完井基本知識介紹.ppt

1、完井基本知識介紹,王 鵬 2014.1,2,主要內(nèi)容,完井方式 完井井口裝置 完井管柱 完井作業(yè)施工程序 完井人員應(yīng)具備的基本素質(zhì),3,一、完井方式,完井的定義,完井(Well Completion)，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(shù)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(gòu)成了不同的完井方法。,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 (O

2、pen-hole) 先期裸眼完井 后期裸眼完井 割縫襯管完井方式(Slotted Liner) 礫石充填完井方式 (Gravel Packed) 裸眼礫石充填完井 套管礫石充填完井 預(yù)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。,(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(shè)計(jì)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

3、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(shù)套管注水泥固井，然后用小一級的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深，用鉆具將尾管送下并懸掛在技術(shù)套管上。尾管和技術(shù)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(shù)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(shù)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(dāng)?shù)纳淇坠に嚒?1)電

4、纜輸送套管槍射孔工藝 2)過油管射孔 3)油管輸送射孔,是在下入生產(chǎn)管柱前、用電纜下入套管射孔槍，利用油氣層頂部套管短節(jié)或同位素接頭進(jìn)行校深定位，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油氣層。,電纜射孔,射孔工藝,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(jìn)行射孔。過油管射孔槍串由槍身、引爆點(diǎn)火頭、接箍定位儀和電纜接頭組成。,過油管射孔,射孔工藝,用油管輸送射孔槍到射孔層段進(jìn)行射孔。有棒擊引爆、油管內(nèi)加壓延時引爆、環(huán)空加壓引爆、電雷管引爆或鋼絲作業(yè)震擊引爆等引爆方式。,油管傳輸射孔（TC

5、P）,射孔工藝,9、選擇合適 的射孔方 式和負(fù)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(fù)壓閥,點(diǎn)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(fù)壓閥,不銹鋼傳遞管,點(diǎn)火頭,射孔槍總成,同位素接頭,液 壓 點(diǎn) 火,機(jī) 械 點(diǎn) 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(diǎn)，推薦選擇TCP射孔方式。 從安全環(huán)?？紤]，使用隔板傳爆技術(shù)。 2. 射孔方法 為減小射孔孔道壓實(shí)程度和減少射孔液侵入地層，推薦采用負(fù)壓射孔方法。（大壓差負(fù)壓炮眼清洗技術(shù)）,TCP射孔+大壓差負(fù)壓炮眼清洗技術(shù),高孔密大孔徑深穿透射孔彈,

6、射孔開始,射孔開始穿套管,射孔完成,(2) 裸眼完井方式,先期裸眼完井,后期裸眼完井,優(yōu)點(diǎn)：施工方便，成本低，流通面積大。 缺點(diǎn)；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(jiān)硬致密。,Openhole completions,(3) 割縫襯管完井方式,Slotted Liner Completion,工序1：先鉆至產(chǎn)層頂部,工序2：直接鉆開產(chǎn)層,目的：用于油氣井防砂的完井方式； 優(yōu)點(diǎn)：施工較方便，易維修(僅對工序1)； 缺點(diǎn)：無法分層開采?？煞郎昂捅Ｗo(hù)井壁,(4) 礫石充填完井方式,Gravel Packing Completions,目的：主要用于疏松地層防砂(效果最好)； 優(yōu)點(diǎn)

7、：裸眼礫石充填流動面積大, 兩種完井 方法都有保護(hù)井壁和防砂的作用； 缺點(diǎn)：施工工序復(fù)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(diǎn) 1. 縫隙寬度最小可達(dá)0.12mm, 適應(yīng)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(qiáng),壽命長,綜合 經(jīng)濟(jì)效益高.,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(yù)充填礫石饒絲篩管,水平井完井方法,水平井裸眼完井,Openhole completion,優(yōu)點(diǎn)：施工方便，成本低，流通面積大。 缺點(diǎn)；產(chǎn)層易坍塌，無法避免層間互竄

8、。 適用：無需分層開采的井，巖層堅(jiān)硬致密。 工序：技術(shù)套管下至預(yù)計(jì)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Horizontal Well Slotted Liner Completion,優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：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(shù)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,特點(diǎn)：依靠管外封隔器實(shí)施層段的分隔，可 以按層段進(jìn)行作業(yè)和注采控制,Liner with external casing packers co

9、mpletion,27,二、完井井口裝置,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(shè)備?？梢詫Σ捎蜆淇偝蛇M(jìn)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(jì)算油補(bǔ)距和井深數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)面。,油管四通,套管頭,采油樹,地面安全閥,三、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、

10、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(jié)構(gòu)簡單，施工容易；,設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱的基本原則,自噴管柱 機(jī)采管柱 注水管柱,生產(chǎn)管柱類型,1、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

11、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,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,2、機(jī)采管柱,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

12、器,尾管,油層,油層,安全閥,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-GO,7 ”套管,導(dǎo)向器,堵塞器座,帶孔管,控制管線,放氣閥,分層密封,合閘手柄,電控柜,電潛泵管柱工作示意圖,生產(chǎn)油管,泵,油氣分離器,電機(jī)保護(hù)器,電機(jī),套管,至安全閥控制盤,安全 / 放氣閥,放氣閥,電纜封隔器,電纜穿透器,動力電纜,環(huán)空內(nèi)的天然氣（待一定壓力后放空）,卸油閥,單流閥,3

13、、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,防砂封隔器,生產(chǎn)篩管,隔離封隔器,底部封隔器,導(dǎo)向器,注水層,注水層,注水層,注水層,注水層,注水層,分層注水封隔器,盲堵導(dǎo)向器,套管,人工井底,注水管,套管,盲堵導(dǎo)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,四、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,為了最大限

14、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）30m 5）射孔校深（見圖示） 6）投棒點(diǎn)火,主要作業(yè)步驟 1）按設(shè)計(jì)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(yàn) 4）刮管洗井（見圖示）,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,現(xiàn)場實(shí)施階段,同位素源接頭,射孔封隔器 (尚未坐封）,測井儀,負(fù)壓閥,測井電纜,點(diǎn)火頭,同位素源,套管,鉆桿,射孔封隔器（已坐封）,投點(diǎn)火棒射孔,射孔炮眼,射孔管柱校深及射孔示意圖,A、射孔校深,射孔段,1500m,1550m,1420m,80m,1400m,100m

15、,B、投棒點(diǎn)火,機(jī)械點(diǎn)火頭,加厚管,油管,負(fù)壓閥,油管,減震器,安全接頭,震擊器,鉆桿,同位素接頭,鉆鋌,鉆桿,現(xiàn)場實(shí)施階段,現(xiàn)場實(shí)施階段,7）反涌/洗井 8）刮管洗井 9）下定位封隔器 10）防砂作業(yè)（包括工具/管柱連接、工具密封性能測試、封隔器坐封/驗(yàn)封、有關(guān)管柱運(yùn)動位置的確定等）。,Cement,干凈炮眼 （理想化）,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

16、隔器總成。,下上層篩管、盲管。,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。,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。,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。,下鉆、座

17、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(yàn)封。,服務(wù)工具脫手,驗(yàn)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。,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(fù)荷顯示位置。,鉆桿打壓，座封底層隔離封隔器。,隔離封隔器驗(yàn)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(yàn)封。,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，測試完畢即可進(jìn)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；

18、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(yàn)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(yàn)證充填效果。,根據(jù)此時的泵排量和壓力，可以計(jì)算出充填系數(shù)和盲管砂高。,上提至中層作業(yè),底層驗(yàn)證合格后，上提管柱至中層。,首先座封中層隔離封隔器并驗(yàn)封。,進(jìn)行中層礫石充填并驗(yàn)證充填效果。,上層礫石充填作業(yè),中層驗(yàn)證合格后，上提管柱至上層。,進(jìn)行上層礫石充填并驗(yàn)證充填效果。,作業(yè)完畢起出服務(wù)工具。,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(zhǔn)備下生產(chǎn)管柱。,泵送砂漿作業(yè) 這是一道要求膽大心細(xì)、技術(shù)精湛、具有豐富現(xiàn)場指揮/操作經(jīng)驗(yàn)的、現(xiàn)場氣氛高度緊張的短時間連續(xù)作業(yè)程序。防砂作業(yè)成敗，在很大程度上取決于該道工序。 見下面的示圖,現(xiàn)場實(shí)施階段,完井液缸,泵,柴油機(jī),輸砂泵,柱塞泵,管匯,污液池,油嘴,放空,進(jìn)油氣分離器,壓力表,（管線）閘門,BOP,鉆桿,來自平臺泥漿泵,動力機(jī)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