《完井工程》完井工程基础课件.ppt

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1、1绪 论本课程主要内容：本课程主要内容：第一章第一章 完井工程基础完井工程基础第二章第二章 井身结构设计与固井井身结构设计与固井第三章第三章 油气井完井方法油气井完井方法第四章第四章 完井液完井液第五章第五章 射孔射孔第六章第六章 出砂机理及防砂出砂机理及防砂第七章第七章 油气井测试油气井测试第八章第八章 油气井投产油气井投产2教教 材：材：完井工程完井工程教材教材,中国石油大学出版社中国石油大学出版社2009参考书：参考书：1.现代完井工程现代完井工程，万仁溥编著，万仁溥编著，石油工业出版社，石油工业出版社，2000年年 2.实用完井工程实用完井工程，李克向编著，李克向编著 石油工业出版社，

2、石油工业出版社，2002年年 3.钻井工程理论与技术钻井工程理论与技术，陈庭根，陈庭根 管志川管志川 石油大学出版社，石油大学出版社，2005年年 4.完井与井下作业完井与井下作业，步玉环，步玉环 王德新王德新 中国石油大学出版社，中国石油大学出版社，2006年年绪 论3绪 论埋藏在地下的油气开采到地面，一般需三个过程：埋藏在地下的油气开采到地面，一般需三个过程：1.建立地面至地下储层之间的连接通道，有效保护建立地面至地下储层之间的连接通道，有效保护油气层，保证最大开采效益和开采寿命油气层，保证最大开采效益和开采寿命-钻完井工程钻完井工程2.使储藏在地层孔隙、裂缝中油气，沿复杂的油气使储藏在地

3、层孔隙、裂缝中油气，沿复杂的油气层孔隙网或裂缝网，有效地流入井底层孔隙网或裂缝网，有效地流入井底-油藏开发工程油藏开发工程3.流入井底油气沿井筒有效地流到地面流入井底油气沿井筒有效地流到地面-采油工程采油工程三个过程相互联系、相互影响、不可分割的统一体。三个过程相互联系、相互影响、不可分割的统一体。4oil zone 中间套管中间套管(技术套管技术套管)表层套管表层套管生产套管生产套管(油层套管油层套管)一开一开二开二开三开三开绪 论5绪 论6一、完井的定义一、完井的定义 完井是使井眼与油气储集层（产层、生产完井是使井眼与油气储集层（产层、生产层）连通的工序（层）连通的工序（Well Comp

4、letion），），是衔接钻井工程和采油工程而又相对独立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、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。排液，直至投产的系统工程。绪 论7二、完井内容二、完井内容 美国、前苏联和我国过去，一般都认为完井工程是美国、前苏联和我国过去，一般都认为完井工程是钻井工程最后一道工序，包括：钻井工程最后一道工序，包括：钻开储集层（生产层）；钻开储集层（生产层）；下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液；下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液

5、；确定完井井底结构，使井眼与产层连通；确定完井井底结构，使井眼与产层连通；安装井底和井口等环节，直至投产。安装井底和井口等环节，直至投产。合理选择完井方式，可以有效地开发油气田，延长合理选择完井方式，可以有效地开发油气田，延长油气井寿命，提高经济效益。油气井寿命，提高经济效益。绪 论8 岩心分析及敏感性评价岩心分析及敏感性评价 钻开生产层钻井液选择钻开生产层钻井液选择 出砂预测及出砂规律出砂预测及出砂规律 生产动态预测生产动态预测 不确定性参数定量分析不确定性参数定量分析 完井动态经济评价及风完井动态经济评价及风险性分析险性分析 完井方法优选完井方法优选油管及生产套管尺寸油管及生产套管尺寸 注

6、水泥设计、固井质量注水泥设计、固井质量射孔及完井液设计射孔及完井液设计 完井生产管柱设计完井生产管柱设计 完井的试井评价完井的试井评价 投产措施投产措施三、现代完井工程内容三、现代完井工程内容绪 论9第一章 完井工程基础一、储层岩性特征一、储层岩性特征二、储层物性二、储层物性三、储层流体三、储层流体四、油气藏分类四、油气藏分类五、地应力的概念与确定五、地应力的概念与确定10 储层岩性：储层岩性：碎屑岩和碳酸盐岩为主，碎屑岩和碳酸盐岩为主，少量岩浆岩和变质岩，甚至页岩。少量岩浆岩和变质岩，甚至页岩。1.碎屑岩储层碎屑岩储层 岩石类型：砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细岩石类型：砾岩、砂砾岩、粗砂岩

7、、中砂岩、细砂岩和粉砂岩。砂岩和粉砂岩。砂岩中四种基本孔隙类型：粒间孔、溶蚀孔、基砂岩中四种基本孔隙类型：粒间孔、溶蚀孔、基质微孔和裂缝。质微孔和裂缝。一、储层岩性特征11-砂岩中次生孔隙有以下五种基本成因类型：砂岩中次生孔隙有以下五种基本成因类型：1）沉积物溶解的孔隙。沉积物溶解的孔隙。2）胶结物溶解的孔隙。胶结物溶解的孔隙。3）交代作用产物溶蚀的孔隙。交代作用产物溶蚀的孔隙。4）收缩孔隙。收缩孔隙。5）岩石体积收缩、上部沉积压实或构造应力岩石体积收缩、上部沉积压实或构造应力 产生的裂缝。产生的裂缝。一、储层岩性特征12溶蚀孔隙形成过程 1胶结物石英长石孔隙 一、储层岩性特征13岩岩砂砂石石

8、长长一、储层岩性特征岩岩砂砂铁铁含含14岩岩砂砂硬硬岩岩砂砂粉粉一、储层岩性特征152.碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层 碳酸盐岩储层主要岩性：碳酸盐岩储层主要岩性：石灰岩、白云岩及其过渡岩石类型。石灰岩、白云岩及其过渡岩石类型。主要储集在粒屑灰岩、生物骨架灰岩和白主要储集在粒屑灰岩、生物骨架灰岩和白云岩三种岩类的孔隙中。云岩三种岩类的孔隙中。碳酸盐岩储层孔隙类型：碳酸盐岩储层孔隙类型：原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙和次生孔隙。一、储层岩性特征16 洞洞 穴穴 2 毫米毫米 巨巨 孔孔 1.02.0毫米毫米 粗粗 孔孔 0.51.0毫米毫米 中等孔中等孔 0.250.5毫米毫米 细细 孔孔 0.10.2

9、5毫米毫米 很细孔很细孔 0.010.1毫米毫米 极细孔极细孔 0.01 毫米。毫米。一、储层岩性特征碳酸盐岩储层中次生孔隙空间往往变化很大，碳酸盐岩储层中次生孔隙空间往往变化很大，根据孔隙直径的大小又可分为：根据孔隙直径的大小又可分为：17根据储集空间孔隙与裂缝搭配，四类储层：根据储集空间孔隙与裂缝搭配，四类储层：1）裂缝裂缝孔隙型孔隙型 2）裂缝裂缝洞穴型洞穴型 3）孔隙型孔隙型4）裂缝型裂缝型一、储层岩性特征18石石 灰灰 石石一、储层岩性特征19平板石灰石一、储层岩性特征203.岩浆岩和变质岩储层岩浆岩和变质岩储层 随着研究的深入和勘探的扩大，世界各国在岩随着研究的深入和勘探的扩大，世

10、界各国在岩浆岩和变质岩中发现了不少油气田。浆岩和变质岩中发现了不少油气田。我国东北兴隆台地区太古代花岗岩和中生界我国东北兴隆台地区太古代花岗岩和中生界花花岗角砾岩、火山喷发岩岗角砾岩、火山喷发岩中获得了工业性油流。中获得了工业性油流。酒西盆地鸭儿峡油田志留系酒西盆地鸭儿峡油田志留系变质岩变质岩中找到了裂中找到了裂缝性油藏。缝性油藏。该两类储层中还有较多的潜在储量。该两类储层中还有较多的潜在储量。一、储层岩性特征21一、储层岩性特征花花 岗岗 岩岩黑云母花岗岩黑云母花岗岩22一、储层岩性特征燧石角砾石燧石角砾石火山角烁石火山角烁石234.页岩储层页岩储层 一般情况下页岩是盖层或隔层，一般情况下页

11、岩是盖层或隔层，特定条件下也可以形成油气藏。特定条件下也可以形成油气藏。产层的特点是自然伽玛值高。产层的特点是自然伽玛值高。对获取新的油气资源很有价值。对获取新的油气资源很有价值。一、储层岩性特征24一、储层岩性特征粘土页岩粘土页岩 含碳页岩含碳页岩25油页岩油页岩一、储层岩性特征26油层物性是评价储集能力基本参数，包括：油层物性是评价储集能力基本参数，包括：孔隙度（孔隙度（Porosity）渗透率（渗透率（Permeability）孔隙结构（孔隙结构（Pore structure）润湿性润湿性（Wettability）二、储层物性27储层类型储层类型名称名称孔隙度，孔隙度，%渗透率渗透率 1

12、0-3m-2特高孔特高渗特高孔特高渗302000高孔高渗高孔高渗25305002000中孔中渗中孔中渗1525100500低孔低渗低孔低渗101510100特低孔特低渗特低孔特低渗10101.孔隙度孔隙度 衡量岩石衡量岩石储集流体能力储集流体能力的参数的参数 砂岩孔隙度：主要决定因素是碎屑颗粒的大砂岩孔隙度：主要决定因素是碎屑颗粒的大小以及分选程度好坏小以及分选程度好坏。二、储层物性28 碳酸盐岩孔隙发育情况与砂岩相似。碳酸盐岩孔隙发育情况与砂岩相似。裂隙裂隙(缝缝)孔隙度一般很低，孔隙度一般很低，0.016%，大部分很少超过大部分很少超过3。碳酸盐岩的孔隙仍然是储油气空间，碳酸盐岩的孔隙仍然

13、是储油气空间，裂缝则主要形成高渗透带。裂缝则主要形成高渗透带。二、储层物性29二、储层物性 2.渗透率渗透率岩石允许流体通过能力的大小岩石允许流体通过能力的大小 绝对渗透率、相对渗透率、有效渗透率绝对渗透率、相对渗透率、有效渗透率 影响孔隙度的地质因素也影响孔隙系统绝对渗透率影响孔隙度的地质因素也影响孔隙系统绝对渗透率 渗透率同孔隙度、粒径、分选、排列方式关系密切渗透率同孔隙度、粒径、分选、排列方式关系密切 国外：国外：0.01m2为孔隙型油层高渗和低渗区分标准为孔隙型油层高渗和低渗区分标准 0.1m2 为裂缝型油层高渗和低渗区分标准为裂缝型油层高渗和低渗区分标准30 储层流体充填于岩石孔隙，

14、油、气、水三大类。储层流体充填于岩石孔隙，油、气、水三大类。1.原油原油 原油是由各种烃与少量杂质组成的液态可燃矿物，原油是由各种烃与少量杂质组成的液态可燃矿物，原油的重要物理性质包括密度、黏度、凝固点等。原油的重要物理性质包括密度、黏度、凝固点等。我国按黏度将原油划为常规油和稠油两大类：我国按黏度将原油划为常规油和稠油两大类：油层温度下脱气原油黏度油层温度下脱气原油黏度小小50mPaS常规油，常规油，油层温度下脱气原油黏度油层温度下脱气原油黏度大于大于50mPaS 稠油稠油。三、储层流体312.天然气天然气 天然气存在状态：天然气存在状态：伴随原油产出的溶解气；伴随原油产出的溶解气；气顶产出

15、的游离气（或气藏、薄夹层）；气顶产出的游离气（或气藏、薄夹层）；地层水中的溶解气。地层水中的溶解气。天然气主要成分：天然气主要成分：甲烷为主，少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和重烃；甲烷为主，少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和重烃；非烃气体包括非烃气体包括N2、CO2、H2S、He等。等。三、储层流体32 地层水：地层水：天然出现在岩石中，并且在钻井天然出现在岩石中，并且在钻井以前一直存在的水。以前一直存在的水。油田水：油田水：任何与油气藏伴生的水，这些水任何与油气藏伴生的水，这些水有某些突出的化学特征。有某些突出的化学特征。原生水：原生水：至少在地质时期的大部分时间中至少在地质时期的大部分时间中已经同大

16、气失去接触的化石水。已经同大气失去接触的化石水。三、储层流体3.水水33四、油气藏分类 1.按照油气按照油气储集空间和流体流动储集空间和流体流动主要通道的不同主要通道的不同：1）孔隙型油藏）孔隙型油藏 以粒间孔隙为储油空间和渗流通道。以粒间孔隙为储油空间和渗流通道。砂岩、砾岩、生物碎屑岩储油层。砂岩、砾岩、生物碎屑岩储油层。2）裂缝型油藏）裂缝型油藏 裂缝既是主要储油空间又是渗流通道裂缝既是主要储油空间又是渗流通道。可能不存在原生孔隙或有孔隙而不连通、不渗透。可能不存在原生孔隙或有孔隙而不连通、不渗透。碳酸盐岩、变质岩、泥页岩储油层都可形成。碳酸盐岩、变质岩、泥页岩储油层都可形成。343）裂缝孔隙型油藏）裂缝孔隙型油藏 以粒间孔隙为主要储油空间，以裂缝为主要渗以粒间孔隙为主要储油空间，以裂缝为主要渗流通道；流通道；裂缝往往延伸较远而孔隙渗透率却很低裂缝往往延伸较远而孔隙渗透率却很低。四、油气藏分类354）孔隙裂缝型油藏）孔隙裂缝型油藏 粒间孔隙和裂缝都是储油空间，又都是渗流通道粒间孔隙和裂缝都是储油空间，又都是渗流通道.裂缝发育而延伸不远，油层孔隙度较低裂缝发育而延伸不远，油层孔隙度较