第一章 钻井概述 1、钻井的定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。 2、各类井型： (1)地质基准井<参考井>:为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井。 (2)预探井:主要上为探明油田面积，油水边界线，为油田计算可靠工业储量提供资料所钻的井。 (3)详探井:在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好准备的井，这种井在油层部位要求全取心。 (4)生产<或开发>井:在已探明储量，有开采工业价值的油田构造上钻产油产气井 (5)注水<气>井:为了提高采收率，达到稳产所钻的井。注水注气的主要目的是为了给地层提供生产油气所必须的能量。 第二章 井身结构设计 1、井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸(钻头尺寸)与套管尺寸的配合。 2、三压力： (1)地层压力( Formation Pressure) P P :是指作用在岩石孔隙流体(油气水)上的 压力，也叫地层孔隙压力。 (2)地层破裂压力(Fracture Pressure)Pf:在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。 (3)地层坍塌压力(Caving Pressure)Pc:当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍塌，我们称这个压力为地层坍塌压力。 3、静液柱压力(Hydrostatic pressure)Ph ：由液柱重力引起的压力。 4、上覆岩层压力 P 0(Overburden Pressure)：某处地层的上覆岩层压力是指覆 盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重力造成的压力。 5、压力梯度：单位高度(或深度)增加的压力值。 6、有效密度(当量密度)：钻井液在流动过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力，通过有效压力换算得到的液体密度称为当量密度(ECD)。 7、DC 指数法预测地层压力的原理：机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc 增加，在异常地层压力地层，钻速增加而dc 减小。 适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。 8、地层——井内压力系统的平衡：c m E f P P P ≥≥；p mE P P ≥(P mE —钻井液有效液柱压力) 9、井身结构设计的主要原则：(1)能有效保护油气层；(2)能避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况,为全井安全、优质、快速和经济地钻进创造条件；(3)当实际地层压力超过预测值使井出现液流时，在一定范围内，具有压井处理溢流的能力。 10、井身结构设计的基础参数： (1)地质方面的数据：①岩性剖面及故障提示；②地层压力梯度剖面；③地层破裂压力梯度剖面。 (2)工程数据：①抽汲压力系数Sw ；②激动压力系数Sg ；③地层压力安全增值) (00981.0a h MP H P ρ=
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
中国石油大学（北京）远程教育学院《完井工程》标准答案 期末复习题 一、名词解释 1. 泥侵：钻井液中的固相物质侵入储层的现象 2. 井身结构：主要包括套管层次、每层套管的下入深度以及套管和井眼尺寸配合。 3. 后期裸眼完井：先用符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层，再下入油层套管固井在油气层之上固井的完井方法。 4. 射孔孔眼参数：主要包括孔眼深度、孔眼密度、孔眼直径和孔眼相位。 5. 石 油井口装置：主要指套管头、油管头和采油(气)树三大部分。 6.地应力：岩层内部产生反抗变形、并作用在地壳单位面积上的力 7.水浸：钻井液中自由水侵入储层的现象。 8.水灰比：水与干水泥重量之比。 9.水泥浆稠化时间：水泥浆从配制开始到其稠度达到其规定值所用的时间。 10.窜槽：水泥浆不能将环空中钻井液完全替走，而使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的现象。 11.射孔：射孔枪在油层某一层段套管、水泥环和地层之间打开一些孔道，使地层中流体能流出。
12.正压射孔：通常井筒内液柱压力高于或近似等于地层压力，称为正压射孔或平衡射孔。 13.完井：完井是使井眼与油气储集层（产层、生产层）连通的工序，是联系钻井和采油生产的一个关键环节。 14. 出砂：是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。 15.砂桥：地层砂粒或充填砂粒在炮眼周围构成的圆拱结构。 16.端部脱砂：使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。 二、判断正误（正确的打√，错误的打×） 1. 地应力是地壳外部作用力（×） 2. 轴向拉力作用下，套管的抗外挤强度提高（×） 3. 套管柱的设计通常是由下而上分段设计的（√） 4. 通常用套管的抗滑扣力表示套管的抗拉强度（√） 5. 中间套管的作用主要是封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层安装井口（×） 6. 固井时前置液的作用是将水泥浆与钻井液隔开（√） 7. 无枪身射孔器的使用容易受到井下温度、压力的影响（√） 8. 铅模通井应该快速下钻（×） 9. 套管头用来安装采油树的井口装置（×）
作品简介 本次钻完井设计研究目标为以直井W10为基础钻一孔侧向水平井，且要求穿过靶点1和靶点2，难点在于靶点1、靶点2与直井W10不在一个平面内。本设计在完成设计要求的前提下提出了一套有效、安全、经济的设计方案。 （1）井眼轨道设计 侧井采用两段式井眼剖面轨道，绘制了井眼剖面图。 （2）井身结构设计 设计了满足压力约束条件的井身结构，绘制了井身结构示意图 （3）钻井液设计 选择了各井段钻井液体系，确定了各井段钻井液配置，针对储层性质，提出了完井液的储保护措施 （4）钻柱设计 钻具组合必须满足剖面设计要求，以充分提高钻井速度。 （5）机械破碎参数设计 适应地层特点，提高效率。 （6）固井与完井设计 得到各层套管固井设计结果，确定了各层套管固井施工程序。 （7）HSE 要求 确定了HSE 管理体系中有关健康、安全、环保的有关要求。
钻完井工程设计 第1章地质概况 1.1自然地理概况 现有XXX 油田某区块，W1-W8 为8 口生产井，已经投入生产多年，目前开发面临着诸多问题。W9、W10 为评价井。W1-W8中，仅W7 曾经进行过强化注水。10 口井井位大地坐标见表1-1，井位分布见图1-1。该区域地势比较平坦，主要地貌为波状起伏的低平原，海拔高度在131.77m-141.93m。境内无山岭、丘陵和河流，而多自然泡泊，排水不畅。夏季雨热同期，冬季寒冷漫长，气温变化急剧且多风沙。年平均气温3.4℃，一月份平均气温-19.1℃，七月份平均气温22.9℃，最高气温37.4℃，最低气温-36.2℃。年降雨量445mm 左右，降水主要集中在夏季，属于北温带大陆性季风气候。该区周围有居民点，附近有铁路穿过，交通便利。移动、联通网络均覆盖该地区，通讯发达。该区域生产井集输管网拓扑结构如图1-2 所示 表1-1 W1-W10 井位大地坐标 井号Y（m）X（m） W1110235201007920 W2110234191008309 W3110233321008646 W4110232271009067 W5110232771007249 W6110230801008020 W7110228801008798 W8110228251009439 W9110228261010300 W10110232571010200 图1-1 XXX 油田某区块井位分布图
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
第一章、绪论 第一节、钻井完井工程在石油工业中的地位 石油和天然气作为世界上的主要能源和优质化工原料，是当今社会经济发展中重要的生产力要素之一。目前，世界能源消费的结构比例为：石油40％，天然气22.9％，煤炭27.4％，核能7.1％，水电2.5％，石油和天然气的比例占到世界能源消费的62.9％。一个国家对石油和天然气的拥有量和占有量已成为综合国力的重要标志。石油在一个国家的国民经济中的地位和作用是非常重要的，它对于经济、政治、军事和人民生活都有极大的影响。 石油工业是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和化工原材料生产部门。钻井是石油勘探、石油开发的一个非常重要的环节和手段。在世界范围内，油田在石油勘探阶段的总投资中钻井的费用达到55%—80%，在石油开发阶段的总投资中钻井的费用超过50%，从中可见钻井工作所占的比重。一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，许多国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以显示他们在世界石油工业发展史曾经做出的贡献和所处的地位。 石油勘探有多种方法，但钻井是最重要也是最终判断地下是否有油的手段。当一个地质圈闭经钻探并获得了有工业开采价值的油气流后就算找到了一个油田。下一步的工作就是进一步搞清楚这个油田的具体范围和出油能力。因此，在钻探过程中发现油气后，就应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质，还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析，然后再进行扩大钻探，进一步探明圈闭含油气情况，算出地下的油气储藏量有多少。这样，对一个油田来说，它的初步勘探工作才算结束。通过地质勘探，发现有工业价值的油田以后，就可以着手准备开发油田的工作了。 油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上，在油藏上合理的分布油井和投产顺序，以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施，把地下石油资源采到地面的全过程。油田从详探到全面投入开发的工作顺序一般为：在见油的构造带上布置探井，迅速控制含油面积；在已控制的含油面积内，打资料井，了解油层的特征；分区分层试油，求得油层产能参数；开辟生产试验区，进一步掌握油层特性及其变化规律；根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究，作出油层分层对比图、构造图和断层分布图，确定油藏类型；油田开发设计；根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网，钻完后不投产，根据井的全部资料，对全部油层的油砂体进行对比研究，然后修改和调整原方案；在生产井和注水井投产后，收集实际的产量和压力资料进行研究，修改原来的设计指标，定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由以上油田的开发工作顺序可知，油田开发可以说是用钻井的办法证实油气的分布范围，并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。 在石油勘探、开发各个阶段的共同特点是都要钻井。如在地质普查阶段，为了研究地层剖面，寻找储油构造，要钻地质井、基准井、制图井、构造井等。在区域祥探阶段，为了寻找油气藏，并详细研究其储量、性质，要钻预探井、详探井、边探井等。在油田开发阶段，为了把石油、天然气开采出来．更需要钻井，如生产井、注水井、观察井等。石油钻井类型按性质和用途一般分为： 地质探井（基淮参数井）。是指在很少了解的盆地和凹陷中，为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理解释提供各种参数所钻的井。 预探井。在地震详查和地质综合研究基础上所确定的有利圈闭范围内，为了发现油气藏所
第三章钻完井工程方案 3.1 设计依据及基础资料 3.1.1 设计依据 钻井设计引用标准包括： （1）SYT+10011-2006 《油田总体开发方案编制指南》 （2）SY/T 5333-1996 《钻井工程设计格式》 （3）SY/T 5431-2008 《井身结构设计方法》 （4）SY/T 5623-1997 《地层孔隙压力预测检测方法》 （5）SY/T 5415-2003 《钻头使用基本规则和磨损评定方法》 （6）SY/T 5964-2003 《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》 （7）SY/T 6283-1997 《石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南》 （8）SY/T 6426-2005 《钻井井控技术规程》 （9）ISO 11960-2004 《API套管和油管规范》 （10）SY/T 5480-92 《注水泥流变性能设计》 （11）SY/T 5546-92 《油井水泥应用性能试验方法》 （12）SY/T 5412-1996 《下套管作业规程》 （13）SY/T 5730-1995 《常规注水泥作业规程》 （14）SY/T 5724-1995 《套管串结构设计》 （15）SY/T 5724-2008 《套管柱结构与强度设计》 （16）SY/T 5724-2005 《尾管悬挂器及回接装置》 （17）SY/T 6449-2000 《固井质量检测仪器刻度及评价方法》 （18）SY/T 5557-92 《石油固井成套设备型号及基本参数》 （19）DSB 9301 《固井技术规范》 （20）SY/T 5955-2004 《定向井井身轨迹质量》 3.1.2 基础资料 基础资料包括：（1）地面概况资料；（2）地质静态资料；（3）实验室资料；（4）生产动态资料。 3.1.2.1 地面概况资料 （1）地理位置； （2）自然地理概况； 3.1.2.2 地质静态资料 （1）区域地质情况； （2）A断块顶面构造图； （3）D1-D2-D3油藏剖面图； （4）A断块部分测井解释结果；
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
第九章完井方案设计与试油 一、名词解释 1、完井工程：是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程的系统工程。 2、完井工程系统设计：是在对油藏地质特征、未来油藏开发目标和需要采取的开发技术措施进行综合分析研究基础上进行的极为重要的工作。 3、导管：用以保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮。 4、表层套管：在钻井中用以巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层，还可用于安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象。 4、技术套管：在钻井中用以封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层。 5、先期裸眼完井方式：是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。 6、后期裸眼完井方式：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。 7、套管射孔完井：钻穿油层直至设计井深，然后下生产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、水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道。 8、砾石充填完井方式：人为地在衬管和井壁之间充填一定尺寸的砾石，使之起防砂和保护生产层的作用。 9、油气层保护：指在完井、试油和采油过程中为防止油层损害所采取的一系列措施，其目的是保证油气畅流入井。 10、速敏性：指在流体与地层无任何物理和化学作用的条件下，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞吼道造成油气层渗透率下降的现象。 11、水敏：油气层中的粘土矿物在原始油藏条件下处于一定矿化度的环境中，当淡水进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减少或堵塞地层孔隙和吼道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象称为水敏。 12、酸敏：指油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。 二、叙述题 1、完井工程设计的任务是什么？ 答案要点：通过对油气层的研究以及对油气层潜在损害的评价，提出从钻开油层开始到投产每一道工序都要保护油气层的措施，尽可能减少对储层的损害，使油气层与井筒之间保持良好的连通，保证油气层发挥其最大产能；通过节点分析，充分利用油气层能量，优化压力系统，并根据油藏工程和油田开发全过程的特点以及开发过程中所采取的各项措施来选择完井方式、方法和选定套管尺寸，为科学和经济地开发油田提供必要的条件。 2、完井工程设计的内容包括哪些内容？ 答案要点：○1根据勘探预探井或评价井所取的岩心，以及测井和试油等资料，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、增产措施的压裂液和酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 ○2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开油层时的钻井液类型、配方和添加剂，以防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层损害，同时又能安全钻进。○3根据油田地质特点、油田开发方式和井别，选择完井方式。 ○4采用节点系统分析方法，进行油层—井筒—地面管线的敏感性分析，选定油管和套管尺寸。
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
钻井与完井工程(高起专)阶段性作业1 一、单选题 1. 为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井称为_______。(A) 参考井(B) 预探井(C) 详探井(D) 生产（或开发）井标准答案是：A 2. 下列哪一项不是井身设计的内容？_____。(6分) (A) 必封点深度(B) 油层套管下深(C) 设计井深(D) 井身结构设计的基础参数标准答案是：C 3. 在井的类型当中，有一种井主要为探明油田面积，油水边界线，为油田计算可靠工业储量提供资料的井，它是_______。(A) 参考井(B) 预探井(C) 详探井(D) 生产（或开发）井标准答案是：B 4. 当井内液柱压力低于某一压力值时地层出现坍塌或者缩径，该压力称为_____。(6分) (A) 井内有效液柱压力(B) 地层破裂压力(C) 地层坍塌压力(D) 上覆岩层压力标准答案是：C 5. 下列哪项不是异常高压的形成原因_______。(6分) (A) 沉积物的快速沉积，压实不均匀(B) 渗透作用；构造作用 (C) 储集层的机构(D) 水力压裂标准答案是：D 6. 下列哪些不是井身结构设计的基础参数的工程数据？_____。(5分) (A) 抽汲压力系数(B) 上覆地层压力(C) 地层压裂安全增值(D) 激动压力系数标准答案是：B 二、判断题 1. 常见的套管下入层次是导管，层套管，中间套管（技术套管）生产套管，尾管。(5分) 正确错误标准答案是：正确 2. 由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆地层压力称为压力梯度。(5分) 正确错误标准答案是：错误 3. 可行裸露段的长度是只由工程条件决定的井深区间。(5分)正确错误标准答案是：错误 4. 目的层是裸露段的底界，油层套管的下深根据完井方式不同而定。(5分) 正确错误标准答案是：正确 5. 井身结构设计的地质方面的数据：岩性剖面及故障提示；地层破裂压力梯度剖面。(5分) 正确错误标准答案是：正确 三、填空题 1. 钻井与完井工程的主要内容是___(1)___ 、___(2)___ 、___(3)___ 。(5分) (1). 标准答案是: 钻井 (2). 标准答案是: 固井 (2). 标准答案是: 确定井底完成方法 5. 在证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好准备的井，这种井在油层部位要求全取心，这样的井称为___(9)___ 。(5分) (2). 标准答案是: 声波时差法 7. 对于岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析，所需的地层压力的预测方法是___(12)___ 。(5分)
现代完井工程 目录 总论 (1) 第一章完井工程基础 (8) 第二章完井方式选择 (35) 第三章完井液和射孔液. (61) 第四章生产套管及注水泥. (89) 第五章射孔 (131) 第六章油气井增产 (173)
总论 完井(Well Completio n)工程的概念随着科学技术的发展在不断充实、完善和更新。勘探井和油田开发井都需要完井，也都涉及完井工程问题。本书主要是论述油田开发的完井工程，其中某些发面也可供勘探井完井参考。 美国，前苏联和我国过去的完井工程的概念一般都认为是钻井工程的最后一道工序，即钻完目的层后下套管、注水泥固井(或包括射孔) 完井。但近年来，石油工作者在不少领域中应用了新工艺、新技术，为此加深了油气层层内的微观认识，而采取了保护油层的措施。与此同时，采用了不同方式完井，提高了油气井完善程度。由于这两个方面的技术进步，其结果是提高了油气井的单井产量。完井工程已经不仅仅是下套管注水泥固井，而是与油气井产能的提高攸攸相关，这是现代的完井工程的新概念，从而拓宽了完井范畴。但是现代完井工程定义是什么？究竟包括哪些内容？它与钻井工程和采油工程的关系是什么？这在国内、外至今尚无系统的概念和明确的定义。本书拟系统论述完井工程的定义、内容以及其与钻井工程和采油工程之间的关系，以使完井工程更加科学化、系统化，更具有实用性和操作性。 1.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 2.完井工程的理论基础
1）通过对油、气层的研究以及对油、气层潜在损害的评价要求从钻开油层开始到投产每一道工序都要保护油、气层。尽可能减少对储层的损害，形成油、气层与井筒之间的良好的连通，以保证油、气层发挥其最大产能。 2）通过节点分析，充分利用油、气层能量，优化压力系统，并根据油藏工程和油田开发全过程特点以及开发过程中所采取的各项措施，来选择完井方式及方法和选定套管直径，为科学地开发油田提供必要的条件。 3.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
海洋石油钻完井工程关键技术研究的历程 发表时间：2019-07-31T14:00:20.213Z 来源：《建筑模拟》2019年第24期作者：杨丰硕[导读] 随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。 杨丰硕 中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津市 300459摘要：随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。 关键词：海洋石油；钻完井工程；关键技术 前言 经济的快速发展侧面推动了对石油开采的需要，早期我国长期以购置外国石油或开采本国陆地石油为主，但现阶段国家越来越重视石油拥有权的重要性，更多的依赖偏向于石油的自我开采，这样不仅能够满足我国内部经济发展需要，而且可以在一定程度上提升我国在国际上的石油地位。国内陆地石油的勘探趋于稳定，所以国家在石油开采方面转向海洋区域，海洋石油开采比例也是逐年增加，深水领域的拓展开采活动次数也是随之增加。深海领域的特殊环境对钻井液和完井液的应用提出了更高的技术要求。我国也通过这几年不断的技术研究，最终创立了拥有自我知识产权的天然气水合物开发的钻井完井液配套技术和海洋深水油气钻探，使得我国在对钻井液和完井液的应用上，攻克了海洋深水区域的特殊环境要求，良好的特性（优良的低温流动性、较强的防塌陷性能、保护油气层效果好等），使得我国可以在深水领域进行大量石油勘探活动。 1海上油田钻完井项目特点 1.1 海上油田钻完井是高风险、高技术、高投入的项目 1.1.1 高风险 海洋环境的恶劣与不确定性决定了海上工程施工的高风险；科技不断进步，但投资者仍无法做到对地下油藏完全掌控，决定了投资的高风险；钻井作业中瞬息万变的地下井况，同样促进了钻完井作业的高风险。 1.1.2 高技术 进入21世纪，海上钻完井作业机具越来越“高科技”，中国油气开发企业相继投资建造了如中国首艘第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”、成功做到可燃冰安全可持续开采的“蓝鲸一号”，打破国外技术垄断，成功研发的海上钻井“旋转导向钻井、随钻测井”技术。一系列海上作业船舶、机具等。 1.1.3高投入 海上油气田开发项目作业机具，浅水钻完井船作业日费为数十万元，深水及超深水钻完井船日费则高达数百万元。水深较浅、作业难度较低的渤海地区每口井的平均建井费用约为2000万元，而南海复杂地质的油田则高达数亿元，这体现了海上油气田开发项目的高投入特性。 1.2 海上油气田作业形式特点 海上油气田作业形式特点体现在：其一，应用了海洋油气田批钻技术；其二，海上作业承包商的高准入门槛，使得各家承包商作业质量稳定，作业水平较高；其三，分工明确，海上监督与作业者各司其职，各作业者之间分工明确，互不干扰；其四，作业合同全部为费率合同，按实际工作量结算费用。 2海洋石油深水完井技术措施 当海洋深水钻井施工结束后，经过固井施工，达到设计的固井施工的质量，需要进行油井与油层的沟通，选择和应用理想的完井技术措施，提高完井的效率，为后续油气井的正常生产提供依据。深水完井技术的难点问题是水泥石的凝固问题，固井施工的质量不能达到设计的标准，或者由于水泥浆凝固的时间过长，导致完井施工滞后的情况时有发生。优选佳的深水固井水泥浆体系，使其适应井筒内的低温环境，并避免浅层气和浅层流，对水泥浆固井施工带来不利的影响。选择侯凝时间短、低失水性、粒径均匀的水泥浆体系，使其满足深水固井施工的需要。如膨润土低密度水泥浆体系的应用，非渗透水泥浆体系的研究和应用，都能够达到深水区域井筒固井施工的质量标准。采用塞流的注水泥顶替技术措施，将注水泥固井后残余的水泥浆顶替出井，避免堵塞储层的孔隙，而影响到后续井筒的生产运行。应用佳的固井设备和工艺技术措施，满足海洋深水固井施工的技术要求。不断完善自动化的固井设备，逐步实现智能化管理的水平，实施小型化的固井设备，使其满足海洋平台使用的状况。结合撬装固井设备的应用，形成可移动的固井施工设备的组合形式，建立完善的固井系统，使其满足深水固井施工程序的需要。保证固井的材料液体化，减少海洋生产平台上设备数量，保持固井施工的高效率，降低固井施工的资金投入，才能大限度地提高深水井筒固井施工的质量。深水区域的井筒的完井方式的选择，可以采取射孔完井的技术措施，保证井筒和油层的沟通，设计佳的射孔操作程序，结合钻井平台的环境条件，选择射孔枪和射孔方式，利用电缆射孔或者油管射孔的方式，将油井和油层沟通起来，为油气流顺利入井建立通道，并应用海洋平台上的油气集输设备，收集采出的油气，为海洋深水驱油的开采提供技术的支持。 3技术研究要解决的关键技术问题 3.1钻井液低温条件下的流动性问题 海水的温度随着海水深度的不断增加而递减，在深海领域海水的温度处于极低状态，这对于深水领域进行钻井工作十分不利，钻井液的粘度和切力大幅度上升使得深海领悟钻进活动无法开展。 3.2海底底层井壁稳定性问题 深海领域的特殊环境条件，使得井壁稳定性受到不利影响，而且钻井液的性能恶化。深海领域同潜水区的环境条件不同，无论是物体的沉积速度，还是压实方式，都明显存在着差异。深海领域距离海岸较远，所以大部分海水携带的沉积物仅仅滞留在浅层水域，深海水域的压强和水量使得钻井井壁出现一系列相关问题。
《钻井工程》课程设计 一、课程安排: 学期结束时请按照课程设计要求完成课程设计作业。可以手写，也可以打印。 二、课程内容与要求 1 掌握钻井与完井工程设计流程和设计规范、格式； 2 掌握井身结构的设计方法； 3 掌握钻井工具的选用及钻井参数的设计计算； 4掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等； 三、考核方式及成绩评定 课程设计的成绩为百分制，课程考核标准组成： 1．格式、规范10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％ 2．设计的依据与原则准确性30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％ 3 . 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％ 4. 结果准确性30分 5. 上交时间：4月1号，过期不收。
《钻井工程》课程设计 绪论 钻井设计包括地质设计和钻井与完井工程设计。《钻井与完井工程设计》主要是指钻井工程师得到地质设计后，如何以地质设计为依据，完成一口井的综合、合理的钻井与完井工程设计。 钻井与完井工程是一个多学科、多工种的大系统工程。钻井与完井工程设计是以现代钻井工艺理论为准则，采用新的研究成果，以现代计算技术用最优化科学理论去设计和规划钻完井工程中的工艺技术及实施措施。 钻井与完井工程设计是完成地质钻探目的、开发油气层、保证钻井与完井工程质量、保护油气资源、保护环境，实现安全、优质、高速和经济钻井的重要程序，是钻井与完井工程施工的指南和技术依据。钻井公司将根据钻井与完井工程设计的内容和要求组织施工和技术协作，并按照设计进行单井预算和决算。钻井队必须遵循钻井与完井工程设计施工，不能随意变动，如因井下情况变化，原设计确需变更时，必须提交公司主管单位重新讨论研究。 钻井与完井工程设计的科学性，先进性关系到一口井钻井工程和完井工程的成败和效益。科学钻井水平的提高依靠钻井与完井工程设计水平的提高。 钻井与完井工程设计的任务和内容 钻井与完井工程设计的任务是根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口井施工工程参数及技术措施设计，并给出钻井进度预测和成本预算。 钻井与完井工程设计内容包括： 一、井身结构设计； 二、固井工程设计： 1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计； 三、钻柱组合和强度设计； 四、钻机选择； 五、钻进参数设计： 1．机械破岩参数； 2．钻井液体系及性能； 3．水力参数； 4．下部防斜钻具结构； 六、油气井压力控制设计； 七、完井工程设计（钻开生产层、完井井底结构、完井井底装置）； 八、钻前工程设计； 九、环境保护要求； 十、各次开钻或分段施工的特殊点要求； 十一、材料及成本预算；
钻完井工程设计西南石油大学袁骐骥
安全：钻完井设计的原则：安全、快速、优质和低成本人员、井和设备快速：指的是机械钻速要快优质：指的是钻井质量要好低成本：经济、节约
钻完井设计的内容u井身结构设计 u固井工程设计 u钻柱设计 u钻机设计 u机械破碎参数设计 u钻井液设计 u水力参数设计 u下部钻具组合设计 u油气井压力控制设计 u钻前工程和环保工程 u完井工程
设计内容： 确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度和钻头尺寸。?首先要确定油层套管的下入深度： 根据产层特性确定采用何种方法完井，详细说明为什么要采用这种方法，理由是什么？进而确定出油层套管的下入深度。?确定技术套管的下入深度： 根据邻近井的地质资料（岩性剖面和故障提示、地层压力梯度剖面以及地层破裂压力梯度剖面），首先确定有无地质必封点，再从工程上确定有无必封点，之后再根据下列计算式来确定技术套管的下入深度。 井身结构设计 )] ([min max f g w f P S S S ++?≤ρρmin max f k x f w P S H H S S ρρ≤?+++
生产套管的尺寸应满足采气要求。根据生产层的产能、增产措施及井下作业等来确定。 水泥返深：对于气井各层次套管的水泥返深原则上均返至井口。
?表层套管下入深度的确定： ?导管下入深度的确定：作用是在钻表层井眼时将钻井液从地表引到钻台上，这层管柱一定要根据地表情况来确定下入深度。如在坚硬地层，只需10~20m，而在非常松软或沼泽地带就有可能上百米。 套管尺寸： 常用：13 3/8”×９5/8”×7”×5 ?” 进而可确定钻头尺寸。
完井工程课程设计 班级煤层气1104 学号311102050412 姓名姜永泼 日期2014.6.24
目录 1 基础数据 (2) 2 施工 (4) 2.1 施工目的 (4) 2.2 固井 (4) 2.3 射孔 (3) 2.4 压裂 (4) 2.4.1 压裂液配方及各种原料、添加剂用量 (5) 2.4.2 施工准备 (7) 2.4.3 作业设备 (7) 2.4.4 支撑剂 (7) 2.5 施工步骤 (7) 2.5.1 压前井下作业准备 (7) 2.5.2 压裂液的配制 (8) 2.5.3 压裂施工 (8) 2.5.4 排液 (8) 2.5.5 探砂面、冲砂 (9) 2.5.6 换井口装置 (9) 2.5.7 下完井管柱 (9) 2.5.8 环保治理、交井 (9) 2.6 施工过程 (9) 3 压裂曲线判读 (10) 4 质量保证要求 (11) 5 HSE要求 (12) 5.1 健康要求 (12) 5.2 安全要求 (12) 5.3 环保要求 (12) 6 完井资料的整理与提交 (13) 7 附录 (14) 7.1 计算过程 (14) 7.1.1 固井所需水泥浆计算 (14) 7.1.2 所需顶替液计算 (15) 7.1.3 射孔的孔数计算 (15) 7.2 附图 (16)
1 基础数据 表1-1钻井基础数据表 地理位置河南省焦作市马村区 构造位置 位于焦作煤田中东部，西南以凤凰岭断层为自然边界，东南以九里山断层为自然边界，与韩王井田相隔，东北与冯营井田相邻，西北以李庄断层为界与小马村井田相邻。 开钻日期2007年11月11日完井日期2008年1月4日井别煤层气开发井完钻层位石炭系上统太原组C3t 完钻井深(m) 煤层温度（℃）最大井斜/方位/井深 779.0 23 最大井斜1.83°；方位315°；所在井深425.0m；井底位移13.58m。 套管程序 规格 （mm） 下入深度 （m） 钢级 壁厚 （mm） 水泥返深 （m） 固井 质量 生产套管139.7 779.0 N80 7.72 501 合格联入(m) 人工井底（m）短套管位置(m) 1.65 77 2.072 3.50-729.59 表1-2煤层综合解释成果表 层位层号井段 (m) 厚度 (m) 含气量(m3/t) 结论 山西组69 721.5-727.5 6.0 18 煤层