洗井、小直徑堵水、注汽熱采、逐級解封、免釋放可洗井、可取可鉆等，其的變形產(chǎn)品最多對淺井及較好的工況封隔器多采用單向卡瓦或無卡瓦解封方式也多為機械式即提放管柱或旋轉(zhuǎn)管柱工況惡劣井和大井徑往往采取雙向卡瓦，甚至是錨定，由于作業(yè)難度增加，解封方式傾向于液壓、鉆銑等方式。使用封隔器的工藝管柱包括層位封堵工藝管柱層注水工藝管柱井下定量分注、輪流注水管柱油管分注技術可反洗井注水管柱可保護套管多次正反洗井的深井超深井污水回注管柱等、酸化壓裂及分層壓裂工藝管柱、分層換層采油工藝管柱、油井測試工藝管柱等。

3.2.1封隔器的用現(xiàn)狀封隔器的主要作用是密封隔離作用。目前國內(nèi)外水平井篩管完井的常規(guī)方法是鉆至油層頂界,下入技術套管注水泥固,然后鉆開油層水平,用鉆具將篩管完井管柱送入并懸掛在技術套管上篩管頂部的尾管段主要是通過上下兩組管外封隔器來分別實現(xiàn)與上部技術套管和下部篩管段油層的隔離。側(cè)鉆水平井則是在主井眼上開窗側(cè)鉆,用鉆具將篩管完井管柱送入并懸掛在技術套管,篩管頂部至主井筒懸掛器位置的尾管段主要是通過兩組管外封隔器來密封。在大多數(shù)情況,對于一些水平井或側(cè)鉆水平井,主井筒懸掛器和主力油層間由兩組管外封隔器封隔的過渡帶仍然存在多個非主力的油水層,這些水層通過上、下兩組管外封隔器、密閉套管、地層所形成的密封環(huán)空彼此竄通互相影響當水平段上用篩管完井方式開發(fā)的主力層采油枯竭后這一封閉的過渡區(qū)域內(nèi)油層的開發(fā)是一個必須面對的難題。在主力油層實施帶管外封隔器的篩管完井的基礎,對油層篩管頂部至主井筒之間過渡帶的尾管或油層套管實施注水泥固井以密封該區(qū)域內(nèi)的油水,便后期采用射孔方式開發(fā)。同時針對水平井和側(cè)鉆水平井兩種類,實施了篩管完井及篩管頂部油層套管注水泥完井。圖-7、圖3-8-9為國外新型膨脹封隔器及封隔器在完井中的組合應用。圖3-7新型膨脹隔器試驗釜

圖3-8封隔器裸眼完井示圖圖3-9封隔器組完井3.2.2水泥漿充管外封隔器術封隔器是油田鉆采工藝中重要的井下工具之一封隔器按傳統(tǒng)分類包括支撐式、卡瓦式、皮碗式、水力擴張式、水力壓縮式、水力自封式、水力密封式和懸掛式等種系列和多個種類，均以橡膠筒作為密封件，存在技術缺陷。金屬密封封隔器的研制成功，使封隔器產(chǎn)品擴大9種系列。水泥漿充填管外封隔器是在普通管外封隔器的基礎上進行了改進：

(1)膠筒長度增至原來2倍，密封長度也增至原來的2倍；(2)對三套閥系孔徑進行了加大，水泥漿易進入膠筒內(nèi)，密封長度增大，更易達到密封；(3)使用超緩凝水泥漿體系。水泥漿充填管外封隔器工作原理為：通過內(nèi)管將超緩凝水泥漿送到預定位置，將機械式管內(nèi)封隔器通過下放坐封，開泵，小排量憋壓，達到一定壓力時，鎖緊閥上的鎖釘剪斷鎖緊閥打開同時單流閥也打開水泥漿經(jīng)限壓閥進入膨脹腔內(nèi)在壓力作用下封隔器膨脹變形與井壁緊密接觸形成密封實現(xiàn)封閉和分隔環(huán)形空間的目的當膨脹腔內(nèi)的壓力達到一定值時限壓閥銷釘剪斷限壓閥關閉將進液孔堵死此時套管內(nèi)壓力的大小對膨脹腔內(nèi)的壓力無任何影響實現(xiàn)安全坐封井口放壓為零鎖緊閥自動鎖緊實現(xiàn)永久性關閉壓后上提內(nèi)管，管內(nèi)封隔器自動解封，開泵將多余的水泥漿循環(huán)出地面。3.2.3水平井篩頂部油層套固井完工藝隨著人們對水平井認識的深入和勘探開發(fā)要求水平井解決的問題越來越多，水平井鉆井技術遭遇到了空前的挑戰(zhàn)代完井技術無論是硬件還是軟件上面都有很多進展，我國水平井鉆井技術取得了很大成,現(xiàn)在可以鉆各種類型的水平井是,水平井完井技術卻大大落后于鉆井技術的發(fā)展水平井完井技術限制了水平井在勘探開發(fā)中的應用此,水平井應更加重視完井方式的優(yōu)選,從完井方式對油藏的適應性和經(jīng)濟因素等方面綜合考,最大限度地提高油井的完善程度,保護油氣層,降低完井成本,充分發(fā)揮水平井的優(yōu)勢,提高油層采收率。目前國內(nèi)外水平井篩管完井的常規(guī)方法是鉆至油層頂界,下入技術套管注水泥固,然后鉆開油層水平,用鉆具將篩管完井管柱送入并懸掛在技術套管上篩管頂部的尾管段主要是通過上下兩組管外封隔器來分別實現(xiàn)與上部技術套管和下部篩管段油層的隔離。而側(cè)鉆水平井則是在主井眼上開窗側(cè)鉆,用鉆具將篩管完井管柱送入并懸掛在技術套管,篩管頂部至主井筒懸掛器位置的尾管段主要是通過兩組管外封隔器來密封。在大多數(shù)情況,對于一些水平井或側(cè)鉆水平井在主井筒懸掛器和主力油層間由兩組管外封隔器封隔的過渡帶仍然存在多個非主力的油水層這些油水層通過上、下兩組管外封隔器、密閉套管、地層所形成的密封環(huán)空彼此竄通互相影響當水平段上用篩管完井方式開發(fā)的主力層采油枯竭后,這一封閉的過渡區(qū)域內(nèi)油層的開發(fā)是一個必須面對的難題。(1)技術原理。對水平井完井時在全井下入油層套管至井,層套管底部連接帶管外封隔器的防砂(或篩),通過盲板—管外封隔器—分級箍的組合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)篩管頂部的油層套管注水泥。自下而上完井管柱結(jié)構(gòu):引鞋—洗井回壓閥—篩管—分隔部分(兩組管外封隔器)—篩管—固井盲板—管外封隔器(兩級)—分級箍—油套(到井口),如圖3-4示。主力油層篩管完井由管外封隔器2篩管2管外封隔器管2井閥組合結(jié)構(gòu)完成。對于淺層疏松砂巖油層應用防砂管完井,防止地層出砂和坍塌,根據(jù)復雜結(jié)構(gòu)井完井要求優(yōu)選多層金屬網(wǎng)類防砂管

于中深層油,用不具有防砂性能的篩管來支撐產(chǎn)層的巖石篩管主要采用鉆孔套管。對于水平段主力層分為多個層段的,可以通過管外封隔器2篩管組合來分隔；多個層段中有水層的,通過管外封隔器油層套管2管外封隔器組合結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)先期封隔。(2)完井管柱組合結(jié)構(gòu)。對水平井完井時在全井下入油層套管至井,層套管底部連接帶管外封隔器的防砂(或篩),通過盲板—管外封隔器—分級箍的組合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)篩管頂部的油層套管注水泥。自下而上完井管柱結(jié)構(gòu):引鞋—洗井回壓閥—篩管—分隔部分(兩組管外封隔器)—篩管—固井盲板—管外封隔器(兩級)—分級箍—油套(到井口),如圖3-10所示。圖3-10

水平井篩頂部油層套管注水泥完井組合主力油層篩管完井由管外封隔器—篩管—管外封隔器—篩管—洗井閥組合結(jié)構(gòu)完成。對于淺層疏松砂巖油層,應用防砂管完井止地層出砂和坍塌,據(jù)復雜結(jié)構(gòu)井完井要求優(yōu)選多層金屬網(wǎng)類防砂管；對于中深層油,用不具有防砂性能的篩管來支撐產(chǎn)層的巖石管主要采用鉆孔套管。對于水平段主力層分為多個層段的,可以通過管外封隔器—篩管組合來分隔個層段中有水層的,通過管外封隔器—油層套管—管外封隔器組合結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)先期封隔。3.2.4側(cè)鉆水平篩管頂部尾固井完工藝(1)技術原理。側(cè)鉆水平井帶管外封隔器的篩管完井工藝是應用懸掛器將帶管外封隔器的篩管懸掛于主井筒上,篩管頂部不注水泥,而只是用上兩組管外封隔器進行封隔。目前在冀東油12口井上應用。基于側(cè)鉆水平井篩管頂部尾管不固井完井和水平井篩管頂部注水泥固井兩種工,提出了側(cè)鉆水平井篩管頂部尾管固井完井技術,在水平井篩管完井固井工藝的分級-盲板管外封隔器組合結(jié)構(gòu)上加入尾管固井工藝的懸掛器。將這四種工具組合使,完成懸掛和固井施工。如圖3-11所示。

圖3-11

側(cè)鉆水平篩管頂部固井組合結(jié)(2)完井管柱組合結(jié)構(gòu)。引鞋-洗井回壓閥-篩管-分隔部分(2組管外封隔器)-篩管-固井盲板-管外封隔器(2組)-分級箍-連接管-懸掛器-鉆柱篩管頂部的尾管用分級箍盲板和管外封隔器組合來完成固井,柱組合最上端通過懸掛器連接鉆柱,懸掛器通過加壓來卡封并懸掛于外部套管正鉆后即可脫開上部鉆桿。將水平井頂部注水泥的單膠塞變成復合膠塞(鉆桿塞和空心膠塞)完水泥后,鉆桿內(nèi)壓入膠塞并將其運行至懸掛器底,壓開空心膠塞在套管內(nèi)一起下行至分級箍處,壓迫分級箍關閉閥,碰壓關閉分級箍主力油層段須下入帶外封隔器的篩管組合,實現(xiàn)分段篩管完井,后期還需要鉆塞和下入一次性反洗脹封管柱。

第4章

智能完井術針對完井技術方法落后完井儀器設備陳舊的現(xiàn)狀為了解決這些問題提高老油田的采收率，國內(nèi)外逐漸發(fā)展了水平井、套管內(nèi)側(cè)鉆井、大位移井、小井眼井多分支井和自動旋轉(zhuǎn)導向鉆井及重鉆井技術為此專家提出了現(xiàn)代智能完井[7]

的新思想，將現(xiàn)代智能測控技術、微機電技術、機電一體化技術、計算機與網(wǎng)絡多媒體技術等應用于完井工程領域研究和開發(fā)一套可用于多儲集層多分支井油氣開采，能夠在線、動態(tài)、實時地進行井下多參數(shù)測試、多功能操作，井下閉環(huán)自動控制與地面聯(lián)網(wǎng)協(xié)同決策相結(jié)合的現(xiàn)代智能完井綜合系統(tǒng)。4.1現(xiàn)智完概現(xiàn)代智能完井系統(tǒng)被稱為井下永久檢測控制系統(tǒng)是一種能夠采集輸和分析井下生產(chǎn)狀態(tài)油藏狀態(tài)和整體完井管柱生產(chǎn)數(shù)據(jù)等資料并且能夠根據(jù)以遠程控制的方式及時對油層進行監(jiān)測控制的完井系統(tǒng)。4.2現(xiàn)智完系組部[7]（1）永久安裝在井下的，間隔分布于整個井筒的井下溫度、壓力、流量、位移、時間等傳感器。（2）能在地面遙控井下的裝置。如可遙控井下的封隔器、分割器、可遙控的層間控制閥與井下節(jié)流器控制分支井筒密封的開關裝置井下安全閥及水下或陸地井口裝置等。（3）可以實時獲取井下信息的多站井下數(shù)據(jù)采集和控制網(wǎng)絡系統(tǒng)。4.3現(xiàn)智完系主功及技優(yōu)[8]現(xiàn)代智能完井，與常規(guī)完井技術相比技術優(yōu)勢比較突出，其主要表現(xiàn)在：（1）根據(jù)各個層段生產(chǎn)指數(shù)的變化可以判斷和確定節(jié)流生產(chǎn)段的效果。（2）能測量和調(diào)節(jié)每個產(chǎn)層的關井壓力、流動壓力和質(zhì)量流量，從而更科學、更簡化的管理非均質(zhì)油藏。（3）消除了關井時橫向流動的影響，可以進行每個產(chǎn)層地壓力升降分析，消除了多層合采混合流動分析所引起的誤差容易進行物質(zhì)平衡計算且更加準確。（4）幫助采油工程師和過程監(jiān)控工程師更有效的判斷、測量和調(diào)節(jié)管理過程。（5）能在井下產(chǎn)層處進行控制和測量，促使操作者能夠調(diào)節(jié)變化的生產(chǎn)剖面，從而優(yōu)化生產(chǎn)。（6）能關閉或者抑制產(chǎn)水層段，從而改善舉升性能、易于處理和排放產(chǎn)出

水。（7）可以利用鄰層氣進行氣舉，提高枯竭層段的產(chǎn)量。（8）通過遙控調(diào)節(jié)氣舉閥，優(yōu)化常規(guī)氣舉方法。（9）實時獲取關鍵信息，把生產(chǎn)測井工作量減至最小。（10）有時候不需要井下作業(yè)就可以對選擇層位按程序處理。（11）可減少干擾作業(yè)次數(shù)，節(jié)約操作和風險費用，提高安全性。4.4代能井用圍國油應現(xiàn)智能完井系統(tǒng)特別適用于調(diào)整井和修井費用高的地區(qū)些地區(qū)包括海下油井、深水油井、多分支井、水平延伸井、遠距離無人操作的油井等。（1）海下油井：減少和最大限度的消除油井的采油維修工作，智能完井系統(tǒng)對海下油井的井下流體和油層參數(shù)的監(jiān)測9]以及對油井產(chǎn)量或水井注入量的優(yōu)選，控制功能將所需的油井修理工作減少至最低限度，降低了生產(chǎn)成本。（2）高度非均質(zhì)儲層的水平延伸井：使流量控制裝置下入到繞性油管所能下入的最深位置。（3）深水油井：減少設備和操作人員。（4）多分支井：電子設備可精確的監(jiān)測井下不同層段的壓力，并調(diào)控每個生產(chǎn)層段的生產(chǎn)壓差，可使油井各分支同時采油及以最佳方式采油。（5）多油層的合采井。（6）需要井底油/水分離的處理井。中國海洋石油有限公司與斯倫貝謝油田服務公司成功的在印度尼西亞南爪哇海NEINTENA-24井設計并實施了TAML第6分支井的智能完井[10]

系統(tǒng)。該井是印度尼西亞鉆的第一口TAML第6級分支井，也是世界上第一次在第6分支井中采用現(xiàn)代智能完井系統(tǒng)倫貝謝公司使用最先進的AL分支井系統(tǒng),如圖4-1,成功的實施了這一項目，該系統(tǒng)可以實時測量井下溫度和壓力，可選擇性的優(yōu)化每個分支的石油生產(chǎn)，盡量減少水侵。圖4-1RapidSeal完井系統(tǒng)示意圖

大慶油田由于目前已進入高含水后期開發(fā)階段含水而導致關井的油井越來越多己經(jīng)成為油田增效開采的障礙之一由于這部分高含水井幾乎都存在低含水層或低含水部位為了經(jīng)濟有效的開采高含水井大慶油田正在研究利用水動力采油原理采用現(xiàn)代智能完井系統(tǒng)進行生產(chǎn)即利用現(xiàn)代智能完井系統(tǒng)的實時監(jiān)測功能監(jiān)測油井的含水情況及時關閉高含水層控制油井在低含水層或低含水部位進行生產(chǎn)。遼河油田對智能完井系統(tǒng)進行了初步研究過對國外現(xiàn)代智能完井系統(tǒng)剖析以及安放在井下的、間隔分布于整個井筒中的井下溫度、壓力、流量、位移、時間等傳感器組的研究完成了現(xiàn)代智能完井技術方案可遙控的井下液壓滑套等井下工具方案、井下數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案等設計工作。4.5現(xiàn)智完系的展前油氣界日益認識到智能井技術在優(yōu)化生產(chǎn)效率和油氣采收率方面的巨大潛能智能完井系統(tǒng)使用會為我們帶來跨井通信將來油藏優(yōu)化的技術還會包括探測井眼以外進入油藏的技術如利用傳感器監(jiān)測和測量進入油藏的水而且智能完井以后不僅僅是應用于深水復雜的油井時也可以普遍應用于淺水和陸上油井。高度智能化的油田開發(fā)過程是一個反復循環(huán)提高的過,著技術的不斷更新發(fā)展,今后研制開發(fā)的目標：（1從油藏管理出發(fā)避免頻繁的修井作（這也是智能完井的主要目標。（2）動用一口油井中的多層或整個油藏。（3）實現(xiàn)油井的自身優(yōu)化生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)與工藝控制。（4）對優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，而并非只對基本的生產(chǎn)單元進行優(yōu)化設計，如井下/海底生產(chǎn)設備同地面設備與基本設施實現(xiàn)良好的匹配。（5）可靠性大于95%，安裝后的有效工作壽命為10年。

第5

國內(nèi)外完技術現(xiàn)狀及究方向5.1完技的要及擇依完井技術是直接影響油氣井開發(fā)效益的關鍵技,直接關系到油氣勘探開發(fā)的效果和經(jīng)濟效益。一口井完井方式的選擇是否合理,直接關系到該口井今后的開發(fā)、開采能否順利進行。實踐表明,采用油氣田地質(zhì)條件、流體性質(zhì)合適的完井方法，不僅能顯著提高油氣井的生產(chǎn)能力,科學合理地開發(fā)油氣,同時還能降低油氣的直接開采成本,延長油氣井壽命,真正做到“少投入、多產(chǎn)出”。選擇一個油氣田合適的完井方式必須在充分掌握其地質(zhì)特點、地層流體性質(zhì)、開采技術水平等諸多條件下應用先進的完井系統(tǒng)設計軟件,進行綜合優(yōu)化設計,提出科學合理的完井方法。圖5-1就顯示了工作流程方式以及對于具體問題的具體解決方法下敘述的工作流程圖是為一口井選擇有效地完井方式。在流程圖中包括八個步驟：圖5-1完井方式選擇流程示意圖5.2國完技進近年來國外隨著鉆完井技術的不斷發(fā)展,以及原油價格的不斷上漲,為了最大限度地開發(fā)油氣資源,相繼研究開發(fā)了多種先進的完井工具及儀器,形成了如膨脹管完井、分支井完井以及智能完井等完井新技術。

5.2.1常規(guī)井完技術國外在常規(guī)直井完井方面的技術已基本成熟,完方式根據(jù)油藏的地質(zhì)條件、儲層類型及產(chǎn)層巖石特性可分為裸眼完井、射孔完井、防砂完井、混合型完井等。為選擇合理的完井方法使完井最優(yōu),國外一般應用軟件模擬技術對完井技術進行優(yōu)化選擇,可根據(jù)不同的儲集層類型地層巖性油層物性開采方式、經(jīng)濟指標等多項特性進行綜合分析并以保護油氣,達到最大采出程度的采油速度為目的。通過軟件模擬有針對性地選擇裸眼、襯管、注水泥射孔、礫石充填拉預應力等十多種完井方法,實現(xiàn)了合理的油層與井底連通方式,大大提高了產(chǎn)量,延長了油氣井的壽命。5.2.2水平井完技術水平井是提高油田開發(fā)效益的有效方,尤其是對低壓低滲低產(chǎn)、邊底水油藏和稠油油藏開發(fā)效果更加明顯外現(xiàn)有的水平井完井方式大致可以分為五種類型:裸眼完井、割縫襯管完井、礫石充填完井、封隔器完井、注水泥射孔完井。其中前三種也稱為非選擇性完井方法,后兩種稱為選擇性完井方法。在進行完井設計時,根據(jù)井眼類型、地層特點、膠結(jié)程度和油氣層特點等來確定該使用哪種完井方法。對于以基巖滲透率為主的系統(tǒng)，主要了解滲透率的各向異性、砂/頁巖序列和層界面位置及壓力剖面,采用注水泥射孔的方法于有氣頂或含水層的井,要確定液體界面的位置,確定地層與井眼的連通渠道并用水泥進行封隔未固結(jié)砂巖中完井必須考慮井眼的穩(wěn)定性巖屑運移鉆井液替換和使地層損害最小等問題，在未固結(jié)砂巖地層中可以考慮用預充填篩網(wǎng)防砂。國內(nèi)經(jīng)過“八五”及“九五”的研究、試驗和推廣應,水平井技術不斷提高,它已成為新油田開發(fā)、從單一的砂礫巖稠油油藏擴大到非稠油的邊底水斷塊油藏、裂縫性油藏、整裝高含水油藏、地層不整合油藏和低滲透油藏,從老油田挖潛轉(zhuǎn)向新區(qū)產(chǎn)能建設和老區(qū)調(diào)整。國內(nèi)由于受工藝和其他技術方面的影,在實際操作中往往偏重于工藝的熟練程,而對完井方式與油藏適應性考慮不,絕大多數(shù)井還是采用固井射孔完井,占總完井數(shù)的0%以上一的完井方式不利于復雜油氣藏提高產(chǎn)能和采收率,很多水平井在完井后產(chǎn)生了許多復雜情況,有的井在很短的時間內(nèi)就不能使用。目前國內(nèi)多采用射孔后管內(nèi)懸掛濾砂管防,防砂方式單,而國外多采用水平井裸眼礫石充填或管內(nèi)礫石充填防砂后者防砂效果好,工作壽命長。5.2.3小井眼完技術由于小井眼井眼直徑小,井眼內(nèi)下入的套管尺寸和層數(shù)受到嚴格限制,完井方法選擇的靈活性受到制約多在常規(guī)井中應用的完井方法完全不能使用或使用受到限制必須進行工藝、技術或裝備上的改進。小井眼的完井方式也包括裸

眼完井尾管注水泥完井和割縫襯管完井(礫石充填等應用時基本按常規(guī)井的完井方法進行只是井眼及套管尺寸有所不同。殼牌公司和其他公司采用了一種單筒完井技術其主要特點是生產(chǎn)油管的直徑等于或大于生產(chǎn)尾管的直徑。它的最大優(yōu)點是不用鉆機就能有效地進行油井修理作,使油井更易管理。殼牌公司等選擇以a9生產(chǎn)油管作為小井眼單筒完井的基本形式,這樣便于和通用的各種井下工具配套。我國曾在上個世60年代末0年代初鉆過800多口小井眼,但是由于修井和采油設備跟不上等原因來就停止了有關小眼井的鉆井和研究等工作。目前,小井眼技術尚未配套,有些技術特別是完井和采油技術需要研究解決的問題還比較多例如,如何選擇合適的完井方法以確保后期作業(yè)的修井作,如何保證小井眼井的固井質(zhì)量等。小井眼井鉆井導致套管和井壁間的環(huán)空間隙,水泥漿流動阻力,固井施工時力,易發(fā)生井,替效率,水泥環(huán)薄卻必須滿足后續(xù)作業(yè)如壓裂化施工的沖擊問題等,為小井眼固井技術提出了新的挑戰(zhàn)。5.2.4深井超深完井技術由于深井深井地質(zhì)情況復雜風險大,成本高于深井超深井完井來說很重要的一個方面是套管程序設計。由于深井穿過的地層層數(shù)多,井眼長度,可能出現(xiàn)很多難以預料的情況井技術套管下入的深度是一個比較復雜而且很重要的問題特別是最后一層套管或尾管的下,可能會遇到很多問題國外在套管程序設計方面的研究很充分一套比較成熟的套管程序設計原則和方法。高溫高壓井的完井包括了高風險和高成本作,高溫高壓井完井的風險和效率決定了需要考慮的問題和投資外深井超深井大多數(shù)油井是根據(jù)套管和油管的設計來選擇完井設計的需要考慮的設計方案要解決高溫高壓對井下設備的不利影響。國外在適應高溫高壓的完井工具方面進行了深入研,貝克休斯石油工具公司通過與油公司密切合作填補了這項技術空白貝克石油工具公司的航R&E實驗室研制了可以適應壓力高達207MPa、溫度高達360℃環(huán)境的完井工具。5.2.5欠平衡完技術欠平衡鉆井技術作為一項減少儲層損害井漏壓差卡鉆等問題的有效手段,越來越得到石油界的普遍重視。欠平衡完井技術是欠平衡鉆井技術的延伸,是在欠平衡狀態(tài)下采取的一種新的完井方,它可以使流體損失降低到最小程度并能減少地層損害及改善油氣井產(chǎn)能。國外欠平衡鉆井的完井方76%用裸眼完井,21%井采用篩管完井,僅有3%的井采用固井完井,而國內(nèi)除少數(shù)井外基本采用固井完井。隨著保護油氣層、降低地層傷害意識的不斷加,欠平衡鉆井技術的不斷發(fā)展和應用范圍的不斷擴大,欠平衡完井技術必將得到長足的發(fā)展和廣泛應用。通過近幾年的研究與發(fā)展空氣鉆井、天然氣鉆井、泡沫流體等欠平衡鉆井技術已基本成,國內(nèi)目前可以根據(jù)不同的油氣藏性質(zhì),有針對性地選擇欠平衡

鉆井技,但是與之相配套的完井技術還不能適應勘探與生產(chǎn)的需要,主要配套技術包括欠平衡鉆井條件下的完井技術,欠平衡鉆井條件下的固井技術欠平衡鉆井條件下的取心技術、試油試氣技,欠平衡鉆井條件下的錄測井技術等。只有通過對上述技術的研究,成與欠平衡鉆井技術配套的完井技術能高效地開發(fā)低壓低產(chǎn)油氣田,充分發(fā)揮欠平衡鉆井的技術優(yōu)勢。5.2.6多分支井井技術分支井（MiltlateralWell）是指在一口主井眼的底部鉆出一口或多口分支井眼(二級井眼)甚至再從二級井眼中鉆出三級子井眼主井眼可以是直井定向斜井也可以是水平井支井眼可以是定向斜井水平井或波浪式分支井眼。常見的分支井的基本類型如下圖5-2所示選擇何種級別和類型的分支井應根據(jù)油氣藏的地質(zhì)狀況和技術條件決定。圖5-2分支井基類型1997年,英國殼牌等公司在阿伯丁舉行了分支井技術進展論,并按照復雜性和功能性建立了TAML(TechnologyAdvancementMultilaterals)分級體系，將分支井的完井方式分為1～6及6S共7個等級。圖5-3所示。圖5-3分支完井方式

1級完井：主井眼和分支井眼都是裸眼。2級完井：主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼只放篩管而不注水泥，主分井筒連接處不進行機械連接，也不