1、a,1,完井與礫石充填設計,完井方式及選擇 防砂方法 礫石充填設計,a,2,完井方式,完井方式是指油層與井筒的連通方式，不同的油藏地質和開采條件，其完井方式不同。 目前完井方式有多種類型，以滿足各種性質油氣層有效開發(fā)的需要，但各自都有其適用條件和局限性。不同完井方式的井底結構和井口設備以及完井工藝方面都有所不同。,a,3,完井方式,射孔完井方式 裸眼完井方式 割縫襯管完井方式 礫石充填完井方式,a,4,套管射孔完井 套管射孔完井是鉆穿油層直至設計井深，然后下油層套管至油層底部注水泥固井，最后射孔，射孔彈射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透油層某一深度，建立起油流的通道。 套管射孔完井既可選擇性射開不同壓

2、力、不同物性的油層，以避免層間干擾，還可避開夾層水、底水、氣頂和夾層的坍塌，具備實施分層注采和選擇性壓裂或酸化等分層作業(yè)的條件。,a,5,a,6,尾管射孔完井 尾管射孔完井是在鉆頭鉆至油層頂界后，下技術套管注水泥固井，而后用小一級的鉆頭鉆穿油層至設計井深，用鉆具將尾管送下并懸掛在技術套管上，尾管和技術套管的重合段一般不小于50m，再對尾管注水泥固井，最后射孔。 尾管射孔完井由于在鉆開油層以前上部地層已被技術套管封固，因此可以采用與油層相配伍的鉆井液以平衡壓力、欠平衡壓力的方法鉆開油層，有利于保護油層。此外這種完井方式可以減少套管重量和油井水泥的用量，從而降低完井成本。目前較深的油氣井大多采用此

3、方法完井。,a,7,a,8,完井方式,射孔完井方式 裸眼完井方式 割縫襯管完井方式 礫石充填完井方式,a,9,裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、復合型完井方式和后期裸眼完井方式。 （1）先期裸眼完井：鉆頭鉆至油層頂界附近后，下套管注水泥固井。水泥漿上返至預定的設計高度后，再從套管中下入直徑較小的鉆頭，鉆穿水泥塞，鉆開油層至設計井深完井。 （2）復合型完井：有的厚油層適合于裸眼完成，但上部有氣頂或頂界臨近又有水層時，也可以將技術套管下過油氣界面，使其封隔油層的上部，然后裸眼完井，必要時再射開其中的含油段，此類完井稱為復合型完井方式。 （3）后期裸眼完井：不更換鉆頭，直接鉆穿油層至設計井深，然后下套

4、管至油層頂界附近，注水泥固井。,a,10,裸眼完井的優(yōu)點 油層完全裸露，不會因井底結構而產(chǎn)生油氣流向井底的附加滲流阻力。這種井稱為水動力學完善井，其產(chǎn)能較高，完善程度高。,a,11,裸眼完井的缺點 不能克服井壁坍塌和油層出砂對油井生產(chǎn)的影響 不能克服生產(chǎn)層范圍內不同壓力的油、氣、水層的相互干擾 無法進行選擇性酸化或壓裂 先期裸眼完井法在下套管固井時不能完全掌握該生產(chǎn)層的真實資料，以后鉆進時如遇到特殊情況，會給鉆進和生產(chǎn)造成被動,a,12,a,13,完井方式,射孔完井方式 裸眼完井方式 割縫襯管完井方式 礫石充填完井方式,a,14,割縫襯管完井 割縫襯管完井方式是鉆頭鉆至油層頂界后，先下技術套管

5、注水泥固井，再從技術套管中下入直徑小一級的鉆頭鉆穿油層至設計井深。最后在油層部位下入預先割縫的襯管，依靠襯管頂部的襯管懸掛器（卡瓦封隔器），將襯管懸掛在技術套管上，并密封襯管和套管之間的環(huán)形空間，使油氣通過襯管的割縫流入井筒。,a,15,a,16,完井方式,射孔完井方式 裸眼完井方式 割縫襯管完井方式 礫石充填完井方式,a,17,對于膠結疏松出砂嚴重的地層，一般應采用礫石充填完井方式/它是人為地在襯管和井壁之間充填一定尺寸的礫石，使之起防砂和保護生產(chǎn)層的作用。,礫石充填完井,為了適應不同油層特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填礫石，分別稱為裸眼礫石充填和套管礫石充填。,a,18,a,19,

6、a,20,a,21,完井方式選擇需要考慮的因素,a,22,直井完井方式的選擇,相對來講，直井完井的工藝技術較簡單、建井周期短、造價低。油藏類型、滲流特征和原油性質不同，完井方式也會不同。砂巖油氣藏的完井方式選擇流程、碳酸鹽巖袖氣藏的完井方式選擇流程、火成巖、變質巖等油藏的完井方式選擇流程分別如圖所示。,a,23,a,24,a,25,a,26,水平井及定向井的完井方式選擇,水平井完井方式選擇可分為兩類：一是按曲率半徑選擇完井方式，二是按開采方式及增產(chǎn)措施選擇完井方式。 對短曲率半徑的水平井，目前基本上是裸眼完井，它主要是在堅硬垂直裂縫的油層中完成，或是在致密裂縫砂巖中完成，因為這些地層不易坍塌；

7、對中、長曲率半徑的水平井可根據(jù)巖性、原油物性、增產(chǎn)措施等因素選擇完井方式。目前水平井技術發(fā)展很快，井內水平段不斷增長，因而不宜采用裸眼完井，通常采用的是割縫襯管加套管外封隔器完井或套管射孔完井。,a,27,水平井及定向井的完井方式選擇,水平井完井方式選擇可分為兩類：一是按曲率半徑選擇完井方式，二是按開采方式及增產(chǎn)措施選擇完井方式。 對水平井采用注蒸汽開采稠油，其完井方式大多采用割縫襯管完井，再下金屬纖維濾砂管或預充填繞絲篩管防砂，如我國勝利樂安油田采用了割縫襯管和套管射孔完井；對低滲透油層的水平井，需進行壓裂措施，因此只能采用套管射孔完井，即使采用割縫襯管加套管外封隔器完井，也只能進行小型酸化

8、措施，而無法進行壓裂措施；至于定向井完井方式的選擇，因其井料大致在50度左右，其完井方式基本上可以同直井一樣進行選擇。,a,28,水平井完井技術,目的常見的水平井完井方式主要有裸眼完井、割縫襯管完井、帶管外封隔器(ECP)的割縫襯管完井、射孔完井和礫石充填完井五類，各種完井方式的優(yōu)缺點見表所示。,a,29,防 砂,地層出砂原因,地質因素 地質構造力的影響 顆粒膠結性質 流體性質,開采因素 地層壓降及生產(chǎn)壓差 流速 含水上升及注水 地層傷害 蒸汽吞吐開采 其他,完井因素 射孔孔道充填物 射孔參數(shù),a,30,防 砂,地層出砂機理,剪切破壞 拉伸破壞 巖石破壞準則,拉伸破壞準則 庫侖納維爾準則 德魯

9、克普拉格準則,a,31,防砂方法分類,a,32,礫石充填設計,基本原則,（1）注重防砂效果，正確選用防砂方法，合理設計工藝參數(shù)和步驟，達到阻止地層出砂目的 （2）采用先進工藝技術，減少對油井產(chǎn)能影響 （3）注重綜合經(jīng)濟效益，提高設計質量和施工成功率，降低成本,a,33,礫石充填設計,施工分步設計程序,a,34,礫石充填設計,1.充填方式選擇,根據(jù)防砂油層、油井的特點和設計原則等，結合完井類型選擇出最合適的礫石充填方式。,2.地層預處理設計,根據(jù)油層砂樣分析化驗的結果和防砂井的具體情況，確定酸化解堵和粘土穩(wěn)定處理等措施，同時考慮防乳化、防止新生沉淀等問題。這一步對于提高施工成功率、保證油井產(chǎn)能有

10、著重要的意義。,a,35,礫石充填設計,礫石設計,礫石設計主要包括礫石尺寸設計、礫石質量控制、礫石用量計算三方面的內容。,礫石尺寸設計,在篩析實驗室中取得防砂井油層砂樣粒度中值d50后，根據(jù)計算公式求得所需用的礫石尺寸，即礫石的粒度中值D50。目前普遍使用的是索西埃(Saucier)公式： D50(56)d50,若地層砂非均質嚴重，砂粒粒度分布范圍廣，可擴大礫石尺寸范圍，用下式計算： D50(48)d50,a,36,礫石充填設計,礫石設計,礫石設計主要包括礫石尺寸設計、礫石質量控制、礫石用量計算三方面的內容。,礫石尺寸設計,若地層砂非均質嚴重，砂粒粒度分布范圍廣，可擴大礫石尺寸范圍，用下式計算

11、： D50(48)d50,具有使用價值的礫石尺寸確定方法是Schwartz方法，適用于高產(chǎn)油井和水井。該方法是考慮地層砂的均勻程度和流體通過篩縫的流速來確定充填礫石的尺寸。,a,37,礫石充填設計,a,38,礫石充填設計,從圖中可以看出： 當D50/d506時，礫石與油層砂界面清楚，礫石擋住了油層砂，油氣井無砂生產(chǎn)； 當6 D50/d50 14時，油層砂部分侵入礫石充填層，造成礫砂互 混，礫石區(qū)滲透率下降，盡管油氣井不出砂，但產(chǎn)量下降； 當D50/d50 14時，油層砂可以自由通過礫石充填層，防砂無效。,a,39,礫石充填設計,a,40,礫石充填設計,礫石設計,礫石設計主要包括礫石尺寸設計、礫

12、石質量控制、礫石用量計算三方面的內容。,礫石質量控制,礫石的質量要求主要有：礫石粒度均勻；圓度、球度好；在標準土酸中的酸溶度小于1；礫石試樣水濁度不大于50度；顯微鏡觀察沒有發(fā)現(xiàn)兩個或多個顆粒結晶塊；滿足抗破碎試驗要求。,a,41,礫石充填設計,礫石設計,礫石設計主要包括礫石尺寸設計、礫石質量控制、礫石用量計算三方面的內容。,礫石用量計算,礫石充填防砂所用的礫石數(shù)量要根據(jù)充填部位的體積來確定。為了保證施工質量，設計用量時要考慮足夠的附加量。一般以多擠入為好，這樣可提高防砂效果。,a,42,礫石充填設計,管柱設計,（1）繞絲篩管與割縫襯管的比較與選擇 （2）縫隙尺寸設計 （3）篩管直徑設計 （4）篩管長度設計 （5）信號篩管設計 （6）盲管與沖管設計 （7）扶正器設計 （8）充填工具的選用,a,43,礫石充填設計,攜砂液設計,礫石充填用攜秒液要求與其它完井和修井液一樣，