完井
鑽井工程的重要環節
目錄
完井方法 根據生產層的地質特點,採用不同的完井方法。
射孔完井法 鑽穿油、氣層,下入油層套管,固井后對生產層射孔(圖1)。此法目前採用最廣泛,通常有三種方式:①首先射開先開採的層位,進行生產;②在同一井筒內下入2~3組油管,用封隔器隔開幾個層位,分層進行生產;③套管內下一組油管,靠封隔器將幾個生產層隔開,井下裝有活動油嘴,能同時開採幾個生產層。裸眼完井法 套管下到生產層頂部進行固井,生產層段裸露的完井方法(圖2)。此法多用於碳酸鹽岩、硬砂岩和膠結比較好、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,但不適用於有不同性質、不同壓力的多油層。裸眼完井法根據打開生產層和下入套管的時間先後分為先期裸眼完井法和後期裸眼完井法兩種。襯管完井法 把油層套管下至生產層頂部,進行固井,然後鑽開生產層,下入帶孔眼的襯管進行生產(圖3)。用此法完成的油、氣井與裸眼完井法在生產特點上相似,但有防砂作用。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,可起防砂和保護生產層的作用。此法可分為井內直接充填和地面預製充填兩種(見油井防砂和清砂)。
完井
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完井
固井作業 鑽井達到預定深度后,下入套管並注入水泥漿,封固套管和井壁之間的環形空間。其作用是:①封固疏鬆易坍塌或不同壓力的地層,為繼續鑽進或完井生產創造條件;②封隔含流體的地層,避免干擾;③套管頂部可安裝井口裝置以控制井內高壓流體。套管一般有表層套管、技術套管和生產套管三種。套管下入的層數、尺寸和深度,根據地質條件和勘探開發的要求而定。深井廣泛採用尾管,它可起技術套管或生產套管的作用,能節省大量的套管和水泥。
通常的注水泥方法是:用水泥車把按計算混合好的水泥漿經地面管匯注入套管內,再注入一定數量的頂替液(一般用泥漿),把水泥漿替到套管外的環形空間(圖4)。依封固井段的長度和施工要求,可一次注入或分級注入,為保證封固質量,套管柱的下部應裝有一定數量的套管扶正器。固井質量要能滿足油井長期生產和進行各種井下作業的要求,對套管需進行強度設計,以確定合理的套管鋼種、壁厚和絲扣類型等,油井水泥除有必要的強度和抗腐蝕性能外,還須符合不同井下溫度和注水泥施工時間的要求,水泥漿中可加入添加劑,如速凝劑、緩凝劑、降失水劑、減阻劑等。固井作業的主要設備有水泥車、下灰罐車、混合漏斗和其他附屬設備等。
射孔作業採用專門的射孔器射穿套管和管外水泥環並進入地層一定深度,在井眼和油層間造成通道。使油、氣能從地層中流入井內,目前常用的射孔器分無槍身和有槍身兩種。兩者都裝有聚能射孔彈。射孔器用電纜連接,下至井內所需射孔井段。射孔彈用導爆索與發火機構相連,電源接通時,射孔彈炸藥柱爆炸,借聚能作用產生高溫高速噴流,穿透套管和水泥環,並射入油層內一定深度。通常多採用在射孔器上部連接磁性定位器來保證射孔深度的準確性。
不同地層性質和完井方法,對射孔的密度(每米井段射孔數目)、孔徑和射孔彈相位等參數有不同的要求,射孔的密度一般為每米10孔左右。
射孔作業要盡量減少對油層的損害,以負壓條件下射孔最好(井內液柱壓力小於地層壓力);也稱過油管射孔方式。即將油管先下至射孔井段以上,在井口安裝控制裝置,射孔器通過油管下入到油管以下的套管內,在預定井段射孔。此法優點是不需用重泥漿壓井,油層在負壓或平衡壓力下射孔,可防止或減少對油層的損害,並能縮短油井投產時間。
參考書目
D.K.Smith, Cementing,SPE of AIME,New York,1976.
劉希聖等編:《鑽井工藝原理》(下冊),石油工業出版社,北京,1981。