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        2. 關于完井---您知道多少(篇三:完井方法)


          所謂完井方法,是指油氣井井筒與油氣層的連通方式,以及為實現特定連通方式所采用的井身結構、井口裝置和有關的技術措施。

          不同地區、不同油氣層、不同類型的油氣井,所采取的完井方法是不同的。但選擇完井方法的總原則應該滿足下面要求:能夠有效地連通油氣層與井眼,油氣流入井內的阻力盡可能小;能夠有效地封隔油、氣、水層,不發生互相竄擾,對多油氣層要滿足分層開采和管理的要求。能夠克服或減小油氣層井壁坍塌和出砂的影響,保證油氣井能夠長期穩定生產,井且完井方法盡可能使工藝簡單、成本低。

          根據生產層的地質特點,采用不同的完井方法:

          1、射孔完井法

          即鉆穿油、氣層,下入油層套管,固井后對生產層射孔,此法采用最為廣泛。

          射孔完井是國內外最為廣泛和最主要使用的一種完井方式。其中包括套管射孔完井和尾管射孔完井。

          (1)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、水泥環并穿透油層某一深度,建立起油流的通道。如圖1左所示。

          套管射孔完井既可選擇性地射開不同壓力、不同物性的油層,以避免層間干擾,還可避開夾層水、底水和氣頂,避開夾層的坍塌,具備實施分層注、采和選擇性壓裂或酸化等分層作業的條件。

          (2)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,然后用小一級的鉆頭,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,然后射孔。

          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、低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、氣井大多采用此方法完井。 [2]

          2、裸眼完井法


          即套管下至生產層頂部進行固井,生產層段裸露的完井方法。此法多用于碳酸鹽巖、硬砂巖和膠結比較好、層位比較簡單的油層。優點是生產層裸露面積大,油、氣流入井內的阻力小,但不適于有不同性質、不同壓力的多油層。根據鉆開生產層和下入套管的時間先后,裸眼完井方式有兩種完井工序:

          一是鉆頭鉆至油層頂界附近后,下技術套管注水泥固井。水泥漿上返至預定的設計高度后,再從技術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。

          有的厚油層適合于裸眼完成,但上部有氣頂或頂界鄰近又有水層時,也可以將技術套管下過油氣界面,使其封隔油層的上部分然后裸眼完井。必要時再射開其中的含油段,國外稱為復合型完井方式。如圖2所示。

          裸眼完井的另一種工序是不更換鉆頭,直接鉆穿油層至設計井深,然后下技術套管至油層頂界附近,注水泥固井。固井時,為防止水泥漿損害套管鞋以下的油層,通常在油層段墊砂或者替入低失水、高粘度的鉆井液,以防水泥漿下沉?;蛘咴谔坠芟虏堪惭b套管外封隔器和注水接頭,以承托環空的水泥漿防止其下沉,這種完井工序一般情況下不采用。

          裸眼完井的最主要特點是油層完全裸露,因而油層具有最大的滲流面積。這種井稱為水動力學完善井,其產能較高。裸眼完井雖然完善程度高,但使用局限很大。砂巖油、氣層,中、低滲透層大多需要壓裂改造,裸眼完成即無法進行。同時,砂巖中大都有泥頁巖夾層,遇水多易坍塌而堵塞井筒。碳酸鹽巖油氣層,包括裂縫性油、氣層,如70年代中東的不少油田,我國華北任丘油田古潛山油藏,四川氣田等大多使用裸眼完井。后因裸眼完井難以進行增產措施和控制底水錐進和堵水,以及射孔技術的進步,現多轉變為套管射孔完成。水平井開展初期,80年代初美國奧斯汀的白堊系碳酸鹽巖垂直裂縫地層的水平井大多為裸眼完井,其他國家的一些水平井也有用裸眼完井,但80年代后期大多為割縫襯管或帶管外封隔器的割縫襯管所代替。特別是當前水平井段加長或鉆分枝水平井,用裸眼完井就更少了。因為裸眼完井有許多技術問題難以解決。 [2]

          3、割縫襯管完井方式

          圖3

          圖3

          (1)割縫襯管完井方式也有兩種完井工序。

          一是用同一尺寸鉆頭鉆穿油層后,套管柱下端連接襯管下入油層部位,通過套管外封隔器和注水泥接頭固井封隔油層頂界以上的環形空間。

          由于此種完井方式井下襯管損壞后無法修理或更換,因此一般都采用另一種完井工序,即鉆頭鉆至油層頂界后,先下技術套管注水泥固井,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形空間,使油氣通過襯管的割縫流入井筒。如圖3所示。 這種完井工序油層不會遭受固井水泥漿的損害,可以采用與油層相配伍的鉆井液或其它保護油層的鉆井技術鉆開油層,當割縫襯管發生磨損或失效時也可以起出修理或更換。

          圖4

          圖4

          (2)割縫襯管的技術要求

          割縫襯管的防砂機理是允許一定大小的,能被原油攜帶至地面的細小砂粒通過,而把較大的砂料阻擋在襯管外面,大砂粒在襯管外形成“砂橋”,達到防砂的目的。如圖4所示。

          由于“砂橋”處流速較高,小砂粒不能停留在其中。砂粒的這種自然分選使“砂橋”具有較好的流通能力,同時又起到保護井壁骨架砂的作用。割縫縫眼的形狀和尺寸應根據骨架砂粒度來確定。

          4、礫石充填完井法

          在襯管和井壁之間充填一定尺寸和數量的礫石。

          我們一般所說的完井指的是鉆井完井(Well Completion)也就是油氣井的完成方式,即根據油氣層的地質特性和開發開采的技術要求,在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式。

          而現在完井的意義有一定的擴展,包括鉆井完井和生產完井。生產完井主要指的是鉆井完井之后如何選擇管柱、井口,選擇什么樣的管柱、井口等來達到油氣井的正常生產。

          對于膠結疏松砂嚴重的地層,一般應采用礫石充填完井方式。它是先將繞絲篩管下入井內油層部位,然后用充填液將在地面上預先選好的礫石泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環形空間內構成一個礫石充填層,以阻擋油層砂流入井筒,達到保護井壁、防砂入井之目的。礫石充填完井一般都使用不銹鋼繞篩管而不用割縫襯管。其原因如下:

          1) 割縫襯管的縫口寬度由于受加工割刀強度的限制,最小為0.5mm.因此,割縫襯管只適用于中、粗砂粒油層。而繞絲篩管的縫隙寬度最小可達0.12mm,故其適用范圍要大得多。

          2) 繞絲篩管是由繞絲形成一種連續縫隙,流體通過篩管時幾乎沒有壓力降。繞絲篩管的斷面為梯形,外窄內寬,具有一定的“自潔”作用,輕微的堵塞可被產出流體疏通,它的流通面積要比割縫襯管大得多。

          3) 繞絲篩管以不銹鋼絲為原料,其耐腐蝕性強, 使用壽命長,綜合經濟效益高。

          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。 [2]


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