海上油田完井工藝方案及效果分析研究

劉言理 楊延征 聶上振（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

海上油田完井工藝方案及效果分析研究

劉言理 楊延征 聶上振（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

本文對(duì)于海上油田常用的完井方式進(jìn)行了相關(guān)研究，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的完井工藝技術(shù)對(duì)其施工效果和油井產(chǎn)量進(jìn)行了分析，給出了不同地質(zhì)條件、不同井況條件下的完井工藝技術(shù)方案。

海上油田；完井；防砂；完井工具

1 海上油田常見(jiàn)井眼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

海上油田由于受井場(chǎng)面積限制，油井類(lèi)型多以水平井、大斜度井和大位移井為主，也有小部分直井和小斜度井。不同的井深和井斜結(jié)構(gòu)對(duì)完井工藝技術(shù)方案的需求也不盡相同。這里首先介紹一下這些特殊的井型。

水平井指最大井斜角為86度-120度的特殊定向井，且水平段井眼軌跡走向與油層基本一致，在油層中延長(zhǎng)了一定的距離。水平井多用于油層較薄或者裂縫型的油層，可以最大程度地增加井眼與油層的接觸面積。大斜度井為鉆井斜長(zhǎng)與垂深之比大于2，井斜角在60度至85度之間的定向井。大位移井指井的水平位移和井的垂深之比大于2的定向井，大位移井有著較長(zhǎng)的大斜度穩(wěn)斜段，大斜度穩(wěn)斜角大于60度。相比之下水平井鉆井過(guò)程較為困難，需要借助特殊的鉆具、工具、設(shè)備和儀器等。

2 海上油田完井方案研究

完井工程是聯(lián)系鉆井和采油工程之間的最重要的一步。一口井采用的完井方案是在對(duì)油層物性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)特性、油層流體流動(dòng)特性的全面分析的基礎(chǔ)上得到的。一口井完井后可能幾年甚至十幾年不改變?cè)昃Y(jié)構(gòu)，因此要求完井方案能滿足以下幾個(gè)條件：①油井完井后要求油氣從油層到井筒的流動(dòng)阻力最小。②油井生產(chǎn)周期盡量長(zhǎng)。③油井完井后的產(chǎn)量高。海上油田完井方案主要分為以下幾種。

（1）裸眼完井 該完井方案主要針對(duì)油層巖石堅(jiān)固均質(zhì)的油層，這種油層在上覆巖石壓力和流體壓差的作用下不會(huì)破碎出砂。這種完井方案一般在鉆至油層上20m時(shí)停鉆，進(jìn)行注水泥固井作業(yè)，水泥凝固后再下鉆打開(kāi)油層。該工藝能使油層和井筒直接連通，油氣流動(dòng)阻力小，油層裸露面積大。

（2）套管射孔完井 射孔完井是在油層套管固井凝固后，下入射孔槍進(jìn)行射孔，將套管、水泥層、油層射穿，建立油氣流動(dòng)通道。射孔完井工藝方案幾乎適用于所有性質(zhì)的油氣層，對(duì)于復(fù)雜油氣層用套管射孔完井方案尤為合適。

（3）割縫襯管完井 割縫襯管完井目前常采用的工藝是在裸眼段下入割縫襯管，襯管上端用懸掛器掛在上級(jí)套管末端，這種工藝的襯管可以起到支撐裸眼井壁的功能，同時(shí)油層滲流面積大，油井產(chǎn)量相比射孔完井高。

（4）礫石充填防砂完井 礫石充填防砂完井主要分為裸眼礫石充填防砂完井和套管內(nèi)礫石充填防砂完井。裸眼礫石充填防砂完井中礫石可以起到支撐井壁和防止地層砂進(jìn)入油井的作用。管內(nèi)礫石充填防砂完井特別是水平井涉及到的礫石充填工具和施工工藝比較復(fù)雜，礫石不但可以阻止地層砂的運(yùn)移，同時(shí)在炮眼附近形成了填實(shí)帶。

（5）懸掛篩管完井 懸掛篩管完井工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)工藝比較簡(jiǎn)單，主要用于輕微出砂的油井或者預(yù)測(cè)生產(chǎn)一段時(shí)間后可能出砂的油層。懸掛篩管完井由于沒(méi)有在篩管外進(jìn)行礫石充填，所以后期打撈相對(duì)容易，很少出現(xiàn)篩管砂埋的情況。

3 現(xiàn)場(chǎng)案例及效果分析

以上所涉及到的幾種完井工藝技術(shù)方案應(yīng)用較為廣泛，與井眼情況有關(guān)，與地質(zhì)情況有關(guān)。環(huán)渤海灣地區(qū)一般井眼多采用水平井或者大斜度井。油層一般為沙河街組、明化鎮(zhèn)組和館陶組。下面結(jié)合不同井況、不同地質(zhì)情況對(duì)海上完井施工進(jìn)行分析。

沙河街組的油層，巖石膠結(jié)程度較好，一般采用割縫篩管完井，對(duì)于多年的老井，出砂較為嚴(yán)重，進(jìn)行二次防砂時(shí)可以在篩管外進(jìn)行礫石充填。明化鎮(zhèn)組和館陶組的油層相對(duì)來(lái)說(shuō)巖石膠結(jié)疏松，更容易出砂，所以一般先采用套管固井射孔，然后在套管內(nèi)下入懸掛器懸掛篩管，必要時(shí)進(jìn)行管外礫石充填或者擠壓充填。

對(duì)于需要礫石充填的井，如果井斜超過(guò)60度，一般采用底部逆向礫石充填防砂完井。對(duì)于井斜小于60度但超過(guò)50度，且油層長(zhǎng)度超過(guò)50米較長(zhǎng)的油層，一般也建議采用底部逆向礫石充填防砂完井的方式。

某油井位于渤海灣地區(qū)，生產(chǎn)層位沙河街組，井深2053m，最大井斜56度，射孔井段長(zhǎng)度63.5m，孔隙度21%，滲透率235毫達(dá)西，油層采用五寸半套管固井后射孔。然后采用懸掛器懸掛篩管，并在管外采用礫石擠壓充填的完井方式，用液158方，礫石8.9方，目前該井產(chǎn)油情況良好，日產(chǎn)油14噸，含水率7%，該井防砂完井效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

①水平井或者大斜度井能穿越更長(zhǎng)的油層，特別對(duì)油層厚度不大的油層效果尤為明顯，可以大大增加井眼與油層的接觸面積。②對(duì)于易出砂的海上油層，建議在鉆井后直接進(jìn)行先期防砂完井，變被動(dòng)防砂為主動(dòng)防砂，增加油井壽命。③水平井完井工藝能否順利實(shí)施的關(guān)鍵所在是完井工具的安全可靠，因此建議下部對(duì)海上完井工具，如懸掛器、篩管、礫石充填裝置等進(jìn)行深入研究。

圖1 油井防砂完井后日產(chǎn)油曲線

［1］劉言理，聶上振，楊延征.水平井完井方法研究和優(yōu)選［J］.價(jià)值工程，2015，10，34（378）：94-95.

［2］劉言理.水平井充填一體化化學(xué)防砂完井技術(shù)在海上油田的應(yīng)用［J］.化工管理，2015，07：149-150.

［3］劉言理，聶上振.上部注水泥下部精密復(fù)合篩管完井技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.化工管理，2015，05：158-159.