完井工程概述1

完井工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解完井工程的基本概念、工艺流程及重要性；2. 掌握完井工程中井筒、井身结构及井口装置的设计原理；3. 了解完井工程涉及的钻井液、固井、射孔等关键技术及其作用；4. 掌握完井工程中常见问题及解决方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析完井工程中的实际问题，提出合理的解决方案；2. 能够独立完成井筒、井身结构及井口装置的设计；3. 能够运用钻井液、固井、射孔等技术进行完井施工；4. 能够通过查阅资料、实地考察等方式，了解完井工程领域的新技术、新方法。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对完井工程领域的兴趣，激发学生探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通、协作能力；3. 培养学生严谨、负责的工作态度，提高学生的工程素养；4. 增强学生对我国石油工业的认识，激发学生的爱国情怀。

课程性质：本课程为专业核心课程，旨在帮助学生掌握完井工程的基本理论、方法和技术，培养学生解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的石油工程基础知识，对完井工程有一定了解，但缺乏系统学习和实践经验。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为我国石油工业培养高素质的技术人才。

二、教学内容1. 完井工程概述：介绍完井工程的基本概念、发展历程、重要作用及未来发展趋势。

教材章节：第一章 完井工程概述内容：完井工程定义、历史与发展、完井工程在石油开发中的地位与作用。

2. 井筒与井身结构设计：讲解井筒、井身结构的设计原理及方法。

教材章节：第二章 井筒与井身结构设计内容：井筒结构、井身结构设计原理、设计方法、常见问题及解决措施。

3. 井口装置及其设计：介绍井口装置的组成、工作原理及设计方法。

教材章节：第三章 井口装置及其设计内容：井口装置的组成、工作原理、设计原则及方法。

4. 钻井液与固井技术：讲解钻井液、固井技术及其在完井工程中的应用。

1、完井工程：是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程.是从钻油层开始,到下套管,注水泥固井,射孔,下生产管柱,直至投产的一项系统工程。

2、抽吸压力系数：上提钻柱时，由于抽吸作用使井内液柱压力降低的值，用当量密度表示。

3、激动压力系数：下放钻柱时，由于钻柱向下运动产生的激动压力使井内液柱压力的增加值，用当量密度表示。

4、先期裸眼完井：是指在钻到预定的产层之前先下入油层套管固井，然后换用直径较小的钻头以及符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层裸眼完成的完井方法。

5、后期裸眼完井：钻头直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界限近，注水泥固井。

6、注水泥：从井口经过套管柱将水泥浆注入井壁与套管柱之间的环空中，将套管柱和地层岩石固结起来的过程。

7、水化作用：水泥与水混合成水泥浆后，与水发生化学反应，生成各种水化产物。

水泥浆逐渐由液态变为固态，使水泥硬化和凝结，形成有一定强度的固体状物质――水泥石。

8、前置液前置液体系是用于在注水泥浆之前，向井中注入的各种专门液体。

其作用：是将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。

9、顶替效率：水泥浆在环形空间顶替钻井液的程度，用η表示。

10、窜槽：在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的现象。

11、射孔：将射孔枪下入到油层位置，利用射孔枪将套管、水泥石以及地层一并射穿，建立油气层与井眼流通的通道的工艺过程。

1、速敏损害机理：作用在岩石孔隙表面颗粒上的冲击力和剪切力，随孔隙中流速而增加。

当流速达到一定值时，作用在颗粒上的冲击力和剪切力达到其抗剪切强度（胶结强度），颗粒就会脱落，然后随流体一起运移，并在孔喉处堆积，使流道缩小或部分流道堵塞，从而导致渗透率下降。

2、水敏损害机理：储层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一定矿化度的环境中，当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成渗透率的降低的现象。

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 Completion)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。

第⼀章油井完井概述第⼀章油井完井概述§1—1 油井基本知识凡是属于进⾏⽯油勘探、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，统称为⽯油井。

⼀．⽯油井的作⽤1．获取⽯油勘探所需要的地质资料，发现和评价油⽓⽥。

2．开采地下油⽓层中的⽯油和天然⽓。

3．检查注⽔开发油⽥⽔线推进情况。

4．改造油层。

5．利⽤⽯油报废井往地层⾥注⽔、注⽓。

⼆．⽯油井的钻凿1．钻井应⽤钻井机械设备向地下岩层钻凿孔眼，并采⽤⼀定的⼯艺技术措施与⽅法是之构成地⾯到地下油（⽓）层通道的⼯艺过程。

2．钻井⼯艺过程钻前准备，钻进和完钻三个阶段（1）基本概念：井⼝：井眼顶部；井底：井眼底部；井径：井眼直径⼤⼩；井壁：井眼周壁；井段：井⾝某段；井⾝：整个井筒。

（2）⽅补⼼：旋转钻井时，带动井下钻具旋转的转盘中间⽤来卡住⽅钻杆的部件。

⽅补⼼顶⾯是计算井深的起点。

（3）完钻井深：从转盘⽅补⼼上平⾯到井底的距离。

正常情况下，每⼝井都必须钻达设计完钻井深。

钻井过程⽐较复杂，易出现井喷和卡钻事故。

三．井的类型1．根据井的作⽤分类井筒基本概念采油井（油井）：开采地下原油钻凿的井眼。

分为：⾃喷井、⾮⾃喷井。

采⽓井（⽓井）：开采地下天然⽓钻凿的井眼。

注⽔井：注⽔开发油⽥，为给地层注⽔补充能量⽽钻凿的井眼。

⽔源井（⽔井、热⽔井）：为注⽔⽤⽔、油⽥⼯业⽤⽔和民⽤⽔提供充⾜⽔源⽽钻凿的井眼。

观察井（实验井）：开发过程中，为了解油层动态、油⽓⽔运动规律和变化情况⽽钻凿的井眼。

探井、了解地层的年代、岩性、厚度、⽣储盖的组合和区域地质构造，地质剖⾯局部构造⽽钻凿的井眼。

2．根据井的深度分类浅井：井深：500～1000⽶。

中深井：井深：1000～2500⽶。

深井：井深：2500～4000⽶。

超深井：井深：4000⽶以上。

3．根据井眼轨迹分类垂直井：井斜⾓⼩于150。

⽔平井：在钻到⽬的层位时，井斜⾓超过850，并进⽬的层⽔平钻进距离超过10倍以上由层厚度。

一、名词解释(20)完井工程:也称油井完成。

包括钻开生产层到下套管注水泥固井，确定完井的井底结构，使井眼与产层连通(射孔)，安装井底及井口、排液、直至投产的一项系统工程。

井身结构:主要包括下入套管的层次，每层套管的下深以及下入套管和井眼尺寸的配合。

其设计的依据是：地层压力、破裂压力、坍塌压力(剖面)激动压力:激动压力系数Sg:下入钻柱时,由于钻柱向下运动产生的激动压力使井内液柱压力的增加值,用当量密度来表示.水泥浆的稠化时间:是指从水泥浆从配制开始到时其稠度达到时其规定值所用的时间.先期裸眼完井:是在钻到时预定的产层之前先下入油层套管固井,然后换用符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层裸眼完成的完井方法.水泥浆失重:随着水泥浆的固化,水泥浆的重力逐渐传递到套管及岩石上,水泥浆的静液柱压力也慢慢降低,对地层的压力也逐渐变小.(当水泥的重力完全挂在两个交界面上,就丧失了静液柱压力对地层压力的平衡作用)这种现象称为水泥浆的失重.前置液:是用于在注水泥浆之前，向井中注入和各种专门液体。

其作用是将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。

前置液可分为隔离液和冲洗液P279LTC螺纹:长圆螺纹[API标准的连接螺纹有四种:短圆螺纹(STC),长圆螺纹(LTC),梯形螺纹(BTC),直连型螺纹(XL)] 二、简答题(50)1.简述套管的类型及作用答:根据套管的功能，可将套管分为以下几类：(1)表层套管，主要有两个作用，一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水不受钻井液污染。

(2)中间套管，作用是隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏等复杂地层。

(3)生产套管，是钻到时目的层后的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流至地面提供通道。

(4)钻井衬管(亦称钻井尾管)，它的作用同中间套管。

2.简述API标准的标准套管钢级分类答:分为八种10级其中六种抗硫的是:H-40、J-55、K-55、L-80、C-75、C-90四种非抗硫:N-80、P-110、Q-125、C-953.试述套管在外挤压力作用下有哪几种破坏形式答:有四种形式的破坏:①弹性失稳破坏；②弹性过渡区失稳破坏；③塑性失稳破坏；④屈服破坏。