完井方法及优选
完井作业是油气田开发工程的重要组成部分，与钻井作业一样，在完井作业过程中也会造成油气层污染。如处理不当，就会严重影响油气井的产量。因此，了解完井过程中油气层损害的特点、保护油气层的完井技术、选择最适合油层特点的完井方法十分重要。
1．目的意义
完井方法是指油气井筒与油气层的连通方式，以及为实现这种连通方式所采用的井身结构、井口装置及有关技术措施。
完井作业的任何一个环节，如钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化压裂等，都会引起不同程度的污染产层。一般产层污染有三种类型：（1）岩石孔隙通道被钻井液、固井液、修井液固体颗粒所堵塞；
（2）进入地层的淡水引起黏土膨胀和分散；
（3）渗进地层的液体形成乳化液。
这些污染造成产层渗透效率减低，油井产量下降。因此，选择合适的完井方法法，可减少对油气层的损害，提高油气产量，延长油气井寿命。
国内外对完井特别重视，进行了大量研究，美国油气井完井方法设计要要收集地质、工程、油层损害等方面的数据29项，用完井设计软件进行处理，选择出最优的完井方法。原苏联研制了完善井底结构的优化程序。把产层分为裂缝型、裂缝孔隙型、空隙裂缝型及孔隙型四类。按产层的厚度、岩石强度、渗透率、岩石颗粒的均匀性及压力梯度等数据优选出11种完井井底结构。
尽管完井方法很多，但住主要还是以射孔完井为主，约咱占90%以上。我国采用的完井方法也以固井射孔为主，个别地层采用裸眼完井，
少数热采井或出砂井采用砾石充填完井，也有的用永久完井、无油管或多管完井。
水平井完井除了采用裸眼完井、多级套管封隔器完井外，还采用了割缝衬管和绕丝筛管完井，
2．完井方法类型及特点
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。
2．1．裸眼完井
所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。
其优点是：
（1）减少油气层污染；
（2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采；
（3）一般不需要射孔，减少射孔污染；
（4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井；
（5）后期采用砾石充填可保持高产。
其缺点是：
（1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响；
（2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰；
（3）无法进行选择性酸化压力；
（4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦；
（5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。
裸眼完井法的使用条件是：
（1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层；
（2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层；
（3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层；
（4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。
裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种：
图1先期裸眼完井
（1）先期裸眼完井
先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。如图1所示。有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。如图2所示。
图2先期裸眼加射孔完井
（2）后期裸眼完井
后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。如图3所示。
图3 后期裸眼完井
先期裸眼比后期裸完经优越在于：
（1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；
（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染；
（3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理；（4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。
2．2．射孔完井
射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。
图4 射孔完井
射孔完井的优点是：
（1）能有效地封隔和支撑跨塌层；
（2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；
（3）可进行无油管或多油管完井；
（4）除裸眼完井外，比其他完井都经济。
射孔完井的缺点：
（1）油层受洗井液污染最严重；
（2）油气流动通道受到限制，产量比裸眼井低。
射孔完井是水动学不完善井，产量比裸眼井低。
射孔井适用的条件：
（1）有气顶、或有底水、或含水夹层、易跨塌层等复杂地层；
（2）需要分层开采、分层测试、分层注水等的储层；
（3）需要进行酸化压裂的低渗透层；
（4）砂岩及碳酸盐岩储层。
2．2．1．射孔完井的分类
（1）套管射孔完井；
（2）尾管射孔完井；
图5 尾管射孔完井
尾管射孔完井是指钻至油层顶界，下技术套管注水泥固井。然后钻开油气层至设计井深，将油层套套管用钻柱下入预定位置，用尾管悬挂器将油层尾管悬挂在技术套管上，再注水泥固井。注意尾管与技术套管
必须重合50米以上或更多。最后对其进行射孔作业。尾管射孔完井油层污染小，还可节约成本。尾管射孔完井一般用于较深的油气井。
（3）单管射孔完井
单管射孔完井就是单一套管射孔完井。其主要特点是在一口井内下一根油管柱，一次开采一层或产层性能和压力相近的多油气层。如各层压力相差很大，则需要分层开采，一般是从底部向上逐层开采。
图6 单管射孔完井
（4）多管射孔完井
多管射孔完井又叫多层完井或平行管多层完井。它是在油层套管内下入两根或两根以上的油管柱，以同时开采压力不同的多层油气层。采用这种完井法各个油气层需要用封隔进行分隔。
（5）封隔器射孔完井
他是将封隔器装在套管上下入油层部位，注水泥时靠液压作用张开封地层，然后射孔。其主要特点是有效封隔油气层、防止产层污染和油气窜流。
2．3．割缝衬管完井
这种方法是将油层套管下到油气层顶部固井，然后钻开油气层。在油气层部位下入预先加工好的割缝套管或打孔套管，用衬管悬挂器将其悬挂在油层套管上，并将套管和衬管的环空密封起来。油气流经过割缝衬管的缝或打孔套管的孔进入井筒。
图7 衬管完井
图8 割缝衬管完井
割缝衬管完井的使用条件是：
（1）无气顶、无底水、无含水夹层及易垮塌层的储层；
（2）单一储层，或压力、岩性基本一致的多层储层；
（3）不准备实施分隔层段及选择性处理的储层；
（4）岩性比较疏松的中、粗砂岩储层。
2．4．砾石充填完井
所谓砾石充填完井是指将绕丝筛管下入油层部位，然后在筛管与井眼环空充填砾石，封隔筛管以上的环空完井。这种方法的特点是防止油层出砂和提高产层的产量。
使用条件是地层结构疏松、出砂严重、厚度大、不含水的单一油层，可消除注水泥和射孔作业对油层的损害。一般稠井都采用砾石充填完井，它是目前的一种最新完井方法。砾石充填完井又分为预充填和井下充填、裸眼充填和管内充填。
图9 井下砾石充填完井
图10 裸眼砾石充填和套管砾石充填完井
图11 绕丝筛管
3．水平井完井方法
目前水平井完井的主要方式有：
（1）裸眼完井；
（2）割缝衬官完井；
图12 水平井裸眼完井
（3）带管外封隔器的割缝衬管完井；
（4）套管射孔完井；
（5）砾石充填完井。
3．1．水平井裸眼完井
这种方法的优点是成本低、储层不受污染、使用可膨胀式双封隔器可进行分层开采。最大缺点是井眼易垮塌、难以避免油气窜流。3．2．水平井割缝衬管完井
目前的多底井和分支井的完井大多采用割缝衬管完井。
图13 水平井衬管完井
3．3．射孔完井
大多数水平井的射孔完井是尾管射孔完井。
图14 水平井射孔完井
图15 水平井分支井完井
3．4．管外封隔器完井
这种完井方式是依靠管外封隔器实施分层封隔油气层，可以按层段进行作业和生产控制。这对注水开发油井很利。可分为三种形式：
（1）带封隔器的割缝衬管完井；
（2）带封隔器的滑套完井；
（3）带封隔器的衬管射孔完井。
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
第八章完井设计 8.1 海洋完井工程的原则与操作程序 完井，顾名思义指的是油气井的完成，科学地讲是根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间最合理的连通渠道或连通方式，也包括确定最合理的井筒尺寸。 1、海洋完井工程的原则 （1）尽可能减少对油气层的伤害，使油气层自然产能得以更好地发挥； （2）提供必要条件来调节生产压差，从而提高单井产量； （3）有利于提高储量的动力程度； （4）为采用不同的采油工艺措施提供必要的条件，方便于长期的采油，并有利于保护套管、油管，减少井下作业工作量，延长油气井寿命。 （5）近期和远期相结合，尽可能做到最合理的投资和操作费用，以海洋油气田开发的综合经济效益最高为目标。 2、海洋完井工程操作程序 如图8-1所示。首先，在方案设计阶段，要在勘探以及探井所取得的油气藏资料的其体下进行地质开发方案设计，在此基础上进行的完井工程方案设计是为了确保地质开发方案的顺利实施并满足地质开发方案的要求。完井工程方案确定后，再进行钻井工程方案的设计，而钻井工程方案必须确保完井工程方案的实施并满足完井工程方案的要求。其次，在实施阶段，则是先进行钻井，然后进行完井，建好井后交生产部门，油气井进入开发阶段。 图8-1 海洋完井工程操作程序
8.2 井眼力学稳定性和出砂判定 8.2.1井眼力学稳定性判定 海洋完井方法包括：海洋裸眼系列完井、分段完井、水平井均衡排液完井、分支井完井、大位移完井、深水完井、智能完井。其中只有裸眼完井不具备有支撑井壁的功能，而其它的完井方法均具有支撑井壁的功能。但由于裸眼完井的优点突出，在选择完井方法时，需要考虑是否满足裸眼完井的条件。生产过程中井眼的力学稳定性判断的目的就是要判定该井是采用能支撑井壁的完井方法还是裸眼完井。 井眼的稳定性受化学稳定性和力学稳定性的综合影响。化学稳定性指油层是否含有膨胀性强容易坍塌的黏土夹层、石膏层以及盐岩层。这些夹层在开采过程中，遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动，从而导致油层失去支撑而垮塌。 采用Mohr-Coulumb剪切破坏理论判断井眼力学稳定性，不考虑热应力的影响，按照忽略中间应力的Mohr-Coulumb剪切破坏理论，作用在岩石最大剪切应力平面上的剪切应力和有效法向应力为： τmax= σ1?σ2 σN=σ1+σ3 ?p s 式中τmax——最大剪应力，MPa； σN——作用在最大剪切应力面上的有效法向应力，MPa； σ1——作用在井壁岩石上的最大主应力，MPa； σ3——作用在井壁岩石上的最小主应力，MPa； p s——地层空隙应力，MPa。 根据直线剪切强度公式，计算井壁岩石的剪切强度，即： τ=C?+σN tanφ C?=1 2 σc?σt φ=90°?arc cos σc?σt σc+σt 式中τ——油层岩石的剪切强度，MPa； C?——油层岩石的内聚力，MPa； φ——油层岩石的摩擦角，（?）； σc——油层岩石的单轴抗压强度，MPa； σt——油层岩石的单轴抗拉强度，MPa； σN由式（8-1）计算出的有效法向应力，MPa。 式（8-2）表明，只要已知油层岩石的单轴抗压强度σc和抗拉强度σt，便可以计算出油层岩石的剪切强度τ。若由式（8-2）计算出的油层岩石剪切强度大于由式（8-1）井壁岩石最大剪切应力，即τ>τmax，表明不会发生井眼的力学不稳定，可以采用裸眼完井方法；反之，将发生井眼的力学不稳定，即有可能发生井眼坍塌，因而不能采用裸眼完井方法，必须采用支撑井壁的完井方法。计算 得到τmax=σ1?σ2 2 =0.173MPa，τ=C?+σN tanφ=3.5028MPa，显然 τ>τmax，此时井壁稳定。详细计算见附录。 8.2.2 出砂判断
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
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
浅析完井新技术的创新应用方案 为了适应现阶段经济发展的要求，进行完井新技术的应用是必要的，这需要进行封堵模块、射孔模块、完井测试模块、一体化管柱模块等的协调，进行原有射孔联作管柱技术的优化，进行裸眼旁通模块的应用，确保其整体作业步骤的优化，实现整体作业施工成本的控制，进行后期施工风险的降低，这种管柱结构实现了对油管、液压封隔器、特殊堵头、油管挂等的应用。 标签：完井技术；可捞式封堵管柱；油管堵塞器；技术创新 1 智能完井技术概念及发展前景 （1）智能完井技术需要进行井下完井管柱的应用，需要进行自动控制仪器、传感器组件等的安装，整体来看，智能完井系统具备良好的信息采集功能、信息传输功能，其能够进行井下生产状态、油藏状态等的分析，具备良好的完井管柱数据分析及管理能力，通过对远程控制方法的应用，进行油藏动态及生产动态的有效性控制。在实践模块中，完井技术需要进行控制阀及传感器的使用，进行一井多用模式的应用，实现同采同注模式的应用，这需要进行地面遥控方式的应用，进行单井多层模式、多分支选择性生产模式的开展，进行不同层流动状况的分析，避免出现串流状况，实现监测模块、采集模块等的实时性检测，进行井下数据的及时型反馈，实现生产工作模块的优化，保障油藏经营模块及生产管理模块的协调，实现工程整体采收率的增强。 在工程实践模块，完井系统主要由以下部分构成，分别是井下生产流体控制模块、井下信息采集传感模块、井下数据传输模块、连通系统模块、反馈系统模块、地面数据采集模块等。在这个环节中，多种传感器构成了井下信息采集传感系统，水力操作模式及电缆操作模式是井下生产流体控制系统的重要组成部分，完井系统的工作核心为井下传感器工作模块及控制模块。在井下数据传输模块中，其需要实现地面计算机与井下工具的连接，这需要进行井下电缆双绞线的使用，满足地面数据采集的工作要求，通过对分析系统、反馈系统等的应用，进行各种数据信息的处理。 （2）实践证明，通过对完井系统的应用，有利于满足油藏工作及油田工作的要求，通过对智能完井技术方案的完善，有利于满足现阶段跨井通信工作的要求，比如進行传感器监测模式的应用，做好深水复杂油井的相关工作，满足陆上油藏或者浅水油藏的工作要求。为了适应现阶段油藏工作的要求，必须进行完井技术方案的优化，进行连续模拟模块、数据测量模块、井下工序控制模块的协调，实现数据采集系统的健全，实现其整体精度的增强，进行油藏构造的深入性了解。 完井技术具备良好的发展前景，在油藏管理模块中，通过对完井技术方案的优化，避免对井进行干浅，通过对完井技术方案的优化，有利于实现油井的自动化工作，实现相关工作处理模式的应用，确保工作模块中，井下海底生产设备与地面设备的良好匹配，进行整体工作效率的增强，增强油藏工作的整体可靠性。
完井工程 完井工程定义: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，直至投产的系统工程。 完井工程的内容 （1）岩心分析及敏感性分析 根据勘探预探井或评价井所取的岩心，进行系统的岩心分析和敏感性分析，并根据实验分析的结果，提出对钻开油、气层的钻井液，射孔液，增产措施的压裂液、酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 岩心分析及敏感性分析项目如下： 1）岩心分析：常规分析、薄片分析、X射线衍射（XRD）、电镜扫描（SEM）。 2）敏感性分析：水敏、速敏、酸敏、碱敏、盐敏。 （2）钻开油层的钻井液 钻井液的选择，主要是考虑如何防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层的损害，同时又考虑到安全钻进的问题，如钻遇高压层、低压层、漏失层、岩盐层、石膏层和裂缝层时的钻井液，根据测井资料、岩心分析、敏感性分析数据和实践经验去选择钻井液类型、配方及外加剂。 （3）完井方式及方法 根据油田地质特点及油田开发方式和井别，按砂岩、碳酸岩盐、火成岩和变质岩等岩性去选择完井方式，完井方式基本分为两大类，即裸眼完井和套管射孔完井。裸眼完井又有不同的方法，如裸眼、割缝衬管、绕丝筛管砾石充填；射孔完井也有不同的方法，如套管射孔、尾管射孔、套管内绕丝筛管砾石充填等方法。 （4）油管及生产套管尺寸的选定 根据节点分析（Nodal Analysis）即压力系统分析，进行油层——井筒——地面管线敏感性分析。油管敏感性则是根据油层压力、产量、产液量、流体的粘度、增产措施和开采方式等方面的综合分析去选定油管的直径，然后根据油管尺寸去选定生产套管尺寸。过去传统的作法是先选定生产套管尺寸，然后再确定油管尺寸。现代完井工程没有沿用过去传统概念和做法，而是建立了用油管尺寸去确定生产套管尺寸的新思路和新方法。 套管系统设计本应包括表层套管、技术套管与生产套管，但这里仅仅论述了生产套管设计，至于表层套管和技术套管，它有专门的设计要求，这应按钻井工程要求进行设计，这里就不涉及了。 （5）生产套管设计 以下述井别、油气层物理性质、地应力及工程措施等方面的资料，作为套管设计基础依据： 1）井别：油井、气井或注蒸汽采油井、注水井、注气井或注汽井。 2）油层压力及油层温度。 3）地下水性质、pH值、矿化度以及对套管的腐蚀程度。 4）天然气中是否含H2S或CO2等腐蚀性气体。 5）油层破裂压力梯度，压裂、酸化增产措施的最高压力。 6）地应力走向、方位及大小。 7）注蒸汽时的压力、温度。 8）盐岩层的蠕动。 9）注水开发后的压力变化及油层间窜通状况。 10）油层出砂情况。 根据选定完井方式，在依据上述因素，选择套管的钢级、强度、壁厚以及连接螺纹类型和螺纹密封脂的类型，以及上扣的扭矩等。若用衬管完成，这要设计悬挂深度及方式。对于注蒸汽井，这要考虑到套管受热时套管螺纹承受的拉力和螺纹的密封性，以及预应力完成。对于定向井、水平井，同样考虑套
我国油气田井开采的基本方法 目录 第一章油气井的基本概念 第一节油气井的基本概念 第二节不同类型气藏的压力特征 第三节油气流动特点 第四节油气的采输 第二章采油采气井控的基本概念及特点 第一节压力的概念及相互关系 第二节采油采气井控 第三章采油采气井控的基本装备 第一节采油采气井的井控设备 第二节采油采气井下管串 第三节井口井控设备 第四节采油气流程 第四章采油采气井控 第一节采油采气井控设计基本要求 第二节采油井的井控 第三节采气井井控 第四节注入井井控 第五节长停井、废弃井井控 第六节含硫化氢井的井控 第五章高压油气井操作规程及应急管理 第一节高压油气井操作规程 第二节油气井的压井技术 第三节井控应急管理 第六章附录 附录1:中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定([2006]47号) 附录2:中国石化股份有限公司采油采气井井控安全技术管理规定([2006]426号) 附录3:华北石油局、华北分公司采油采气井井控实施细则 附录4:油气井井喷着火抢险作法
第一章油气井的基本概念 随着油气勘探开发领域的不断延伸和扩大，特别是深层、高压油气藏的开发对井控和相关人员的技术要求也越来越高。震惊中外的2003年12月23日四川开县“罗家16H”井特大恶性井喷、硫化氢泄漏事故，再次提醒人们油气井井喷就是事故，井喷失控或着火是油气勘探开发中性质最为恶劣，损失难以估计的灾难性事故。地层流体(油，气、水)一旦失去控制就会导致井喷和井喷失控，就会打乱正常的采油采气生产秩序，甚至毁坏采输设备、破坏油气资源、污染自然环境，危及生产人员和油气井的安全。也由此产生了涵盖油气井勘探开发全过程的钻井、测井、录井、测试、井下作业、油气生产、注水(气)和报废井弃置处理等各环节的大井控理念，形成了钻井井控、作业井控、采油采气井控三项配套的井控技术系列。 与钻井井控、作业井控经历的经验、理论、现代井控发展阶段及配套的装备、工艺技术相比，采油采气井控工艺技术因其特殊性正在探索和走向成熟。一些高级别的先进的井控装置，大大地增强了采油采气监测、控制和处理突发事件的能力。本章是学习采油采气井控工艺技术的基础，从基础理论入手设置了油气井的基本知识、不同类型油气藏的压力特征、油气流动特点三节内容。力求让学员从先进、实用、操作性上，掌握学习采油采气井控的必备基础知识。 第一节油气井的基本概念 人们为了取得地下水开凿了水井。水井实际是水层与地面的通道。石油和天然气是埋藏在地下的宝贵矿产资源，为寻找开采和利用这些资源把它开采出来，也需要在地面和地下油(气)层之间建立一条油气通道，称为油井。 一般把进行油气勘探、索取油气层地质资料和开采石油、天然气所钻凿的岩石通道，统称为油气井。为使油气井在油田开发过程中充分发挥作用，取得较好的经济效益，必须了解和掌握油气井的钻凿、油气井的完井井身结构、井身质量等方面的基础知识和工艺技术，对于采油采气和充分利用油气资源有着极为重要的意义。 一、油气井的基本知识 自然界中，某些矿藏深埋在地下，要想把它们开采出来，需要在地面和目的层之间建立一条通道，这条通道称为井。井的最古老的说法如水井就是水层到地面的取水通道。一般矿山把煤层、矿层到地面的运煤、运矿石的垂直通道叫竖井或斜井。油气工业把油气层至地面的采油气通道称为油气井。典型的石油钻井如图1-1所示。 1.油气井的定义
《油气井工程综合（901）》考试大纲 一、考试要求 本课程主要内容是掌握与油气井工程相关的钻井工程、完井工程的基本工艺原理和关键技术知识，为学生从事油气井工程研究、设计与作业方面的工作提供基本的专业理论和方法。本课程要求考生注重对基础知识的理解和分析，把基础知识和理论转化为理解和分析能力。考试中体现既测试基本知识、基本理论的掌握程度，又测试理解、分析和解决问题的能力。 二、考试内容 （一）钻井工程（60分） 1.地下各种压力及井身结构 （1）地下各种压力概述 （2）井身结构设计 2.岩石的工程力学性质及钻头 （1）岩石的工程力学性质 （2）钻头 3.钻柱 （1）钻柱的各部分结构 （2）钻柱的工作及受力 （3）钻柱强度设计
4.钻进参数确定 （1）钻井液流动特点及流变模式（2）钻进过程基本关系 （3）钻进循环流动压耗计算 6.油气井固井 （1）套管柱强度设计 （2）固井注水泥工艺 （3）提高注水泥质量的措施 7.油气井压力控制 （1）井底压力及钻井液密度确定（2）溢流的发生、发现及关井（二）完井工程（40分） 1.完井工程基础 （1）概述 （2）油藏地质与油藏工程依据（3）岩心分析与敏感性评价 2.油气井完井方法 （1）直井完井方法 （2）完井方法选择 3.完井液与储层保护 （1）完井液 （2）完井过程储层伤害与保护
（3）钻开油气层引起伤害的机理 4.射孔 （1）射孔器与射孔工艺 （2）射孔参数及其对产能的影响规律 三、推荐教材 1.《钻井工程》，龙芝辉，中国石化出版社，2010年，ISBN：4. 2.《完井工程》，李根生、翟应虎，中国石油大学出版社，2009年，ISBN：4
第二章完井方式选择 完井方式选择是完井工程的重要环节之一，目前完井方式有多种类型，但都有其各自的适用条件和局限性。只有根据油气藏类型和油气层的特性去选择最合适的完井方式，才能有效地开发油气田，延长油气井寿命和提高其经济效益。合理的完井方式应该力求满足以下要求： （1）油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小； （2）油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小； （3）应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰； （4）应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产； （5）应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举升和井下作业等条件； （6）稠油开采能达到注蒸汽热采的要求； （7）油田开发后期具备侧钻的条件； （8）施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式 射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 （1）套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下油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。如图2-1所示。 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、底水和气顶，避开夹层的坍塌，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。 （2）尾管射孔完井 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,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。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m.再对尾管注水泥固井，然后射孔。如图2-2所示。
目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。 1．裸眼完井 所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。其优点是： （1）减少油气层污染； （2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采； （3）一般不需要射孔，减少射孔污染； （4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井； （5）后期采用砾石充填可保持高产。 其缺点是： （1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； （2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； （3）无法进行选择性酸化压力； （4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； （5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 裸眼完井法的使用条件是： （1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层； （2）无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层； （3）单一厚储层或压力、岩性均质的多层储层； （4）不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。 裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种： （1）先期裸眼完井 先期裸眼完井是指钻至油气层顶部下套管固井，然后钻开油气层。如图1所示。有的厚油层上部有气顶或顶界有水层时，可将套管下过油层顶界，进行裸眼完井，必要时射开其中的含油层，称为复合型裸眼完井。如图2所示。 后期裸眼完井是指直接钻开油气层，然后下套管至油气层顶部注水泥固井。如图3所示。先期裸眼比后期裸完经优越在于： （1）排除了上部地层的干扰，为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件；（2）缩短了洗井液对对产层的侵泡时间，减少油气层污染； （3）钻开产层后，如遇到复杂情况，可将钻柱起到套管内进行处理； （4）消除高压油气层对固井质量带来的影响。 2．射孔完井 射孔完井是将套管下入油气层底部注水泥固井，然后进行射孔将油层与井眼连通起来。 射孔完井的优点是： （1）能有效地封隔和支撑跨塌层； （2）能分隔不同压力和不同特点的油气层，可进行分层测试、分层开采和酸化压裂；（3）可进行无油管或多油管完井；
完井方法：贯眼完井与衬管完井 贯眼完井法 这种方法是用同一尺寸的钻头钻穿油，气层，然后下油层套管注水泥固井。特点是正对着油，气层部位的套管是带眼的，一般为园孔，也可以做成割缝的孔，在油，气层顶部的套管外面装有水泥伞，水泥伞是一把倒置的用钢片做筋的帆布伞，以阻止环形空间的水泥浆下流堵塞油，气层；注水泥时水泥浆从注水泥短节的孔眼向外返出，注水泥短节下部的套管内装有反向的单流凡尔，防止水泥浆从套管中下沉。固井后，再把水泥塞和倒装的单流凡尔钻掉下入油管完井。 贯眼完井法的优点是：井身结构比较简单，油、气层裸露面积大，能防止油层塌坍。缺点是水泥伞易被压坏，使水泥浆侵入油，气层，在水泥凝固期间油、气层部位的泥浆稠化，给以后的洗井投产带来困难；在生产过程中油，气层出水后不易封堵水层。由寸：这些缺点的限制，所以此法目前使用较少。 衬管完井法 衬管完井法是钻至生产层顶部下套管固井，换小钻头钻开油，气层，然后在油，气层部位下入带割缝眼的衬管。衬管可以直接座于井底，适用于油，气层薄、衬管短的情况。也可以通过衬管顶部的衬管悬挂器把衬管的重量悬挂在油层套管上，并密封套管和衬管之间的环形空间，适用于油，气层厚度大，衬管较长的井。 割缝筛管是在石油套管或油管上用多种方式切割出多条一定规格的纵向或螺旋直排式缝隙。采用特殊超薄切割片和光束切割后而成，其缝宽（0.2— 0.4）mm（根据客户需求而定），缝长可大于20mm （可根据用户需求而定）。缝截面为矩型和梯形两种，缝隙的布置可根据用户要求进行加工。本产品防沙性能好、无堵塞，提高采油质量，多用在水平井、侧钻井和分枝井中。国外同类井完井方式可达90％以上采用石油割缝筛管，是当前特殊采油工艺首选的配套专用管材。 对于一些油、气层较疏松，出砂较严重的油、气井，为了更好的支撑井壁，防止形成砂堵，可在衬管与井壁的环形空间人为的充填—层一定尺寸的砾石，这种方法称为砾石衬管完成法。 砾石衬管完井法需在钻开油，气层后采用偏心钻头扩眼，然后下入衬管，再用洗井掖将砾石送至衬管与井壁的环形空间内，也可以在地面上将砾石放好在预制的砾石衬管(即双层衬管中间预先充填好砾石)内，然后下入并内。 充填的砾石与衬管可起双层阻砂作用，防砂能力强，油，气层裸露面积大，可防正井壁坍塌。砾石衬管完成的缺点是：有夹层水时不宜采用，施工亦较复杂，一般在疏松的砂岩油，气层中采用。 从完井方式上讲： 贯眼完井属于后期完井，即先打开产层再固井； 衬管完井属于先期完井，即先固井后打开产层，再甩衬管。 从套管柱结构上讲： 贯眼完井套管柱结构是：套管+与之等径割缝套管，即套管与割缝套管一体下入； 衬管完井套管柱结构是：套管固井后，再下入小尺寸割缝套管，即套管与割缝套管先后下入。 从后期处理上讲： 贯眼完井的割缝套管不能再取出； 衬管完井的割缝套管可拔出进行扩孔和加深作业。
石油工程专业—油气井工程模块 ●油气井工程学科对国民经济和社会发展的重要作用 油气井工程是建设地面通往地下油气资源通道的综合性工程技术，是发现和开采地下油气资源必需的直接手段，其投资约占整个石油天然气勘探、开发成本的50%左右。油气井工程是多学科综合的应用学科，深井、复杂井、海洋井的钻井能力历来是一个国家综合科技水平的具体体现。 我国国民经济的高速发展和人民生活水平的持续提高，造成了对油气能源需求的大幅度增加。为了满足国家对油气能源的需求、保证国民经济的良性持续发展，我国的油气勘探开发技术、尤其是油气井工程技术必需有大的进步：以更低的成本、更快的速度，发现、利用更多的石油和天然气。而目前油气井技术已成为提高油气勘探开发的瓶颈之一,因此，油气井工程学科应是国家重点发展的学科之一。 ●西南石油大学本学科点的历史 西南石油大学的“油气田开发工程”学科最早起源于1958年该校的“开发系”及其下设的“钻井、采油、油藏工程、油气田开发、油田化学、海洋石油工程”共6个本科专业和相应的研究室、教研室，分别于1958、1978、1986、1991年开始招收本科、硕士、博士和博士后，于1988年成为国家首批重点学科。当时该学科包含“油气田开发工程”与“油气井工程”两个学科方向，1990年国家将其调整为“油气田开发工程”和“油气井工程”两个新的二级学科，“油气井工程”即成为单独的国家重点学科。该学科点于2001年通过了教育部的再次申报、评审，继续保留国家重点学科。 本学科学术方向： 钻井过程控制理论与技术：在钻井过程中的井眼轨迹控制、破岩清岩控制、钻井信息技术、钻井过程仿真等领域连续承担了国家“863”项目、国家自然科学基金项目、省部级项目和油田协作项目。在三维井眼轨迹计算方法、井底水力增压机理、深井复杂井防止井下事故、提高机械钻速、井下参数测量、钻井过程仿真、“虚拟现实”模拟及数据处理技术等研究领域取得了重要进展，参与了国内油田大位移井、小井眼短半径侧钻水平井、深井超深井复杂井钻井等重大工程项目的设计和施工，并提供了技术和决策支持。 油气井工作液化学与力学：以井筒工作液化学与流体力学的功能控制、化学处理剂研制与作用机理分析、工作液与环境（压力、温度、地层、流体等）相互作用等基础研究为重点，研究解
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，并把所测的数据资料及时的传递到地面进行保存，这样就能保证资料的连续性，就不会像以前一样由于不稳定试井进行分析从而引起资料的不确定以及模糊性。 （3）智能完井所监测的资料内容广泛，包含的信息量大，对油藏的管理有显著的帮助。使用智能完井技术获取的资料比通过传统的手段如短期测试，可以得到更多关于油藏的资料，这些资料为
完井方法及优选 完井作业是油气田开发工程的重要组成部分，与钻井作业一样，在完井作业过程中也会造成油气层污染。如处理不当，就会严重影响油气井的产量。因此，了解完井过程中油气层损害的特点、保护油气层的完井技术、选择最适合油层特点的完井方法十分重要。 1．目的意义 完井方法是指油气井筒与油气层的连通方式，以及为实现这种连通方式所采用的井身结构、井口装置及有关技术措施。 完井作业的任何一个环节，如钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化压裂等，都会引起不同程度的污染产层。一般产层污染有三种类型：（1）岩石孔隙通道被钻井液、固井液、修井液固体颗粒所堵塞； （2）进入地层的淡水引起黏土膨胀和分散； （3）渗进地层的液体形成乳化液。 这些污染造成产层渗透效率减低，油井产量下降。因此，选择合适的完井方法法，可减少对油气层的损害，提高油气产量，延长油气井寿命。 国内外对完井特别重视，进行了大量研究，美国油气井完井方法设计要要收集地质、工程、油层损害等方面的数据29项，用完井设计软件进行处理，选择出最优的完井方法。原苏联研制了完善井底结构的优化程序。把产层分为裂缝型、裂缝孔隙型、空隙裂缝型及孔隙型四类。按产层的厚度、岩石强度、渗透率、岩石颗粒的均匀性及压力梯度等数据优选出11种完井井底结构。 尽管完井方法很多，但住主要还是以射孔完井为主，约咱占90%以上。我国采用的完井方法也以固井射孔为主，个别地层采用裸眼完井，
少数热采井或出砂井采用砾石充填完井，也有的用永久完井、无油管或多管完井。 水平井完井除了采用裸眼完井、多级套管封隔器完井外，还采用了割缝衬管和绕丝筛管完井， 2．完井方法类型及特点 目前国内外常见的完井方法有：射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井等。 2．1．裸眼完井 所谓裸眼完井是将套管下至油气层顶部或稍进入油气层，然后注水泥固井，待水泥凝固后钻开油气层完井。 其优点是： （1）减少油气层污染； （2）油层全部裸露，整个油层段井径都可以开采； （3）一般不需要射孔，减少射孔污染； （4）井眼容易在加深，并可转为衬管完井； （5）后期采用砾石充填可保持高产。 其缺点是： （1）不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响； （2）不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰； （3）无法进行选择性酸化压力； （4）先期裸眼完井在未打开油气层时就固井，对油层情况还不够清楚，打开油气层时遇到特殊情况，会给钻井和生产造成麻烦； （5）后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。 裸眼完井法的使用条件是： （1）岩性坚硬致密、井壁稳定的碳酸岩盐岩、砂岩储层；
完井方式选择 (1)油、气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小; (2)油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气入井的阻力最小; (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰; (4)应能有效地控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产; (5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层措施以及便于人工举 升和井下作业等条件; (6)稠油开采能达到注蒸汽热采的要求; (7)油田开发后期具备侧钻的条件; (8)施工工艺简便，成本较低。 第一节完井方式 目前国内外最常见的完井方式有套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。由于现有的各种完井方式都有其各自适用的条件和局限性，因此，了解各种完井方式的特点是十分重要的。 1 射孔完井方式射孔完井是国内外最为广泛和最主要使用的一种完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 (1)套管射孔完井 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下油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。如图2-1所示。 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、底水和气顶，避开夹层的坍塌，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。
(2)尾管射孔完井 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,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。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m.再对尾管注水泥固井，然后射孔。如图2-2所示。 尾管射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、低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。射孔完井对多数油藏都能适用，其具体的使用条件见表2-8. 2 裸眼完井方式 裸眼完井方式有两种完井工序: 一是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。如图2-3所示。 有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时， 也可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部分然后裸眼完井。必要时再射开其中的含油段，国外称为复合型完井方式。如图2-4所示。 裸眼完井的另一种工序是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术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替入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。或者在套管下部安装套管外封隔器和注水接头，以承托环空的水泥浆防止其下沉，这种完井工序一般情况下不采用。见图2-5所示。 裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，
全球钻完井技术发展趋势研究（下） 2014-1-27 1:27:52 标签：完井技术压裂技术钻井新方法全球趋势钻井完井分享到：0 文|汪海阁等 中石油勘探开发研究院钻井所副所长，研究生导师 2、国外完井、压裂技术新进展
2.1 完井新技术 完井是连接钻井和生产的关键环节，完井技术是影响油气井开发效益的关键技术。近两年完井技术革新主要围绕水平井开展，膨胀管技术和多级完井工艺得到不断发展和走向成熟。 i-Frac 完井工具：挪威i-TEC 公司新推出革命性的i-Frac 完井工具，主要用于致密储层增产作业，可以显著减少作业时间，加快投产进度，从而降低成本。i-Frac 新型投球滑套工具包括2 种尺寸类型：Ф5.6in×37.9in 和Ф6.732in×36.4in，分别用于4.5in 和5.5in 套管，最高工作压力达10kpsi 和15kpsi，最高抗温177℃，使用的投球尺寸分别为1.875～3.625in 和1.875～4.5in。使用i-Frac 完井工具进行压裂施工，仅需一次投球即可打开超过20 个滑套，大大提高了作业效率。今年4 月对北海挪威大陆架一口水平井的碳酸盐岩储层实施分段压裂，井深4921m，水平段长839m，分3 次投球完成3 级56 个滑套的压裂施工，第1、2 个球分别打开19 个滑套，第3 个球打开剩余的18 个滑套，共计用时1.5d。如使用常规作业方式，每次只能打开一个滑套，累计需要40～50d。该技术同样适用于页岩油气井，尤其是在美国的致密页岩气田和中国的低压低渗致密油气田，预计至少可以节省一 半的投产作业时间。采用这种方式进行压裂作业也意味着能够将压裂作业所占用的资源快速转移到其他地方去，最大限度地降低对环境的影响，明显减少压裂作业对水资源的需求，而水资源对于美国页岩油区是一个棘手的问题。