完井原則及完井方式的選擇_第1頁(yè)
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1、完井原則及完井方式的選擇,1,,,主要內(nèi)容,完井方式,完井方式的選擇,,完井方式的原則,1,2,3,2,回 顧,3,完井方式的原則,完井的原則,1、對(duì)完井的要求 (1)最大限度保護(hù)儲(chǔ)集層,防止對(duì)儲(chǔ)層傷害 (2)減小油氣流入井筒內(nèi)的流動(dòng)阻力 (3)有效封隔油氣水層,防止各層間干擾 (4)克服井塌或出砂,保障長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn),延長(zhǎng)壽命 (5)可以實(shí)施注水、壓裂、酸化等增產(chǎn)措施 (6)工藝簡(jiǎn)單、成本低,4,2、完井設(shè)計(jì)的內(nèi)容:,完井方

2、式的原則,(1)、根據(jù)儲(chǔ)集層的特點(diǎn),提出井底結(jié)構(gòu)的類型;(2)、提出完井段的井眼尺寸,如井徑、打開儲(chǔ)集層的長(zhǎng)度、口袋的長(zhǎng)度等;(3)、完井管柱的設(shè)計(jì),有油層套管的直徑、下入深度、水泥漿的返高;油層套管的射孔的參數(shù);篩管和襯管的有關(guān)尺寸等;(4)、完井液的設(shè)計(jì),提出完井液的類型、參數(shù)、使用及調(diào)整方法等。,5,完井方式的原則,完井井底結(jié)構(gòu)根據(jù)儲(chǔ)層條件,完井的井底結(jié)構(gòu)可分為四類:1)封閉式井底—鉆開后下油套或尾管固井,射孔;2)敞

3、開式井底—鉆開后產(chǎn)層裸露,或下篩管不固井;3)混合式井底—產(chǎn)層下部裸露,上部套管固井射孔;4)防砂完井——礫石充填,篩管。,6,完井方式的原則,7,射孔完井、割縫襯管完井、裸眼完井、礫石充填完井等。,完井方式,1、射孔完井 鉆穿生產(chǎn)層,下套管至油氣層底部后固井,射孔完井。分兩種方式:套管射孔和尾管射孔。,工藝步驟: 鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深,下油層套管至油層底部注水泥固井,射孔,射孔彈射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透油層某一深度

4、,建立起油流的通道。,8,完井方式,(1)套管射孔完井:套管射孔完井是鉆穿油層直到設(shè)計(jì)井深,然后下油層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)并穿透油層某一深度,建立起油流的通道。如圖。,9,完井方式,(2)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(jí)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(duì)尾管注水泥固井,然后射孔。如圖。,

5、10,完井方式,單管和多管射孔完井法 單管:一口井內(nèi)下一根油管,一次開采一層或性能和壓力相近的多層油氣層。,多管: 也稱多層完井法或平行管多層完井法,系在油層套管內(nèi)下入兩根以上油管柱,以便同時(shí)分別開采壓力、性質(zhì)不同的幾個(gè)油層或氣層。,11,完井方式,封隔器射孔完井法 是將套管封隔器接在套管柱的適宜部位,下入井內(nèi),使它正對(duì)生產(chǎn)層。優(yōu)點(diǎn): (1) 支持上部液柱壓力,使產(chǎn)層不受水泥漿侵入危害;

6、(2) 封隔器封閉了油氣層,減少了水泥漿的氣侵,有利于提高固井質(zhì)量; (3) 能在產(chǎn)層附近形成良好的密封; (4) 可減少油氣竄通。,12,完井方式,射孔完井的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn):(1) 能夠比較有效地封隔和支撐疏松易塌產(chǎn)層;(2) 能夠分隔不同壓力和不同性質(zhì)的油氣層;(3) 可進(jìn)行無(wú)油管完井和多管完井; (4) 除裸眼完井法外,它是最經(jīng)濟(jì)的。缺點(diǎn):(1) 鉆井和固井時(shí)對(duì)油氣層的損害較為嚴(yán)重;(

7、2) 油氣層與井底連通面積小、油氣層流入井阻力較大。,13,完井方式,2、裸眼完井 不下套管柱支撐井壁,油氣直接從地層經(jīng)過(guò)井壁流入井內(nèi)。 裸眼完井方式有兩種完井工序:,先期裸眼完井,后期裸眼完井,14,完井方式,(1)先期:鉆頭鉆至油層頂界附近后,下套管注水泥固井。水泥漿上返至預(yù)定的設(shè)計(jì)高度后,再?gòu)奶坠苤邢氯胫睆捷^小的鉆頭,鉆穿水泥塞,鉆開油層至設(shè)計(jì)井深完井。如圖。,一般結(jié)構(gòu)距產(chǎn)層20m左右。,15,完井方式,(2)后期

8、:鉆頭直接鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深,然后下套管至油層頂界限近,注水泥固井。如圖。,16,完井方式,復(fù)合型完井 裸眼完井與射孔完井相結(jié)合的一種完井方式。 主要針對(duì)有氣頂或頂部有夾層水的適合裸眼完井的厚油層。,17,完井方式,裸眼完井的優(yōu)缺點(diǎn),最大優(yōu)點(diǎn):油層或氣層直接與井眼相通,油或氣流入井內(nèi)的阻力??;最經(jīng)濟(jì)。主要缺點(diǎn):井壁易跨塌和油層易出砂;不能分層開采和分層進(jìn)行油層改造(壓裂、酸化)。,裸眼完井適用范圍: 孔隙型、裂縫型、裂縫

9、—孔隙型或孔隙—裂縫型堅(jiān)固的均質(zhì)儲(chǔ)集層使用。 井內(nèi)只有單一儲(chǔ)集層,不需分層開采,不含水含氣夾層的井。,18,3. 防砂完井法,完井方式,為什么會(huì)出砂?,油層出砂引起地層坍塌示意圖,(a)地層壓力處于平衡狀態(tài)。(b)開采后地層壓力減小,上覆地層壓力下傳,破壞骨架砂粒膠結(jié),產(chǎn)層出砂,打破了地層壓力的平衡狀態(tài)。 (c)產(chǎn)層進(jìn)一步出砂,上覆地層下沉,套管變形。 (d)上覆地層嚴(yán)重下沉而擠毀套管,油井報(bào)廢。,1、油層出砂引起地層坍塌,19

10、,完井方式,2、易出砂地層的膠結(jié)方式,易出砂的油層巖石以“接觸膠結(jié)”方式為主,膠結(jié)數(shù)量少,膠結(jié)物中含有粘土。這種產(chǎn)層的孔隙度大,滲透率高。在其它條件相同時(shí),滲透率愈高,砂巖強(qiáng)度愈低,愈容易出砂。原油粘度高、密度大的油層容易出砂。因原油流動(dòng)阻力大,攜砂能力強(qiáng)。,20,完井方式,3.1 裸眼礫石充填完井 鉆開產(chǎn)層之前下套管固井,鉆開產(chǎn)層并在產(chǎn)層段擴(kuò)眼,下篩管,井眼與篩管間環(huán)空充填礫石。 礫石和篩管對(duì)地層的出砂起阻擋作用。,21,

11、完井方式,3.2 套管礫石充填完井,在套管射孔完井的出砂井段下篩管,篩管和油層套管之間環(huán)空中充填礫石。礫石直徑:6~8倍砂粒中徑礫層厚度: ≥8倍礫石直徑裸眼礫石充填礫層厚≥30mm套管礫石充填礫層厚≥15mm,22,完井方式,3.3 人工井壁完井: 滲透性可凝固材料注入出砂層,人工井壁阻擋沙礫。 滲透性固井射孔完井法:滲透性良好材料注入套管和地層之間,小功率射孔彈射開套管但不破壞注入的滲透層。 滲透性襯管完

12、井法:在襯管與裸眼之間注入滲透性材料 滲透性人工井壁完井法:裸眼井段注入滲透性材料形成人工井壁。,23,完井方式,3.4 預(yù)充填礫石繞絲篩管完井 在地面將符合油層性質(zhì)的礫石充填在內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間內(nèi)制成防砂管,下入井中油層部位防砂。它不能像礫石充填那樣能阻擋地層砂進(jìn)入井筒,只能阻擋地層砂不進(jìn)入油管。,24,4. 復(fù)合完井法 有的厚油層適于裸眼完成,但上部有氣頂或頂界鄰近又有水層時(shí),可將技術(shù)套管下過(guò)

13、油氣界面,封隔油層上部,然后裸眼完井,必要時(shí)再射開其中的含油段。,完井方式,25,完井方式,水平井完井,26,完井方式,水平井裸眼完井 技術(shù)套管下至預(yù)計(jì)水平段頂部,注水泥固井封隔,然后換小一級(jí)鉆頭鉆水平井段至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度完井。 主要用于碳酸鹽巖等堅(jiān)硬不坍塌地層,特別是有一些垂直裂縫的地層。,27,完井方式,水平井割縫襯管完井,割縫襯管懸掛在技術(shù)套管上,靠懸掛封隔器封隔管外環(huán)形空間,扶正器保證割縫襯管居中。有助于裸眼完井防塌,方法簡(jiǎn)單。

14、,28,完井方式,水平井射孔完井,技術(shù)套管下過(guò)直井段,注水泥封固;水平段下尾管,注水泥封固,尾管靠懸掛器掛技術(shù)套管內(nèi),然后尾管水平段射孔??煞謱铀峄?、壓裂及分層注水,稀油、稠油均可使用。,29,完井方式,水平井礫石充填完井,水平井防砂多采用預(yù)充填礫石篩管、金屬纖維完井。裸眼水平井預(yù)充填繞絲篩管完井,結(jié)構(gòu)同直井,使用時(shí)要加扶正器;套管射孔水平井預(yù)充填礫石繞絲篩管完井。,30,完井方法選擇,由前分析可見,各種完井方法都有其優(yōu)點(diǎn)與不足

15、,受到油氣層地質(zhì)條件的限制。因此,確定油氣井的完井方法時(shí),應(yīng)根據(jù)油藏巖石是否堅(jiān)固,多油層的壓力和性質(zhì)是否一致,以及是否有夾層水、底水、邊水、氣頂?shù)?,選擇適當(dāng)?shù)耐昃椒ā?歸結(jié)起來(lái),各種完井方法適應(yīng)的地質(zhì)條件如下:,31,完井方法選擇,裸眼完井適應(yīng)的地質(zhì)條件1)巖石堅(jiān)硬致密,井壁穩(wěn)定不坍塌的儲(chǔ)層;2)不要求層段分隔的儲(chǔ)層;3)天然裂縫性碳酸鹽巖或硬質(zhì)砂巖;4)短或極短曲率半徑的水平井。,32,割縫襯管完井適應(yīng)的地質(zhì)條件

16、1)井壁不穩(wěn)定,有可能發(fā)生井眼坍塌的儲(chǔ)層;2)不要求層段分隔的儲(chǔ)層;3)天然裂縫性碳酸鹽巖或硬質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。,完井方法選擇,33,帶管外封隔器的割縫襯管完井適應(yīng)的地質(zhì)條件1)要求不用注水泥實(shí)施層段分隔的注水開發(fā)儲(chǔ)層;2)要求實(shí)施層段分隔,但不要求水力壓裂的儲(chǔ)層;3)井壁不穩(wěn)定,有可能發(fā)生井眼坍塌的儲(chǔ)層;4)天然裂縫性或橫向非均質(zhì)的碳酸鹽巖或硬質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。,完井方法選擇,34,完井方法選擇,射孔完井適應(yīng)的地質(zhì)條件1)要求實(shí)施

17、高度層段分隔的注水開發(fā)儲(chǔ)層;2)要求實(shí)施水力壓裂作業(yè)的儲(chǔ)層;3)裂縫性砂巖儲(chǔ)層。,35,完井方法選擇,裸眼預(yù)充填礫石篩管完井適應(yīng)的地質(zhì)條件1)巖性膠結(jié)疏松,出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)粒砂巖儲(chǔ)層;2)不要求分隔層段的儲(chǔ)層;3)熱采稠油油藏。,36,完井方法選擇,套管預(yù)充填礫石篩管完井適應(yīng)的地質(zhì)條件1)巖性膠結(jié)疏松,出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)粒砂巖儲(chǔ)層;2)裂縫性砂巖儲(chǔ)層;3)熱采稠油油藏。,37,完井方法選擇,完井方法的選擇原則油氣

18、井是連通油氣藏的唯一通道,每口油氣井的完井設(shè)計(jì)必須以獲得最大的綜合利潤(rùn)為前提。選擇完井方法所要考慮的問(wèn)題相當(dāng)廣泛,但可找出其中的主要因素。 這些因素有: (1)儲(chǔ)集層的類型:例如孔隙性、裂縫性或復(fù)合型、孔隙裂縫或裂縫孔隙。,38,(2)儲(chǔ)集層的均質(zhì)程度:均質(zhì)產(chǎn)層是指在整個(gè)產(chǎn)層厚度內(nèi)滲透率等巖性相同,沒(méi)有含水及易坍塌夾層,沒(méi)有被分隔為許多壓力不同的油氣層的單一產(chǎn)層,或者即使被分隔成為許多層但各分層的壓力相近。非均質(zhì)產(chǎn)層是指存在壓力

19、、巖性各不相同的若干小分層之間的層間干擾或存在含水夾層、易坍塌粘土夾層等。,完井方法選擇,39,(3)產(chǎn)層巖石的穩(wěn)定性。 (4)產(chǎn)層附近有無(wú)底水或氣頂。 (5)產(chǎn)層的滲透性等。,完井方法選擇,40,適應(yīng)各種地質(zhì)特征和工程要求的完井方法,完井方法選擇,41,由上表可見,綜合上述因素可以確定完井方法:(1)均質(zhì)、不準(zhǔn)備進(jìn)行選擇性作業(yè)(采油、壓裂、酸化、注水等)、巖石堅(jiān)固的產(chǎn)層可以選用裸眼完井;(2)均質(zhì)、不準(zhǔn)備進(jìn)行選擇性作業(yè)、巖

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