概述 1、完井的要求 1).油氣層和井筒之間應(yīng)保持最佳的連通條件,油、氣層所受的損害最??; 2).油、氣層和井筒之間應(yīng)有盡可能大的滲流面積,油、氣入井的阻力最??; 3).應(yīng)能有效地封隔油、氣、水層,防止氣竄或水竄,防止層間的相互干擾; 4).應(yīng)能有效地控制油層出砂,防止井壁垮塌,確保油井長(zhǎng)期生產(chǎn); 5)應(yīng)具備進(jìn)行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施,便于人工舉升和井下作業(yè)等條件; 6).對(duì)于稠油油藏,則稠油開采能達(dá)到熱采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū))的要求; 7).油田開發(fā)后期具備側(cè)鉆定向井及水平井的條件; 8).工工藝盡可能簡(jiǎn)便,成本盡可能低; 2、完井方式 1).射孔完井(perforating)又分為:套管射孔完井、尾管射孔完井; 2).裸眼完井方式 (Open-hole); 3).割縫襯管完井方式(Slotted Liner); 4).礫石充填完井方式 (Gravel Packed) 又分為:裸眼礫石充填完井、套管礫石充填完井、預(yù)充填礫石饒絲篩管; 3、完井井口裝置 一口井從上往下是由井口裝置、完井管柱和井底結(jié)構(gòu)三部分組成。 井口裝置主要包括套管頭、油管頭和采油(氣)樹三部分,井口裝置的主要作用是懸掛井下油管柱、套管柱,密封油管、套管和兩層套管之間的環(huán)形空間以控制油氣井生產(chǎn);回注(注蒸汽、注氣、注水、酸化、壓裂和注化學(xué)劑等)和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。 完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用組合而成的井下工具。下入完井管柱使生產(chǎn)井或注入井開始正常生產(chǎn)是完井的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。井的類型(采油井、采氣井、注水井、注蒸汽井、注氣井)不一樣,完井管柱也不一樣。即使都為采油井,采油方式不同,完井管柱也不同。目前的采油方式主要有自噴采油和人工舉升(有桿泵、水力活塞泵、潛油電泵、氣舉)采油等。 井底結(jié)構(gòu)是連接在完井管柱最下端的與完井方法相匹配的工具和管柱的有機(jī)組合體。 4、完井主要作業(yè)步驟 1).按設(shè)計(jì)要求擺放地面設(shè)備 2).立鉆桿或管柱 3).裝防噴器/功能/壓力試驗(yàn) 4).刮管洗井 5).射孔校深 6).投棒點(diǎn)火 7).反涌/洗井 8).再次刮管洗井 9).下封隔器 10).下防砂管柱 12).下生產(chǎn)管柱 13).拆井口防噴器 14).裝井口采油樹 15).卸載 16).驗(yàn)收交井 ==十大完井工具== 海上油(氣)田完井生產(chǎn)管柱中常用井下工具種類包括:封隔器(Packer)、井下安全閥(SSSV)、滑套(Sliding Sleev)、工作筒(Nipple)、偏心工作筒(Side Pocket Mandrel)、座落接頭(Seating Nipple)、流動(dòng)短節(jié)(Flow Couping)、加厚管(Blast joint)、測(cè)試閥、泄油閥、工作筒、堵塞器等。 1、封隔器 封隔器是生產(chǎn)管柱中最主要的井下工具之一,其主要功能如下:
用于海上油(氣)田完井的封隔器可分為可回收式和永久式兩大類型,而按坐封方式,可分為液壓坐封、機(jī)械坐封和電纜坐封。封隔器可分為很多種,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行合理的選型。封隔器最主要的部分就是卡瓦和膠皮,有些封隔器沒有卡瓦(裸井井用封隔器)。封隔器種類繁多,最主要的功能就是卡瓦與套管間的支撐和脫皮與套管間的密封而進(jìn)行一定位置的密封。 △一種封隔器 2、井下安全閥 井下安全閥是井中流體非正常流動(dòng)的控制裝置,如海上采油平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)、管線破裂、井噴、地震引起的油井失控等,這樣井下安全閥能自動(dòng)關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)井內(nèi)流體的流動(dòng)控制。 1)安全閥的分類:
2)作用原理 通過地面加壓,液壓油通過壓力液控管線傳至傳壓孔到活塞,推動(dòng)活塞向下移動(dòng)并壓縮彈簧,將活瓣活門打開,如果一直保持液控壓力,安全閥處于打開狀態(tài);釋放液控管線壓力,靠彈簧張力向上推動(dòng)活塞上移,閥板處于關(guān)閉狀態(tài)。 △井下安全閥 3、滑套(井下流動(dòng)流體控制工具一種) 1)滑套能夠通過內(nèi)外套之間的的配合,來關(guān)閉或者連通生產(chǎn)管柱與環(huán)空之間的連通,其主要作用如下:
2)工作原理 滑套通過移動(dòng)內(nèi)套筒來關(guān)閉或連通油管與環(huán)形空間的通道,當(dāng)內(nèi)套筒的孔道對(duì)著滑套本體的通道時(shí),滑道處于打開狀態(tài),當(dāng)兩者錯(cuò)開時(shí),滑套關(guān)閉。滑套上部有工作筒,用于固定與滑套有關(guān)的井下流動(dòng)控制裝置,內(nèi)套筒上下各有一個(gè)密封端面,可與井下裝置的密封盤根相配合起密封作用。 將滑套開關(guān)工具連接在基本工具串之下,進(jìn)行鋼絲作業(yè),可對(duì)井下滑套進(jìn)行開關(guān)作業(yè),有的向下震擊使套筒下移打開滑套,有的則需向上震擊使內(nèi)套筒上移打開滑套。 △滑套 4、工作筒(Nipple) 1)工作筒的分類和用途 工作筒的分類: (1)按定位方式分:有選擇型(Selictivity)、頂部止動(dòng)(Top NO-GO)和底部止動(dòng)(Bottom NO-GO)三類,如圖a、b、c所示。 有些工作筒可兼有選擇型和頂部止動(dòng)(如圖b)。所謂選擇型是指工作筒的內(nèi)徑?jīng)]有縮徑部位,同一尺寸的坐入工具可以通過它,所以同一管串中可以下入多個(gè)同一尺寸的工作筒,頂部止動(dòng)是指密封工作筒內(nèi)徑為縮徑部位堵塞器頂部帶上動(dòng)臺(tái)階止動(dòng)作用在頂部,而底部止動(dòng)的縮徑部位在底部,堵塞器密封段通不過去,在底部止動(dòng)一般都安裝在同一管柱的最底部,作為儀表掛座和防止鋼絲工具串掉入井底。 (2)按工作壓力分:有常壓和高壓,前者用于常規(guī)井,后者用于高壓油氣井。 工作筒的用途:
5、偏心工作筒 1)功能結(jié)構(gòu) 偏心工作筒是重要的完井井下工具之一,它與各種氣舉閥結(jié)合,實(shí)現(xiàn)不同的氣舉方式,下入不同尺寸的水嘴,實(shí)現(xiàn)分層配注,它的結(jié)構(gòu)如圖所示,由基管和偏心筒兩部分組成,基管尺寸與油管尺寸相同,上部有定位套,偏心筒內(nèi)有工具識(shí)別頭、鎖定槽、密封筒以及外部連通孔。 2)偏心工作筒的特點(diǎn):
3)偏心工作筒的作用:氣舉、注化學(xué)藥劑、注水、循環(huán)壓井等。 △偏心工作筒 6、堵塞器 在無井下安全閥或安全閥失效時(shí),由鋼絲作業(yè),在工作筒內(nèi)下入相應(yīng)尺寸的堵塞器關(guān)井。在完井或修井作業(yè)時(shí),對(duì)油管試壓以及坐封液壓封隔器。海上常用的工作筒為OTIS及BAKER兩家公司產(chǎn)品。 △堵塞器 7、氣舉閥(Gas Lift Valve) 偏心工作筒內(nèi)下入氣舉閥,可實(shí)現(xiàn)不同的氣舉生產(chǎn)方式,如連續(xù)氣舉或間隙氣舉。 △氣舉閥投放過程 8、流動(dòng)短節(jié)(Flow Coupling) 流動(dòng)短節(jié)實(shí)際上是加厚管,其內(nèi)徑與油管內(nèi)徑一致,但外徑稍大,通常用于安全閥上、下端。高產(chǎn)油氣井使用,一般產(chǎn)量的油井可選擇使用或不用,高產(chǎn)油氣流在流經(jīng)安全閥時(shí)會(huì)因縮徑而產(chǎn)生節(jié)流作用,造成在其上、下兩端產(chǎn)生渦流沖蝕磨損。 △流動(dòng)短節(jié) 9、泄油閥 泄油閥一般安裝在單流閥以上1-2根油管處,它是檢泵作業(yè)上提管柱時(shí)油管內(nèi)流體的排放口,以減輕修井機(jī)負(fù)荷和防止井液污染平臺(tái)甲板和環(huán)境。泄油閥目前有兩種:投棒泄流、投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井較合適;后者用于低含水稠油井,成功率高。 △常用的泄油閥 10、刮管器 1)用途:用于清除殘留在套管內(nèi)壁上的水泥塊、水泥環(huán)、硬臘、各種鹽類結(jié)晶或沉積物、射孔毛刺以及套管銹蝕后所產(chǎn)生的氧化鐵等臟物,以暢通無阻地下入各種井下工具。尤其在井下工具與套管內(nèi)徑環(huán)形空間較小時(shí),更應(yīng)在充分刮銷之后進(jìn)行下步施工。 2)結(jié)構(gòu):由本體、刀板、固定塊、壓塊等零件組成。 3)工作原理:入井前刮削器大片的最大安裝尺寸比套管內(nèi)徑大,入井后刀片受力壓下彈簧,由彈簧提供徑向進(jìn)給力。當(dāng)刮削堅(jiān)硬材料時(shí),經(jīng)多次刮削才能刮至套管內(nèi)徑尺寸。刮削器連接在下井管柱的下端,管柱的上下移動(dòng)便是掛下過程中的軸向進(jìn)給。 從刀片的結(jié)構(gòu)可看出,每一螺旋形刀片有內(nèi)外兩個(gè)弧形切削刃,上下往復(fù)刮削時(shí)內(nèi)外兩刃輪流工作,兩刃之間又有一較寬的橫刃帶面起著對(duì)已刮削面磨切作用。條形刀片按左螺旋線均勻分布在刮削器表面,有利于上返泥漿帶走被刮切下來的雜物。 △常用的刮管器 在完井過程當(dāng)中,'砂'扮演著非常重要的角色。在防砂完井當(dāng)中,人工砂粒能夠有效地防止地層出砂,保證油氣正常開采。在壓裂作業(yè)當(dāng)中,人工砂粒又能夠有效支撐地層裂縫,防止裂縫重新閉合,今天大家一起來認(rèn)識(shí)一下—神奇的'砂'。 ==防砂技術(shù)== 油氣井出砂是疏松砂巖油氣藏面臨的重要問題之一,油井出砂會(huì)造成油氣井減產(chǎn)或停產(chǎn),嚴(yán)重的可導(dǎo)致油氣井報(bào)廢,因此防砂作業(yè)是油氣井完井作業(yè)中的重中之重。 1、出砂危害 油氣井出砂是疏松砂巖油氣藏面臨的重要問題之一。出砂的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面: 3、出砂因素 1)先天因素 油氣井出砂的先天因素指砂巖地層的地質(zhì)條件,如膠結(jié)物含量及分布,膠結(jié)類型,成巖壓實(shí)作用,地質(zhì)年代等。一般說,膠結(jié)物含量高,分布均勻,地質(zhì)年代早,埋藏深,成巖強(qiáng)度就高,越不易出砂,反之亦然。 ①采液速度突然發(fā)生變化或采油速度過高; ②低質(zhì)量(指對(duì)地層傷害嚴(yán)重)和頻繁的修井作業(yè); ③不合理的生產(chǎn)及作業(yè)措施造成油層傷害; ④地層壓力持續(xù)下降,油井含水上升; 4、防砂方法 防砂方法分類按防砂機(jī)理及工藝條件,防砂方法大致分為機(jī)械防砂、化學(xué)防砂、砂拱防砂及其他方法。 ①第一類:僅下入防砂用的濾砂管柱,如割縫襯管、繞絲篩管、各類地面預(yù)制成型的濾砂器(如雙層預(yù)充填篩管、樹脂砂粒濾砂管、金屬棉纖維濾砂管、多孔陶瓷濾砂管等)。這種方法簡(jiǎn)單易行,施工成本低,但是濾砂器易堵塞,不能阻止地層砂進(jìn)入井筒,只宜用于中、粗砂巖地層。 化學(xué)防砂是通過向套管外地層中擠入一定數(shù)量的化學(xué)劑或化學(xué)劑與砂漿的混和物,達(dá)到充填、膠固地層之目的,提高地層強(qiáng)度,減緩出砂。按工藝性可分為兩種: ①膠固地層:擠入樹脂或其他化學(xué)固砂劑,直接將地層砂固結(jié); 3)砂拱防砂: 砂拱防砂是一種在油氣井射孔完成后,不再下入任何機(jī)械裝置或擠入化學(xué)劑的防砂方法。它防砂的實(shí)質(zhì)是要靠一種機(jī)械作用力強(qiáng)迫壓實(shí)出砂的裸眼井壁,以提高井眼周圍的地層應(yīng)力水平達(dá)到甚至超過地層未鉆開前的原始應(yīng)力。這樣可減少出砂的可能性,油井投產(chǎn)時(shí),地層砂流入射孔處,可自然堆積,形成具有一定承載能勺的砂拱,類似于橋梁的橋拱,可進(jìn)一步阻止地層出砂。 5、礫石充填防砂 礫石充填防砂技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種防砂技術(shù),該方法防砂可在井眼內(nèi)(裸眼或套管內(nèi))正對(duì)出砂地層下入金屬全焊接的繞絲篩管,然后泵入礫石砂漿于篩管和井眼環(huán)空,如果是套管射孔完成井,還要將部分礫石擠入射孔炮眼和周圍地層空穴內(nèi),利用充填礫石的橋堵作用來阻止地層砂運(yùn)移,而充填礫石又被阻隔于篩管周圍。這種多級(jí)過濾屏障,保證油流沿充填體內(nèi)多孔系統(tǒng)經(jīng)過篩管被源源不斷地舉升至地面,而地層砂則被擋在地層內(nèi)不會(huì)進(jìn)入井筒,實(shí)現(xiàn)油井生產(chǎn)不出砂或輕微出砂。 礫石充填防砂具有以下幾個(gè)特點(diǎn): 1)防砂強(qiáng)度高; 2)有效期長(zhǎng); 3)適應(yīng)范圍廣; 4)產(chǎn)能損失相對(duì)較??; 延伸閱讀—專門捕砂的網(wǎng) 在礫石沖填防砂井當(dāng)中,人造砂粒被沖填到地層裂縫當(dāng)中,形成一層人造砂層,當(dāng)?shù)貙又械纳傲kS著產(chǎn)出液(產(chǎn)出液是地層中的流體,一般是油和水的混合)被帶出,人造砂層能夠起到過濾作用,產(chǎn)出液能夠通過砂層,到達(dá)生產(chǎn)管柱。而產(chǎn)出液中的砂就留在了這個(gè)人造砂層上,不能通過砂層,從而達(dá)到防砂的效果??梢园堰@個(gè)砂層想象成一張網(wǎng),一張專門捕砂的網(wǎng)。 三維模擬—以'砂'防砂 ==螺桿泵== 螺桿泵是一種容積泵,主要由轉(zhuǎn)子和定子組成。由于定子和轉(zhuǎn)子的特殊幾何形狀,分別形成單獨(dú)的密封容腔,介質(zhì)在軸向被均勻推行流動(dòng),液體以螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,最后擠出泵體。 1、螺桿泵(screw pump) 螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種,其主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)和固定的襯套(定子)。由于定子和轉(zhuǎn)子的特殊幾何形狀,分別形成單獨(dú)的密封容腔,介質(zhì)在軸向被均勻推行流動(dòng),內(nèi)部流速低,容積保持不變,壓力穩(wěn)定,因而不會(huì)產(chǎn)生渦流和攪動(dòng)。除此之外,螺桿泵的定子選用多種彈性材料糅合制成,在高粘度流體、含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送方面,與一般泵種相比具有明顯優(yōu)勢(shì),因此螺桿泵被廣泛應(yīng)用在出砂井和稠油井當(dāng)中。 2、分類 按照螺桿數(shù)目分: 1)單螺桿泵——單根螺桿在泵體的內(nèi)螺紋槽中嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)的泵; 2)雙螺桿泵——由兩個(gè)螺桿相互嚙合輸送液體的泵; 3)多螺桿泵——由多個(gè)螺桿相互嚙合輸送液體的泵。 按螺桿吸入方式分: 1)單吸式:介質(zhì)從螺桿一端吸入,從另一端排出; 2)雙吸式:介質(zhì)從螺桿兩端吸入,從中間排出。 3、按照泵軸位置分:臥式泵、立式泵。 3、驅(qū)動(dòng)及結(jié)構(gòu)形式 泵的驅(qū)動(dòng)方式較多,一般有低速電機(jī)直聯(lián)(6級(jí)、8級(jí))、齒輪減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、無級(jí)變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方式。傳動(dòng)可采用聯(lián)軸器直接傳動(dòng),或采用調(diào)速電機(jī),三角帶,變速箱等裝置變速。 4、工作原理 當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動(dòng),于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個(gè)螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),液體以螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,最后擠出泵體。 三維模擬—井下驅(qū)動(dòng)式螺桿泵采油 ==電潛泵== 電潛泵采油是為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)有效地開采地下石油而逐漸發(fā)展起來日趨成熟的一種人工采油方式。它具有排量揚(yáng)程范圍大、功率大、生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強(qiáng)、地面工藝流程簡(jiǎn)單、機(jī)組工作壽命長(zhǎng)、管理方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn)。自1928年第一臺(tái)電潛泵投人使用以來,經(jīng)過20世紀(jì)70年的發(fā)展,電潛泵采油在井下機(jī)組設(shè)計(jì)、制造及油井選擇、機(jī)組選型成套、工況監(jiān)測(cè)診斷及保護(hù)、分層開采和測(cè)試等配套工藝方面日臻完善,在制造適應(yīng)高溫、高粘度。高含砂、高含氣、含H2S和CO2等惡劣環(huán)境的電潛泵機(jī)組方面也取得了很大進(jìn)展。不僅用于油井采油,還用于氣井排液采氣和水井采水注水。 電潛泵是由多級(jí)葉導(dǎo)輪串接起來的一種電動(dòng)離心泵,除了其直徑小長(zhǎng)度長(zhǎng)外,工作原理與普通離心泵沒有多大差別,其工作原理是:當(dāng)潛油電機(jī)帶 動(dòng)泵軸上的葉導(dǎo)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí),處于葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下,從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪的四周,由于液體受到葉片的作用,其壓力和速度同時(shí)增加,在導(dǎo)輪的進(jìn)一步作用下速度能又轉(zhuǎn)變成壓能,同時(shí)流向下一級(jí)葉輪人口。如此逐次地通過多級(jí)葉導(dǎo)輪的作用,流體壓能逐次增高而在獲得足以克服泵出口以后管路阻力的能量時(shí)而流至地面,達(dá)到石油開采的目的。 高清視頻—電潛泵 ==扣型== 完井作業(yè)過程當(dāng)中,要接觸大量的工具,除了認(rèn)識(shí)并熟練使用各種工具之外,其中非常關(guān)鍵的一點(diǎn)就是工具的扣型,各種工具的相互連接都要靠扣,如果一個(gè)小小的扣型出了差錯(cuò),就會(huì)影響整個(gè)作業(yè)進(jìn)程,因此熟練掌握各種扣型對(duì)于完井工作是非常重要的。 1、鉆桿的扣型 第一個(gè)數(shù)表示尺寸(一般有2~7):2---2-7/8”; 3---3-1/2”; 4---4-1/2”; 5---5-1/2”; 6---6-5/8”; 7---7-5/8”; 知識(shí)拓展 | NC與IF代號(hào) IF代號(hào),NC26指2-3/8 ″IF, NC31指2-7/8 ″IF, NC38(311)指3-1/2 ″IF, NC50(411)指4-1/2 ″IF。 參照美國(guó)石油協(xié)會(huì)API,NC38(311)外徑127mm(本體)內(nèi)徑57.2mm,長(zhǎng)度91.5mm。 NC50外徑有171.4mm、 177.8mm、 184.2mm,內(nèi)徑有71.4mm、57.2mm。 2、油管扣型 沖管的扣型 特殊扣型 1、密封單元專用扣 ==特殊完井== 1、致密儲(chǔ)集層和裂縫性儲(chǔ)集層的完井 △壓裂作業(yè)示意圖 致密儲(chǔ)集層的完井原則是:套管強(qiáng)度要高,固井質(zhì)量要良好,水泥返高達(dá)到要求,水泥石強(qiáng)度高。應(yīng)當(dāng)采取的措施是:使用套管扶正器和刮泥器,性能良好的前置液、頂替液、高速頂替水泥漿,頂替時(shí)活動(dòng)套管,套管絲扣密封良好。選用優(yōu)質(zhì)絲扣密封油或絲扣粘和。用N80以上的厚壁套管,其抗內(nèi)壓強(qiáng)度應(yīng)是地層破裂壓力的1.2倍以上,套管柱的壁厚盡量一致,防止壁厚的突變,套管盡量無變形。盡量避免在套管內(nèi)進(jìn)行套銑等有害作業(yè),壓裂時(shí)要用上下封隔器封隔壓裂井段。 裂縫性儲(chǔ)集層的完井原則是使井眼盡可能多地穿過儲(chǔ)集層的裂縫,采用水平鉆井使水平井眼與垂直發(fā)育的裂縫盡量多地相交是目前應(yīng)用較多的技術(shù)。在完井過程中采用裸眼完井最普遍,這是由于在采用射孔完井時(shí),要下套管用水泥封固,然后射開儲(chǔ)集層。水泥漿會(huì)堵塞裂縫使產(chǎn)層的滲透率大為下降;射孔孔道與分布不均勻的裂縫相交的可能大為減少。要使井眼與裂縫盡量多地連通,最好的完井方法就是采用裸眼完井及其變種的完井方法。當(dāng)儲(chǔ)集層比較堅(jiān)固時(shí),可采用裸眼完井,儲(chǔ)集層強(qiáng)度稍差時(shí),可采用篩管、襯管完井法;也可在篩管、襯管的適當(dāng)部位加封隔器封隔弱地層,或使用礫石充填完井,盡量不用射孔完井。
1)長(zhǎng)中曲率半徑水平井完井 長(zhǎng)曲率半徑水平井其造斜段的造斜率為,(2°~6°)/30m,曲率半徑在280m以上,鉆進(jìn)的方法和常規(guī)鉆井是一樣的,完井方法可采用直井的所有方法。中曲率半徑的水平井其造斜段的造斜率為,(6°~20°)/30m,曲率半徑在85~280m,由于造斜段半徑小,需要用撓性鉆桿或普通鉆桿、彎接頭、井下動(dòng)力鉆具等造斜鉆具組合鉆進(jìn)造斜井段。由于造斜段的半徑小,鉆具起下時(shí)的摩阻增大,在下套管時(shí),應(yīng)當(dāng)校核套管的彎曲應(yīng)力,保證套管的下入。完井方法可采用直井的所有方法。 △裸眼水平井示意圖 △水平井射孔完井示意圖 △套管外封隔器及襯管射孔完井示意圖 △水平井裸眼預(yù)充填礫石篩管完井
—長(zhǎng)按二維碼加關(guān)注— ==完井專業(yè)術(shù)語== 1)完井:從打開生產(chǎn)層到把井交付給采油生產(chǎn)為止的全部生產(chǎn)過程。 3)滲透率:在一定壓差下流體通過流體孔隙的能力。 7)構(gòu)造地應(yīng)力:在水平的各個(gè)方向上尚有因地質(zhì)因素造成的力。 8)水鎖:鉆井液中的液相進(jìn)入巖石孔隙內(nèi)會(huì)使巖石基體產(chǎn)生潤(rùn)濕性的變化,使本是親水的巖石基體與水密切結(jié)合。 10)單管射孔完井:在鉆開的井眼中只下一根套管固井。 12)襯管完井:是敞開式井底的一種,是在裸眼段下襯管的完井方法。 15)管內(nèi)礫石充填防砂完井:砂巖層射孔后在井中下入各種防砂篩管并在套管和篩管的環(huán)形空間充填礫石的完井方法。 17)裸眼完井:指完井時(shí)井底的儲(chǔ)集層是裸露的,只是在儲(chǔ)集層以上用套管封固的完井方法。 18)割縫襯管完井:當(dāng)鉆頭鉆到油層頂部,下入套管至油層頂部,注水泥固井。然后,下入鉆頭從套管鞋繼續(xù)向下鉆穿油氣層至完井井深,再下入帶割縫襯管的管柱,封隔器還密封襯管和套管的環(huán)形空間。 20)低地層壓力:地層壓力梯度小于9.8kpa/m。 23)酸化壓裂:在高于地層吸收能力的排量下向地層中擠酸,使井底壓力增高,當(dāng)井底壓力上升到高于地層破裂壓力時(shí),就會(huì)將地 層巖石中原有的天然裂縫撐開使其加寬,形成新裂縫。 24)礫石充填技術(shù):在裸眼井段或套管中用純粒級(jí)砂充填在產(chǎn)層與生產(chǎn)管柱之間用以阻止地層砂移動(dòng)的工藝技術(shù)。 25)機(jī)械防砂:是在生產(chǎn)管柱上加工出的許多小孔或細(xì)縫,或是利用金屬絲之間的緊密排列造成狹小縫隙,形成過濾層,將流體攜帶的顆粒較大的地層砂阻擋在過濾器之外的防砂方法。 26)化學(xué)防砂:將化學(xué)藥劑注入地層,把疏松的地層砂膠結(jié)起來,形成具有一定強(qiáng)度和滲透性的擋砂屏障,從而達(dá)到阻止地層砂進(jìn)入油氣井內(nèi)的目的。 28)撈砂:用鋼絲繩向井內(nèi)下入專門的撈砂工具—撈砂筒,將井底積存的沙粒撈在地面上來的方法。 30)熱清蠟:利用熱力學(xué)能提高液流和沉積表面的溫度,熔化沉積井筒中的蠟。 31)礫石充填完井:先將繞絲篩管下至油層段,用充填液循環(huán),再將地面選好的礫石攜帶至繞絲篩管與井眼的環(huán)形空間,形成一個(gè)礫石充填層,阻擋沙粒流入井筒引起保護(hù)井壁。 32)射孔完井:下入油層套管封固產(chǎn)層再用射孔彈將套管、水泥環(huán)、部分產(chǎn)層射穿,形成油氣流通道的完井方法。 35)井深:油氣鉆井中從轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心面計(jì)起至井底的長(zhǎng)度。 37)面容比:指巖面反應(yīng)的酸液體積與巖石表面積的比值。 39)油補(bǔ)距:指鉆井轉(zhuǎn)盤上平面到套管四通上法蘭面之間的距離。 ==完井小測(cè)驗(yàn)== 1.按巖石類型劃分,儲(chǔ)藏巖石類型可分為碳酸鹽巖、碎屑巖和其它巖石類型 三類。 2.對(duì)長(zhǎng)封固段的固井,為了減少對(duì)產(chǎn)層的污染,目前一般采用分級(jí)固井或低密度水泥漿體系固井方式。 3.完井井底結(jié)構(gòu)一般分為封閉式井底結(jié)構(gòu)、敞開式井底結(jié)構(gòu)、混合式井底結(jié)構(gòu)和防砂式井底結(jié)構(gòu)四大類。 4. 礫石充填完井分為裸眼礫石充填完井、 管內(nèi)礫石充填完井 和 礫石預(yù)重填襯管完井 。 5.射孔作業(yè)時(shí),射孔彈的激發(fā)方式有機(jī)械式、液壓式 和加電式。 6.襯管的種類分為割縫襯管 、 多孔篩管 和 繞絲篩管。 8.油井防砂方法分為機(jī)械防砂方法和化學(xué)防砂法兩大類,其中以機(jī)械防砂法為主。 9.根據(jù)儲(chǔ)層流體性質(zhì)的不同,一般把油氣藏分常規(guī)油藏、稠油油藏和高凝氣油藏三大類。 10.鉆井液和地層流體之間的三個(gè)不平衡是指 壓力體不平衡、化學(xué)物質(zhì)不平衡和濃度不平衡。 11.射孔過程中對(duì)產(chǎn)層產(chǎn)生的污染有 射孔液的污染、射孔殘?jiān)奈廴竞蜕淇卓椎肋叡诘膲簩?shí)。 12.油氣井出砂的主要原因有巖石性質(zhì)、油氣流動(dòng)性和生產(chǎn)措施引起出砂。 13.常用的機(jī)械防砂方法有獨(dú)立襯管防砂、優(yōu)質(zhì)防砂管、膨脹襯管防砂、礫石充填防砂和濾砂器防砂。 14.襯管完井包括 襯管頂部注水泥完井、懸掛式襯管完井、襯管封隔器完井 三種方式。 15.礫石充填完井分為 裸眼礫石充填完井、管內(nèi)礫石充填完井 和礫石預(yù)充填完井。 16.射孔的參數(shù)包括 孔深、孔密、孔徑 和 相位角。 17.先期裸眼完井法是指先 下技術(shù)套管,注水泥固井,水泥漿上返至預(yù)定的設(shè)計(jì)高度后,再?gòu)募夹g(shù)套管中下入直徑較小的鉆頭,鉆穿水泥塞,鉆開油層至設(shè)計(jì)井深完井。 18.完井方式應(yīng)考慮的主要因素或要求有哪些方面? a.油、氣層和井筒之間保持最佳的連通條件油、氣入井阻力最小 b.各生產(chǎn)環(huán)節(jié)做得最大限度地保護(hù)產(chǎn)層,盡量減少對(duì)生產(chǎn)層造成的永久性傷害,并能使收到的傷害盡量得到修復(fù) c.能有效地封隔油、氣、水層和不同壓力的地層,防止生產(chǎn)過程中各層之間的互相干擾;在生產(chǎn)過程中發(fā)生油氣水界面移動(dòng)的情況下,井底結(jié)構(gòu)能夠保證井的正常生產(chǎn); d.對(duì)出砂產(chǎn)層,能有效的控制產(chǎn)層出砂,防止井壁坍塌,確保油氣井長(zhǎng)期生產(chǎn); e.應(yīng)具備進(jìn)行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施; f.稠油井開采能夠達(dá)到注蒸汽熱采的要求g.完井和修井施工工藝簡(jiǎn)單,成本較低。 19.油氣井出砂的原因有哪些?簡(jiǎn)述常用的防砂方法。 a.油氣井出砂的影響因素主要是地質(zhì)因素和開采措施。
b.常用的防砂方法分為三類:機(jī)械防砂,化學(xué)防砂和復(fù)合防砂。
20.普通割逢襯管完井有何優(yōu)、缺點(diǎn)? (1)產(chǎn)層裸露,保持了油層的原始滲透率,滲流面積大,具有較高的產(chǎn)能,提高了采收率; (2)襯管不僅可以起到支撐井壁的作用,而且具有一定的防砂效果; (3)利用管外封隔器,隔斷油氣水竄的途徑,提高了固井質(zhì)量; (4)固井過程中水泥漿不與產(chǎn)層接觸消除了固井過程中水泥漿對(duì)產(chǎn)層的污染有效地保護(hù)了產(chǎn)層。 21.襯管完井的使用的地質(zhì)條件 1)產(chǎn)層相對(duì)穩(wěn)定; 2)單一產(chǎn)層或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層; 3)不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段,選擇性壓裂處理的儲(chǔ)層; 4)巖性較為疏松的中、粗砂粒儲(chǔ)層; 5)稠油儲(chǔ)層; 6)特別試用于灰?guī)r裂縫型儲(chǔ)層和硬質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。割縫襯管完井方法是當(dāng)前主要的完井方法之一,特別是在水平井中應(yīng)用較為廣泛。在碳酸巖裂縫型油氣藏和巖性較為疏松的稠油藏,目前廣泛采用水平井和襯管完井方式。 22.裸眼完井法有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?適用于何種特性的油氣藏? 裸眼完井的優(yōu)點(diǎn): 1)油層完全裸露,因而油層具有最大的滲流面積,這種井成為水動(dòng)力學(xué)完善井,油氣流動(dòng)阻力最小,產(chǎn)量最高; 2)產(chǎn)層以上的地層用套管封固,排除了上部地層的干擾,為采取符合打開生產(chǎn)層特點(diǎn)的鉆井液提供了充足的條件; 3)在打開產(chǎn)層時(shí)如遇到復(fù)雜情況,可及時(shí)提起鉆具到上部的套管內(nèi)進(jìn)行處理,避免事故的進(jìn)一步復(fù)雜化; 4)縮短了產(chǎn)層在鉆井液中的浸泡時(shí)間,減少了產(chǎn)層的傷害; 5)由于是在產(chǎn)層以上固井,消除了油氣對(duì)固井地層的影響,提高了固井質(zhì)量,消除了水泥漿對(duì)生產(chǎn)層的嚴(yán)重污染。 裸眼完井的缺點(diǎn): 1)不適應(yīng)與非均質(zhì)、弱膠結(jié)的產(chǎn)層,不能克服井壁坍塌,產(chǎn)層出砂對(duì)生產(chǎn)的影響; 2)不能克服層間干擾,如油、氣、水的相互影響和不同壓力體系的互相干擾; 3)油井投產(chǎn)后不能實(shí)施酸化、壓裂等增產(chǎn)措施。 裸眼完井適用于: 1)堅(jiān)固的均質(zhì)儲(chǔ)層; 2)單一的產(chǎn)層,不需分層開采,無含水含氣夾層,或是雖有夾層但對(duì)采油無影響的油氣層; 3)具有一定厚度的產(chǎn)層; 4)一般應(yīng)用于碳酸鹽巖和堅(jiān)硬的砂巖產(chǎn)層,如碳酸鹽巖裂縫性油氣層、古潛山油藏等。 23.低滲油氣藏在鉆井過程中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?一般采用何種完井方式? 應(yīng)注意以下事項(xiàng): 1)儲(chǔ)層巖石的孔隙度和滲透率低,巖石的強(qiáng)度較高。低滲透巖石的總孔隙度小于10%,油層巖石的滲透率大體為0.001μm2 或更小。 2)低滲透層容易受永久性污染。低滲透層在鉆進(jìn)時(shí)極其容易受到鉆井液(或水泥漿)中的液相和固相的污染,使細(xì)小的孔隙堵塞。而且低滲的巖石的污染幾乎無法恢復(fù)。 低滲層產(chǎn)量提高的關(guān)鍵是減小油流阻力。目前完井方式有以下兩種: 1)射孔完井 + 壓裂 :用高壓流體將巖石壓開裂縫,并將支撐劑擠進(jìn)巖層,起支撐和擴(kuò)大裂縫的作用。有時(shí),酸化和壓裂同時(shí)進(jìn)行。 2)襯管完井 24.裂縫型儲(chǔ)層鉆井過程中存在的主要問題和常用的完井方法 鉆進(jìn)裂縫巖層時(shí)應(yīng)考慮的主要問題是:打開儲(chǔ)層時(shí)的防污染、防裂縫巖層的變形等問題。 由于受側(cè)向擠壓力的作用,巖石有向井眼中心變形的趨勢(shì),裂縫有閉合的趨勢(shì)。當(dāng)鉆開裂縫層時(shí)鉆井液的密度較低,液柱對(duì)側(cè)向擠壓力的抵消作用也小,裂縫就有可能閉合。 完井方式: 1)為了使井眼盡可能多的與垂直裂縫相交,在裂縫儲(chǔ)層中 使用水平井技術(shù)已經(jīng)熟。在裂縫性的油氣藏鉆中半徑的水平井有高的經(jīng)濟(jì)效益。 2)為防止洗井液體漏失污染和堵塞裂縫,發(fā)展起空氣鉆井技術(shù)和低固相洗井液,欠平衡鉆井技術(shù)在裂縫油氣藏的鉆井中的應(yīng)用也比較多。 25.射孔完井的特點(diǎn)及使用地層 (1)可有效封隔油氣水層及多壓力體系產(chǎn)層堿的相互干擾,適用于有氣頂、有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件的儲(chǔ)層; (2)能方便的實(shí)現(xiàn)多套產(chǎn)層的分層測(cè)試、分層開采、分層壓裂或酸化、分層注水等措施; (3)可有效地支撐井壁,防止井壁坍塌對(duì)生產(chǎn)帶來的影響;但它與地層連通性較差,特別對(duì)裂縫性產(chǎn)層,需要進(jìn)行定向射孔,另外射孔完井在固井過程中對(duì)產(chǎn)層污染大。幾乎適用于所有類型的儲(chǔ)層巖石,是目前應(yīng)用最多、最廣泛的完井方法。
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