完井工程课堂笔记

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1、完井工程课堂笔记本资料以王小秋老师2010年11月课堂讲授及课件为基础水平有限仅供参考完井工程课堂笔记hail第一章绪论1.完井的定义完井是指油气井的完成（WellCompletion），即建立生产层与井眼之间的良好连通，是联系钻井和采油两大生产过程的一个关键环节。完井是以储层的地质结构、储层的岩石力学性质和油层物性以及地层流体物性为基础，根据开发开采的技术要求，研究储集层与井眼的最佳连通方式的技术工艺过程。2.完井的内容钻开生产层→下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液→确定完井井底结构，使井眼与产层连通→安装井

2、底和井口装置，直至投产。3.储层岩性碎屑岩和碳酸盐岩为主，少量岩浆岩和变质岩，甚至页岩。4.储层物性基本参数包括孔隙度、渗透率、孔隙结构、润湿性5.储层流体油、气、水6.油气藏分类按储集空间和流通通道分（孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型、孔隙裂缝型、洞隙型），按几何形态分（块状、层状、断块、透镜体），按原油物性分（常规油、稠油、高凝油油藏）7.地应力概念岩层产生一种反抗变形的力，这种内部产生的并作用在地壳单位面积上的力8.地应力确定矿场应力测量、利用地质地震资料分析、岩心测量、地应力计算第二章井身结构设计与固井1.井身结构定

3、义不同尺寸钻头所钻井深和与之对应的不同尺寸套管的下入深度2.表层套管（surfacecasing）封隔地表浅层水及浅部疏松和复杂层，安装井口、悬挂及支撑后续各层套管3.中间套管（intermediatecasing）表层和生产套管间因技术要求所下套管，可以是一层或多层，主要用来分隔井下复杂地层4.生产套管（productioncasing）钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层，提供油气生产通道5.钻井衬管（Liner）在已下入一层中间套管后采用，即只在裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口，以减轻下套管时钻

4、机的负荷和固井后套管的负荷，节省套管和水泥。6.井身结构设计原则A有效保护油气层B有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故，安全、快速钻井C井涌时，有压井处理溢流能力D下套管顺利，不压差卡套管7.四个压力剖面孔隙压力、破裂压力、坍塌压力、漏失压力剖面8.六个设计参数抽吸压力系数Sb，激动压力系数Sg，压裂安全系数Sf，井涌允量Sk，压差允值∆PN∆PA9.井身结构设计流程（1）求中间套管下入深度初选点A.不考虑发生井涌时，ρf=ρpmax+Sb+Sg+Sf计算出ρf，在破裂压力曲线查处ρf所在的井身D21，即为中间套管下入

5、深度B考虑发生井涌时，ρf=ρpmax+Sb+Sf+Dpmax×Sk/D21试算法求ρf，先试取一个D21，计算ρf，与查图ρf‘比较，如果ρf≤ρf′则D21为初选深度（2）验证中间套管下入D21是否会卡钻∆P=（ρpmax+Sb−ρpmin）×Dmin×0.00981A若∆P<∆PN，不卡，D21为中间套管下入深度D2，否则需减小下入深度。∆PNB∆PN条件允许下最大地层压力ρpper=+ρpmin−Sb0.00981Dmin在地层压力曲线上找到ρpper，深度即为中间套管的下深D2（3）求钻井尾管下入深度初选点D

6、31，根据D2处地层破裂发力ρf2，求继续钻进时裸眼段允许最大地层D31压力ρpper=ρf2−Sb−Sf−×Sk,先试取一个D31，计算ρpper，若计算ρpper与实际值接近或略大，则D2D31为尾管初选点。1完井工程课堂笔记hail（4）校核尾管下到D31是否会卡钻，校核方法同2，∆PN换成∆PA（5）计算表层套管下入深度D1，根据D2处地层压力ρf2，计算若钻到D2发生井涌关井，表层套管鞋处承受压力当量密度ρ=ρ+Sb+Sf+D×Sk/D试取D1，满足ρ−ρ=0.024～0.048g/cm3fEp221查得计算

7、10.套管轴向拉力及抗拉强度轴向力来源：管柱自重、弯曲产生附加拉力、注水泥产生附加拉力、动载和摩阻套管所受轴向拉力一般在井口最大，表现为被拉断、脱扣通常用套管的抗滑扣力表示套管的抗拉强度双向应力下套管强度（应力椭圆，纵轴为轴向应力/屈服强度，纵轴为拉应力/屈服强度）第一象限：拉伸与内压联合作用轴向拉伸=>抗内压强度增加第二象限：压缩与内压联合作用轴向压缩=>抗内压强度降低第三象限：压缩与外挤联合作用轴向压缩=>抗外挤强度增加第四象限：抗拉与外挤联合作用轴向拉伸=>抗外挤强度降低（设计时需考虑）考虑轴向拉力影响时的抗外挤

8、强度公式PccFmPcc=Pc(1.03−0.74×),MPaFsFm为轴向拉力Fs为管体屈服强度11.内压力及抗内压强度A.套管内完全充满天然气并关井时的井口内压力Pi=Pgas×exp⁡(−1.1155×10−4GD)Pgas为井底气压G为天然气与空气密度比，一般取甲烷与空气密度比0.55B.以井口装置承压能力作为套管在井口所