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井身结构及完井方法1井身结构所谓井身结构，就是在已钻成的裸眼井内下入直径不同、长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环形空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。
如图1所示。
图1井身结构示意图1—导管；2—表层套管；3—技术套管；4—油层套管；5—水泥环1.1导管井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。
导管的作用是：钻井开始时保护井口附近的地表层不被冲垮，建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保证井眼钻凿的垂直等，对于不同的油田或地层，导管的下入要求也不同。
钻井时是否需要下入导管，要依据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。
下入导管的深度一般取决于地表层的深度。
通常导管下入的深度为2～40m。
下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心铅垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。
1.2表层套管井身结构中的第二层套管叫做表层套管。
表层套管的下入深度一般为300～400m，其管外用水泥浆封固牢，水泥上返至地面。
表层套管的作用是加固上部疏松岩层的井壁，供井口安装封井器用。
1.3技术套管在表层套管里面下入的一层套管(即表层套管和油层套管之间)叫做技术套管。
下入技术套管的目的主要是为了处理钻进过程中遇到的复杂情况，如隔绝上部高压油(气、水)层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。
下入技术套管的层次应依据钻遇地层的复杂程度以及钻井队的技术水平来决定。
一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中可以通过采取调整泥浆性能的办法控制复杂层的喷、坍塌和卡钻等，尽可能不下或少下技术套管。
下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。
技术套管的技术规范应根据油层套管的规范来确定。
1.4油层套管油井内最后下入的一层套管称为油层套管，也称为完井套管，简称套管，油层套管的作用是封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证石油井能够进行长时期的生产。
油层套管下入深度必须满足封固住所有油、气、水层。
1完井的定义和内容完井是指油气井的完成，即建立生产层与井眼之间的良好连通，是联系钻井和采油两大生产过程的一个关键环节。
内容：钻开生产层；下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液；确定完井井底结构，使井眼与产层连通；安装井底和井口装置等环节，直至投产。
2各类储层的岩性特征碎屑岩储层的岩石类型：砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩。
碳酸盐岩储层主要岩石类型：石灰岩、白云岩及其过渡岩石类型。
页岩储层：一般情况下页岩都是盖层或隔层，但在特定条件下也可以形成油气藏。
3储层物性：孔隙度、渗透率、孔隙结构、润湿性4储层流体物性：储层流体充填于岩石的孔隙中，包括油、气、水三大类。
5油藏分类按照油气储集空间和流体流动主要通道的不同：孔隙型油藏，裂缝型油藏，裂缝孔隙型油藏，孔隙裂缝型油藏，洞隙型油藏按几何形态分类：块状油藏，层状油藏，断块油藏，透镜体油藏按原油物性分类：常规油油藏，稠油油藏，高凝油油藏6地应力的概念与确定方法岩层产生一种反抗变形的力，这种内部产生的并作用在地壳单位面积上的力，称为地应力。
确定方法：矿场应力测量，利用地质地震资料分析，岩心测量，地应力计算1.井身结构定义和内容定义：不同尺寸钻头所钻井深和与之对应的不同尺寸套管的下入深度。
内容：套管的分类及作用；井身结构设计原则；井身结构设计基础数据；裸眼井段应满足的力学平衡条件；井身结构设计方法；套管尺寸和井眼尺寸选择。
2.套管的类型及作用？表层套管：封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层安装井口、悬挂及支撑后续各层套管中间套管：表层和生产套管间因技术要求所下套管，可以是一层、两层或更多层主要用来分隔井下复杂地层生产套管：钻达目的层后下入的最后一层套管用以保护生产层，提供油气生产通道尾管（衬管）—Liner3.井身结构设计的原则有效保护油气层；有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故，安全、快速钻井；井涌时，有压井处理溢流能力；下套管顺利，不压差卡套管。
1、井身结构设计的主要任务是确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。
2、静液柱压力：静液柱压力是由液柱自身重力产生的压力，Ph=ρgh3、压力梯度：用单位高度（或深度）的液柱压力来表示液柱压力随高度（或深度）的变化。
4、有效密度：钻井流体在流动或被激励过程中有效地作用在井内的总压力为有效液柱压力，其等效（或当量）密度定义为有效密度。
8、压实理论：指在正常沉积条件下，随着上覆地层压力P0的增加，泥页岩的孔隙度Φ减小，Φ的减小量与P0增量dP0及孔隙尺寸有关。
9、均衡理论：指泥页岩在压实与排泄过程平衡时，相邻砂泥岩层间的地层压力近似相等。
10、地层压力预测方法是基于压实理论、均衡理论及有效应力理论。
预测方法有转速法（dc指数法）、地球物理方法（地震波）、测井法（声波时差法）dc指数法—利用泥页岩压实规律和压差理论对机械钻速的影响规律来检测地层压力的一种方法。
原理：机械钻速随压差的减少而增加。
正常情下，钻速随井深的增加而减小，Dc增加，在异常地层力地层，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。
声波时差法原理：声波在地层中的传播速度与岩石的密度、结构、孔隙度及埋藏深度有关。
当岩性一定时，声波的速度随岩石孔隙度的增大而减小，对于沉积压实作用形成的泥岩、页岩，在正常地层压力井段，随着井深增加，岩石孔隙度减少，声波速度增加，声波时差减小；在异常压力井段，岩石空隙度增加，声波速度减少，声波时差增大。
因此，可以通过声波时差偏离正常趋势线的大小预测地层压力。
11、地层--井内压力系统：必须满足Pf≥PmE ≥Pf 工程意义：裸眼井内钻井液有效液柱压力必须不小于地层压力，防止井喷；但又必须小于地层破裂压力，防止压裂地层发生井漏。
1、牙轮钻头牙齿破岩机理I. 压碎果↑II.冲击作用：钻头纵向振动引起牙轮半径↑、转速↑、齿数↓→冲击速度↑III.剪切作1、钻井液的功用在钻井方面，钻井液的主要功能有：①清洗井底，携带岩屑；②冷却、润滑钻头和钻柱；③形成泥饼，保护井壁；④控制和平衡地层压力；⑤悬浮岩屑和加重材料；⑥提供所钻地层的地质资料；⑦传递水功率；⑧防止钻具腐蚀。
井身结构的定义什么是井身结构？井身结构是钻井工程中的一个重要概念，它是指从地面到井底的整个井筒的建造和组成部分。
井身结构主要包括井壁、井眼、套管等构件。
井身结构在钻井过程中起着关键的作用。
它不仅要保证钻井工作的顺利进行，还要确保井筒的稳定和完整性。
井身结构的设计和施工是钻井工程中的重要环节，直接关系到井的安全和效益。
井壁井壁是井身结构的一部分，它是在地面上打井时用来固定井筒的部分。
井壁可以通过钻井液、固井材料等方式来增强井筒的稳定性。
井壁的设计需要考虑到不同地质条件和井筒的直径以及井深等因素。
井壁的主要作用有以下几个方面： - 确保井筒的稳定性，防止井筒塌陷。
- 控制井筒中的钻井液流动，维持井筒的良好环境。
- 提供支撑和保护井筒，防止井筒破坏。
井眼井眼是井筒内径的一部分，也是井身结构的组成部分。
井眼的大小和形状直接影响井筒中钻具的通行。
井眼一般是通过钻头在地下进行钻探过程中形成的。
井眼的大小对钻井工程的效率和安全性有着重要的影响。
如果井眼太小，可能会导致钻具卡住或者无法正常工作；如果井眼太大，可能会导致井壁不稳定，井筒塌陷的风险增加。
为了保持井眼的稳定和形状的标准，钻井中通常会使用套管进行衬砌。
套管可以提供强度和支撑，保持井眼的形状和稳定性。
套管套管是井身结构中的重要组成部分。
它是通过在井筒中嵌入的一系列管道来加固和保护井眼的。
套管可以固定井眼的形状，并防止井筒失稳和塌陷。
套管一般由一系列管道组成，依次从地面到井底嵌入井筒中。
每根管道都与上下两段管道相连接，形成一个完整的井眼保护体系。
套管的选择和设计要考虑到井深、地质条件、井眼直径等因素。
设计合理的套管可以提供井眼的稳定性和完整性，防止井筒塌陷和泥浆漏失等问题。
井身结构的建造过程井身结构的建造是钻井工程的重要部分，它需要经历以下几个主要步骤：1.打井：首先，需要在地面上选择合适的位置，使用钻机进行钻井作业。
通过钻具和钻头的旋转、冲击等作用，逐渐形成井筒。
井身结构的定义一、引言井身结构是指钻井过程中所使用的钻井设备和管柱的组合，它是油气勘探开发中非常重要的一环。
本文将从井身结构的定义、组成、分类、特点等方面进行详细阐述。
二、定义井身结构是指钻井过程中所使用的各种管柱和连接件，包括钻杆、套管、油管等，并且这些管柱和连接件按照一定顺序组成一个整体，从而完成井的钻探和完井作业。
三、组成1. 钻杆：是一种长条形金属杆，用于连接钻头和钻机。
根据不同的工作条件和要求，钻杆可以分为普通钢质钻杆、高强度合金钢质钻杆等。
2. 套管：是一种长条形金属管，用于衬装井孔壁。
根据不同的工作条件和要求，套管可以分为油套管、水套管等。
3. 油管：是一种长条形金属管，用于输送原油或天然气。
根据不同的工作条件和要求，油管可以分为各种规格和型号。
4. 连接件：用于连接不同类型的管柱，包括各种接头、套管夹等。
四、分类1. 按照用途分类：可以分为探井结构、开发井结构、注水井结构等。
2. 按照组成方式分类：可以分为整体式井身结构和组装式井身结构两种。
3. 按照工作条件分类：可以分为陆上井身结构和海洋井身结构两种。
五、特点1. 高强度：由于钻探过程中需要承受大量的压力和拉力，所以井身结构必须具备足够的强度和刚性。
2. 耐腐蚀：由于钻探过程中会遇到各种化学物质和高温高压环境，所以井身结构必须具备良好的耐腐蚀性能。
3. 稳定性好：由于钻探过程中会遇到各种地质条件和工作环境，所以井身结构必须具备良好的稳定性，以确保钻探作业的安全和稳定。
六、总结本文从定义、组成、分类、特点等方面进行了详细阐述。
可以看出，井身结构在油气勘探开发中具有非常重要的作用，它的质量和性能直接影响到钻探作业的效率和安全。
因此，在井身结构的选型和使用过程中，必须严格按照相关标准和规范进行操作，以确保井身结构的质量和稳定性。
完井部份一、完井概念笼统的讲，完井是指裸眼井段钻达到设计深度后，使井底和油气层以一定的结构方式连通起来的整个作业工艺。
完井又可细分为钻井完井和生产完井。
1. 钻井完井：如果是套管完井，它包括从钻井作业开始，直到完成全部固井、CBL测井作业结束为止的全过程。
如果是裸眼井完井，它包括从钻井作业开始，直到钻完裸眼井段，替入油层保护液，并完成电测作业为止的全过程。
2. 生产完井：从钻井完井作业结束之后，根据油、气、水井生产工艺要求，所进行的与井身结构建设、油气层保护、生产管柱设计、直至投产作业结束，其间一系列的作业过程叫生产完井。
3.钻井井身结构为了确保安全顺利地钻达目的层，钻井过程中所采用的某种套管柱组合结构形式叫井身结构。
典型井身结构，如图--1所示。
图—1 井身结构示意图①方补心；②-套管头；③-导管；④-表层套管；⑤-表层套管水泥⑥-技术套管；⑦-技术套管水泥环；⑧-油层套管；⑨-油层套水泥环；1.导管：井身结构下入的第一层套管，用来隔离海水和地表淤泥层，以利于钻井作业，一般使用30”套管，下入深度泥面以下大约50M左右。
2.表面套管：井身结构中的第二层套管，下入后立即用水泥固井，水泥返至地面，一般使用20”套管，下入深度一般为几十米至几百米不等。
3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。
在钻到目的层之前，用来隔离在钻井途中可能遇到的其它油、气、水层、漏失层和易坍塌层等复杂地层，以利钻井顺利作业。
一般使用13-3/8”套管，下入深度和固井水泥返高，根据现场实际情况而定。
4.油层套管：井身结构中最内一层套管叫油层套管，用来封隔目的层中的油、气、水层，射孔后为长期开采目的层的油、气、水层提供通道。
一般使用5-1/2”~9-5/8”套管，下入深度根据现场实际情况而定。
固井时一般要求水泥返高至最上一层油、气层顶部以上200~250m。
二、渤海地区油田防砂完井主要作业工艺简介（以“一趟管柱作业，多层防砂”技术为例）主要作业程序：1)作业前的准备工作施工设计—由项目经理组织完井监督编写，它应包括现场主要施工作业步骤设计（含安全内容）、地质射孔方案设计、完井液体系配方设计以及作业设备、器材准备清单等。
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。
井身的基本要素：测深、井斜角、井斜方位角。
测深（Measured depth ）：井身轴线任意一点到钻盘补心面的井身长度。
通常用字母L 表示，单位米或英尺。
井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的井斜角。
通常用希腊字母α表示。
井斜方位角（Hole Direction ）：是以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
通常以Ø表示，单位度。
它还可以用象限值表示，是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角，象限值在0-90°之间变化，并要注明象限。
井斜变化率和方位变化率
井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： K α=（△α/△L ）*100
井斜方位变化率：单位井段内井井斜方位角的绝对变化值。
通用的单位是：度/10米，度/30米和度/100米。
计算公式： KØ=（△Ø/△L ）*100
其它井身参数：垂深、水平长度、水平位移、闭合方位角或总方位。
垂深：（Vertical Depth Or True Vertical Depth ）即测点到钻盘补心面的垂直深度。
通常用H 表示，如A 、B 点的垂深分别表示为HA 、HB 。
水平长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
用S 表示，如A 点的水平长度表示为SA 。
水平位移：（Displacement or Closure Distance ）即井眼轴线某一点在水平面上的投影至井口的距离也称闭合距。
用A 表示，如A 点的水平位移表示为AA 。
闭合方位角或总方位：（Closure Azimuth ）是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
用θ表示，如A 点的闭合方位角表示为θA 。
N （北）坐标和E （东）坐标：是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。
视平移：（Vertical Section ）是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移，它不是真实的水平位移，所以称之为视平移。
AA 为闭合位移，V A 为视平移。
视平移与水平位移越接近，说明井眼方位控制的越好。
水平位移都是正值，而视平移可能是正值，也可能是负值。
负值的视平移说明闭合方位线与设计方位线的差值已大于90度，这种情况常出现于造斜前的直井段。
定向井的一些述语或专用名词
最大井斜角：（Maximum Hole Angle ）略
磁偏角：（Declination ）在某一地区内，磁北方向线与地理北极方位线之间的夹角，称为该地区的磁偏角。
以地理北极方位线为起点，顺时为正值，逆时为负，正值为东磁偏角，负值为西磁偏角。
造斜点（Kick off point ）
造斜率：造斜工具的造斜能力。
它等于造斜工具所钻出的井段的井眼曲率，不等于井斜变化率。
增（降）斜率：井斜变化率正值为增斜，负值为降斜。
全角变化率：（Dogleg Severity ）全角变化率、狗腿严重度、井眼曲率都是相同的意义，指的是单位井段内三维空间的角度变化。
其常用单位为度/30m 。
计算公式：()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin 222b a b a b a L K ab ab ϕϕ
式中：a ∂ b ∂ －A 、B 两点井斜角；a ϕ b ϕ －A 、B 两点方位角
目标点（Target ）
靶区半径：包含目标点在内的一个区域称为靶区。
在大斜度井和水平井中，靶区为包含设计井眼轨道的一个柱状体。
靶心距：靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离 。
工具面（Tool Face ）：在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面，称为工具面。
反扭角：启动前的工具面与启动后的工具面之间的夹角。
高边：（High Side）有斜度的井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面，若干这样的平面上最高点的连线称为高边。
因此高边方位就是井眼方位。
工具面角：（Tool Face Angle）表示造斜工具下到井底后，工具面所在位置的参数。
其表示方法有两种：高边；二是磁北为基准（Magnetic Angle）。
高边基准工具面角简称高边工具面角，它是指高边方向线与工具面方向线在所处井眼断面上投影所形成的夹角。
定向角：是定向工具面角的简称，在定向或扭方位钻进时工具面所处的位置，用工具面角表示。
工具面的位置有工作位置与非工作位置之分，工作位置是指启动马达正常钻进的工具面角，非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角。
安置角：（Tool Face Setting）是安置工具面角的简称，在定向作业或扭方位时，根据井身控制的有关计算，将工具面安放的位置。
定向井：定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。
其剖面主要有三类：(1)两段型：垂直段+造斜段；(2)三段型：垂直段+造斜段+稳斜段；(3)五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。
定向井基本技术术语
定向井的三要素：井斜角、方位角、井深。
它是衡量井身质量优劣，计算井眼轨迹的重要参数。
装置角：井眼轴线上某点的方位角与工具面之间的夹角。
入靶点：是指地质设计规定的目标起始点。
终止点：是指地质设计规定的目标结束点。
靶前位移：是指入靶点的水平位移。
水平段长：入靶点与终止点的轨道长度。
矩形靶：即纵向为a米,横向为b的长方体。
调整井段：用于施工中调整井眼轨迹的井段。
倒装钻具组合：在钻大斜度井段和水平段时，为了给钻头加压，将部分重量较轻的钻具放至钻具组合下部，把钻铤、加重钻杆等较重的钻具放至直井段或较小井斜的井段的钻具组合。
水平井：指井斜角大于或等于86°并在目的层中维持一定长度的水平段的定向井。
水平井分类：
1、长半径水平井（小曲率水平井）：造斜率K＜6°/30m，曲率半径R＞286.5m。
2、中半径水平井（中曲率水平井）：造斜率K=6~20°/30m，曲率半径R=286.5-86m。
3、中短半径水平井：造斜率在K=20 ~30°/30m，曲率半径R=86~19.1m。
4、短半径水平井（大曲率水平井）：造斜率K=3~10°/m,曲率半径R=19.1-5.73m
定向井常用工具、仪器
1、井下马达
单弯、双弯、铰链马达、加长马达、非磁性马达等。
2、高效PDC钻头
3、弯接头：它是造斜钻具产生侧向力的原因。
弯接头壳体上有高边标志线，所谓高边即弯接头的弯曲方向。
4、定向接头：其作用是支撑和固定测量仪器，使仪器测出准确的工具面。
5、无磁钻铤：无磁钻铤的作用一是避免由于使用钢钻铤对测量仪器产生的影响；二是屏蔽上下钻具及井壁周围的磁场，以保证磁性测量仪器测量结果的准确性。
6、抗压缩钻杆：在中曲率水平井的造斜段，由于井眼曲率较大，普通钻铤下不去，故在钻柱的承压部分要用特种钻杆，当造斜率小于15°/30m时。
7、循环头：当测量仪器是有线随钻时，它被装在水龙带与方钻杆连接处，电缆由它进入钻杆。
造斜钻进时，用高压油密封电缆入口，避免泥浆外泄。
每打完一立柱，接下一立柱时，必须把测量仪器从井底提出，接好立柱后，再把测量仪器送到井底。
