完井工程复习题.doc

1、何为完井工程？
完井是使井眼与油气储集层连通的工序，是衔接钻井工程和采油工程而又相对独立的工程，包括从钻开油气层开始，到下生产套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的系统工程。
2、油气藏类型:
按照油气储集空间和流体流动主要通道的不同：
1）孔隙型油藏 2）裂缝型油藏 3）裂缝孔隙型油藏 4）孔隙裂缝型油藏5）缝洞孔复合型油藏
油藏按几何形态分类：
1）块状油藏2）层状油藏3）断块油藏4）透镜体油藏
按原油分类:
1）常规油藏2稠油油藏3）高凝油藏 4）气藏
3、油层物性：是评价储集和渗流能力的基本参数，包括：
孔隙度：衡量岩石储集流体能力的参数
渗透率：在一定压差下，岩石允许流体通过能力的大小
孔隙结构
润湿性
4、岩心分析技术是指利用能揭示岩石本质的各种仪器设备来观测和分析储层一切特性的技术总称。
包括：常规物性分析、岩相学分析、孔隙结构分析、敏感性分析及配伍性评价。
5、储层敏感性评价：主要是通过岩心流动实验，考察储层岩心与各种外来流体接触后所发生的各种物理—化学作用对岩石性质，主要是对渗透率的影响程度。包括：速敏评价、水敏评价、盐敏评价、碱敏评价、酸敏评价。

速敏概念及实验目的：在钻井、采油、增产作业和注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移井堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象。
目的：
1) 找出由于流速作用导致微粒运移从而发生伤害的临界流速。
2) 为后续的水敏、盐敏、碱敏和酸敏等4种实验及其它各种伤害评价实验确定合理的实验流速提供依据。
3)为确定合理的注采速度提供科学依据。

水敏概念及实验目的：
当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成渗透率的降低。
目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层伤害程度，为各类工作液的设计提供依据。
盐敏概念及实验目的：
当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，可能引起粘土的收缩、失稳、脱落，当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。
目的：找出盐敏发生的条件以及由盐敏引起的油气层伤害程度，为各类工作液的设计提供依据。
碱敏概念及实验目的：
地层水PH值一般为4～9，而大多数钻井液和水泥浆的pH值在8-12之间，当高pH值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结物的结构破坏，从而造成油气层的堵塞伤害。大量氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，也会造成油气层的堵塞伤害。
目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值。
酸敏概念及实验目的：
指油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。
目的：研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化时确定合理的酸液配方提供依据。
6、合理完井方式的要求：
（1）最大限度保护储集层，防止对储层伤害
（2）减小油气流入井筒内的流动阻力
（3）有效封隔油气水层，防止各层间干扰
（4）克服井塌或出砂，保障长期稳产，延长寿命
（5）可以实施注水、压裂、酸化等增产措施
（6）工艺简单、成本低
7、国内外常见的完井方式：裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井、砾石充填完井等。
8、完井方法：
1）裸眼完井法：不下套管柱支撑井壁，井底的储集层是裸露的，只在储集层以上用套管封固，油气直接从地层经过井壁流入井内的完井方法。
裸眼完井的优缺点
优点：油层完全裸露，油层或气层直接与井眼相通，具有最大的渗流面积，油或气流入井内的阻力小，其产能较高，最经济。
缺点：井壁易跨塌和油层易出砂；不能分层开采和分层进行油层改造(压裂、酸化)。
2）射孔完井法：钻穿生产层，下套管至油气层底部后固井后再用射孔弹将套管、水泥环、部分产层射穿，形成油气流通道的完井方法，分两种方式：套管射孔和尾管射孔。
(1)套管射孔完井：套管射孔完井是钻穿油层直到设计井深，然后下油层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的 通道
(2)尾管射孔完井：在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，尾管和技术套管的重合段一般不小于50m。再对尾管注水泥固井，然后射孔
射孔完井的优缺点：
优点：
(1) 能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层；
(2) 能够分隔不同压力和不同性质的油气层；
(3) 可进行无油管完井和多管完井；
(4) 除裸眼完井法外，它是最经济的。
缺点：
(1) 钻井和固井时对油气层的损害较为严重；
(2) 油气层与井底连通面积小、油气层流入井阻力较大。
3）割缝衬管完井： 钻头钻开油气层后，在油气层部位下入带缝眼的衬管完井。
4）砾石充填完井：
将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防止砂流入井内。
9、割缝衬管的防砂机理：
是允许一定大小的，能被原油携带至地面的细小砂粒通过，而把较大的砂粒阻挡在衬管外面，大砂粒在衬管外形成“砂桥”，达到防砂的目的。由于“砂桥”处流速较高，小砂粒不能停留在其中。砂粒的这种自然分选使“砂桥”具有较好的流通能力，同时又起到保护井壁骨架砂的作用。
10、完井方法的选择原则：
(1)储集层的类型
(2)储集层的均质程度
(3)产层岩石的稳定性。
(4)产层附近有无底水或气顶。
(5)产层的渗透性等。
11、射孔完井
射孔技术是指将射孔专用仪器设备输送至井下预定深度，对准目的层引爆射孔器，聚能射孔弹被导爆索引爆后，产生高温、高压冲击波，从而穿透套管、水泥环进入地层，形成一个孔道，构成目的层至套管内连通的一项技术。
12、射孔工艺分类
按照输送方式：电缆输送式射孔、油管输送式射孔。
其中电缆输送射孔分为：电缆套管枪正压射孔和电缆输送套管枪负压射孔。
13、完井液
完井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
14、完井液的主要功能：
平衡地层压力
保护储层减少对储层的伤害
维持井下清洁
良好的防腐效果
维持井内各种性能的稳定
15、完井液的具体作用
（1） 清洁井底，携带岩屑。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻）保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
（2） 冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。
（3） 平衡井壁岩石侧压力，性能良好的钻井液应能借助于液相的滤失作用在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。
（4） 平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
（5） 悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。在接单根、起下钻或因故停止循环时，钻井液中的固相颗粒不会很快下沉，防止沉砂卡钻等情况的发生。
（6） 在地面能沉除砂子和岩屑。
（7） 有效传递水力功率。钻井液在钻头喷嘴处以极高的流速冲击井底，从而提高了钻井速度和破岩效率。高压喷射钻井正是利用这一原理，使钻井液所形成的高压射流对井底产生强大的冲击力，从而显著提高了钻速。使用涡轮钻具钻进时，钻井液由钻杆内以较高流速流经涡轮叶片，使涡轮旋转并带动钻头破碎岩石。
（8） 承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。
（9） 提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑入井等获取井下资料。
（10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
16、储层伤害概念
在钻完井作业过程中在储层近井壁带造成流体产出或注入自然能力降低的现象，即造成储层近井壁带渗透率的下降。
17、完井液的储层损害类型及原因
A毛细现象----液相入侵
B固相入侵----有机物无机物微粒的入侵
C结垢----盐的沉淀
D岩石的损害
18钻井液的性能：
A钻井液密度
B钻井液的流变性
C钻井液的滤失性
D钻井液的润滑性
E钻井液的酸碱性
F钻井液的抑制性
19、完井液按其组成及作用原理分类：
水基完井液、油基完井液、气基完井液
20、水基完井液
水基完井液是一种以水为分散介质，以粘土（膨润土）、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。其主要组成是水、粘土、加重剂和各种化学处理剂等。
分为三大类 :
A无固相清洁盐水完井液
B有固相无粘土相的完井液
C改性完井液
21、油基类完井液
油基钻井液完井是一种以油（主要是柴油或原油）为分散介质，以加重剂、各种化学处理剂及水等为分散相的溶胶悬浮混合体系。
22、气基类完井液
气体钻井液是以空气或天然气作为钻井循环流体的钻井液。包括气体、雾、充气钻井完井液和泡沫液。
23、屏蔽式暂堵技术的概念即特点
屏蔽式暂堵技术是利用钻井液中已有固相粒子对储层的堵塞规律，人为地在钻井液中加入一些与储层孔喉的堵塞机理相匹配的架桥粒子、填充粒子和可变形的封堵粒子，使这些粒子能快速地（几分钟至十几分钟）在井壁周围10cm以内形成有效的、渗透率几乎为零的屏蔽环，阻止钻井液中的固相和液相进一步侵入储层。从而既消除了钻井完井和固井时钻井完井液、水泥浆对储层的伤害，也消除了浸泡时间过长对储层的伤害。然后，利用射孔把屏蔽环射开，达到对储层没有伤害或伤害很小的目的。
27、屏蔽式堵塞模型能否成功的条件
其堵塞成功与否，首先取决于钻井完井液中微粒的大小与储层喉道直径的比例关系，是否满足“2/3”原则和具有必要的浓度；其次，取决于各级填充粒子的存在和必要的浓度；第三，取决于细微软粒子的存在及必要的浓度，而与储层特性和钻井完井液类型无直接关系。
28、屏蔽式暂堵技术的技术方案要点
（1）利用压汞法准确掌握油层孔喉和完井液中固相颗粒的尺寸及其分布；
（2）选择桥架粒子－材料、颗粒尺寸、含量；
（3）选择充填粒子－材料、颗粒尺寸、含量；
（4）选择可变形粒子－材料、颗粒尺寸、含量；
（5）选择合理的正压差
29油气套管简称套管，是油气用管中的一种。油气中的用管我们统称为油气管，油气管包括成品的油套管、钻杆、钻铤、接箍及短杆等。
30套管分类及作用、各层套管柱的设计特点
（1）表层套管。作用：在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支撑后继各层套管；隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使浅水层不受钻井液污染。
（2）中间套管，亦技术套管。作用：隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏等复杂地层。
（3）生产套管，亦称油层套管。作用：保护生产层，并给油气从产层流至地面提供通道。
（4）钻井衬管（尾管）。作用：减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。
各层套管柱的设计特点：表层套管：主要考虑内压载荷；技术套管：既要高抗内压强度，又要抗钻具冲击磨损。油层套管：上部抗内压和抗拉，下部抗外挤。
31、射孔器指完成射孔工作的设备、装置及其组合。
有聚能射孔器、水力射孔器、复合射孔器等，最常用为聚能射孔器。
32、 射孔工艺指选择射孔完井方式所采用的射孔方法
33、聚能式射孔器
是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温高压高速聚能射流来射穿套管、水泥环及地层，完成射孔作业。
按结构分有枪身射孔器和无枪身射孔器两类，核心组成部分是聚能射孔弹。
34、枪身是射孔器重要部件之一，主要两作用：
A、射孔弹载体，承受井内液体压力、回收射孔弹爆炸后的碎片，保证射孔弹下井不损
坏和防井下落物；
B、枪身能吸收射孔弹爆炸产生的冲击和气体膨胀的能量，保护套管免遭损伤。
35、有枪身射孔器的特点（P130）
36、无枪身射孔器的特点（P132）
37、射孔—压裂复合射孔器的工作原理（P132）
38、过油管式射孔器的工作原理（P136）
39、出砂的概念
出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象
40、出砂的危害
v 砂粒可能在井内沉积并形成砂堵，产量降低；
v 砂粒引起井下套管损坏
v 出砂引起设备损坏
v 污染环境，尤其是海洋油气田。
41、出砂类型
游离砂的析出、弱胶结砂岩层的出砂、砂岩骨架破碎处砂
42、地层出砂机理
岩石性质对出砂的影响
油气流动特征对出砂的影响
生产措施引起的出砂
43、油井防砂方法
v 机械防砂法
v 化学防砂法
v 焦化防砂法
v 复合防砂法
v 其他防砂法
44、机械防砂法
利用滤砂器防砂，其原理为：地层砂产出后，经过滤砂器才可到达地面，滤砂器具有高渗透性，但可以阻挡地层砂通过。
主要的机械防砂法有：
A、绕丝筛管防砂
B、割缝衬管防砂
C、双层预充填砾石绕丝筛管防砂
D、金属棉滤砂管防砂
E、陶瓷滤砂管防砂
F、树脂石英砂滤砂管防砂
45、筛管砾石充填防砂机理
首先将筛管或割缝衬管下到出砂层段，用一定质量流体将一定粒度砾石携带到防砂段，充填在筛管与地层之间或筛管与套管之间，将地层砂挡在砾石层外，形成一个由粗到细的砂拱，良好流通能力，又能阻止油层出砂。
46、化学防砂的概念（P200）
47、套管受拉应力破坏有两种（P32）
48、固井包括下套管和注水泥两个生产过程。
49、套管柱所受的外挤压力主要来自管外液体的压力、地层中流体的压力、高塑性岩石的侧向挤压力及其他作用时产生的压力。
50、引起套管腐蚀的主要介质有气体或液体中的硫化氢、溶解氧和二氧化碳。
51、在整个水泥的水化、凝固过程中，C3S是影响水泥凝结和硬化的主要因素。