本科2-第2章气井完井

石油开采中的油气井完井与人工举升技术石油是世界上最重要的能源之一，而其开采过程中的油气井完井与人工举升技术则是确保石油能够有效开采出来的关键环节。

本文将介绍石油开采中油气井完井的基本概念和流程，以及人工举升技术的应用范围和工作原理。

一、油气井完井概述油气井完井指的是在从地下储层中提取石油和天然气时，通过在井筒中设置各种设备和管道，形成油气流通和控制的系统。

油气井完井的主要目的是确保石油和天然气能够顺利地从地下储层流向地面，同时实现流体控制和监测等功能。

油气井完井的基本流程包括三个主要阶段：井筒结构完井、井口完井和油层完井。

井筒结构完井阶段主要是钻井、套管和水泥固井等工序，目的是确保井筒的稳定和安全。

井口完井阶段主要是安装各种井口设备，包括防喷器、井口树和安全阀等，以保证井口的安全和井筒的控制。

油层完井阶段主要是通过射孔技术将井筒与油层连接起来，使石油和天然气能够顺利地流向井筒。

二、人工举升技术的应用人工举升技术是一种常用的石油开采技术，适用于油井和天然气井等不同类型的井口。

人工举升技术主要是通过人工力量将石油和天然气从井筒中抽出来，实现井下能源的输送和井上的生产。

人工举升技术的应用范围广泛，包括常见的抽油杆泵和潜油电泵等。

抽油杆泵是最常用的人工举升设备，通过上下运动的抽油杆将井底的石油抽上来。

潜油电泵则是将电力传输到井底，通过电动机带动泵体工作，将石油抽上来。

三、人工举升技术的工作原理人工举升技术的工作原理主要是通过上下运动的力量将石油从井底抽出来。

以抽油杆泵为例，其工作原理如下：首先，通过电机或者驱动装置带动驱动机构，将能量传输到井底；接下来，能量通过驱动机构带动上下运动的抽油杆，将泵体上部的活塞抬起；然后，在泵体下部的吸油阀打开的同时，泵体上部的压油阀关闭，使得井底的石油被抽上来；最后，随着抽油杆的继续上升，泵体上部的活塞下落，压油阀打开，将石油排出泵体。

四、结论油气井完井与人工举升技术是石油开采中必不可少的环节，其重要性不可忽视。

完井技术基础概述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的合理连通渠道或连通方式的过程叫做完井(Well Completion)。

1、完井的要求1).油气层和井筒之间应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，防止井壁垮塌，确保油井长期生产；5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层处理措施，便于人工举升和井下作业等条件；6).对于稠油油藏，则稠油开采能达到热采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驱)的要求；7).油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件；8).工工艺尽可能简便，成本尽可能低；2、完井方式1).射孔完井(perforating)又分为:套管射孔完井、尾管射孔完井；2).裸眼完井方式 (Open-hole)；3).割缝衬管完井方式(Slotted Liner)；4).砾石充填完井方式 (Gravel Packed) 又分为:裸眼砾石充填完井、套管砾石充填完井、预充填砾石饶丝筛管；3、完井井口装置一口井从上往下是由井口装置、完井管柱和井底结构三部分组成。

井口装置主要包括套管头、油管头和采油(气)树三部分，井口装置的主要作用是悬挂井下油管柱、套管柱，密封油管、套管和两层套管之间的环形空间以控制油气井生产；回注(注蒸汽、注气、注水、酸化、压裂和注化学剂等)和安全生产的关键设备。

完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用组合而成的井下工具。

下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井的最后一个环节。

井的类型(采油井、采气井、注水井、注蒸汽井、注气井)不一样，完井管柱也不一样。

即使都为采油井，采油方式不同，完井管柱也不同。

目前的采油方式主要有自喷采油和人工举升(有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举)采油等。

气井完井知识点1．完井方法的选择依据是什么？答：油、气井的完井方法，主要依据油、气层的岩性特征及储集层性质决定的，完井方法是否合理直接关系到能否顺利投产和以后长期正常生产的大问题。

因此，油气井完井方法选择的原则：应该是：（1）能有效地连通油、气层与井眼，油、气流入井内的阻力要小。

（2）能有效地封隔油、气、水层，防止互相窜扰，并能满足分层开采和管理的要求。

（3）有利于井壁稳固，保证油、气井长期稳定生产。

（4）所采用的完井方法工艺简单，完井速度快，成本低。

2．油、气井完井方法有哪几种？答：（1）先期完成法。

先期完成是在钻开油（气）层之前，先下入生产中间套管，然后再钻开油（气）层。

用裸眼或衬管（筛管）完成。

（2）后期完成法。

后期完成是先钻开油、气层，然后再下入油层套管。

属于后期完成的有：贯眼完成、射孔完成、尾管射孔完成和清水压井条件下过油管射孔完成。

现在又出现了油管输送式射孔完成或叫无电缆射孔完成。

3．什么是贯眼完成？答：贯眼完成又叫下筛管完成，就是在套管上穿孔或割缝，其应用条件同先期完成。

这种完井法的优点是油、气层暴露得比较充分，出油（气）流畅，防砂效果较好，缺点是，在生产过程中，油（气）层出水后，不易封堵。

4．什么叫射孔完成？答：是在固井后对油（气）层射孔，造成油。

气流入井筒的知道。

其优点在于各油、气水层不会互相干扰一便于分层开采，分层注水，分层酸化或压裂，适应性较强。

缺点是油气层暴露面积小。

油、气流入井中阻力大特殊作业后，防砂效果差，不利于疏松油气层的开采。

5．什么叫尾管射孔完成？答：即油层套管上部与技术套管重复100～200m，油层套管外环形空间注水泥，最后在油层部位射孔完井。

该法主要是从节约套管出发，还要考虑技术套管无损伤，无窜漏现象方可。

采用尾管完成后，若技术套管损坏时。

亦可采用回接油层套管至井口的方法。

6．什么叫清水压井条件下过油管射孔完成？答：这种完成方法又称永久完成，是把油管管柱下端下到生产层的最顶部，装好井口装置。

1、完井定义：指油气井的完成，即建立生产层与井眼之间的公好连通，是联系钻井和采油两大生产过程的一个关键环节。

完井是以汕气储集层的地质结构、储集层的岩石力学性质和汕层物性以及地层流体物性为基础，根据开发开采的技术要求，研究储集层与井眼的最佳连通方式的技术工艺过程。

2、完井内容：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。

3、储层岩性特征：汕气储层的岩石以碎屑岩和碳酸盐岩为主，少量岩浆岩和变质岩以及页岩。

4、储层物性：孔隙度、渗透率、孔隙结构、润湿性。

储层流体：油、气、水。

6、油气藏分类：（1）按油气储集空间和流动通道不同分类：孔隙型汕气藏、裂缝型汕气藏、裂缝孔隙型汕气藏、孔隙裂缝型油气藏、洞隙型油气藏。

（2）按油藏儿何形态分类：块状油气藏、层状油气藏、断块油气藏、透镜体汕气藏。

（3）按原汕物性分类：常规汕藏、稠汕汕藏、高凝汕汕藏、天然气藏°7、地应力：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。

8、地应力的具体确定方法：（1）矿场应力测量；（2）利用地质地震资料分析；（3）岩心测量；（4）地应力计算。

9、井身结构：不同尺寸钻头所钻井深和与之对应的不同尺寸套管的F入深度。

10、套管类型:（1）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。

（2）中间套管：表层和生产套管间因技术要求而下，可以是一层、两层或更多层主要用来封隔井下复杂地层。

（3）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o （4）尾管：在已下入一层技术套管后采用，只对裸眼井段下套管（注水泥）, 而套管柱不延仲至井口o减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷；节省套管和水泥；一•般深井和超深井。

11、井身结构设计原则：（1）有效保护油气层；（2）避免漏、喷、塌、卡等井下事故，安全、快速钻井；（3）发生井涌时，在一定压力范围内，具有压井处理溢流能力；（4）卜.套管顺利，不至于压差卡套管°12、四个剖面：孔隙压力剖面，破裂压力剖面，坍塌压力剖面，漏失压力剖面。

收稿日期:2000-06-05作者简介:见本刊2000年第2期。

!钻井工艺#气藏保护与气井完井技术钟晓瑜1,谢南星1,艾天敬2(11中油西南油气田分公司采气工艺研究所,四川广汉618300;21中油西南油气田分公司重庆气矿,重庆大石坝401120) 摘　要:文中论述完井过程中气层五种伤害类型、四川气田现有的主要完井方式及其对气层损害状况;提出从保护气层角度优选完井方式及完井设计应考虑的因素是合适的钻井液完井液滤液设计、合理的固相选择及性能设计、合理的工程要求、水泥浆性能的合理设计、合理的固井压差及顶替效率等等;根据现场实例提出几点气藏保护及完井工程的建议。

关键词:气藏保护;完井方式;完井设计;实例中图分类号:TE257 文献标识码:A 文章编号:1006-768X (2000)06-0007-03G as reservoir protection &gas w ell completion technologyZHONG X iao -yu 1,XIE Nan -xing 1,AI T ian -jing 2(11Gas Production Research Institute ,SouthwestOil &Gas Co.o f China ,Guanghan ,Sichuan 618300,China ;21Chongqing Gas Field ,Southwest Oil &Gas Co.o f China ,Dashiba ,Chongqing 401120,China )Abstract :This paper discusses five types of gas reserv oir damaged during the gas well com pletion ,pre 2sents main well com pletion methods now in Sichuan +G as field and status of gas reserv oir damaged.The factors of optimizing com pletion types and com pletion design that should be thought at the angle of protecting gas reser 2v oir are presented ,including reas onable design of filtrate in drilling and com pletion fluid 、reas onable s olid se 2lection and its performance design 、reas onable engineering requirement 、reas onable cement slurry performance design 、reas onable well cementing pressure differential and displacement efficiency etc..Several suggestions of protecting gas reserv oir and com pletion engineering according to field exam ples are als o proposed.K ey w ords :reserv oir protection ,well com pletion method ,com pletion design ,exam ple 气层损害的实质就是储层中气体流动阻力的增加,气相渗透率下降,从而影响新探区和新气层的发现,降低气井的产量,给生产带来重大经济损失。

本科院校油气井完井课程教材内容探讨作者：郭晓乐龙芝辉曾顺鹏李新晓来源：《时代教育·下半月》2013年第19期摘要：完井工程是一门工程实践性强、技术发展快、涉及学科多的新兴学科。

由于发展时间短，国内完井工程课程教学相关资料还不多，且不完善。

在对完井工程课程教学内容原则和现有教材存在问题的分析基础上，对油气井完井教学内容和教材内容进行了探讨，提出了一些有益的建议和结论。

关键词：油气井完井教学内容教材改革中图分类号：G642.0；TE257 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.027完井工程介于钻井工程和采油工程之间，是指连通产层与井筒的工艺过程，是联系钻井和采油的重要一环。

早期现场和研究人员对完井工程认识较浅，仅仅是将完井作为钻井后的最后一个环节，或者采油前的一个准备环节来对待，完井工程没有被当作一门独立工程对待。

随着对完井工程研究和认识的深入，人们发现完井质量的好坏对油气井的寿命及开发效益有着重要影响，完井的重要性日益突显。

完井工程已逐渐发展成为衔接钻井工程和采油工程，同时又相对独立的新兴工程。

各油田和研究机构对完井工程师和研究人才的需求越来越强烈，有鉴于此，国内各石油高校相继开展了完井相关课程教学和培训[1]。

然而，由于发展时间短，国内完井工程课程教学相关资料还不多，且不完善。

重庆科技学院作为一所新晋本科院校，其宗旨是为油田培养高级应用型人才，为满足油田需要，近几年也开设了“油气井完井”课程和培训。

在教学过程中，发现现有教材存在许多问题[2]，按教材讲授的教学内容不能完全满足教学目标，因此，有必要通过研究对现有教学内容和教材进行研究和改革。

1 教学内容确定原则教材对教学的重要性毋庸置疑。

完井工程是一门工程实践性强、技术发展快、涉及学科多的学科，“油气井完井”课程的目标是让学生掌握完井工程相关理论知识，熟悉完井工艺过程和相关工具、设备，为日后走上完井工程师岗位，或者从事完井工程相关研究工作奠定基础。

完井工程复习资料第一章:完井工程基础1.中完：没钻到目的层的完钻（中途完钻）。

2.终完：最终的完钻。

3.完井工程概念:完井是使井眼与油气储集层连通的工序,是衔接钻井工程和采油工程一项重要而又相对独立的工程,包括从钻开油气层开始,到下生产套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、防砂，排液,直至投产的系统工程。

4.完井的目的:在对油气储集层的地质结构、储油性质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，研究井筒和生产层的连通关系，在井底建立良好的油气流通道，使全井达到最小的油气流阻力、最大的油气产量和最长的寿命，使油气井能够长期的高产稳产。

5.完井的要求：1.油气层与井筒具有良好的联通性，油气层伤害最少。

2.油气层与井筒具有尽可能大的渗流面积。

3.有效封隔，防止气窜或水窜，避免层间干扰。

4.有效控制出砂和防砂，防止井壁坍塌。

5.满足增产措施。

6.施工工艺简单。

7.稠油开采达到注蒸汽热采的要求。

5.等安全系数法：使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数。

地应力:岩层产生一种反抗变形的力,这种内部产生的并且作用在地壳单位面积上的力,称为地应力。

地应力来源: a.岩体自重。

b.构造应力。

c.温度升高产生附加应力。

第二章:井身结构设计和固井。

1.四个压力剖面:①孔隙压力剖面。

②破裂压力剖面。

③坍塌压力剖面。

④漏失压力剖面。

2.六个设计系数:①抽汲压力系数Sb。

②激动压力系数Sg。

③安全系数Sf。

④井涌允量Sk。

⑤压差允值Δp。

井身结构设计原则: （简答题）1.有效保护油气层。

2.有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故，安全、快速钻井。

3.井涌时，有压井处理溢流能力。

4.下套管顺利，不压差卡套管。

5.钻下部地层采用重钻井液时，产生的井内压力,不至于压裂上层套管鞋处的薄弱地层。

3.套管:优质钢材制成的无缝管或焊接管,一端为公扣,直接车在管体上,一端为带母扣的套管接箍。

4.套管分类：表层套管、生产套管、中间套管、尾管（衬管）。

气田完修井作业（气井）井下作业专业题库（附答案）一、单选题1、气井和油井工作液比重相对地层压力附加量为（ B ）。

A、气井0.07～0.1 油井0.03～0.05B、气井0.07～0.15 油井0.05～0.1C、气井0.07～0.1 油井0.03～0.1D、气井0.07～0.15 油井0.03～0.052、某高压气井投产后,套压升至油管压力,套压升高的原是：（ D ）A、油管不密封B、油管挂不密封C、套管不密封D、以上原因的综合3、对地层压力已显著低于气井的静水柱压力的井，可通过油套压放空后，可直接用（ B ）压井。

A、生活污水B、修井液C、海水D、加重泥浆4、浅层气井涌的处理方法是（ C ）。

（1、埋藏深度浅；2.地层极为松散，地层承压能力弱，因此极容易出现漏失；3.防喷器系统未安装，压井处理手段少；4.浅层气发生的突然性，即从预兆至发生所用的时间短暂；5.对人员及钻井平台造成危害大）A、提高泥浆密度B、尽快钻穿浅层气层C、停止钻进，通过分流器，释放地层能量，同时大排量泵入钻井液或海水D、关井求压，准备压井5、气田测试较为严格，尤其关井求恢复压力时，若出现阀门内漏，测得静压数据实为流压，与测试初衷不符，无法满足油藏需求，若是在井下安全阀密封性完好的情况下，要解决阀门内漏所造成的测试数据不准确问题，应采取的措施是（ C ）。

A、软件模拟校正技术B、外接管汇控制C、采用井下悬挂器携带压力计入井。

6、采气井测试的内容包括（ D ）。

A、产能测试B、不稳定试井C、稳定试井D、产能试井和不稳定试井7、地层压力大于或等于（B）的油气井被称为高压油气井。

A、57.9 MPaB、68.9MPaC、78.9 MPaD、85 MPa8、在高压气井钢丝作业下入压力计作业时，下放速度一般不宜过快，一般以速度控制在（B）以内为宜。

A、40m/minB、60m/minC、80m/min9、当人的嗅觉迅速钝化而感觉不出H2S存在时，表明H2S浓度已超过（ C ）。

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。

气井带压下完井作业规程(试行)目录第一章勘察现场 (3)第二章搬迁作业 (5)第三章采气树的拆卸、安装作业 (10)第四章稳定器及安全防喷器组的安装、拆卸作业 (11)第五章带压作业主机的安装、拆卸作业 (13)第六章液压钳安装与使用 (15)第七章逃生装置安装与使用 (16)第八章现场设备试压 (21)第九章摆排油管作业 (23)第十章气井带压下油管作业............................................................................................ .24目录第一章勘察现场1 作业准备1.1 作业部接到任务后，作业部生产管理人员（或基层队管理人员）负责现场勘查，勘查前要了解井号、地理位置、该井所属单位、井口情况、主要施工内容。

1.2 井场勘察时与建设单位协调，不能及时整改或消除的隐患，制定有效的安全措施。

从施工安全出发，了解井场及道路状况和不安全因素，提前做好准备工作。

施工前能消除的隐患要彻底消除，保证施工的顺利与安全。

2 作业流程道路勘察→环境勘察→现场勘查→驻地选址→采油树、地面流程→勘查结果的沟通与上报3 作业步骤3.1 道路勘察3.1.1 从搬迁地至目的井场进行搬迁路线实地勘查，测量搬迁路线的实际距离和路面情况，确保所有施工车辆安全通过。

3.1.2 若遇需穿越闹市区、险桥涵洞、防洪设施、高压电线、通讯电路、管线等障碍时，应提前向相关管理部门汇报，请求协助解决。

必要时需绘制路线图及安置明显的引领标志。

3.1.3 遇有路口或不明确路段，在搬家路线图中应标明路段里程或路口标志性建筑。

3.1.4 查看路况是否完好，必要时在搬迁前修路。

3.2 环境勘察3.2.1 环境勘查的主要内容包括：社会环境、井场环境、自然环境。

3.2.2 社会环境：本地区社会治安环境是否良好、本地区是否有特殊风俗禁忌及宗教信仰、本地区是否有地方病及传染病。