海上完井工艺技术和完井理念介绍
1、 序言
海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节，它是衔接海上钻井、工程和
采油采气工艺，而又相对独立的系统工程。它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等
诸多专业，涵盖上述各个专业的有关内容。作为油气井投产前的最后一道工序，完井工
作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。
中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始，至今已有三十多年的历史。自
1982年中国海洋石油总公司成立以来，近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快
速发展阶段，效果是显而易见的。1986年海上油气年产当量1000×104吨，1997年油气
年产当量超过2000×104吨，预计2005年达4000×104吨（见下图），目前近海自营油田
和合作油田开发正处于迅速发展阶段。在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过
程中，总体上说完井是非常成功的，绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长，在高
速开采下保持油气产量的稳定和增长，达到了配产要求。根据中海油开发计划，
2003-2005年期间，中海油将新增开发井760口，可见完井工作量将是非常大的。
2001年中国海洋石油在海外上市，成立了中海石油（中国）有限公司，提出要争创
国际一流能源公司，提高竞争力，公司在多方面加大了科研投入。就完井生产而言，成
立了专门的提高采收率项目组，紧密围绕提高采收率和油井产能，按计划尝试了各种完
井新工艺，收到了明显的效果；在此过程中，完井理念也在不断发生变化，从开始传统
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200020012002200320042005时间(年)油气当量 ( 万方 )在生产在建设在评价天然气待落实的“满足油藏和生产需要，实现采油气要求”，发展到如今的“更好的为油藏和生产服
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。同时，在最下面一个油层底
直（斜）井完井方式
目前国内外常用的完井方式有裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井以及基于防砂目的的裸眼或管内砾石充填完井。为了降低完井及开发成本以利于经济地开发低产油层，又出现了永久完井法、无油管完井法以及多油管完井法等新工艺。本节主要介绍裸眼完井法、射孔完井法、割缝衬管/筛管完井及砾石充填完井方式。
1.裸眼完井
裸眼完井（open hole completion）分为先期裸眼完井、复合型完井和后期裸眼完井三种方法。
先期裸眼完成法是钻头钻至油层顶部附近后，取出钻具下套管注水泥浆固井，水泥浆从套管和井壁之间的环形空间上返至预定高度，待水泥浆凝固后，从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞和油层，直至达到设计井深。
对于油层较厚、油层上部有气顶或顶界附近有水层时，此时可以将生产套管下过油气界面，用以封隔上部的气顶，然后下部裸眼完成，必要时可以再将上部的含油段射开。这种类型的完井称为复合型完井法。
后期裸眼完井是当钻头钻至油层顶部附近后，不用更换钻头，用同一尺寸的钻头钻穿油气层直至设计井深，然后下套管至油气层顶部，注水泥固井。为了防止固井时水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或替入低失水、高粘度的钻井液，防止水泥浆下沉。
裸眼完井方式的主要优点是产层完全裸露，产层具有最大的渗流面积，流线平直，符合平面径向渗流规律，这种井称为水动力学完善井，其产能较高。此外，由于井底没有任何设备，也不需要诸如射孔、砾石充填等工序，因此工艺简便，成本低，完井速度快。
与后期裸眼井完井方式相比，先期裸眼完井还具有下述优点：
（1）先期完井由于在钻开之前已经完成了固井工序，因此在起钻、下套管、挤水泥浆期间，泥浆对产层没有任何影响。即缩短了泥浆对产层的浸泡时间；
（2）消除了高压油气对固井的影响，有利于提高固井质量；
水平井完井工艺技术
水平井是指与地表垂直井相比，井身倾斜角度在70度至90度之间，并且是在目标层内以水平方向钻探出来的井。水平井在石油、天然气等资源勘探开发中具有重要意义，因为它可以最大限度地拓展产能，并提高资源的采收率。
水平井完井工艺技术是指在水平井钻探完毕后，进行井身完井以保证产能有效释放和生产设备的安装。下面将介绍水平井完井工艺技术的几个关键步骤。
首先是井筒清洗。井筒清洗是指将井底残留物和钻井液冲掉，以净化井筒环境。该步骤使用高压水冲洗井底，将残留物冲刷到井口，并通过抽泵设备将其抽出。
接下来是井筒壁完井。井筒壁完井是指在井筒内铺设一层水泥浆或涂饰一层聚合物涂料，以加固和保护井壁。这一步骤可以防止井筒塌陷、砂浆渗入井内以及地层污染。
然后是套管固井。套管固井是指在水平井内铺设套管，并通过向套管外注入水泥浆来加固井壁。这样可以防止井筒塌陷和地层涌入，保证井筒的稳定性和完整性。
最后是水平井井口装置和设备的安装。这包括安装油气产量计量装置、防喷器、管柱软接头、泥浆泵等设备，并进行连接和调试。这些设备的安装能够实现对水平井产能的有效释放和产量的测量。
水平井完井工艺技术具有复杂性和重要性，需要经验丰富的工程师和技术人员进行操作。通过科学合理的井筒清洗、井筒壁完井、套管固井以及设备安装，可以保证水平井的高效生产和资源采收。同时，合理的完井工艺技术也能够降低井筒的维修和施工风险，提高生产设备的使用寿命和运行效率。水平井是目前石油、天然气勘探开发领域的重要技术之一，它能够充分利用油气层的储量，提高采收率。而水平井完井工艺技术作为水平井开发中不可或缺的环节，对于确保井筒的稳定性和生产设备的安全运行至关重要。在水平井完井工艺技术中，井筒清洗、井筒壁完井、套管固井和设备安装是重点环节，下面将对这几个环节进行详细介绍。
井筒清洗是水平井完井的第一步。其目的是清除井底残留物和钻井液，净化井筒环境，保证井壁的清洁。水平井通常是在地表水平段结束后开始完井的，而地表水平段施工时难免会有残留物和泥浆进入井底，因此需要进行井筒清洗。清洗井筒的主要方法是通过高压水冲洗井底，将残留物冲刷到井口，再通过抽泵设备进行抽出。这样可以有效清除井底残留物，为后续的完井工作提供干净的环境。
