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井下作业概论 油井完井与试油 完井是指裸眼井钻达设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工艺。它是钻井工程最后的一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发是紧密联系的。而油井完成质量的好坏直接影响到油井的生产能力与经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。因此，了解有关完井的知识，对采油技术人员来说显得十分重要。 第一节 油井完井 完井是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。 一、井身结构 井深结构是指油井钻完后，所下人套管的层次、直径、下人深度及相应的钻头直径和各层套管外水泥浆的上返高度等。如图1—1所示。 图1— 图1—1 井身结构示意图 1－方补心；2－套管头；3－导管；4－表层套管；5－表层套管水泥环；6－技术套管；7－技术套管水泥环;8－油层套管；9－油层套管水泥环;10－油层上线;11－油层下线；12－人工井底；13－胶木塞;14－承托环；15－套管鞋;16－完钻井底。 注：油补距指转盘方补心上平面到套管四通上平面的距离 导管3使钻井一开始就建立起泥浆循环，保护井口附近的地层，引导钻头正常钻进。下人深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通常为2～40m。导管下部要用混凝土稳固地固定于坚硬的岩层上。所用导管的直径尺寸一般为450mm和375mm等。 (二)表层套管 表层套管4又叫地面套管、隔水层套管，它的作用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层的井壁，保护井眼和安装封隔器。其下入深度取决于上部疏松岩层的位置，一般在30～150m之间。它的直径尺寸为400mm和324mm等。表层套管外的水泥返至地面。 (三)技术套管 技术套管6又叫中间套管，用来保护和封隔油层上部难以控制的复杂地层。下入深度根据复杂层位置而定。但是，下技术套管会使完井成本大幅度增加，因此，实践中很少采用。 (四)油层套管 油层套管8也称为生产套管，其作用是保护井壁，形成油气通道，隔绝油、气、水层，下入深度是根据目的层的位置和不同完井方法来决定的。常见的国产套管技术参数见表1—1。 表1－1 常见的国产套管技术参数 公称 直径 in 51/2 65/8 mm 140 168 壁厚，mm 7 8 9 10 11 8 9 10 11 内径，mm 125.7 123.7 121.7 119.7 117.7 152.3 150.3 148.3 146.3 二、钻开油气层 钻开油气层是完井的首要工序，是钻井工程的关键一步。这一工作的好坏直接影响到一口井生产能力，关系到是否能够正确迅速地取得油层的各项资料。 当油层被打开时，油层内的油气压力与井筒内泥浆柱的压力出现相互制约的关系。若泥浆柱的压力小于油层的压力，且井口又控制不当时，地层中的油气流就会流人井中，造成井喷等严重事故；若泥浆柱压力大于地层压力时，则泥浆中的水、粘土颗粒以及其他有害物质，会侵入油层造成损害，使井筒附近的渗透率降低，影响油井产量，有时甚至不出油。因而钻开油层时应根据油层压力的高低和岩石性能严格选择压井液，以保证安全生产，不损害或尽可能少损害油层。通常钻高压油层采用密度较大的压井液(性能指标依地层而异)，对于压力较低的油层，应当减小压井液的密度，以免损害油层。 三、完井方式 完井方式是指油层与井底的连通方式、井底结构及完井工艺。对于不同地层性质、不同类型的井所采取的完井方式是不同的。不论采用那种方法，都需要满足以下几个方面的要求： (1)油层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油层所受的损害小； (2)油层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油气流人井筒阻力最小； (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰； (4)能有效地防止油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井长期生产； (5)应具备便于人工举升和井下作业等条件； (6)工艺简便、先进、安全可靠，成本低。 不同的完井方式主要区别于油气层与井底的连通方式的不同。连通方式不同，其井底结构和完井工艺也不同。而一口井完成之后，其井底结构就不易改变，所以应根据油气层的具体情况及各地实际经验来选定合理而有效的完井方法。下面就介绍几种常见的完井方法。 (一)裸眼完井方式 裸眼完井是指在钻开的生产层位不下人套管的完井方式。裸眼完井有两种：先期裸眼完井和后期裸眼完井。先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。水泥浆上返至设计高度后，再从套管中下人直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。 有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界附近又有水层时，也可以将套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段，此类完井可称为复合型完井方式。 后期裸眼完井是不更换