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第9讲 完井方式选择


按地层岩性可分为砂岩、碳酸盐岩和其他岩性3大类不同
油气藏类型,由于他们各自的地层特点,决定了其完井方式 的选择有着不同的依据。下面我们就分别对这三种不同类型
的油气藏类型进行阐述:
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(一)砂岩油气藏
1、具有统一油水界面的块状油藏, 2、多油水系统的层状油藏; 3、储层呈零星分布的岩性油藏。
▲ DST测试 如果DST测试期间油气井出砂(甚至严重出砂), 说明生产过程中地层易出砂;如果未见出砂,但应该仔细检查井下钻具 和工具,看看在接箍台阶等处是否附有砂粒等,说明生产过程中地层易 出砂。
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(2)经验方法
▲声波时差法 一般的,声波时差295s/m时,地层容易出砂。 ▲ G/Cb法 根据力学性质测井所求得的地层岩石剪切模量G和岩石 体积压缩系数Cb,可以计算G/Cb值。
注蒸 气热
防砂
若判定油层生产时会出砂,则应选择防砂型完井方法。一般情况 下,厚油层、无气顶、无底水时,可采用裸眼或套管射孔完井防砂。 薄层或薄互层则应采用套管射孔完井防砂。根据出砂程度和砂粒 直径的大小可选择不同的防砂方法。如果地层出砂 对粗砂地层,可用割缝衬管完井; 对中、细砂粒的地层,可用绕丝筛管完井; 而对细砂和粉砂地层,可用井下砾石充填完井、预充填砾石 筛管完井及金属纤维防砂筛管完井、多孔冶金粉末防砂筛管 完井、多层充填井下滤砂器完井等。
注意:具体的计算过程,岩石力学里面有详细的论述,这里不展开 讲。
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2、生产过程中地层出砂的判断
油气井出砂会造成井下设备、地面设备和工具的
磨蚀和损害,也会造成井眼的堵塞,降低油气井产 量或者被迫停产。
因此弄清油气井出砂机理及正确的判断地层是否
出砂,对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田
开发开采是非常重要的。
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2、生产过程中地层出砂的判断
1)出砂机理及其影响因素分析 地层出砂可分为两种,一种是地层中的游离砂,一种是 地层中的骨架砂。
以前一些防砂的理论主要针对地层中的游离砂,防砂设
计也是为了阻挡地层中的游离砂产出来。 近年来随着技术的进步和认识的深化,人们的看法有了 较大的转变,认为地层产出游离砂并不可怕,反而能疏通地 层孔隙喉道,对于提高油气井产量有利。真正要防的地层的 骨架出砂,因为一旦地层骨架出砂,可能导致地层的坍塌, 使油气井报废。


当G/Cb3.8107MPa2时,油气井不出砂;
当G/Cb3.3107MPa2时,油气井要出砂。
(3)其他方法
力学计算方法、综合加权系数法等,这些内容同学们可以参考相关 文献。
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3、油藏工程条件和采油工程技术要求
气顶、 底水控 制 不论砂岩或碳酸盐岩油气田都存在气顶和底水控制问题,有的油 藏可能同时存在气顶、底水,或者仅有气顶或底水,完井时必须充分 考虑如何发挥气顶和底水的有利作用,同时又要能有效地控制其不利 因素。 硫化氢(H2S)或二氧化碳(CO2)含量较高的天然气井,应考 虑使用防腐套管和油管,完井时应下永久封隔器,防止腐蚀性气体进 入油、套管环形空间。 有的油田地层水矿化度很高,如中原油田的地层水高达20~30万 mg/L,塔里木东河塘砂岩地层水矿化度达20~26万mg/L。这些高矿化 度地层水对套管腐蚀严重,完井时必须采用防腐套管,同时应下永久 封隔器,开采时采取相适应的防腐措施保护套管。 主要指渗透率差异和压力差异。油层与气层渗透率差异和压力差 异的划分标准略有区别。 凡是层间差异不大的多储层,在选择完井方法时,可按一层来处 理;否则,需按多层处理。
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四、完井方法选择的原则与思路
根据井眼稳定性判据,从大的 方面选择是否采用能支撑井壁 的完井方法 根据地层出砂判据,从大的方面选 择是否采用防砂型的完井方法
根据油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求等几方面的因素, 从流程图初步选择完井方法;选出的完井方法可能有几种
2)生产过程中地层出砂的判别方法 生产过程中地层出砂的判断 就是 判断完井时是否要采用 防砂完井。其判断方法主要有现场观测法、经验法及力学计
算法等。
值得一提的是,西南石油学院03级硕士研究生曾文广同 学,他提出了一种对各种判断方法进行综合加权判别的方法,
进一步保证了出砂判断结果的准确性和可靠度。
参考文献:曾文广,西南石油学院硕士论文,2005.6
油田地质的主要研究内容是:构造特征、储层特征、储集空间、流 体分布、流体性质、渗流特性、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油 藏类型、储量计算和地质建模。
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1、井眼力学的稳定性
井眼的稳定性受化学和力学稳定性的综合影响。
1)化学稳定性指油、气层是否含有膨胀性强、 容易坍塌的粘土夹层、石膏层和盐岩层。这些夹层 在开采过程中遇水后极易膨胀和发生塑性蠕动,从 而导致油、气层失去支撑而垮塌; 2)井眼的力学稳定性问题,通过研究在生产过 程中井壁岩石所受的剪切应力与岩石抗剪切强度的 关系,选择是否采用支撑井壁的完井方式。
1、油藏类型——形状(从形状来分析)
砂岩油藏分为层状、块状和岩性油藏。在陆相沉积地层中, 层状油藏所占比例大。 ▲ 块状或岩性油藏,原油性质和压力系统等大致一致,因 而完井方式无须作特殊考虑。 ▲ 层状油藏,特别是多套层系同井合采时,就应认真考虑 (各层系间压力、产量差异),在此基础上选择合适的完井方 式。
射孔系列完井 1、射孔完井 2、射孔套管内下绕丝筛管完井 3、射孔套管内下预充填砾石筛管完井 4、射孔套管内金属纤维筛管完井 5、射孔套管内井下砾石充填完井
二、完井方式需要考虑的主要因素
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三、完井方法选择依据
完井方法的选择是一项复杂的系统工程,需要综合考虑各方面的因 素。如油、气藏类型、岩性不同,所选的完井方法就不同。即使在同一 油、气藏中,井所处的地理位置不同,所选完井方法也可能有差别。完 井方法选择必须依据油、气田地质和油藏工程特点,同时要考虑到采油 (采气)工程技术要求,要有预见性。 下面我们就从:1、生产过程中井眼是否稳定、2、生产过程中地层 是否出砂、3、油田地质特性及油藏工程条件和4、采油工程措施等几个 方面进行讲解。
第3节 完井方式的选择
一、完井方式的分类 二、完井方式需要考虑的主要因素 三、完井方法选择依据 四、完井方法选择的原则与思路 五、直(定向)井完井方式选择 (一)砂岩油气藏 (二)碳酸岩油气藏 (三)火成岩、变质岩等油气藏 六、水平井完井方式的选择 七、实例分析
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第3节 完井方式的选择

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(一)砂岩油气藏
2、油藏类型——原油的粘度(从粘度来分析)
砂岩油藏从原油粘度来分,可分常规(稀)油藏、稠油油藏。 陆相沉积地层的特点是层系多,渗透率偏低,而且地层能量低。
① 砂岩稀油油藏,宜采用套管射孔完成
这类油藏一方面大多需要注水,补充地层能量开发,而且多套层系 都要进行压裂增产措施;
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1、井眼力学的稳定性
力学稳定性判别方法有两种,一种是忽略中间主应力的 Mohr-Coulumb剪切破坏理论,另一种是考虑中间主应力的 Von.Mises剪切破坏理论。按着这两种剪切破坏理论,计算 井壁岩石的最大剪应力,如果最大剪应力大于井壁的岩石强 度,表明井眼不稳定,可能发生坍塌,不能采用裸眼的完井 方式。反之,则可以采用裸眼完井方式。 一般情况下两种理论判断出的结果是一致的,当发生矛 盾时,建议采用Von. Mises剪切破坏理论来判断井眼的稳定 性。
第一章已阐述完井方式选择必须依据油田地质和
油藏工程的特点。 上一节给出具体各类完井方式及其特点。 本节从另一个角度,从直井(定向井)及水平井 两大类型的完井类型出发,结合油田地质和油藏工
程的特点,就某些问题论述完井方式选择。
下面简要回顾一下完井方式的分类。
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一、完井方式的分类
针对初选的几种完井方法,对每一种完井方法的完井产能进行预测 根据每一种完井方法的完井产能预测结果,再进行单井动态分析
根据单井动态分析,结合钻井、完井投入与生产的收益进行经济效益评 价,最终优选出经济效益最佳的完井方法
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五、直(定向)井完井方式选择
直井完井方式是国内外完井基本方式,今后也将会如此。 由于直井完井适应范围广、工艺技术简单、建井周期短、造 价低,所以这井完井得到广泛的应用。
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防腐
层间差 异大小
3、油藏工程条件和采油工程技术要求
我国的砂岩油田主要是陆相沉积,其特点是层系多、薄互层多, 低渗透油层占有不小比例,油层压力普遍偏低。 油田大多采用早期注水开发,而且是多套层系同井开采,所以常 采用分层注水工艺。 由于注水贯穿于油田开发的全过程,特别是深井低渗透油层其注 水压力较高(注水压力接近油层破裂压力)。因此,在选择完井方法 时,不仅要求能分隔层段,而且还应保证注水井在长期承受高压下正 常工作。 注水井一般采用射孔完井方法。 砂岩地层大多需要压裂投产或者注水开发后压裂增产,又因为层 系多需要采取分层压裂。在从油管注压裂液时,由于排量大摩阻高, 因而施工压力高,在选择完井方法时只能选择套管射孔完成。 对于碳酸盐岩,不论是裂缝性还是孔隙性地层,大多需要进行常 规酸化投产,有时还需要进行大型酸化、酸压,因此必须采用套管射 孔完成。

若产层之间压力差异不大,则可同并合采;
若产层之间压力差异大,高压层的油将向低压层灌,多 套层系合采的产量反而低于单套层系的产量,在这种情况下, 即应按单套层系开采;但有时单套层系的储量丰度又不足以单 独开采,此时只能采用同井双管采油,每根油管柱开采一套层 系,以消除层间干扰,保证两套层系都能正常生产。
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