完井技术基础知识（课题一）

海上油田完井工艺技术交流海上油田完井工艺技术交流海上油田完井工艺技术交流中海石油（中国）有限公司天津分公司钻井部范白涛2005年8月16日2完井工程基本概念完井工程基本概念衔接钻井工程与采油工程而又相对独立衔接钻井工程与采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始到下套管注的工程，是从钻开油气层开始到下套管注水泥、固井、射孔先期防砂，下生产管水泥、固井、射孔先期防砂，下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。柱、排液，直至投产的一项系统工程。海上油田由于其特殊性，钻完井的工作海上油田由于其特殊性，钻完井的工作界面在于从固井结束开始。因钻完井的一界面在于从固井结束开始。因钻完井的一体化，目前这种界面正在消失！体化，目前这种界面正在消失！3油田开发管理模式4联合项目组联合项目组钻井部钻井部开发部、技术部、勘探部开发部、技术部、勘探部地震地震反演反演测井测井解释解释地质地质建模建模化验化验分析分析地质地质制图制图数据数据管理管理技术部技术支持技术部技术支持钻完井项目经理钻完井项目经理油藏项目经理油藏项目经理项目工程师项目工程师随钻地质随钻地质钻完井监督钻完井监督地震解释地震解释钻完井承包商代表钻完井承包商代表测井解释测井解释油藏工程油藏工程地质作业地质作业以地质油藏为中心，以提高油井产能和采收率为出发点！实施精细化项目管理地质油藏地质油藏//钻完井联合办公钻完井联合办公地质油藏管理地质油藏管理地质油藏研究地质油藏研究质量质量//进度进度//费用费用//SHESHE控制控制5钻完井和地质油藏联合办公-及时调整地震反演3weeks沉积相研究6周地质建模3周设计井位加载随钻分析地质建模及时提出调整意见地震反演2周批井位调整建议及水平分支井实用、有效技术应用实用、有效技术应用优化设计钻井地质研究调整项目管理工作系统化项目管理工作系统化完井投产单井完井和采油方案设计/施工射孔方案防砂方案采油工艺6选择有利井位和层位选择有利井位和层位C15SP1500155016001650GRRDRS12345678C20SP1500155016001650GRRDRS12345678C23RD1500155016001650GRSPRS123456789海拔(m)-1430-1440-1450-1460-1470-1480-1490-1500-1510-1520-1530-1540-1550-1560-1570-1580-1590-1600-1610-1620-1630-1640-1650-1660-1670海拔(m)-1430-1440-1450-1460-1470-1480-1490-1500-1510-1520-1530-1540-1550-1560-1570-1580-1590-1600-1610-1620-1630-1640-1650-1660-1670C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16C17C18C19C20C21C22C23C24D5D10DE1E2E3E4E5E6E7E8A1A10A11A14A15aA16A17A18A21A22A23A24A26A27A28A29A3A30A31A32A4A5A6A8A9B15B16B8B9J14J15P1P2油层水层分枝井7精心设计优化井眼轨迹精心设计优化井眼轨迹井眼轨迹控制窗体示意图主井眼轨迹的控制窗体第一靶心2m10m井眼轨迹第二靶心分支井眼1分支井眼28先进工具＋实时可视决策系统先进工具＋实时可视决策系统信息实时传递环路示意图信息实时传递环路示意图联合办公，无缝链接联合办公，无缝链接9实时可视决策系统实时可视决策系统10“Master”EarthModelWellPlanningRockMechanicsDrillingOperationsDataAcquisitionDataProcessingandVisualizationDecisionProcessSlowloopUpdate(weeks,months)FastloopUpdate(hours)ImmediateAction(min)NewInformationorUnexpectedBehavior?实时可视决策系统实时可视决策系统11交流提纲交流提纲一、完井基本工艺介绍一、完井基本工艺介绍二、完井基本类型二、完井基本类型三、钻完井全过程油层保护三、钻完井全过程油层保护四、完井常规工艺技术四、完井常规工艺技术12z防砂完井作业作为完井技术已经走过了几十年的历史，但真正比较成熟的防砂完井技术始于80年代中后期。z80年代以后，由于大量高科技的广泛应用，解决了疏松砂岩井、特别是疏松砂岩稠油井防砂完井技术中一系列的难题。因此，现在的防砂完井技术和完井综合质量都达到了相当高的水平。z目前世界上最具代表性防砂完井技术为有：A.STACKPACK（逐层射孔，逐层防砂）技术；B.DUALTRIP（两趟管柱，多层防砂）技术；C.ONETRIP（一趟管柱，多层防砂）技术。渤海地区防砂完井技术的发展状况渤海地区防砂完井技术的发展状况13z膨胀式防砂筛管技术，由于其独特的设计原理、施工工艺和近似裸眼完井的优点，现场使用效果显示出一定的优势，随着技术的发展，它将来可能成为一种有竞争力的防砂完井技术。z目前海上油田已很少使用Stack-Pack防砂完井技术。用得最多的是“Dual-Trip”（两趟管柱，多层防砂）技术和“One-Trip”（一趟管柱，多层防砂）技术。z优质防砂筛管技术在最近几个油田应用中显示出了极大优势，并获得了较好的防砂效果，提高了油井产能。z近十多年来，渤海地区采用One-Trip和Dual-Trip防砂技术已完成防砂作业700余口井，创造了海总内完井防砂史上23个单项技术第一，打破海总内29个防砂完井作业单项记录。渤海地区防砂完井技术的发展状况渤海地区防砂完井技术的发展状况14z随着一次多层防砂技术的成熟，实现了压裂充填防砂技术，提高了防砂的质量和效果。z推广使用钻完井全过程油层保护技术，油层保护效果达到了历史最好水平，取得了良好的油井产能！z渤海已拥有一批具有较高防砂理论水平、防砂详细设计、防砂施工设计、项目组织管理能力的技术骨干队伍和具有丰富的现场指挥经验及现场作业经验的高素质的监督人才！渤海地区防砂完井技术的发展状况渤海地区防砂完井技术的发展状况15完井人员应具备的基本素质完井人员应具备的基本素质一、油藏地质知识一、油藏地质知识z油层静压、生产流压、生产压差、泡点压力、负压z孔隙度z渗透率z原油粘度z原油密度/岩石密度z气液比/油气比z声波/密度测井z喉道直径z全岩分析/粒度中值z乳化原油zCO2分压值/H2S知识z地层水矿化度z采油指数（PI/IPR曲线）16完井人员应具备的基本素质完井人员应具备的基本素质二、采油工艺知识二、采油工艺知识z设计合理的生产管柱结构z一般的增产措施及相应的工具z一般的测试工具（仪器）z一般投堵/打捞z油层保护知识z机械采油知识三、机械知识三、机械知识z机械常识/基本绘图知识z液压原理和基本计算知识z作业管柱/井下工具受力分析17四四、组织协调及相关能力、组织协调及相关能力z陆地/海上组织协调z外语知识z计算机知识（办公软件、专业计算软件）z其它相关知识和能力五五、高度的责任心和正确工作方法、高度的责任心和正确工作方法完井人员应具备的基本素质完井人员应具备的基本素质18zz初期评价阶段初期评价阶段zzODPODP阶段阶段zz基本设计阶段基本设计阶段zz施工设计阶段施工设计阶段zz现场实施阶段现场实施阶段完井作业的基本设计程序和方法完井作业的基本设计程序和方法19完井作业的基本设计程序和方法一、前期准备工作阶段一、前期准备工作阶段1.1.成立相应的组织机构，任命项目经理。成立相应的组织机构，任命项目经理。2.2.细化细化““ODPODP””报告资料，确定完井方式。报告资料，确定完井方式。3.3.收集有关地质资料收集有关地质资料。岩心全分析及岩心五敏性资料将有代表性的岩心委托有关权威部门进行全分析和五敏性实验以便获得岩心具体的组成成分和相应的含量。特别是粘土的组成成分、类型和其相对含量、有代表性的油层砂的粒度中值d50和均匀性、岩心的五敏性数据。20完井作业的基本设计程序和方法油气层特性油气层渗透率和层间渗透率差异、油气层压力和层间压力差异、油层温度以及油气层的底水和边水情况流体性质包括原油的密度、粘度和凝固点、天然气的组成成分、CO2分压值、H2S含量和地层水性质。44、细化油藏地质资料、细化油藏地质资料设计人员在掌握了上述地质资料的基础上，再参考钻井时的测井资料、钻井液体系配方、邻近井或邻近类似油田的防砂完井经验、权衡主次矛盾、经济效益和社会效益后，即可获得比较满意的防砂完井方式选择。2155、完井液体系配方设计、完井液体系配方设计//优选有关的化学药品优选有关的化学药品一般情况下此项工作应委托有关科研单位或大专院校，根据甲方提供的全岩分析资料、敏感性数据、流体性质和油气特性进行配方优选。甲方人员如何验收乙方所提供的配方的科学性，以及如何在实践中来跟踪观察、分析这种配方的实际效果。66、确定完井液过滤标准、确定完井液过滤标准（需要过滤掉的固体颗粒直径大小）（需要过滤掉的固体颗粒直径大小）由具有代表性的油层岩心的渗透率决定：DS＝1/3～1/7√平均渗透率DS--微米；平均渗透率--md；完井作业的基本设计程序和方法2277、选择合适的砾石尺寸和相应生产筛管、选择合适的砾石尺寸和相应生产筛管一般选砾石直径为地层砂粒度中径的5～6倍。D50＝（5～6）×d50（适度防砂可以放大至6-8倍）D50≥2/3筛管缝隙式中：d50----地层砂中径，mm；D50----砾石直径，mm；d50的选择方法优质筛管通常选择d70-80的3倍左右。完井作业的基本设计程序和方法23零强度干砂毛管力强度潮湿砂异常弱胶结很弱胶结弱胶结防砂工艺技术防砂工艺技术判断防砂的标准：1.延长测试2.出砂预测分析（声波时差、SLB法等）24化学防砂法的优/缺点：a、优点：现场施工作业简单；b、缺点：z由于地层渗透率差异问题，不适宜长井段防砂≤30m；z高温井（＞900C）胶结质量难以控制；z有效防砂寿命期短；25早期挤化学剂固砂早期挤化学剂固砂没胶结的地层砂环氧树脂胶结后的地层砂挤注封隔器挤注管柱炮眼套管26疏松地层砂由于先期生产时不防砂，井筒附近被掏成空洞。炮眼生产油管套管油层不防砂生产不防砂生产27早期防砂早期防砂疏松地层砂‘空洞’已被涂脂砾石填充炮眼生产油管套管挤入涂脂砾石28将套管内的砾石钻掉并清洗干净后投产疏松地层砂‘空洞’已被胶结砾石填充炮眼生产油管套管早期防砂早期防砂29任何防砂筛管的防砂能力必须等同下列直径砾石所形成的防砂能力：5～6×d50；式中：d50---地层砂在累积重量为50%点处的砂粒直径（mm）；5～6×d50---（防砂用）砾石直径（mm）。Dd≈D/6.5注:D--砾石的平均直径；d--砾石稳定堆积后形成的平均喉道直径；砾石（直径大于“d”的地层砂不能通过此喉道）防砂工艺技术防砂工艺技术30（具有自洁功能）适用范围：普通循环砾石充填防砂井A、普通三角形绕丝断面绕丝筛管绕丝筛管优点：防砂效果好，有效寿命长。缺点：现场施工复杂，作业难度大，费用较高。31“House”形绕丝截面缠绕后可能形成易被赃物堵塞的不平行“House”形筛缝适用范围：压裂充填、高速循环充填B、“House”形绕丝断面32等级筛目号保留重量累积百分率（%）极粗砂粗纱中砂细砂极细砂粉砂和黏土1702301825801204560PAN35137102335153310014112144799497100均匀系数C＝d40÷d90均匀砂：C＜3非均匀砂：3C5极不均匀砂：C5砂参数D400.0074”D500.0066”D900.0039”C1.90MeshMeshU.SSeriesInchesMilimetersU.SSeriesInchesMilimeters2.50.315