哈里博顿完井知识.ppt

渤海地区 完井基本知识介绍22主要内容Ø完井方式 Ø完井方式的选择 Ø完井井口装置 Ø完井管柱 Ø完井作业施工程序 Ø完井人员应具备的基本素质33一、完井方式4完井的定义• 完井(Well Completion)，油气井的完成方式，即根据 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• 一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层 与油气井井筒之间的合理连通渠道，也就是完井• 在井底建立的油气层与油气井井筒之间的连通渠道不 同，也就构成了不同的完井方法5合理的完井方法应该满足的要求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、气层和井筒之间应具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施工工艺尽可能简便，成本尽可能低。

61.1常规完井方式• 射孔完井方式（perforating） 套管射孔完井 尾管射孔完井• 裸眼完井方式 (Open-hole)先期裸眼完井 后期裸眼完井• 割缝衬管完井方式(Slotted Liner) • 砾石充填完井方式 (Gravel Packed)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Ø常规完井方式分类7(1)射孔完井方法Ø射孔完井• 射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的 套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间 的油气流通道的工艺射孔是完井工艺的重要组成 部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发 生产成本等都有重大的影响• 射孔完井是国内外使用最为广泛的一种完井方法， 在直井、定向井、水平井中都可采用射孔完井包 括套管射孔完井和尾管射孔完井在射孔完井的油 气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道 • 射孔过程一方面是为油气流建立若干沟通油气层和 井筒的流动通道，另一方面又对油气层造成一定的 损害8(1)射孔完井方法 Ø射孔完井• 套管射孔完井：套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻 穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部并 注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥 环并穿透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通 道。

• 尾管射孔完井：在钻头钻至油层顶界后，下技术套管 注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井 深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上尾管和 技术套管的重合段一般不小于50m再对尾管注水泥 固井，然后射孔• 水平井射孔完井：一般是技术套管下过直井段注水泥 固井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井 完井尾管和技术套管宜重合100m左右最后在水平井 段射孔 9直井套管射孔完井示意图 直井尾管射孔完井示意图 10水平井射孔完井示意图 11射孔完井适用的地质条件 ①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等 复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层②各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实 施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的 储层③要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层④砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层 12射孔关键技术射孔是完井工程的一个关键性环节为此，采用先进的理论和方法，针对储层性质和工程实际情况，优选射孔工艺和优化射孔设计，是搞好射孔完井必不可少的基本条件13射孔工艺 一般根据油藏和流体特性、地层损害状况、套 管程序和油田生产条件，选择恰当的射孔工艺1)电缆输送套管枪射孔工艺2)油管输送射孔3)油管输送射孔联作工艺4)过油管射孔141)电缆射孔工艺电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套管射 孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，电雷 管引爆射孔枪。

在井筒液柱压力高于地层压力的条件下射开 生产油气层1) 优点① 射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足 高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求② 射孔定位快速、准确③ 电雷管引爆可靠性强④ 作业简便快捷，能连续进行多层射孔 2) 缺点① 正压射孔，对地层造成污染损害，影响产能② 在地层压力掌握不准时，射孔后易发生井喷，为防井喷必须安装防喷器 和防喷管③ 受电缆输送能力和防喷管长度的限制，每次下枪长度只能在10m 左右， 厚度大，油气层的射孔作业时间长，在大斜度井、水平井和高密度泥浆中 的应用也受限制④ 容易受电火花、强烈震击等外界因素的干扰而发生爆炸152)油管输送射孔这种无电缆油管输送射孔工艺是利用油管将射孔 枪下到油层部位射孔，是目前国内外使用最多的一 种射孔工艺油管下部联有压差式封隔器、带孔短 节和引爆系统，油管内只有部分液柱造成射孔负压 通过地面投棒引爆、压力或压差式引爆或电缆湿 式接头引爆等各种方式使射孔弹爆炸而一次全部射 完油气层按采用的射孔压差可以分为两种方式射孔压差 指的是射孔液在井底产生的液柱压力与地层压力之 差差值为正则为正压射孔，差值为负则为负压射 孔。

①正压射孔工艺 ②负压射孔工艺16油管传输射孔的优点是： ①射孔枪直接连在油管下端，所用射孔枪具有较大直径，使枪与套管间 隙较小，故穿透深度大，且可实现高孔密、多相位 ②预先装好采油树和放喷管线后才射孔，对高压油气层以及H2S量高的井 ，射孔安全系数大 ③采用投棒撞击或液压操作引爆，不用电缆，因此不会造成卡电缆事故 ，可使用较大负压值射孔 ④由于采用油管传输，特别适用于大斜度井、水平井、稠油井以及其它 电缆难以下入的井 ⑤由于不需电缆及防喷管，故射孔枪串不受长度限制，因此射孔厚度也 不受限制 ⑥射孔枪管串上可装配钻杆地层测试器，一次下井完成射孔和地层测试 ⑦采用一次管柱可实现射孔和投产，避免了动管柱作业对油气层的再次 伤害和作业费用，它特别适用于深井和气井 缺点：（a）施工中不能及时检查射孔率；（b）射孔器材在井下停留的 时间较长，使其性能降低，影响了穿透能力，用高温炸药又增高了成本； （c）若点火不引爆时，需重新施工，浪费较长的时间173)油管输送射孔联作工艺 ①油管输送射孔和地层测试联作将油管输送装置的射孔枪、点火头、激发器等部件接到单 封隔器测试管柱的底部管柱下到待射孔和测试井段后，进 行射孔校深、座好封隔器并打开测试阀，引爆射孔后转入正 常测试程序。

这种工艺特别适合于自喷井②油管输送射孔与压裂、酸化联作完井时下一次管柱，能完成射孔、测试、酸化、压裂、 试井等工序③非自喷井油管输送射孔与测试联作工作管柱由射孔枪、封隔器、负压阀、自动压力计工作 筒、固定阀以及配有特殊空心套筒的逆流射流泵组成184)过油管射孔 过油管射孔是在下完生产管柱，安装好井口采油树及生 产系统，坐封好封隔器，在井口采油树上安装防喷管和电缆 密封装置，用电缆从油管内下入射孔枪对油气层进行射孔优点：1) 能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小2) 射孔作业安全，适用于高压油气井3) 射孔后能马上进行生产缺点：1) 射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿透深度浅，对油 气井的产量有一定影响2) 射孔枪和套管之间间隙大，影响射孔穿透深度和孔径3) 每次下枪的长度受防喷管长度限制4) 枪变形后难于回收19射孔参数优选 要获得理想的射孔效果，必须对射孔参数进行优 化设计进行正确而有效的射孔参数优选，取决于以下 几个方面：一是对于各种储层和地下流体情况下射孔井产能规 律的量化认识程度；二是射孔参数、损害参数和储层及流体参数获取的 准确程度；三是可供选择的枪弹品种、类型的系列化程度。

射 孔参数优选是指现有条件下针对特定储层的使井产能达 到最高的射孔参数优配组合，也涉及到实现这些参数的 工艺要求产能比是目标函数 20射孔参数优化设计方法①建立各种储层和产层流体条件下射孔完井产能关系数 学模型，获得各种条件下射孔产能比定量关系；②收集本地区、邻井和设计井有关资料和数据，用以修 正模型和优化设计；③调查射孔枪、弹型号和性能测试数据；④校正各种弹的井下穿深和孔径；⑤计算各种弹的压实损害参数；⑥计算设计井的钻井损害参数；⑦计算和比较各种可能参数配合下的产率比和套管抗挤 毁能力降低系数，优选出最佳的射孔参数配合⑧预测选择方案下的产量、表皮系数21确定射孔参数确定射孔参数 （射孔完井）（射孔完井）1）枪直径： 7”套管------ 5”射孔枪 9-5/8”套管-- 7”射孔枪2）炮弹药量（克）:不同的厂家，虽然同样的药量，但由于聚能罩的形状和材料不同，穿深和孔径都不一样因此，定货时，不必指定药量，只提孔径和孔深要求；3）孔密：防砂井一般取39孔/m（12孔/ft），原则上孔越密越好，但要考虑套管的强度和经济性；4）孔径（mm）：对防砂井，孔径越大越好但同样药量的炮弹，孔径大了，穿深必然浅。

因此，要根据孔密、穿深和经济性要求综合评价选取射孔参数225 5））穿深（穿深（mmmm））: :要保证穿透污染带之后，还有一定的穿深套管内径枪外径水泥环外径应以油层部位 的最大扩眼直 径为准水泥环套管射孔枪可能的污染带资料设计穿深 L1实际打靶穿深 L2水泥环厚度套管壁厚射孔参数23水 泥 靶外壳，2～2.5mm 低碳钢混凝土: 2:1:0.5(质量比)干砂:水泥:水套管(L80)100mm100mm注: 1) 养护 ≥28天2) 抗压强度≥3500psi3) 标准强度＝5000psi4) ±5% per ± 1000psi射孔参数24待射孔地层 抗压强度（psi）贝岩 靶孔 隙度贝岩靶的实际 打靶穿深（in ）待射孔地层的 实际穿深（in ）导向线诺 模 图256）相位选择若射孔相位选择不合适，将会对套管的强度和产量产生影响0°60°72°30°140/160°45°90°180°51.4°60°263 36 618180.70.70.80.80.90.91.01.01.11.11.21.21 12 24 46 68 81212射孔穿深射孔穿深孔密孔密产能比产能比螺旋排列90° phased180° phased0° phased1 spf2 spf4 spf6 spf8 spf12 spf0.71.01.290.81.31.10.9无压实带 无污染 6“井眼1215穿深和孔密与产能的关系279、选择合适的射孔方式和负压值 7)7)选择合选择合 适的射孔适的射孔 管柱和负管柱和负 压值压值钻杆同位素接头震击器安全接头封隔器吸震器释放接头负压阀点火头 射孔枪钻杆震击器 安全接头压力传递管射孔封隔器压力传递接头负压阀不锈钢传递管点火头射孔枪总成同位素接头液 压 点 火机 械 点 火281. 射孔方式根据孔隙性油田对高孔密射孔的要求，以及定向井、射孔段长等特点，推荐选择TCP射孔方式。

从安全环保考虑，使用隔板传爆技术 2. 射孔方法为减小射孔孔道压实程度和减少射孔液侵入地层，推荐采用负压射孔方法大压差负压炮眼清洗技术）TCP射孔+大压差负压炮眼清洗技术29孔密：12SPF（39SPM）相位：45º/135º，螺旋式孔径：20.95mm （API水泥靶）穿深：426mm（API水泥靶）药性：RDX（107℃，200h）射孔枪尺寸：7” 3.射孔参数选择TCP射孔+大压差负压炮眼清洗技术30高孔密大孔径深穿透射孔弹31射孔负压设计 完井设计要求在既安全又经济的条件下保证完井段压力 损失最小、产量最高负压射孔能改善井的生产能力，目 前已在世界范围内获得广泛应用负压射孔（Underbalanced Perforating）就是指射孔时 射孔液在井筒中造成的井底压力低于油藏压力负压值是负压设计的关键所设计的负压值一方面。