海上油田完井工艺方案及效果分析研究

2016-11-25刘言理杨延征聂上振大港油田公司石油工程研究院天津300280

化工管理 2016年22期

关键词：斜度筛管防砂

刘言理杨延征聂上振（大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

海上油田完井工艺方案及效果分析研究

刘言理杨延征聂上振（大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

本文对于海上油田常用的完井方式进行了相关研究，并结合现场施工的完井工艺技术对其施工效果和油井产量进行了分析，给出了不同地质条件、不同井况条件下的完井工艺技术方案。

海上油田；完井；防砂；完井工具

1 海上油田常见井眼结构简介

海上油田由于受井场面积限制，油井类型多以水平井、大斜度井和大位移井为主，也有小部分直井和小斜度井。不同的井深和井斜结构对完井工艺技术方案的需求也不尽相同。这里首先介绍一下这些特殊的井型。

水平井指最大井斜角为86度-120度的特殊定向井，且水平段井眼轨迹走向与油层基本一致，在油层中延长了一定的距离。水平井多用于油层较薄或者裂缝型的油层，可以最大程度地增加井眼与油层的接触面积。大斜度井为钻井斜长与垂深之比大于2，井斜角在60度至85度之间的定向井。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，大位移井有着较长的大斜度稳斜段，大斜度稳斜角大于60度。相比之下水平井钻井过程较为困难，需要借助特殊的钻具、工具、设备和仪器等。

2 海上油田完井方案研究

完井工程是联系钻井和采油工程之间的最重要的一步。一口井采用的完井方案是在对油层物性、地质结构、岩石力学特性、油层流体流动特性的全面分析的基础上得到的。一口井完井后可能几年甚至十几年不改变原完井结构，因此要求完井方案能满足以下几个条件：①油井完井后要求油气从油层到井筒的流动阻力最小。②油井生产周期尽量长。③油井完井后的产量高。海上油田完井方案主要分为以下几种。

（1）裸眼完井该完井方案主要针对油层岩石坚固均质的油层，这种油层在上覆岩石压力和流体压差的作用下不会破碎出砂。这种完井方案一般在钻至油层上20m时停钻，进行注水泥固井作业，水泥凝固后再下钻打开油层。该工艺能使油层和井筒直接连通，油气流动阻力小，油层裸露面积大。

（2）套管射孔完井射孔完井是在油层套管固井凝固后，下入射孔枪进行射孔，将套管、水泥层、油层射穿，建立油气流动通道。射孔完井工艺方案几乎适用于所有性质的油气层，对于复杂油气层用套管射孔完井方案尤为合适。

（3）割缝衬管完井割缝衬管完井目前常采用的工艺是在裸眼段下入割缝衬管，衬管上端用悬挂器挂在上级套管末端，这种工艺的衬管可以起到支撑裸眼井壁的功能，同时油层渗流面积大，油井产量相比射孔完井高。

（4）砾石充填防砂完井砾石充填防砂完井主要分为裸眼砾石充填防砂完井和套管内砾石充填防砂完井。裸眼砾石充填防砂完井中砾石可以起到支撑井壁和防止地层砂进入油井的作用。管内砾石充填防砂完井特别是水平井涉及到的砾石充填工具和施工工艺比较复杂，砾石不但可以阻止地层砂的运移，同时在炮眼附近形成了填实带。

（5）悬挂筛管完井悬挂筛管完井工艺相对来说工艺比较简单，主要用于轻微出砂的油井或者预测生产一段时间后可能出砂的油层。悬挂筛管完井由于没有在筛管外进行砾石充填，所以后期打捞相对容易，很少出现筛管砂埋的情况。

3 现场案例及效果分析

以上所涉及到的几种完井工艺技术方案应用较为广泛，与井眼情况有关，与地质情况有关。环渤海湾地区一般井眼多采用水平井或者大斜度井。油层一般为沙河街组、明化镇组和馆陶组。下面结合不同井况、不同地质情况对海上完井施工进行分析。

沙河街组的油层，岩石胶结程度较好，一般采用割缝筛管完井，对于多年的老井，出砂较为严重，进行二次防砂时可以在筛管外进行砾石充填。明化镇组和馆陶组的油层相对来说岩石胶结疏松，更容易出砂，所以一般先采用套管固井射孔，然后在套管内下入悬挂器悬挂筛管，必要时进行管外砾石充填或者挤压充填。

对于需要砾石充填的井，如果井斜超过60度，一般采用底部逆向砾石充填防砂完井。对于井斜小于60度但超过50度，且油层长度超过50米较长的油层，一般也建议采用底部逆向砾石充填防砂完井的方式。

某油井位于渤海湾地区，生产层位沙河街组，井深2053m，最大井斜56度，射孔井段长度63.5m，孔隙度21%，渗透率235毫达西，油层采用五寸半套管固井后射孔。然后采用悬挂器悬挂筛管，并在管外采用砾石挤压充填的完井方式，用液158方，砾石8.9方，目前该井产油情况良好，日产油14吨，含水率7%，该井防砂完井效果良好。

4 结语

①水平井或者大斜度井能穿越更长的油层，特别对油层厚度不大的油层效果尤为明显，可以大大增加井眼与油层的接触面积。②对于易出砂的海上油层，建议在钻井后直接进行先期防砂完井，变被动防砂为主动防砂，增加油井寿命。③水平井完井工艺能否顺利实施的关键所在是完井工具的安全可靠，因此建议下部对海上完井工具，如悬挂器、筛管、砾石充填装置等进行深入研究。