第1講 [第一章]緒論 & 完井工程基礎

1、課程基本說明,A、對同學們的一些要求：B、課程考核說明及要求：■ 本課程考核分為兩個部分：一部分是平時成績（包括作業(yè)、考勤等），占總評成績的20%；一部分是期末考試（原則上采用閉卷考試），占總評成績的80%?！?考試題型：選擇、判斷、名詞解釋、簡答和應用題?！?考試時間：120左右分鐘?？荚嚂r間暫定在課程結束后一周內進行。,完井工程,▲ 學 時： 32（其中實驗2學時）▲ 參考文獻：

2、1、萬仁溥《現代完井工程》（第三版），石油工業(yè)出版社；2、陳庭根《鉆井工程理論與技術》，2000.8，石油大學出版社；3、鉆井手冊（甲方），1992 ，石油工業(yè)出版社；4、其他專業(yè)文獻、網絡技術論壇、論文等；……,緒 論 （1）第一章 完井工程的基礎 （1） 第二章 套管柱及注水泥設計 （10 ）第三章 完井液和完井方式 （6）第四章 射孔（4）第五章 投產措施 （2）第六章

3、 完井管柱及井口裝置 （4） 課程總結 （2）,完井工程,,課程內容及課時分布,,緒 論,完井（Well Completion）工程的概念隨著科學技術的發(fā)展在不斷充實、完善和更新。勘探井和開發(fā)井都需要完井設計，也都涉及完井工程問題。 美國、前蘇聯和我國過去的完井工程的概念一般都認為是鉆井工程的最后一道工序，即鉆完目的層后下套管、注水泥設計（或包括射孔）完井。,某井的“鉆井進度計劃圖”,,,,,,緒 論,◆ 但近年

4、來，石油工作者在不少領域中應用了新工藝、新技術，為此加深了對油氣層層內的微觀認識，進而采取了保護油層的措施。◆ 與此同時，采用了不同方式完井，從而提高了油氣井完善程度。由于這兩個方面的技術進步，其結果是提高了油氣井的單井產量。◆ 完井工程已經不僅僅是下套管注水泥固井，而是與油氣井產能的提高悠悠相關，這就是現代完井工程的新概念，從而拓寬完井范疇。,一、完井工程定義,完井工程 是銜接鉆井工程和采油工程而又相對獨立的工程。是從鉆開油層開始

5、，到下套管、注水泥固井、射孔、下生產管柱、排液，直至投產的一項系統(tǒng)工程。參考：萬仁溥編著的《現代完井工程》（第三版），石油工業(yè)出版社。,巖心分析及敏感性評價鉆開油氣層的鉆井液完井方式及方法生產套管尺寸的選擇套管柱設計注水泥設計射孔及完井液選擇完井的試井評價完井生產管柱投產措施,二、完井工程的內容,,二、完井工程的內容,（一）巖心分析及敏感性評價(基礎)根據預探井或評價井所取的巖心，進行系統(tǒng)的巖心分析和敏感性評價。

6、并根據實驗分析的結果，提出對鉆開油氣層的鉆井液、射孔液、增產措施使用的壓裂液和酸液，以及井下作業(yè)使用的壓井液等的基本技術要求。,,,二、完井工程的內容,（二）鉆開油氣層的鉆井液鉆井液的選擇，主要是考慮如何防止鉆井液的濾液和固相物質浸入油層而造成油層傷害，同時又考慮到安全鉆進的問題。如鉆遇高壓層、低壓層、漏失層、巖鹽層、石膏層和裂縫發(fā)育層時，應根據測井資料、巖心分析、敏感性評價數據和實踐經驗去選擇鉆井液類型、配方及外加劑。,二、完井工

7、程的內容,（三）完井方式及方法根據油田地質恃點及開發(fā)方式和井別，按砂巖、碳酸鹽巖、火成巖和變質巖等巖構，選擇完井方式。完井方式基上分為兩大類：即裸眼完井和套管射孔完井。裸眼完井又有個同的方法，如裸眼、割縫襯管、繞絲篩管礫石充填；射孔完井也有不同的方法，如套管射孔、尾管射孔、套管內繞絲篩管礫石充填等方法。,二、完井工程的內容,（四）生產套管尺寸的選擇根據節(jié)點分析（Nodal Analysis）即壓力系統(tǒng)分析，進行油層——井筒——

8、地面管線敏感性分析。油管敏感性分析則是根據油層壓力、產量、產液量、流體的粘度、增產措施和開采方式等方面的綜合分析去選定油管直徑，然后根據油管尺寸再選定生產套管尺寸。過去傳統(tǒng)的作法是先選定生產套管尺寸，然后再確定油管尺寸?，F代完井工程沒有沿用過去傳統(tǒng)概念和作法，而是建立了用油管尺寸去確定生產套管尺寸的新思路和新方法。,二、完井工程的內容,（五）套管柱設計主要包括套管柱設計和強度校核兩個方面的內容。當然，除了生產套管之外，表層套管和中間

9、套管的設計內容也包括在這部分之內。最新標準：SY/5322-2000，套管柱強度設計方法 [S]，2001,某井的“鉆井進度計劃圖”,,,,,二、完井工程的內容,（六）注水泥設計依據不同類別的井（如油井、氣井、注水井、注氣井和注蒸汽井）、油氣層壓力狀況（高壓區(qū)、低壓區(qū)）、漏失帶及裂縫、溫度和是否含有腐蝕性氣體性H2S、CO2等情況，來選擇一次注水泥、分段注水泥或套管外封隔器等注水泥方式，以及選擇水泥漿配方。從而搞好注水泥設計。固井質

10、量評價是檢查固井質量的一道必不可少程序。,二、完井工程的內容,（七）射孔及完井液選擇（若采用射孔完井方式）根據射孔敏感性分析，確定射孔孔密、孔徑、相位。根據油層滲透率、原油物性及油層傷害情況選擇射孔槍及射孔彈類型；根據油層壓力高低、滲透率高低和油氣物性選擇射孔方式，如電線射孔、油管傳輸射孔和負壓射孔。選擇與油層粘土礦物和油藏流體匹配的射孔液及完井液；,二、完井工程的內容,（八）完井的試井評價完井投產后，通過試井測試表皮系數，這

11、是當前檢查油層傷害的主要方法。通過對表皮系數的分析研究，找出油層傷害的原因，以便解除或減少對油層的傷害。,二、完井工程的內容,（九）完井生產管柱1）永久型管柱。投產前在油層上部下人永久型封隔器，而從封隔器下面的工作筒中插入各種功能工具，如分注、分采、分層測試等工具，該管柱可以進行沖砂、注水泥塞、小型酸化等作業(yè)。2）氣舉管柱。如果預計該井在不太長的時間內就會出自噴生產轉人工舉升的方法為氣舉，則投產時即安氣舉管柱及配套井下工具（單管或雙

12、管）一次下入井內，油井生產：不正常，即能轉氣舉采油；3）防腐、防蠟、防垢、防結鹽等管柱。當油層氣中或天然氣中含H2S或CO2，油層水或邊底水的礦化度很高時，—般在油層頂部下入封隔器，將油、套管隔開，在環(huán)形空間充填保護液，或向套管環(huán)形空間定期注人防腐液，以保護套管不受腐蝕。,二、完井工程的內容,（十）投產措施根據油層傷害程度及油氣層類型，采用不同的投產措施。投產措施往往采用抽汲、氣舉等來助排，必要時采用鹽酸等酸浸或高能氣體壓裂等方法解

13、堵。有的井則必須采取酸化、壓裂措施后才能投產。,鉆開油氣層的鉆井液完井方式及方法生產套管尺寸的選擇套管柱設計完井生產管柱投產措施,巖心分析及敏感性評價鉆開油氣層的鉆井液完井方式及方法生產套管尺寸的選擇套管柱設計注水泥設計射孔及完井液選擇完井的試井評價完井生產管柱投產措施,三、完井工程系統(tǒng)設計,上述完井工程定義、理論基礎、內容和操作程序等，構成了完井工程系統(tǒng)。在高科技時代的今天，各項工程都是互相滲透、共同發(fā)展

14、的。,巖心分析及敏感性評價鉆開油氣層的鉆井液完井方式及方法生產套管尺寸的選擇套管柱設計注水泥設計射孔及完井液選擇完井的試井評價完井生產管柱投產措施,,三、完井工程系統(tǒng)設計,當前提出完井工程概念，并形成完井工程系統(tǒng)。進行完井設計盡可能達到： 盡可能的減少對油氣層的傷害；提供必要的條件來調節(jié)生產的壓差，提高單井產量；為采用不同的采油工藝技術措施提供必要的條件；有利于保護套管和油管，減少井下作業(yè)工作量，延長油氣井的壽

15、命；做到近遠期相結合，盡可能的做到最低的投資和最少的操作費用，提高綜合經濟效益。,三、完井工程系統(tǒng)設計,完井工程系統(tǒng)設計的程序如下：,理論基礎,具體設計內容,最終目的,,,,緒 論 （1）第一章 完井工程的基礎 （1） 第二章 套管柱及注水泥設計 （10 ）第三章 完井液和完井方式 （6）第四章 射孔（4）第五章 投產措施 （2）第六章 完井管柱及井口裝置 （4） 課程總結

16、（2）,完井工程,,第一章 完井工程的基礎,內容包括：（一）油田地質和油藏工程依據（要求學生掌握）油氣藏的類型地層流體的性質油層特性（二）油氣層敏感性評價（掌握）（三）巖心分析（自學，了解）（參考教材P11）（四）地應力分析（自學，了解）（參考教材P39）（五）采油工程的技術依據（自學，了解）,第一章 完井工程的基礎,完井工程是從鉆開油層到固井、完井，直至投產的一項系統(tǒng)工程。完井工程基礎是指與完井有關的油田地質和油

17、藏工程以及采油工程技術。,第一章 完井工程的基礎,◆ 油田地質和油藏工程部分包括油藏類型、滲流特征、巖性和流體性質，這是選擇合適的完井方式和防止油層傷害的理論依據?！?采油工程技術部分包括：① 不同類別的井，如油井、氣井、注水井、注氣井、水平井； ② 不同的開采方式，如多層系同并合采、分層開采、自噴轉人工舉升開采； ③ 油田開發(fā)過程所需進行的不同技術措施，如壓裂、酸化、防砂、堵水等；上述諸方面對選擇完井方式、選擇套管尺寸和

18、強度、固井水泥返高及耐高溫等均有特殊的要求。,（一）油田地質和油藏工程依據,1、油氣藏的類型按 油氣儲集空間 和 流體流動主要通道 的不同劃分：,（一）油田地質和油藏工程依據,1、油氣藏的類型按 幾何形態(tài) 不同劃分 ：,（一）油田地質和油藏工程依據,2、流體的性質地層流體充填于巖石的孔隙，包括油、氣、水三大類。研究流體性質對于制定合理的開發(fā)方案、油水井工作制度、完井沒計及增產措施等均具有重要意義。研究對象主要包括：（1）

19、原油；（2）天然氣；（3）地層水,（一）油田地質和油藏工程依據,3、油層特性油藏類型并不是選擇完井方式的唯一依據，還必須綜合考慮油層特性等多方面條件。油層特性主要包括：◆ 油層巖性：碎屑巖、碳酸鹽巖和其它類型的巖石類型；◆ 油層物性：孔隙度、滲透率；◆ 層間滲透率的差異：特高滲透率、高滲透率、中滲透率、低滲透率和特低滲透率；◆ 油層壓力及層間壓力的差異：高壓油層（壓力梯度>1MPa/100m）、正常壓力油層（

20、=1MPa/100m）和低壓力油層（<1MPa/100m）；◆ 以及有無氣頂，有無邊、底水等。這些都是選擇完井方式的主要依據。,（二）油氣層敏感性評價,Formation Sensitivity Evaluation參考文獻：1、中國石油天然氣總公司行業(yè)標準ＳＹ/Ｔ5358-2002《儲層敏感性流動實驗評價方法》2、李克向，保護油氣層鉆井完井技術[Ｍ].北京:石油工業(yè)出版社,1993,（二）油氣層敏感性評價,◆ 在完井

21、作業(yè)中，當各種外來流體侵入油氣層后，最容易與其所含流體作用，其結果是降低油氣天然生產能力或注入能力，即發(fā)生油氣層傷害，傷害的程度可用油氣層滲透率的下降幅度來表示。◆ 實踐證明，在鉆井、完井、增產措施、修井作業(yè)、注水和采油等過程中，都可能發(fā)生不同程度的地層傷害，而且，有些傷害是永久性的和不可逆的。故油氣層一旦受到傷害往往難以消除。表1給出了具體的內容。,,（二）油氣層敏感性評價,,（二）油氣層敏感性評價,■ 油氣層敏感性評價主要是通過

22、巖心流動實驗，考察油氣層巖心與各種外來流體接觸后所發(fā)生的各種物理化學作用對巖石性質，主要是對滲透率的影響程度?！?油氣層敏感性評價包括速敏、水敏、鹽敏、酸敏、堿敏等五種基本評價實驗，評價的目的在于找出油氣層發(fā)生敏感的條件和由敏感引起的油氣層傷害程度。■ 油氣層敏感性評價主要內容 ：,（二）油氣層敏感性評價,第一章 完井工程的基礎,（三）巖心分析（自學，了解）（參考教材P11）（四）地應力分析（自學，了解）（參考教材P39）主

23、要包括：地應力的基本概念、井壁巖石的應力狀態(tài)及其地應力與完井工程的關系。其中地應力與完井工程的關系：（1）地應力為完井方式優(yōu)選和完井設計提供依據；（2）地應力狀態(tài)決定水力壓裂所產生的裂縫形態(tài)。（五）采油工程的技術依據（自學，了解）主要包括：注水、壓裂、酸化；氣頂、底水和邊水的控制等（參考教材P49）。,小結,一、緒論1、完井工程的定義（重點）；2、完井工程的內容（10大類，重點）；3、完井工程的系統(tǒng)設計；二、完井工程的基礎