海上完井工艺技术和完井理念介绍
1、 序言
海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节，它是衔接海上钻井、工程和采油采气工艺，而又相对独立的系统工程。它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等诸多专业，涵盖上述各个专业的有关内容。作为油气井投产前的最后一道工序，完井工作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。
中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始，至今已有三十多年的历史。自1982年中国海洋石油总公司成立以来，近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快速发展阶段，效果是显而易见的。1986年海上油气年产当量1000×104吨，1997年油气年产当量超过2000×104吨，预计2005年达4000×104吨（见下图），目前近海自营油田和合作油田开发正处于迅速发展阶段。在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过程中，总体上说完井是非常成功的，绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长，在高速开采下保持油气产量的稳定和增长，达到了配产要求。根据中海油开发计划，2003-2005年期间，中海油将新增开发井760口，可见完井工作量将是非常大的。
2001年中国海洋石油在海外上市，成立了中海石油（中国）有限公司，提出要争创国际一流能源公司，提高竞争力，公司在多方面加大了科研投入。就完井生产而言，成立了专门的提高采收率项目组，紧密围绕提高采收率和油井产能，按计划尝试了各种完井新工艺，收到了明显的效果；在此过程中，完井理念也在不断发生变化，从开始传统
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
200020012002200320042005
时间(年)
油气当量 ( 万方 )
的“满足油藏和生产需要，实现采油气要求”，发展到如今的“更好的为油藏和生产服务，以获取最高的最经济有效的油气采收率为目标”，积极探索与油藏更适应的新型完井工艺、方法。例如：一次多层负压射孔、一次多层砾石充填防砂完井、膨胀筛管防砂完井、裸眼+优质筛管适度防砂完井等。
2、海洋油田完井概况
海洋油田完井所指的内容与陆地有所不同，它是从下完套管、固井结束开始，包括射孔、防砂、下生产管柱或大修、增产作业等，直至投产正常后交付生产的整个过程。通常钻完井作业实行一体化，采用批钻批完的方式。具体由有限公司各分公司钻井部统一负责组织实施，委派海上施工平台钻完井监督作为作业代表，由其负责组织、协调海上完井作业按照设计进行施工。
2.1海上油田概况
目前，中海石油所属油田主要分布在渤海、东海、南海东部和南海西部四个区域。油田的情况也各不相同，但是基本上以开发浅海油田为主，作业区水深小于300米，储层埋藏深度基本上都小于4000米（确定吗？好象南海有些深井，但我不确定）。规模，大部分油田储层岩石疏松，孔渗性较高，层间非均质及层内非均质性较强，需要进行防砂作业。尤其是在渤海和南海东部，稠油油田分布较广，给完井工作提出了许多新的挑战。
2.2生产平台概况
根据油田的规模，由油藏部门决定相应的开发方式。海上平台一般采用丛式开发井，井口间距从3米×3米到1.5米×1.8米，井数从每平台12口到35口井不等。井距分布为350米到600米，采用反九点法注采井网，井型基本上包括常规定向井、水平井和水平分支井等。生产套管尺寸基本上采用9-5/8”和7”套管。完井用油管尺寸基本采用4-1/2”、3-1/2”和2-7/8”油管。
2.3作业平台概况
基本上由钻井船、平台钻机或采油平台修井机做施工平台来进行的，场地有限，除进行大型水力压裂作业外，其余作业基本上都可完成；由三用工作船负责定期从陆地往现场送料，要求技术管理人员周密考虑，精心策划。
作业成本较高，包括钻机、三用工作船的租用、服务商及相应的设备、服务租金等，
每天的日费大约都在50多万元￥。因此，海上油田有许多不同于陆上油田的做法，需要发扬优快作风，抓技术，抓管理，千方百计节约成本，使油田能够按预期投入开发。
3、 海上完井工艺技术介绍
经过海洋石油三十余年来的完井作业实践，随着科技的进步，完井工艺得到了不断发展与创新，日益趋于成熟。下面介绍一下海上所采用的完井工艺技术： 3.1 防砂完井工艺
由于海洋平台使用寿命一般设计为20年左右，加上作业的高成本，就要求做到防砂完井作业所采用的技术成熟可靠，通常不采用化学固砂方式，因为此种方法常常会导致地层渗透率的降低，而且维持的寿命短。
目前国内海洋油田防砂模式包括砾石充填防砂、优质筛管、割缝筛管和膨胀式筛管防砂等，其中砾石充填防砂作业所占的比例相对较大，经过在海洋这些年来的应用，我们已经获得了丰富的经验，培养出了一批海洋石油自己的防砂作业队伍。 砾石充填防砂完井
对于套管内射孔防砂的常规定向井，多采用砾石充填防砂完井，就作业模式来讲，主要有以下三种：
单层防砂（Stack Pack）：一次一层防砂、射孔作业。每完成一层都要经过投堵、射孔、防砂、捞堵过程，作业工序多，周期长，相对来说安全性较高。
两趟管柱多层防砂（Dual Trip）：一次射孔射开全部油层、两趟管柱分别完成防砂管柱座封、充填作业。
一次多层射孔防砂完井（One-Trip）：一次射孔射开全部油层、一趟管柱完成防砂管柱座封和充填作业。
三种防砂完井作业时效对比统计如下表： 项 目 平 台 完井 日期 井数 （口）ODP 报告 完井周期（天）效率提高（%） 防砂 方式 支持平台A 1994 32 12 9.1 24.20% B 1994 16 12 9.42 21.50% SZ36-1油田实验区
J
1997 16 9 4.5 50.00% STACK PACK
QHD32-6 A
2000
26
6.73
6.0
10.85%
DUAL 钻井平台
B 2000 22 6.73 5.3 21.25%
D 2001 26 6.73 5.4 19.76%
TRIP
C 2001 33 6.73 5.6 16.79%
E 2002 22 6.73 4.1 39.08% 油田
F 2002 33 6.73 4.4 34.62% ONE TRIP
砾石充填方式：循环充填、高速水充填、压裂充填防砂
膨胀筛管防砂完井
膨胀式筛管防砂完井在南海合作油田首次使用，目前在中国近海储量最大的油田PL19-3油田，膨胀筛管技术得到了充分地尝试和应用，已经应用井的类型有：①裸眼+膨胀筛管；②套管射孔+膨胀筛管；③套管射孔+压裂充填+膨胀筛管。其中，以裸眼+膨胀筛管的使用效果最好。
膨胀式筛管防砂完井的优点如下：
y由于消除了砾石充填防砂所需的筛管和井壁之间的环空，可以使从地层到井口整个完井管柱所需直径大大减少，加上其它方面带来的效益可降低钻完井费用
可达20%。
y减化了砾石充填防砂完井复杂的作业过程，节省了作业时间，降低了作业费用，减少了作业风险。
y由于膨胀防砂管直接压实地层，起到了砾石充填过程中砾石对地层砂的压实固砂作用，防止微粒的运移，能很好地防止防砂网堵塞。
y由于消除了筛管和井壁的环空，筛管的内径增大，因为筛管的流动阻力和筛管直径的四次方成反比，筛管的流动阻力会大大降低。特别是对裸眼段长的水平
井，避免了因筛管的流动阻力大而使水平段泄流不均匀对产量的影响。
y由于消除了筛管和井壁之间的环空，井筒和地层之间没有环空砂的隔离，油气井测试所获地层信息更加准确，提高了油气井测试的准确性。
根据该项技术在南海东部油田和PL19－3油田的成功应用，将推广应用于BZ25-1油田，通过实际的生产测试验证效果，并在成功的基础上继续推广应用于其它油田。 裸眼优质筛管防砂完井
裸眼优质筛管防砂完井通常应用于三种井型：常规定向井，常规水平井和水平分支
井。此完井方式所采用的方法很简单，就是技术套管下在生产层以上，生产层采用裸眼内下入优质筛管，选取适当滤砂精度的筛管，采用先进的“适度防砂”理念。
对于常规定向井，优质筛管和裸眼封隔器结合使用，可以有效的分隔生产层位，从而实现分层开采，便于油藏管理。此项技术在SZ36－1油田已经得到了成功应用。
完井液
对油气层伤害及其敏感性的研究使完井工程的注意力上溯到钻井阶段，力争做到全过程油层保护，根据储层矿物组分和孔隙压力选择合理的钻井液（采用屏蔽暂堵技术）、完井液。
隐性酸完井液体系：
组成：过滤海水＋粘土稳定剂＋隐性酸螯合剂＋防腐杀菌剂。
y粘土稳定剂在油砂上吸附，可抑制粘土水化膨胀和运移。
y隐性酸螯合剂能改变井液的PH值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，同时根据岩心试验确定其合理加量，可使前期作业液的浊度值降到NTU30以下，满足现场
施工对储层保护的要求。
y隐性酸螯合剂对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料具有很好的溶解作用，可以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀。
y隐性酸螯合剂对油砂具有一定的溶蚀作用，可起到基质酸化的作用，达到改造储层的目的。同时，能够解除钻井液滤液和水泥浆滤液对储层渗透率的损害，
使岩心的渗透率恢复值提高到95-100%，有效保护储层。
矿物油作为射孔液：
y利用矿物油直接造负压。
y由于使用了配油基泥浆的白油作为矿物油，不会改变储层岩石表面的油润湿性。射孔工艺介绍
海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化参数（孔径、孔密、相位、孔深）对增加产能和减少修井补孔作业，提高油气田开发生产效益有重大影响。
海上油田的射孔方式大致分为电缆射孔、油管输送射孔、过油管射孔和油管输送射孔联作等。出于井控、一次多层射孔防砂等方面考虑，绝大部分采用油管输送射孔
（Tubing Conveyed Perforation）方式，占95％以上。同时也形成了配套的油管输送射孔联作工艺和新技术，包括油管输送射孔与投产联作、油管输送射孔和地层测试联作、油管输送射孔和高能气体压裂复合射孔。
尤其是近年来，我们结合一次多层防砂工艺，射孔采用TCP负压射孔方式，使用大直径枪、高孔密、大孔径射孔，取得了较好的使用效果。具体射孔参数如下：
隔板传爆装置
概述
枪间双向传爆装置装入夹层段两端夹层枪接头内，能可靠传递爆轰能量，同时将夹层枪密封。夹层枪重复使用前，只需清除夹层枪内干燥的爆炸产物，降低了人工费用，提高了工作效率和作业安全性，减少了环境污染。
特点/性能
y适用于各类有枪身射孔作业；
y可靠传递爆轰能量；
y爆轰输出稳定；
y工作后，密封可靠；
y夹层枪内无污物，不会造成平台、海洋污染；
y重复使用夹层枪时不用清洗；
y接头上的卸压阀能可靠释放夹层枪内气体，卸枪更安全；
y提高拆枪速度，降低劳动强度；
y若射孔枪断爆，密封段射孔器材可重新利用；
y该装置即可从上至下传爆，也可从下至上传爆。
技术参数
外径 52mm 2.047″
总长 78mm 3.07″
耐压 140Mpa 20,000psi
耐温 160℃/48h
装药量 11.2gr HMX
该项技术已成功应用于QHD32-6油田一百多口井的射孔作业。实践证明，该技术可适用于各类枪身的射孔作业，能可靠传递能量，对弹枪和盲枪进行隔离，并通过泄压阀排放枪内高压气体。尤其使用于隔层较长的井段，效果更为突出，可大大提高作业时效，详细见下表：
表：QHD32-6油田隔板传爆技术应用综合对比表
平台 井数 平均射孔段 (米) 射孔次数 平均射孔时间 （小时） 平均隔层
（米/井） A 22 309.2 28 23.7 145.9 B 21 302.3 23 21.2 141.3 C
26
333.6
32
15.7
249.7
其中，A、B 平台没使用隔板传爆技术，C 平台使用了隔板传爆技术。 完井生产管柱介绍
目前海洋完井所使用的生产管柱分为Y 管电泵管柱、普通电泵管柱、自喷管柱、双管管柱等，不同的管柱类型对应于不同的生产井的类型，见图示：
完井普通电泵管柱完井Y
管电泵管柱
自喷完井生产管柱
双管完井生产管柱
潜油电泵地面机采“一变多控”系统
根据目前的情况统计，渤海油田稠油机采井（原油地面粘度1000cp）大约占总井数的60%以上。这些井一旦停泵几小时后，若不采取合适的启动方式，无论是采用直接启动机组方式还是采用泵送柴油或热水稀释原油的启动方式，都将造成巨大的经济损失。若采用常规的硬启动方法，则机组和电缆容易烧毁或机组无法启动。为了解决这一难题，延长机组使用寿命，提高油田开发经济效率，1998年JZ9-3油田引进了“一变多控”系统，采用一台变频器不同时控制整个平台所有潜油电泵机组，取得了较为满意的效果，随后推广应用到SZ36-1和QHD32-6油田的完井作业中，并经过多次改进，最终取得了令人满意的效果，并将推广到正准备投入开发的BZ25-1油田、QK18-2油田和吕大三个油田。
随着渤海地区油田的进一步开发，稠油机采井将越来越多，解决稠油井的机采问题具有普遍意义。在已经发现和即将开发的油田中，其中很多是边际油田。减少油田的设备投资，提高油田的经济效益，将关系到这些油田能否开发的问题。尽最大可能延长机组的运行寿命，对提高油田的经济效益具有非常重要的意义。
“一变多控”系统具有以下特点：
·减少变频系统设备数量，提高系统的利用率,减少设备投资。
·为选择合理的生产制度提供一种灵活、可靠、快速准确的井下测试方法。
·变频系统与工频系统互为备份，当某一口井工频系统地面设备发生故障时，变频系统可代替工频系统继续工作。
·解决了如下问题：（1）稠油井中电潜泵起动难的问题；（2）起动过程中，潜油电机电流冲击过大、时间过长问题。从而使潜油机组的起动平稳无冲击，大大延长机组的使用寿命，减少机组和电缆损坏的事故发生。
·为油田管理选择合理的生产制度提供一种灵活、可靠、快速准确的井下测试方法。 “一变多控”系统的先进性：
目前国内普遍采用直接工频启动的方式。
对于稠油油井，国外普遍采用一套变频系统拖动一口井的方式，还没有一套变频系统分别分时拖动多口井的技术。
一变多控系统原理示意图
4、海上完井理念
优快完井：1994年以前，中国海洋石油完成一口2000米的3层防砂完井作业需要10多天，在94年以后随着优快钻完井项目在渤海的成功应用，利用平台有限的空间，完成“横向结合、立体交叉、优化工艺、创新作业方法”等作业模式，节省了钻机时间，提高了作业时效，降低了作业成本，提高了完井质量。
“安全、优质、环保、高效”，
注重前期设计、研究：
针对每个油田实际的地质油藏特征，委托专门的科研机关或单位，研究与其相适应的完井方式，射孔方法及参数，有效的防砂方法，选取合理的完井液性能及生产管柱类型等。少井高产：除少数自喷井外，机采设备大部分采用潜油电泵完井、陆地大多是抽油机采油方式。
交流合作：加强和联管会以及国内外油公司和服务公司的交流，学习先进的完井技术和
管理理念，先后引入了优快作业，套管钻进、小井眼完井、单筒双井等先进技术。
信息传输，实时跟踪
安全方面：井下安全：绝大多数井均使用了井下安全阀、地面安全阀、过电缆封隔器、过油管封隔器等；
作业安全：努力做好环保工作，保护好海洋。通过回收或回注的方式，尽可能做到了零排放。
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
5.3.完井设计的基本理论 5.3.1.完井方式 5.3.1.1射孔完井方式 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下面层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水、气顶和夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，而后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，尾管 50，再对尾管注水泥固井，最后射孔。尾管射和技术套管的重合段一般不小于m 孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固。因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、欠平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本。目前较深的油，气井大多采用此方法完井。 图5.2 套管射孔完井图5.3 尾管射孔完井 5.3.1.2裸眼完井方式
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善井，其产能较高。裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限性很大，例如：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化和压裂等。 5.3.1.3割缝衬管完井方式 割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。这种完井方式油层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与油层相配伍的钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。 5.3.1.4砾石充填完井方式 它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管而不用割缝衬管。
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1～2ft,造斜角(45°～60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20～40ft,造斜角(2°～5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300～800ft,造斜角(6°～20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000～3000ft,造斜角(2°～6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤
海上完井工艺技术和完井理念介绍 1、 序言 海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节，它是衔接海上钻井、工程和采油采气工艺，而又相对独立的系统工程。它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等诸多专业，涵盖上述各个专业的有关内容。作为油气井投产前的最后一道工序，完井工作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。 中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始，至今已有三十多年的历史。自1982年中国海洋石油总公司成立以来，近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快速发展阶段，效果是显而易见的。1986年海上油气年产当量1000×104吨，1997年油气年产当量超过2000×104吨，预计2005年达4000×104吨（见下图），目前近海自营油田和合作油田开发正处于迅速发展阶段。在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过程中，总体上说完井是非常成功的，绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长，在高速开采下保持油气产量的稳定和增长，达到了配产要求。根据中海油开发计划，2003-2005年期间，中海油将新增开发井760口，可见完井工作量将是非常大的。 2001年中国海洋石油在海外上市，成立了中海石油（中国）有限公司，提出要争创国际一流能源公司，提高竞争力，公司在多方面加大了科研投入。就完井生产而言，成立了专门的提高采收率项目组，紧密围绕提高采收率和油井产能，按计划尝试了各种完井新工艺，收到了明显的效果；在此过程中，完井理念也在不断发生变化，从开始传统 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 200020012002200320042005 时间(年) 油气当量 ( 万方 )
第31卷第6期2009年12月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 31 No. 6 Dec. 2009 文章编号：1000 – 7393（ 2009 ） 06 – 0004 – 05 胜利油田水平井完井技术现状及研究展望 赵金洲1 赵金海2 杨海波2 魏新芳2 （1.胜利石油管理局，山东东营 257000；2.胜利油田钻井工艺研究院，山东东营 257017） 摘要：随着水平井在油田开发中应用越来越多，水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点，先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究，形成了较为完善的水平井完井技术体系，为油田的持续生产奠定了坚实基础。 关键词：胜利油田；水平井完井；滤饼酸洗技术；分支水平井完井；膨胀管完井 中图分类号：TE243 文献标识码：A Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2 （1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China; 2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oil?eld, Dongying 257017, China） Abstract: Horizontal?wells?are?applied?widely?in?oilfield?development.?Completion?technology?of?horizontal?wells?is?becoming?hotspot?home?and?abroad.?According?to?characteristics?of?Shengli?Oilfield,?mud?cake?acid?pickling?process,?screen?segmentation?technol-ogy, gravel pack sand control technology for horizontal wells, cementing quality improvement and safe running-in-string technology for horizontal wells, multi-lateral horizontal well completion technology, solid expandable tubing and expandable sand screen are devel-oped,?on?the?basis?of?which?comprehensive?horizontal?well?completion?system?is?formed?and?continuous?production?in?Shengli?Oilfield?is maintained. Key words: Shengli?Oilfield;?horizontal?well?completion;?mud?cake?acid?cleanup;?multi-lateral?horizontal?well?completion;?expand-able completion 近几年，随着油气田开发向低渗透、稠油油藏方向发展，水平井钻井技术在胜利油田得到了广泛应用。随钻测量技术、钻井液技术及水平井完井技术成为推动水平井技术进步的三大支柱。其中，水平井完井技术逐渐受到重视，进入日新月异的发展阶段。国外公司相继研究开发如智能完井［1］、裸眼分段压裂［2］以及膨胀管完井［3］等完井新技术，取得了显著经济效益。国内完井技术［4-8］则立足国情，采取以独立筛管完井、筛管+管外封隔器完井、固井射孔完井为主的完井方式，降低施工风险，控制完井成 本，保证油气田开发效益。 胜利油田相继完成了“八五”、“九五”期间国家级课题“水平井、侧钻水平井完井技术研究”、“十五”期间中石化集团公司科技攻关项目“分支井、大位移井完井技术研究”等重大项目的研究攻关，形成了具有胜利特色的水平井完井技术——筛管完井系列技术、水平井提高固井质量特色技术、膨胀管完井技术等，为水平井完井提供了强有力的技术支撑，为胜利油田提高“两率”奠定了坚实的完井技术基础。 国家重大专项项目： “低渗油气田完井关键技术研究（编号：2008ZX05022-006）”的部分研究成果；国家863项目“膨胀管钻井技术（编号：2006AA06A105）”的部分研究成果。 作者简介： 赵金洲，1963年生。1983年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，从事石油工程技术管理工作，现任副局长。电话：0546-8710317。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
水平井射孔工艺技术 1、简介 水平井工程是近年发展起来的一项新技术，是“稀井高产”的重要手段。水平井技术已成为近50年来石油技术进步的代表象征，这从勘探到提高采收率各个阶段均有着广泛的应用潜力，在实现井网调整，控制流向和完井类型，减少液流损失和调整油藏压力等方面的灵活性，已成为一种油藏完井新方法，而水平井射孔技术则是水平井技术的重要组成部分。四川石油测井公司早在1994年就对水平井射孔技术开始了立项研究，经过几年的研究和现场试验，形成了一整套中、长半径的水平井射孔工艺技术，该技术国内领先，部分技术达国际先进水平，该成果获中国石油天然气集团公司2000年技术创新二等奖。 水平井套管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。实践证明，我们已经解决了上述难题并能保证施工的安全性和可靠性。 2、主要特点 2采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。 2采用弹架旋转的内定向方式，定向精度高且与枪身旋转的外定向方式相比，在相同套管内径下可选择更大直径的水平井射孔枪。 2采用接头旋转扶正环和滚珠枪尾可大大减少起下射孔枪时的摩擦力。 2接头与枪体之间，公母接头之间采用防退扣装置，避免了落枪的可能。 2最新研制的起爆开孔装置可实现水平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。 2可实现全井筒氮气加压起爆方式完成水平井的射孔作业。 2可实现限流压裂的水平井射孔作业。 2利用独创的旁通传压起爆系统能完成水平井的射孔测试联作。 2采用地面监测系统能监测井下各段射孔枪的发射情况。 3、主要技术参数 2射孔枪外径：Ф８９mm 、Ф102mm 、Ф127 mm 2最高工作压力：９０MPa 、105MPa 、90MPa 2延时时间：５—7min 2定向方式：内旋转定向 2定向精度：±５° 2定向率：>９５％ 2发射率：>９９％ 2孔密：１０－２０孔／米 2枪体抗弯能力：３０°／３０米。 4、施工工艺 （1）起爆方式 水平井射孔起爆不同于一般直井射孔，不能采用投棒起爆方式，也不同于一般斜井射孔，它属于超长井段射孔，不宜采用一个压力起爆器的起爆方式。在水平段各点压力值相等，它可以实现几个乃至几十个射孔段的同时起爆，完全满足水平井一次射孔多段的要求，将大大提高工效。四川石油测井公司已成功地应用了三种负压起爆方式，分别是：①液垫或气垫加压力延时起爆器；②油压开孔装置加压延时起爆器；③旁通传压装置加压力起中爆器。
水平井完井方式 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程。目前，常用的水平井完井方式有裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井，带套管外封隔器（ECP）的割缝衬管完井、带套管外封隔器（ECP）的滑套开关完井、预充填砾石筛管完井、阶梯水平井完井、多分支水平井完井等。 1、裸眼完井 适用于碳酸盐岩及其它不坍塌硬地层，特别是一些垂直裂缝地层，如美国奥斯汀白垩系地层。该完井方式工艺简单，钻水平井费用相对较低，但容易引起气、水窜流，修井测井困难，无法进行油层改造，目前使用较少。 2、割缝衬管完井 完井工序是将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外个环形空间。割缝衬管要加扶正器，以保证衬管在水平井眼中居中，适用于有气顶、无底水、疏松砂岩地层。国外油田采用该种完井方式完井时，都在衬管下井前用油溶树脂或石蜡将割缝涂死，生产时靠地温自动化开，免除割缝被钻井液堵死。塔中四油田402高点CIII油组主力部位5口水平井，其中4口都用割缝衬管完井，初产都在千吨以上，临界产量也都在700t/d以上。 图1 割缝衬管完井示意图
3、带管外封隔器（ECP）割缝衬管完井 用割缝或钻孔尾管带多级管外封隔器下入水平井段后，从末端开始逐级将管外封隔器用水泥挤膨胀后固定，可分段进行小型作业措施。 这种完井方式是依靠管外封隔器实施分段的分隔，下一根盲管，以便实现管内封隔。可以分段进行作业和生产控制，这对于注水开发的油田尤为重要。管外封隔器的完井方法可以分为三种形式：套管外封隔器间连接割缝衬管、套管外封隔器间连接可开关的滑套和套管外封隔器间进行射孔完成。管外封隔器逐级通过定位槽定位，用油管或连续油管待双封隔器对准管外封隔器的定压单流阀将水泥浆挤入皮囊内凝固封隔器后分段隔开。 图2 套管外封隔器及割缝衬管完井示意图 这种完井方法适用于各类油层，目前用的较广，可进行分段压裂改造、可酸化解除油层污染、便于测井和修井，尤其对多条垂直裂缝油藏用多级管外封隔器完井，将十分理想。新疆油田分公司，在一口水平井下6只管外封隔器，其中5只检封密封良好。 4、带ECP管外封隔器的滑套开关完井 这种完井方式与前种基本相同，只是将割缝衬管换成多级滑套，用连续油管逐级开关，其关键技术是内径保持一致的滑套开关工具。某油田三叠系长6到长8低渗透层打水平井未取得预期效果，分段压裂一直是困扰低渗透油藏水平井开发的关键技术，曾用液体胶塞加填砂的方法分段压裂，但封隔的有效性难以保证，并可能对油层造成伤害。如果采用滑套完井方式实现低渗透油层分段压裂，可有
海洋石油深水钻完井技术概述 摘要：深水区海洋环境恶劣，台风和孤立内波频发，深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上，研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法，逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系，克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题，满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求，具备了国内外深水自主作业能力。 关键词：深水；钻完井；作业实践；超深水跨越 目前，世界各国高度重视深水油气的勘探与开发，以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术，主导着深水油气勘探开发作业。我国南海是世界四大油气聚集地之一，其中70%蕴藏于深水区。深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域，尤其是在恶劣海洋环境下，如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。因此，研究深水钻完井所具有的特点，把握其发展趋势，对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。1深水钻完井设计面临的挑战 在深水环境钻完井难度很大，深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计，主要面临以下几个方面的挑战： 2.1深水低温 海水温度随水深增加而降低，深水海底温度通常约为4℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，在该温度下容易形成水台物，而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。会使钻井液的黏度和密度增大，钻井液的黏度增大可产生凝胶效应，在井筒流动中产生较高摩擦阻力，增大套管鞋处地层被压开的风险。容易引起钻井液稠化，使其流变性变差。低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢，流体易侵入水泥基体，容易造成油、气、水窜，后续作业无法顺利进行，影响固井质量。 2.2浅层气和浅层流
射孔完井法 射孔完井法是国内外最为广泛和最重要实用的一种完井方法，包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 一. 套管射孔完井 1. 工艺步骤： 套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部并注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道。图1为直井套管射孔完井示意图。 2. 套管射孔完井优点: 选择性射开不同压力、物性油层，避免层间干扰； 避开夹层水、底水和气顶； 避开夹层坍塌； 具备分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作业条件。 图1 直井套管射孔完井
二．尾管射孔完井 1. 工艺步骤： 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。再对尾管注水泥固井，然后射孔。图2为直井尾管射孔完井示意图。 2. 尾管射孔完井优点： 有利于保护油层； 钻开油层前上部地层已被技术套管封固，可采用与油层配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层。 降低完井成本； 减少套管重量和油井水泥用量； 目前较深的油、气井大多采用此法完井。 3. 主要不足： 打开产层和固井中，钻井液和水泥浆对产层侵害较严重。 油气流入井内阻力较大。 尾管 图2 直井尾管射孔完井 三．套管及管柱
1. 套管：优质无缝钢管，一端为公扣，直接车在管体上；一端为带母扣的套管接箍。 2. 套管尺寸： API标准，共14 种尺寸；壁厚：5.21~16.13 mm 1 4 3. 套管钢级： API标准 8种10级H-40, J-55, K-55, C-75, L-80, N-80, C- 90, C-95, P-110, Q-125（数 字×1000为套管的最小屈服强度 kpsi）。 H，J，K，N代表一般强度油套管，C，L，M，T代表限定屈服强度油套管，具有一定的抗硫腐蚀性能。 4. 螺纹类型： API标准：短圆（STC）、长圆（LTC）、梯形（BTC）、直连形（XL）。 5. 套管柱：由同一外径、不同钢级、不同壁厚的套管用接箍连接组成的管柱，特殊情况下也使用无接箍套管柱。
32、什么是复合射孔？ 答：复合射孔技术是一项集射孔与高能气体压裂两项功能一次下井完成的工艺技术。它利用炸药爆炸和火药燃烧的时间差（炸药爆速为微秒级，火药燃速为毫秒级），实现先射孔后压裂。 33、什么是防砂射孔？ 答：防砂射孔主要有大孔径、高孔密和小孔径、高孔密两种方法。另外还有随进式防砂射孔技术，它是在射孔过程中将防砂材料随射孔作业一次性充填到射孔孔道内，起到防砂作用。 34、什么是双复射孔？ 答：双复射孔技术是胜利测井公司2001年研制开发的新技术。它主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。 35、射孔枪有哪几种类型？ 答：射孔枪型：是以射孔枪外径规格来进行分类，目前常用的有60、68、73、89、102、114、127、140等型号。 36、什么是定位射孔技术？ 答：用放射性曲线校正射孔深度是以定位射孔原理为基础的。定位射孔就是在目的层附近选定一个套管接箍为施工深度的参照标准（俗称标准接箍）。用磁性定位器测准标准接箍的深度就等于定位了“目的层”的深度。 37、什么是电缆输送射孔？ 答：电缆输送射孔就是用电缆将有枪身或无枪身射孔器通过套管或油管内输送至井下，用射孔深度控制技术进行定位，对准目的层，地面仪器向射孔器起爆装置供电，引爆射孔器，射穿套管、水泥环、目的层，建立油气水流通通道的一种射孔工艺。 38、什么是油管输送射孔？ 答：油管输送射孔工艺是指把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串接在油管柱的尾端，形成一个硬连接的贯串下入井中。通过测量磁定位曲线或放射性曲线，校深调整贯串对准射孔层位，通过撞击式和加压式两种方式引爆射孔器，对目的层进行射孔。 39、什么是油管（钻杆）输送射孔与地层测试器联合作业？ 答：油管输送射孔与地层测试器联作工艺技术，是将TCP器材与测试器组合在一趟下井管柱中，用油管或钻杆将测试工具和射孔器输送到目的层，进行射孔的同时进行地层测试，一次下井可以完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。 40、什么是全通径射孔？
ICS 75.020 E90 Q/SH 钻井完井工程质量技术规范 Technical specifications of quality of drilling and completion 中国石油化工集团公司 发布
前 言 本标准由中国石油化工集团公司油田企业经营管理部提出。 本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部归口。 本标准起草单位：胜利油田分公司采油工艺研究院。 本标准主要起草人：皇甫洁、张全胜、王桂英、李玉宝、孙骞。
钻井完井工程质量技术规范 1 范围 本标准规定了钻井完井过程中井眼轨迹质量、油层套管、油层保护、固井、井口装置及测井的技术要求。 本标准适用于陆上和浅海油、气、水井的钻井完井。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 SY/T 5127 井口装置和采油树规范 SY/T 5322 套管柱强度设计方法 SY/T 5328 热采井口装置 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5374.1 固井作业规程 第1部分：常规固井 SY/T 5374.2 固井作业规程 第2部分：特殊固井 SY/T 5467 套管柱试压规范 SY/T 5600 裸眼井、套管井的测井作业技术规程 SY/T 5729—1995 稠油热采井固井作业规程 SY/T 5792—2003 侧钻井施工作业及完井工艺要求 SY/T 5955—2004 定向井井身轨迹质量 SY/T 6030 水平井测井作业技术规范 SY/T 6268 油套管选用推荐作法 SY/T 6464－2000 水平井完井工艺技术要求 SY/T 6540 钻井液完井液损害油层室内评价方法 SY/T 6592 固井质量评价方法 3 完井工艺总体要求 3.1完井应立足于保护油气层，减少对油气层的伤害。 3.2各油、气、水层之间应有效地封隔，防止气窜或水窜。 3.3有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油气井长期生产。 3.4应便于修井和井下作业，能够进行各种采油工艺增产措施及各种井下测试。 3.5有利于保护油套管，延长油气井使用寿命。 3.6稠油开采能达到热采的要求。 3.7海上井应满足海上生产作业的安全及环境保护的要求。 3.8完井工艺应简便、安全、可靠。 4 技术要求 4.1 井眼轨迹质量
第一节电缆输送射孔工艺技术 电缆输送射孔按工艺的不同又可分为： 1、普通电缆输送射孔 普通电缆输送射孔是利用油矿电缆把射孔器通过井口防喷器和井内套管下放到一定深度，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种常规射孔方法。 2、过油管射孔技术 过油管输送射孔是利用油矿电缆把过油管射孔器通过井口防喷装置、采油树和井内油管下放到套管中，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种射孔方法，具有较好的防喷能力。 过油管射孔可使用有枪身射孔器或无枪身射孔器，可在不起油管的情况下，用电缆将射孔器通过油管下到目的层进行射孔。能实现带压射孔、不停产射孔，射孔后直接投产，可避免在起下油管时压井所造成产层和环境污染。主要适用于：1、生产井、注水井补孔。 2、带压生产井不停产补孔。 3、套变严重不适于其它射孔器起下的井。 4、小直径套管井。
3、工程射孔 主要包括油管冲孔射孔和套管封串射孔，油管冲孔具有装枪直径小、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿油管而不损伤套管。冲孔作业可实现循环解卡和循环压井的目的。 套管封串射孔具有装枪直径较大、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿套管及水泥环而不射入地层。当油气井中某层因固井质量或其他原因造成的上下层串通时可以进行封串射孔。然后挤水泥达到封串的目的。 4、工程爆炸 主要包括爆炸切割、爆炸松扣。 爆炸切割：当油管、套管或钻杆因各种原因被卡在井内，无法提出时，为了下一
步的施工或是为了减少损失需要上部未卡死的油管、套管或钻杆提出时，可选用 爆炸切割作业。切割弹的型号（包括2寸-31 /2寸油管切割弹，3/2寸-7寸套管切割弹、2寸-51/2钻杆切割弹） 特点和用途： UQ 系列油管切割弹、TQ 系列套管切割弹和ZQ 系列钻杆切割弹采用无杵堵粉末冶金不烧结药型罩、独特的聚能装药结构设计。产品具有切割成功率高、切口平齐、对其它管材无损伤等特点。切割弹可通过电缆输送在油气井内对油管、套管进行切割。 爆炸松扣：当井内管柱因各种原因被卡死需要倒扣退出时，可选用专用的爆炸松 扣器下到需要松开的接箍处，进行爆炸松扣作业。从而起出此点以上的管柱。 施工要求： （一）组装爆炸杆 1. 根据井况资料和工程爆炸通知单的内容，确定导爆索电雷管的型号。 2. 确定用药量 3. 检查导爆索外皮有无损伤，有无断药现象。 4. 将导爆索均匀分布在爆炸杆的周围。 5. 每隔100mm 用白沙带捆扎一道。 6. 用高压绝缘胶带在爆炸杆的两端和中间绑扎三个扶正器。 7. 将电雷管紧附在导爆索的上端，用白沙布绑紧。雷管的一根引线接爆炸杆本体，另一根引线用黑胶布包好，捆扎好的最大外径应小于管柱内径。 （二）爆炸松扣施工 1）当爆炸松扣器进入离卡点以上50m 时，通知井队以卡点以上钻具重量的100%～115%作拉力提升钻具后，再按每千米钻具扭转3～3.5圈给钻具施加反扭矩，然后射孔小队再下放电缆，测量对深曲线，测出卡点以下50m 深度。 2）当测完钻具磁性接箍深度曲线后，用比例尺丈量每个接箍间距离与井队提供的管柱结构数据是否相符，确认无误后，同井队技术人员一起确定松扣深度位置和采用的标准接箍。 3）利用爆炸松扣器的零长和已确定的标准接箍上起电缆，使爆炸松扣器正好对准要松扣的接箍上，通电点火引爆雷管和导爆索，产生爆轰波冲击丝扣，使扣松动，从而达到松扣目的。 （三）爆炸松扣炸药量的选择 爆炸松扣药量的选择应根据卡点深度的不同，钻井液密度大小及钻具钢的差别而选用不同药量。 5、电缆桥塞 电缆桥塞工艺就是根据油气井的封层需要在已射孔的两个层位之间进行封堵，同时可以在分层试油时上返封层。达到预期的分层，封堵进行生产或试油的目的。 该工艺施工时间短，座封深度准确，座封牢固安全可靠。对于两个层位之间距离较近的封堵效果明显优于其它方式。目前电缆桥塞规格为：5寸、51/2寸、7寸、95 /8寸。适用于相应规格的套管。是理想的分层试油或分层采油的封层方法。 施工技术 （一）STS 电缆桥塞压力密封工具工作原理： 位于电缆密封工具上端的电动高温点火器点着后产生火花，引着位 于点
智能完井技术简介 （胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司山东东 营257000） 摘要：智能完井技术是一种新型的完井技术，是目前 最有发展潜力的技术。文章通过对智能完井技术进行简介，以及它的优势，和在胜利油田的应用展望进行阐述。 关键词：石油，智能完井，胜利油田 智能完井是一项新型的完井技术，越来越被石油行业关注。国内外专家认为，石油行业有希望在几年后普及智能技术，来对管理以及维护油井，甚至在十几年之后可以达到人在室内就能够对整个油田就行管理。智能完井就是这种技术，它可以对井下进行永久性的监测以及实时控制，可以多油层同时进行开采，也可以只开采其中某一个油层，可以极大的提高生产率。 1.智能完井技术简介 智能完井技术不同于以往的完井技术，它是一种系统的完井方法，操作者可以远程控制这种技术进行监测井底情况，控制井底压力以及控制原油的生产，这种技术不需要把油管起出，只需要一台PC机以及一个地面调解器就足够了，可 以随时对井身结构进行配置以达到最优化效果，此外能够24
小时实时的对油层进行管理以及获取井下温度和压力等资料。 智能完井通常由三大部分组成： （1）在井下安装的永久传感器组，这些传感器组在井筒中合理进行分配，可以监测井下的压力、温度等参数。 （2）可以在地面对井下的状态进行控制的装置。像可以进行遥控的井下分割器、封隔器，可以对油层之间进行控制的阀门，控制井下安装的节流器的开关等。 （3）井下数据实时采集和控制系统，这个系统可以对井下的信息实时的收集反馈到地面并根据信息进行一系列的操作。 2.智能完井优点 智能完井是一种新型的完井技术，与常规的完井技术对比，优势明显，由以下几个方面可以看出。 （1）智能完井可以在地面进行遥控，管理非常方便，特别适合在一些偏远地方使用，比如沙漠，山区或者海上的油田。 因为使用智能完井技术在地面上就可以对控制阀流入的位置进行识别，而且还可以不进行关井，只需要在地面上进行操作控制，就能够完成选择性的打开或者关闭所需要的油层，从而对井身结构进行重新配制。 （2）智能完井可以实时的对井下进行监测，并把所测
第六章射孔工艺技术 射孔完井是目前国内外使用最广泛地完井方法。射孔技术是指将射孔器用专用仪器设备输送到井下预定深度，对准目的层引爆射孔器，穿透套管及水泥环，构成目的层至套管内连通孔道的一项工艺技术。它包含的主要内容有：射孔器材、射孔工艺、射孔对油气井产能的影响、射孔评价以及射孔器材的检验等方面。涉及到包括数学、物理学、地质、钻井、测井、油臧工程、机械、火工等多学科的专业理论。所以，射孔是一门综合性比较强的石油工程技术。 自射孔被应用于油气井以来，从子弹式射孔到聚能式射孔，从简单的电缆输送射孔到油管输送射孔，穿深从十几毫米到上千毫米，射孔工艺技术自20世纪70年代以来，得到了比较快的发展。目前的射孔已不仅仅是沟通地层与井筒通道的工艺技术，它又增加了改造油气层、提高油气产量的任务。随着油气勘探开发难度的加大，油藏工程师们对射孔工艺技术的要求也越来越高，他们希望射孔对地层的穿透更深、对产层的伤害最小、完善系数高，能获得很理想的产能。因而，改进射孔工艺、优化射孔设计是完井试油中的重要环节。 目前，世界各国的射孔技术按输送方式基本可分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管（钻杆、连续油管）输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹式射孔技术、聚能式射孔技术、水利喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。应用最广泛地是电缆输送聚能式射孔技术。 复合射孔技术因其独特的射孔增产机理而被越来越广泛地应用于现场。激光射孔技术也已完成初步试验，相信在不久的将来会成为一种有效的射孔工艺技术而被广泛应用。射孔技术的发展趋势将向综合化、集成化、高穿深、无污染的方向发展。 第一节射孔原理
本节只对目前应用比较广泛的聚能射孔技术进行全面描述，其它射孔技术只进行简单介绍。 一、聚能射孔原理 聚能射孔技术产生于1946～1948年间，是从反装甲武器中演变而来。 聚能射孔技术是指由聚能射孔弹与其它部件组合对地层进行射孔的技术。这项技术的关键单元是聚能射孔弹。聚能射孔弹由三个基本部分组成：弹壳、炸药和药型罩，其结构如图4-1所示。 药型罩一般为锥型或抛物线型，它是由拉制的铜合金或是由铜、铅、钨等金属粉末压制而成。制造弹壳的材料比较多，有纸、陶瓷、玻璃、金属等，金属弹壳是应用最广泛的弹壳材料。 炸药是射孔弹穿孔的动力源，其技术参数直接影响到射孔弹的穿孔性能。射孔弹的炸药主要有RDX（黑索金）、HMX（奥克托金）、HNS（六硝基砥）、PYX（皮威克斯）、TACOT（塔考特）等5种。 聚能射孔弹是利用聚能效应进行穿孔的。所谓聚能效应是利用装药一端有锥型或抛物线型空穴来提高装药对空穴前方介质局部破坏作用的效应。当雷管将主炸药引爆后，主炸药产生的爆轰波到达药型罩罩面时，药型罩由于受到爆轰波的剧烈压缩，迅速向轴线运动，并在轴线上发生高速碰撞挤压，药型罩内表面的一部分金属以非常高的速度向前运动。随爆轰波连续地向药型罩底部运动，从内表面连续地挤出速度大于6000m/s的具有极高能量的金属流，该金属流沿轴线方向对目标靶进行挤压穿孔，图4-2为聚能效应示意图。聚能效应是炸药爆炸作用的一种特殊形式，它之所以具有穿孔（破甲）作用，根本原因在于能量集中。 二、水力射孔原理