完井工程与防砂技术
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完井防砂
不能精确控制 Not Able to Control Precisely 滤孔大小不一致 Not Uniform 不稳定 Not Stable 中，管体变形可能脱块 Medium, Possible Block Losing while Pipe Deforming 中，镶块螺纹腐蚀后可能掉 块 Medium, Possible Block Losing because of Corrosion of Block Screw 过滤元件多，可靠性差 Not Reliable, Too Many Filtration Elements
建立设计标准
油藏参数 岩石参数 地层流体参数 完井生产的限制
目的层的准备
尽可能高效率地钻井，尽量减少对地 层污染。 通过取芯、电缆测井或下入测试工具等， 监测和测试目的层，这些可以提供额外的 数据，清楚完井设计存在的限制。 完井施工前的准备，如下尾管、套管或防 砂程序等。
封隔器选型需考虑的因素－ 井况
艾旦油田砂子的特性
各个井不一样，有一定的离散性 中间粒径在0.1-0.25毫米之间 岩心存在裂缝 高空隙度，但是渗透率不高－－泥质含量高
筛管缝隙的确定
缝隙尺寸一定不能和D50相等，在这种情况下， 缝隙会很快被堵死 通常要求筛管缝隙为D50的1/3，实践中可以在 1/4-2/3之间选择，即0.04-0.15毫米。 针对艾旦的试验正在进行中，合适的缝隙待试验 结束后提出。试验将进行0.05-0.25毫米缝隙的 流动压力关系
封隔器选型需考虑的因素－封隔器回收的考 虑
最小的油管操作从封隔器“丢手”，如直接上提或转1/3圈； 从封隔器“丢手”的后备手段； 在有沉砂的情况下，可回收油管或封隔器； 封隔器解封之前的压力平衡工具，如压井滑套等。 油管直接与封隔器连接，解封封隔器，减少油管的起下。 容易磨铣的封隔器，最短的磨铣距离和防止旋转。
水平井筛管防砂完井及砾石充填防砂新工艺的研究与应用
术 。该技术利 用裸 眼封 隔器 、分级 箍 、盲板 、洗井阀等特殊完井工具 在 水平井 造斜段实现注水泥 ，根据油藏情况利用裸眼封隔器和 大通径 筛管对 油层部位进行分段完井 。完井时 ，首先对造斜段注水泥 固井 ， 然 后钻除固井盲板 ，最后下入洗井酸化胀封管柱 ， 对油层进行洗井 和
（ ） ８ １ 沾ｌ 块水平井完井方法优选 。
完 井方式 裸 眼 预充 填砾 石筛 管完 井 裸 眼金 属 纤堆 筛管 完井 裸 眼烧 蛄 陶瓷 筛管 完井 裸 眼金 属毡 缔管 完井 裸 眼 井下砾 石充 填 完井 开 井产量 （ ／ 经 济效益 ｆ 吨 天） 万元１ ５ ３ ２ ０ ５ ３ ４ ４ ５ ３９ ６ ５ ４６ ７ ６ ８６ ５ １８ １ ｏ ４１ ３ １５ ２ ８ ５０ ０ １２ ７ ４ ５８ ２ １ ５４ ３ ５９ Ｓ １３ ３ ２ ９６ ６ 生产 时 闻（ 天） ９ ２ １６ ０ ０ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ ０
放。
ｌ ：Ｆ ＝二二二二二
ｉ
匡 匿
图 ９ 井段 ２ ８￣２６ ｍ页 岩段 地 层 厚度 校 正 ４８ ５ ４
本 井在井段２８ ～ ５ ４ 录取页岩层 ，录取地层厚度为７ ｍ， （ ４８ ２６ｍ ６ 见 图９ ）井段换算 成垂深２ ０ ～ ４ ０ ４ ０ ２ ２ ｍ，垂厚为２ ｍ，其实这个 厚度仅仅 ０ 为一 个视厚度 ，在图 中表 现为Ｈ ＡＨ 与 的和 ，如果要求 出真实地层 厚 度还 得消除地层 倾角带来 的影响 ，本层在轨 迹方 向地 层倾角为３ ， 。 那 么就 得用地层倾 角消 除地层下倾带来地层 增厚影响 。ＡＨ＝ （ 层底 水平位移一 层顶 水平位 移 ）× ｇ 。 ，ＡＨ＝５ ×ｔ 。 ＝２ ｍ，得 出 ｔ３ ２ ｇ ３ ． ７ 地层 真实厚 度为１ ．ｍ。 ７３ （ ）引入特殊 录井手段 。非常规 油气勘探打破 了常规油气 录井 ５ 石油地质理论 ，引入一些特殊的录井方法尤其 重要 ，本井在录井过程 （ １４ ） 接 ０ 页 粘度 。根据砾 石充填机理 与固液两相 流理论 ，建立了水 平井砾石充填数模 ，研究 各参数对砾 石充填的影响 ，以达到充填防砂 施工 各参数 的最优 。沾 ｌ 块方案设 计用２ ８ ％防膨 抑砂剂配 成２ ｍ ８ ℃ ５ ） （ 以上本地 热污水溶 液挤前置液 ，携 砂液为 １０ 防膨清洁压 裂液 ，设 ８ ｍ
水平井防砂完井的常见问题及解决策略
水平井防砂完井的常见问题及解决策略在我国经济高速发展时期，除了要不断研发更先进的科学技术外，而且也要注重将技术有针对性地应用到各个领域。
以石油开采水平井防砂完井工程为例，唯有采用科学的施工方法，才可从各个方面杜绝各类常见问题，从而起到全面提升工程质量的作用。
当前，随着我国水平井防砂完井工程逐步增多，为了提升施工效率与质量，施工单位需要采用科学的施工手段将常见问题控制在萌芽状态，不仅可加快施工进度，而且也可为高质量完成水平井防砂完井工程奠定基础。
1 水平井完井施工特点与应用条件1.1 割缝衬管完井方法根据施工方法不同，割缝衬管完井方法可分为两种，即：割缝衬管完井法与衬管顶部注水泥完井法，下面分别对两种方法进行介绍。
1.1.1 割缝衬管完井法割缝衬管完井法具有适用范围广、施工操作简单等特点，属于水平井防砂完井工程中常见的施工手段。
与其他完井技术相比，割缝衬管完井法对于井口大小无过多要求，完井处理简单、可靠。
在应用割缝衬管完井法过程中，施工人员先划定出套管区域，将割缝衬管悬挂到要求位置，从而起到隔离管外环形空间的作用。
割缝衬管完井法具有显著的应用优势，例如，造价成本低、水泥浆不会影响储层以及控制井眼坍塌概率等。
但是，割缝衬管完井法同样有应用缺陷，例如：层段区域存在干扰问题以及分段分割处理无法实现等，从而影响生产控制的准确性，影响生产测试资料的真实程度。
1.1.2 衬管顶部注水泥完井法在衬管顶部区域注水泥过程中，为了保证完井质量，需要在管外分隔器、盲管等工具的配合下，才能开展施工，确保完井可以按照计划要求完成。
衬管顶部注水泥完井法的应用优势有：完井作业需要使用多级外封隔离器和防砂筛管，可以极大提高防砂工程质量。
此外，将注水泥技术与座封分割器相互结合，可以保证在要求时间内完成施工，施工效率提升明显。
最后，防砂筛管可以持续性的使用，工作年限长，并且可以通径更大，施工可靠性更加显著。
1.2 射孔完井法现阶段，在水平井防砂完井工程中，射孔完井技术的应用十分常见。
完井防砂技术研究毕业设计【优秀】
The key of Wenchang oil field sand control technology is design the Sand control layer structure of sand control screen and Integrated block off sand control accuracy. At home or abroad designers choose the gravel size according to the D50=(5-6)*d50 as sand control method. After that,they retrodictthe block off accuracy of senior high quality screen. But actually, the Sorting types and Sand particle sizes in special oil field’s formation sandare ever changing,at the same time, they differ greatly, we can’t design completely according to the formula.
19.51
22-1-3
下层系
N2Y1I
1488-1495
16.32
7.99
22-1-5
下层系
N2Y1II
1599-1608
12.78
5.63
平均
16.60
8.92
15-1-4
II
1480-1496
17.84
9.13
15-1-4
III
1610-1628
18.06
19.51
22-1-3
下层系
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1488-1495
16.32
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下层系
N2Y1II
1599-1608
12.78
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平均
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8.92
15-1-4
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1480-1496
17.84
9.13
15-1-4
III
1610-1628
18.06
国外水平井防砂完井技术筒述
Ａ ＩＡ Ｉ Ｃ和 Ａ ＩＲ Ｃｓｒｉ ｓ 种 ： ａｅ 公 司 有 Ｄ Ｒ Ｃ Ａ － Ｐ Ｉ Ａ ｅｖｃ 两 Ｆ ｅ Ｂｋｒ Ｉ Ｅ ＴＰ Ｋ Ｔ 筛 管技 术 Ｍ
筛 管防砂完井技术 ：筛管防砂完井技术 由于具有防砂效果
好、 有效期长等特点而得到大量 的推广应用 。 筛管防砂可分为两 种 。一是在防砂井段直接下入各种筛管滤砂装置 以阻挡地层砂 的防砂方法 。 二是下入筛管后再 进行砾石充填防砂的方法。 前一 种方法虽然 防砂效果不错 ． 但是往往容易发生堵塞 ， 以牺牲油井 的产能为代价 ， 尽管 国外各公司这方面 的技术较为完备 ， 例如各
砾石充填 的方式进 行的 ． 直到发生早期脱 砂 ， 施工压力升高 ， 迫
使砂浆通过旁通管道 ，并从 喷嘴喷出 ，充填到油套环空 的空洞 中． 这个过程一直持续 到所有 的空洞被填满 ， 到充填设计压力 达 为止 （ ２ 。由于消除了油套环空 中的空洞 ， 图 ） 砾石充填是 紧密的 和完全的。据统计 。 交互式通道砾石充填 与常规砾பைடு நூலகம்充填相 比，
的 ＦａＴ Ｏ ｒｃ Ｒ Ｌ无 筛 管 防 砂 完 井技 术 ，就是 一 种 压 裂 防砂 技 术 ， 通 过 射 孔 、固 结 地 层砂 、压 裂 和 支 撑 剂 返 排 控 制 等 技 术 措施 的 结 ２１ 互 式通 道砾 石 充填 技 术 （ ｅ ｔ Ｐｔ ｅｈ ｏ ｇ ） ．交 Ｍｔ ｅ ａ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｍａ ｈ ｏ 交互式通道砾石充填技术是近十几年国外研究 的一种新型
其可以消除井 眼和膨胀管之 间的环形空间 ， 为井壁提供支撑 ， 并 且能够阻挡地层砂 ， 因此可替代砾石充填 。 这种技术与砾石充填
防砂技术相 比可大大提高油井生产能力和降低成本 。 据统计 ， 这 种技术可使油井降低 ２ ％的成本和提高 ７ ％的生产 能力 。这种 ０ ０ 技术在长井段 、 单层油藏应用尤为成功 ， 已在世界各地技术服 务
筛 管防砂完井技术 ：筛管防砂完井技术 由于具有防砂效果
好、 有效期长等特点而得到大量 的推广应用 。 筛管防砂可分为两 种 。一是在防砂井段直接下入各种筛管滤砂装置 以阻挡地层砂 的防砂方法 。 二是下入筛管后再 进行砾石充填防砂的方法。 前一 种方法虽然 防砂效果不错 ． 但是往往容易发生堵塞 ， 以牺牲油井 的产能为代价 ， 尽管 国外各公司这方面 的技术较为完备 ， 例如各
砾石充填 的方式进 行的 ． 直到发生早期脱 砂 ， 施工压力升高 ， 迫
使砂浆通过旁通管道 ，并从 喷嘴喷出 ，充填到油套环空 的空洞 中． 这个过程一直持续 到所有 的空洞被填满 ， 到充填设计压力 达 为止 （ ２ 。由于消除了油套环空 中的空洞 ， 图 ） 砾石充填是 紧密的 和完全的。据统计 。 交互式通道砾石充填 与常规砾பைடு நூலகம்充填相 比，
的 ＦａＴ Ｏ ｒｃ Ｒ Ｌ无 筛 管 防 砂 完 井技 术 ，就是 一 种 压 裂 防砂 技 术 ， 通 过 射 孔 、固 结 地 层砂 、压 裂 和 支 撑 剂 返 排 控 制 等 技 术 措施 的 结 ２１ 互 式通 道砾 石 充填 技 术 （ ｅ ｔ Ｐｔ ｅｈ ｏ ｇ ） ．交 Ｍｔ ｅ ａ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｍａ ｈ ｏ 交互式通道砾石充填技术是近十几年国外研究 的一种新型
其可以消除井 眼和膨胀管之 间的环形空间 ， 为井壁提供支撑 ， 并 且能够阻挡地层砂 ， 因此可替代砾石充填 。 这种技术与砾石充填
防砂技术相 比可大大提高油井生产能力和降低成本 。 据统计 ， 这 种技术可使油井降低 ２ ％的成本和提高 ７ ％的生产 能力 。这种 ０ ０ 技术在长井段 、 单层油藏应用尤为成功 ， 已在世界各地技术服 务
防砂作业简介
(将电缆下入钻杆内，通过比较射孔管柱上同位素下入位 置和短套管上的同位素位置来校正射孔深度）
10、座射孔封隔器 11、连接井口试油树/地面测试管汇 12、投棒点火/返涌（3045分钟）
射孔管柱校深示意图
同位素标记 短套管 套管 钻杆 电缆和深度校正仪
50m
200m 同位素接头
射孔封隔器 150m 负压阀 点火头 射孔枪
E、电缆挤坏/密封件插不进
（下井过程中损坏）
气体伤人。
在起管柱过程中应适当灌入完井液，防止井喷 有时为了安全起见，在起管柱之前应先打捞出点火头。 15、下入刮洗管柱、探砂面/循环冲砂洗井 （必须用完井液循环洗井）
刮管冲砂洗井示意图
用完井液冲砂洗井
套管 钻杆
刮管器 已射孔段 钻头 人工井底 赃物（炮弹皮/地层砂）
16、其出刮洗管柱
（起管柱过程中适当灌入完井液，防止井喷） 17、下入防砂管柱总成
（见生产管柱示意图）
生产管柱示意图
动力电缆 ‘Y’接头 电潜泵总成 带孔管 定位/密封接头 密封件 封隔器 滑套 座落接头 导向接头
油管
20、撤防喷器/装采油树
二、现场容易发生的主要问题
（只要大家注意，这些问题是可以控制住的）
1、防砂质量问题
A、完井液不干净，未达到过滤标准要求，油层 被污染 B、完井液漏失过多，油层被污染 C、充填系数过低，防砂能力降低 E、射孔深度不够（现场无法控制） F、负压值太低，炮眼无法靠返涌清洗干净 G、射孔后返涌时间太短，炮眼未清洗干净 H、筛管损坏（下入太快引起的）
⑸、将底部定位密封总成插入底部封隔器内
⑹、座封顶部封隔器/验封/旋转管柱丢手 ⑺、座封底部隔离封隔器/验封 ⑻、第一层防砂作业（OK后） ⑼、上提管柱座封第二个隔离封隔器/验封 ⑽、第二层防砂作业（OK后） ⑾、上提管柱座封第三个隔离封隔器/验封 ⑿、第三层防砂作业（OK后）
10、座射孔封隔器 11、连接井口试油树/地面测试管汇 12、投棒点火/返涌（3045分钟）
射孔管柱校深示意图
同位素标记 短套管 套管 钻杆 电缆和深度校正仪
50m
200m 同位素接头
射孔封隔器 150m 负压阀 点火头 射孔枪
E、电缆挤坏/密封件插不进
（下井过程中损坏）
气体伤人。
在起管柱过程中应适当灌入完井液，防止井喷 有时为了安全起见，在起管柱之前应先打捞出点火头。 15、下入刮洗管柱、探砂面/循环冲砂洗井 （必须用完井液循环洗井）
刮管冲砂洗井示意图
用完井液冲砂洗井
套管 钻杆
刮管器 已射孔段 钻头 人工井底 赃物（炮弹皮/地层砂）
16、其出刮洗管柱
（起管柱过程中适当灌入完井液，防止井喷） 17、下入防砂管柱总成
（见生产管柱示意图）
生产管柱示意图
动力电缆 ‘Y’接头 电潜泵总成 带孔管 定位/密封接头 密封件 封隔器 滑套 座落接头 导向接头
油管
20、撤防喷器/装采油树
二、现场容易发生的主要问题
（只要大家注意，这些问题是可以控制住的）
1、防砂质量问题
A、完井液不干净，未达到过滤标准要求，油层 被污染 B、完井液漏失过多，油层被污染 C、充填系数过低，防砂能力降低 E、射孔深度不够（现场无法控制） F、负压值太低，炮眼无法靠返涌清洗干净 G、射孔后返涌时间太短，炮眼未清洗干净 H、筛管损坏（下入太快引起的）
⑸、将底部定位密封总成插入底部封隔器内
⑹、座封顶部封隔器/验封/旋转管柱丢手 ⑺、座封底部隔离封隔器/验封 ⑻、第一层防砂作业（OK后） ⑼、上提管柱座封第二个隔离封隔器/验封 ⑽、第二层防砂作业（OK后） ⑾、上提管柱座封第三个隔离封隔器/验封 ⑿、第三层防砂作业（OK后）
完井工程与防砂技术课件
二、主要研究方向与成熟技术介绍
3、各类油藏各类油井合理生产套管尺寸
及井身结构优化设计 生产套管尺寸及井身结构优化设计是完井工程的重要 环节之一。传统的做法是由钻井工程设计井身结构、确 定生产套管尺寸，采油工程受到生产套管尺寸的限制， 许多油井无法采用适合的工艺技术、一些增产措施难以 进行。目前，已经形成了一套科学的确定各类油藏各类 油井合理生产套管尺寸及井身结构优化设计方法：即从 开发方式、人工举生方式、增产措施需求、是否稠油地 层、油井配产等综合选择最优的生产套管尺寸，然后再 从井底反推设计合理的井身结构。
45/60 5/3 51/44 25/41 44/33 98/66 5/13 49/20 11/15
328.2 392.6 200.6 374.4 404 370.6 397 288 232
1—4A 2002.4 4.8
4.4
8.3
171
7823 2002.5 1.5/19.5 10 口井的平均增产倍比
压裂砾石充填前
压裂砾石充填后 增产倍比 防砂
的生产情况
的生产情况
效果
液/油 （t）
含水 （%）
液/油 （t）
含水 （按油计 评价 （%） 算）
8/0.6
92.5
22/4.1
81.36 6.83
生产6个
4/0.5
87.5
18/3.3
81.67 6.60
月以后仍
9/0.7
92.22
23/4.6
80.00 6.57
二、主要研究方向与成熟技术介绍
l 适度防砂技术的关键：如何把握“度”。即：
l 1）针对地层特点，进行适度防砂的砾石尺寸设计新 准则及筛管缝隙选择标准制定；
大斜度井套管完井逆向充填防砂
目录 一、前言 二、砾石充填防砂现状 三、常规砾石充填防砂面临的问题 四、逆向砾石充填工艺原理 五、逆向砾石充填防砂应用 六、认识
砾石充填防砂现状
目前，我公司主要防砂区块是曲堤油田馆三，营13块东一段。2010年度，共
实施防砂井29井次，充填防砂20井次，占69%；其中正向充填17井次，逆向充
填3井次，其他防砂方式9井次。
水平井砾石充填工作原理 ------- “阿尔法波和贝塔波”
目录 一、前言 二、砾石充填防砂现状 三、常规砾石充填防砂面临的问题 四、逆向砾石充填工艺原理 五、逆向砾石充填防砂应用 六、认识
逆向砾石充填防砂工艺原理
正向与逆向的区别
（以防砂层为界）
正向砾石充填
--充填砾石从防砂层以上到达油层
逆向砾石充填
（常规）正向砾石充填防砂 砾石充填防砂分类 逆向砾石充填防砂
砾石破碎、砾石与地层砂混合，充填层渗透率降低
地层、射孔炮眼、筛管环空砾石充填连续性和整体性差
长井段、多层井砾石充填效果较差 大斜度、水平井砾石充填整体效果不好 小修队后期打捞留井防砂管柱复杂
难题
常规砾石充填防砂面临的难题
一、砾石破碎，充填层渗透率降低
ห้องสมุดไป่ตู้
12000
正向充填 逆向充填
10000 8000 6000 4000 2000 0 防砂井 充填防砂
累增油 井累增油
9口
17口
其他方式
3口
正向充填
逆向充填
其他方式
目录 一、前言 二、砾石充填防砂现状 三、常规砾石充填防砂面临的问题 四、逆向砾石充填工艺原理 五、逆向砾石充填防砂应用 六、认识
常规砾石充填防砂面临的难题
砾石进入油层, 因 惯性作用，主动与地层 砂混合，充填层的渗透 率大大降低。
热采水平井裸眼完井技术
1、原有的分级箍最大允许内径为154mm，钻塞过程中易损 坏造成套管破损。 ——对策：研制大通径分级箍。（已完成）
2、钻塞过程造成套管串损坏。
——对策：1）制定了钻完井施工技术要求。 （已完成） 2）配套了可旋转扶装置。（正试验）
3、水平井冲砂（含大砾石）困难。 ——对策：配套泡沫冲砂工艺，设计专用工具。（已完成）
续的砂体，这一砂体的作用一是在井壁与筛管之间形成支撑，
避免由于热采造成近井地带环空由于地层坍塌造成渗透率下 降，二是在井壁与筛管之间形成高渗透的档砂屏障，避免生 产式的携砂液流对精密滤砂管的冲击和磨蚀，提高其使用寿 命。
四种完井防砂方式分析
综合评价下来，滤砂管完井泡沫酸洗防砂一体化工艺实施后，
取得油气比升高，投资大幅下降的效果，具有良好的前景。
套管完井挂精密滤砂管完井
套管完井+金属毡滤砂管防砂井第一周期情况统计表
井号 郑411-P2 射 开 厚 203 油压 19.2 温度 357 平均 干度 40 平均 速度 8.8 注汽 量 2187 周期产 油 2241 周期产 水 2549 含水 53.2 采注 比% 2.19 油汽 比% 1.02
完井管柱损坏原因分析
1）管柱下入过程中的受力影响 在相关的文献中，水平井管柱下入过程中，在弯曲段 所受到的力最大。以坨826-平4为例，下入过程中最大套管 应力为85MPa，深度1628米，套管应力明显要低于套管屈服 应力值，可见整个套管在完井过程中是安全的。
套管外壁Mises应力图
完井管柱损坏原因分析
完井方式 应用井数/ 第一周期平 第一周期平 可对比井数 均单井累油 均油汽比 9/9 1378 0.63 完井费用
200米水平段
221万 270万 102万 146万
2、钻塞过程造成套管串损坏。
——对策：1）制定了钻完井施工技术要求。 （已完成） 2）配套了可旋转扶装置。（正试验）
3、水平井冲砂（含大砾石）困难。 ——对策：配套泡沫冲砂工艺，设计专用工具。（已完成）
续的砂体，这一砂体的作用一是在井壁与筛管之间形成支撑，
避免由于热采造成近井地带环空由于地层坍塌造成渗透率下 降，二是在井壁与筛管之间形成高渗透的档砂屏障，避免生 产式的携砂液流对精密滤砂管的冲击和磨蚀，提高其使用寿 命。
四种完井防砂方式分析
综合评价下来，滤砂管完井泡沫酸洗防砂一体化工艺实施后，
取得油气比升高，投资大幅下降的效果，具有良好的前景。
套管完井挂精密滤砂管完井
套管完井+金属毡滤砂管防砂井第一周期情况统计表
井号 郑411-P2 射 开 厚 203 油压 19.2 温度 357 平均 干度 40 平均 速度 8.8 注汽 量 2187 周期产 油 2241 周期产 水 2549 含水 53.2 采注 比% 2.19 油汽 比% 1.02
完井管柱损坏原因分析
1）管柱下入过程中的受力影响 在相关的文献中，水平井管柱下入过程中，在弯曲段 所受到的力最大。以坨826-平4为例，下入过程中最大套管 应力为85MPa，深度1628米，套管应力明显要低于套管屈服 应力值，可见整个套管在完井过程中是安全的。
套管外壁Mises应力图
完井管柱损坏原因分析
完井方式 应用井数/ 第一周期平 第一周期平 可对比井数 均单井累油 均油汽比 9/9 1378 0.63 完井费用
200米水平段
221万 270万 102万 146万
技术突破让稠油不愁——稠油完井及防砂配套技术
圆 螺 纹 接 头 不 适 合 热 采 井 要 求 经
源需求强劲 、油价高企 、常规原油产量
日 下降的背 景下 ，全球 各石油生产 国 益
及石油公 司已将重点转 向稠 油开发 。 稠 油开 采一 般 采取 蒸 汽吞 吐 ，需
理 论 及 实践 证 明 ：热 采井 高温 及 温度剧烈变化是套管损坏的主要原因。
巨大损失 ，完井管 柱保护成为稠油开发 封性能受到影响 。此外 ，随着注汽周期 增 加 ，残余应 力越来越大 ，而井况和套 必需解决的『 题。 ｕ ｊ
管性能越 来越差 。从调查可 知 ，在前 ７
在 持 续 高 温 和 轴 向 拉 应 力 作 用
水 泥封 固质 量 不好
在 持续 高温
多臂井径仪 测井证实 ，套管损坏多发生 在螺纹连接部位 ，多数是圆螺纹连接的
要注入３ ０ ５ ℃高温蒸 汽 ，高温造 成井下
Ｊｓ套管。圆螺纹接头抗 高温 、密封极 —ｓ 下 ，套管产生疲劳裂纹和压缩变形 ，造 限都低 。这种螺纹接头的环 向装配应力 管柱严重损坏 。调查显示 ，套管 损坏达 到３） 【 ％以上 ，严重 区块超过６ ％，造 成 成套管损坏 。松弛现象使套管接箍的密 较大 ，有可能导致简体屈服 。 ０
的性能将发生一定的变化 ；同时 ，套管 岩 石 结构 和性 质 的特 征所 决 定的 。同
石油总 资 源 的７ ％以上 ，约 ６～９ ０ 万亿 套管性能参数与热采井温度有关 ，即金 桶 。仅辽河 油 田删 油年产量就达 ７ ０ ０ 万
吨 ，占其总产量的６ ％以上 。在 当前能 ０
果 ，还 会造 成泥岩膨胀 流动和 油井 大量 出砂。油层压力也很 低 ，上覆 地层 压力 增加 ，会使 套管受挤 压错 位。
源需求强劲 、油价高企 、常规原油产量
日 下降的背 景下 ，全球 各石油生产 国 益
及石油公 司已将重点转 向稠 油开发 。 稠 油开 采一 般 采取 蒸 汽吞 吐 ，需
理 论 及 实践 证 明 ：热 采井 高温 及 温度剧烈变化是套管损坏的主要原因。
巨大损失 ，完井管 柱保护成为稠油开发 封性能受到影响 。此外 ，随着注汽周期 增 加 ，残余应 力越来越大 ，而井况和套 必需解决的『 题。 ｕ ｊ
管性能越 来越差 。从调查可 知 ，在前 ７
在 持 续 高 温 和 轴 向 拉 应 力 作 用
水 泥封 固质 量 不好
在 持续 高温
多臂井径仪 测井证实 ，套管损坏多发生 在螺纹连接部位 ，多数是圆螺纹连接的
要注入３ ０ ５ ℃高温蒸 汽 ，高温造 成井下
Ｊｓ套管。圆螺纹接头抗 高温 、密封极 —ｓ 下 ，套管产生疲劳裂纹和压缩变形 ，造 限都低 。这种螺纹接头的环 向装配应力 管柱严重损坏 。调查显示 ，套管 损坏达 到３） 【 ％以上 ，严重 区块超过６ ％，造 成 成套管损坏 。松弛现象使套管接箍的密 较大 ，有可能导致简体屈服 。 ０
的性能将发生一定的变化 ；同时 ，套管 岩 石 结构 和性 质 的特 征所 决 定的 。同
石油总 资 源 的７ ％以上 ，约 ６～９ ０ 万亿 套管性能参数与热采井温度有关 ，即金 桶 。仅辽河 油 田删 油年产量就达 ７ ０ ０ 万
吨 ，占其总产量的６ ％以上 。在 当前能 ０
果 ，还 会造 成泥岩膨胀 流动和 油井 大量 出砂。油层压力也很 低 ，上覆 地层 压力 增加 ，会使 套管受挤 压错 位。
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二、主要研究方向与成熟技术介绍
4、各类油气藏各类油气井完井方案优化设计 完井是衔接钻井工程和采油采气工程的相对独
立的系统工程，是从钻井到采油采气的桥。完井的 好坏直接关系到油气井能否以低成本、高产量生产 ，也关系到能否提高采收率和提高储量利用程度， 还关系到能否提高油气田开发的整体经济效益。目 前，已经形成了一套科学的确定各类油气藏各类油 气井完井方案优化设计的方法和技术： 具体内容包括：1）完井方法优选，针对垂直井、斜 井和水平井各20多种完井方法进行优选；
二、主要研究方向与成熟技术介绍
A、完井防砂技术与方法
1、割缝衬管完井；2、绕丝筛管完井； 3、裸眼预充填砾石筛管完井；4、裸眼金属纤维筛管完井； 5、裸眼烧结陶瓷筛管完井；6、裸眼金属毡筛管完井； 7、裸眼井下砾石充填完井；8、裸眼化学固砂 ； 9、衬管外化学固砂；10、管内下绕丝筛管完井 11、管内预充填砾石筛管完井；12、管内金属纤维筛管完井； 13、管内烧结陶瓷筛管完井；14、管内金属毡筛管完井； 15、管内井下砾石充填完井；16、套管外化学固砂 17、水力压裂＋管内井下砾石充填完井； 18、压裂封口技术防砂；19、膨胀筛管防砂。
33
55.94
100.43 79.53 101.93 82.21 131.82 135.6
平均
114.9
118.5
208.8
注：产能指单位生产压差下油井的日产量，即：m3/(d.Mpa)。
二、主要研究方向与成熟技术介绍
2、各类气藏各类气井完井方法优选
气井完井方法的选择是关系到如何以最低的成本、最 高的经济效益去最合理地开发气田的关键，经过几年连 续攻关，已经形成了一套科学的确定各类气藏（常规天 然气藏、凝析气藏）、各类岩石（砂岩、碳酸盐岩）、 各类气井（垂直井、斜井、水平井）、各类天然气（常 规气、酸性气、含H2S）完井方法的技术：即从气藏地 质特性和气藏工程特点出发、考虑气田开发开采的工艺 技术要求，再从产能预测、动态分析到经济评价着手综 合选择最优完井方法。目前，已经经过近200口井的实 际验证。
二、主要研究方向与成熟技术介绍
2）合理生产套管尺寸及井身结构优化；针对各种井型 （垂直井、斜井和水平井），从开发开采和钻井、完 井及经济优化的角度，系统进行生产套管尺寸及井身 结构设计；3）完井动态分析与经济评价，针对垂直井、 斜井和水平井各20多种完井方法（共约70种完井方法） 进行；4）完井、生产管柱优化设计；5）完井油层保 护方案及专家系统；6）合理投产措施及完井储层改造 优化设计；7）完井参数优化设计，针对垂直井、斜井 和水平井各20多种完井方法（共约70种完井方法）进 行；8）完井评价。
二、主要研究方向与成熟技术介绍
5、完井防砂技术
我国的砂岩地层从埋深300米到3000米，都有许多 层位在生产时出砂。完井防砂是其中的重点和核心。 目前有多达20种的防砂方法，但是大多数防砂方法实 施后表皮系数很高，有的高达2030甚至5060。如何 最有效地实施防砂同时又把防砂完井带来的高的地层 损害降下来，成为目前完井防砂技术的重点。经过近 十年的攻关，已经形成配套防砂技术，包括：1）生产 过程中的出砂预测与最佳防砂完井方法优选；2）高渗 地层水力压裂与砾石充填复合防砂技术；3）老井出砂 与综合治理技术；4）适度防砂理论与方法、技术；5） 防砂完井综合评价与分析技术。
成的损害
的深部损害
深部损害
充填材料 石英砂或陶粒
石英砂或陶粒
石英砂或陶粒
前置液
盐水（清水）
低粘、低滤失、薄 高粘度交联液（胶
滤饼交联液
液）
携砂液
盐水（清水）
低粘、低滤失、薄 高粘度交联液（胶
滤饼交联液
液）
产生 裂缝 长 1.53.0 米 度
3.06.0 米
7.515.0 米
井深（米） 3000 以下
3000 以下
3000 以下
处理层段厚 最大达 152 米
最大达 30 米
任意
度
二、主要研究方向与成熟技术介绍
表2 某油田压裂充填与常规砾石充填的产能对比
井
常规砾
压裂充填
号
石充填
清水压裂充填 端部脱砂压裂充填 胶液压裂充填
产能
产能 增加% 产能 增加% 产能 增加%
5
31.11
126.81 307.6 127.13 308.6 158.65 409.9
二、主要研究方向与成熟技术介绍
3、各类油藏各类油井合理生产套管尺寸 及井身结构优化设计
生产套管尺寸及井身结构优化设计是完井工程的重要 环节之一。传统的做法是由钻井工程设计井身结构、确 定生产套管尺寸，采油工程受到生产套管尺寸的限制， 许多油井无法采用适合的工艺技术、一些增产措施难以 进行。目前，已经形成了一套科学的确定各类油藏各类 油井合理生产套管尺寸及井身结构优化设计方法：即从 开发方式、人工举生方式、增产措施需求、是否稠油地 层、油井配产等综合选择最优的生产套管尺寸，然后再 从井底反推设计合理的井身结构。
二、主要研究方向与成熟技术介绍
B、水力压裂＋管内井下砾石充填完井
在砾石充填工艺上的突破主要是将砾石充 填与水力压裂结合起来，称为压裂砾石充填技 术，包括清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、 胶液压裂充填等三种。其原理就是在射孔井上 砾石充填之前，利用水力压裂在地层中造出裂 缝，然后在裂缝中填满砾石，起到水力压裂的 增产和解堵作用，最后再在筛管与套管环空充 填砾石。
10
35.80
84.85 137.0 84.35 135.6 98.05 173.9
14
32.31
57.10 76.73 59.02 82.67 70.74 118.9
1156.46来自89.35 58.25 97.57 72.81 260.73 361.1
28
119.7
156.23 30.52 154.29 28.91 183.51 53.32
二、主要研究方向与成熟技术介绍
B、水力压裂＋管内井下砾石充填完井
表 1 清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压裂充填对比
清水压裂充填
端部脱砂压裂充填 胶液压裂充填
处理目的 消除或“绕过”近井 消除或“绕过” 由 消除 或 “ 绕过 ” 由
带由于钻井和固井造 于钻井和固井造 成 于钻井和固井造成的