防砂井的合理完井方式

防砂工艺和效果与完井方式有密切的关系，提出并分析了四种完井方式．在条件允许的情况下，采用裸眼砾石充填进行先期防砂完井，可以获得较好的油、气流通能力和较厚的砾石层，可下入大直径的滤砂管，这种完井方法有利于防砂．对于用射孔方式完成的井，如果预测有出砂倾向，则应采用大直径套管作为生产套管，以高密度射出大直径的孔．对于胶结差的疏松产层则建议采用渗透性人工井壁完井．     

复杂结构井完井采油技术研究与应用

胜利油田复杂结构井技术居国内居领先水平，发展完善了带管外封隔器的割缝衬管完井技术、衬管项部注水泥完井技术等。对于出砂油藏，发展完善了水平井管内砾石充填防砂完井。对于水平井射孔技术，研究发展了水平井分段射孔采油技术。套管内侧钻水平井是在套管侧钻技术和水平井技术基础上发展起来的一项综合技术。研制成功了新型的系列完井工具，配套形成了适应油田不同油藏条件的侧钻水平井系列完井工艺管柱：钻孔／割缝衬管完井技术、管外封隔器加筛管（或滤砂管）完井技术。     

各种射孔系列完井方式下水平井产能预测研究

本文针对套管射孔完井、射孔套管内绕丝筛管完井、射孔套管内井下砾石充填完井、射孔套管内预充填砾石筛管完井等四种射孔系列的水平井完井方式,考虑地层损害和完井方式及完井参数的影响,进行了产能预测数学模型的研究。实例计算表明,其数学模型及计算方法是可行的,可用于水平井完井方式的选择与完井参数优化设计。     

适度出砂在NB35-2稠油油田应用探索

针对通过一定量的出砂来大幅度提高油井产能及一次采收率的问题,开展了从防砂机理上对现场应用的完井方式进行剖析对比,优选完井方式的研究。研究中使用了砾石充填和优质筛管防砂的完井方式,并以典型的稠油油藏NB35-2油田为例,对砾石充填、金属编织网布筛管和金属棉筛管完井方式的矿场防砂效果进行了对比性研究,得出裸眼金属棉筛管完井方式更适合油田实现适度出砂技术的应用,且在保证金属棉筛管强度的基础上,适当增加筛孔上 “微孔”和“中大孔”数量,增大生产压差,将地层微粒有效、有序产出,改善近井地带地层的渗透能力,达到提高产能的目的。此研究为油田实施适度出砂开采完井方式的优化提供实例依据,同时对类似稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。     

海上稠油热采井防砂筛管设计新方法

海上稠油热采井主要采用裸眼优质筛管简易防砂和管外砾石充填防砂两种完井方式。然而在注蒸汽驱油过程中,蒸汽对筛管产生很大的热应力,该应力可能使筛管产生弯曲变形或者断裂,导致热采井防砂失败或者油井停产报废。因此,基于线弹性热－固耦合理论,利用大型商业有限元软件建立了热采井防砂筛管热应力耦合的瞬态分析模型。对不同工况下防砂筛管的稳定性进行了模拟。     

疏松砂岩储层裸眼完井可行性评价——以胜坨油田二区沙二段储层为例

完井方式的选择对油气田开发至关重要，裸眼完井具有简单、方便、成本低和产量高等优势，但也容易发生井壁失稳，特别是对于疏松砂岩储层而言，因此在确定采用裸眼完井之前，必须先对其在目标储层的可行性进行评价。本文以胜坨油田二区沙二段储层为例进行研究，该层段为一套疏松砂岩储层，胶结程度不高，为确定其裸眼完井是否可行，本文在 公式法的基础上，考虑油气渗流所引起的附加应力，建立了井壁岩石周向应力的计算方法，提出了改进后的井壁稳定性评价模型。根据目标储层现有地质、测井及测试及室内实验方法获得的资料，应用上述模型，进行了目标储层井壁稳定性评价，并进一步分析了井斜角度、压力衰减和储层产水三个因素对井壁失稳的影响，与现有完井方式进行了对比分析，得出胜坨油田二区沙二段储层裸眼完井是不可行的认识，应采用套管完井并辅以防砂固井等措施。该结论对于其它疏松砂岩储层同样适用。     

高渗透水泥施工及防砂性能研究

对高渗透水泥体系的综合性能和防砂能力进行了试验分析研究。结果表明该高渗透水泥具有良好的施工性能和较强的阻挡出砂的能力;可以将该高渗透水泥在钻井和扩眼后泵注到可能出砂的裸眼层段进行先期防砂;对于已经出砂的油井,也可以在清洗砂堵后将高渗透水泥浆挤入高渗砂层,待其凝固后形成高渗透性人工屏障进行后期防砂。从而为防砂提供了一种新的技术思路,既是在钻井完后,在固井施工时对于可能出砂的层段就考虑采用高渗透水泥充填以代替裸眼完井、砾石填充等常规完井工艺。这将是裸眼完井技术的一种革新,是一种有发展潜力的防砂技术。     

砾石充填条件下筛管堵塞与冲蚀特性试验

为分析油田水源井筛管失效原因和防砂周期短的内在机制,建立一套模拟井下冲蚀和堵塞问题的砾石充填筛管防砂装置,研究筛管类型、砾石种类与粒径、生产压差等因素对筛管堵塞情况以及堵塞后筛管挡砂介质与本体的损坏情况的影响,分析筛管失效的原因和井下挡砂介质堵塞的内在机制。结果表明:在套管内砾石充填完井条件下,地层砂对砾石充填层和筛管的堵塞具有非均匀性,不同射孔孔眼部位的砾石充填层内的渗流压力分布不均,筛管过滤介质堵塞存在一定随机性;携砂流体流动时的磨蚀作用是造成筛管过滤介质失效主要原因之一;射孔孔眼流出的流体可与充填层的砾石掺混,形成磨料射流冲击正对射孔孔眼处的防砂管,造成防砂管本体的冲蚀失效;地面模拟试验结果与井下取出失效防砂管特征基本一致;试验结果能够为防砂方式的选择、生产制度的建议、筛管材质的选择、筛管结构的改进等提供依据。     

水平井完井工具内流场研究及应用

为降低水平井砾石充填完井过程中携砂液流动冲击对完井工具造成的磨损,开展了完井工具内流场数值计算及结构优化研究。采用标准k-ε湍流模型对水平井完井工具内流场进行了数值计算,从速度场分布规律分析了流体对工具的冲击和磨损机理,得到了内部流场在20 mm、45 mm等截面的速度分布规律。研究结果表明,流体由喷孔流出后对环空侧面及底部产生冲击,20 mm截面处是受冲击最严重的区域,携砂液在喷砂孔的位置形成了复杂涡流,对套管壁和喷砂孔外侧壁均产生冲击磨损,数值计算结果与现场试验施工冲击磨损工况一致。据此设计了能降低冲击效应和磨损的六孔结构充填装置及全通径充填装置,提高了完井工具的使用寿命。     

海域天然气水合物钻完井关键技术研究进展

天然气水合物是由水和甲烷在高压、低温条件下形成的一种固态结晶化物质，被世界各国认为是最有潜力替代化石能源的清洁能源。概述了美国、日本、印度、韩国和中国海域天然气水合物试采现状，指出海域天然气水合物钻完井存在钻井液密度窗口窄、井底压力控制难、定向井造斜难、井壁和井口稳定性差、储层改造难、防砂困难等技术难题，梳理了固态流化钻井技术、水平井钻井技术、双梯度钻井技术、控压套管钻井技术、水力喷射微小井眼钻井技术、钻井液技术、完井防砂技术的研究发展现状，提出了必须要加强海域天然气水合物出砂机理、出砂预测、成井、建井、钻完井设备与仪器研发等科研攻关力度，为规模化开采海域天然气水合物提供技术保障。     

垂直井砾石充填防砂最小排量的确定方法

将水平管中清水及低粘液体携砂时的临界流速公式用于计算垂直井砾石充填防砂的最小排量，研究了垂直井低粘液体及清水携砂液临界流速计算公式的特点及应用条件，分析了射孔孔眼临界流速及防砂井最小排量的影响因素，并利用现场数据计算了防砂井最小排量。结果表明，射孔孔眼直径及携砂比增加时，临界流速增加；射孔密度、射开厚度、孔眼直径及临界流速增加时，砾石充填最小排量也增加。提出的临界．流速计算方弦可用于现场施工排量的设计，携砂液初始排量接近或高于临界排量是保证防砂成功并获得较长有效期的根本条件。     

裸眼系列完井方式下水平井产能预测研究

针对实际裸眼完井、割缝衬管完井、绕丝筛管完井、裸眼井下砾石充填完井、裸眼预充填砾石筛管完井、裸眼封隔器贯眼尾管及带ECP的裸眼封隔器贯眼尾管完井等七种裸眼系列的水平井完井方式,考虑地层损害和完井方式及完井参数的影响,进行了产能预测数学模型的研究。实例计算表明,其数学模型及计算方法均是正确的,对指导水平井完井方式的选择与完井参数优化设计具有重要的意义。     

LIBONOLO深水稠油油田探井防砂技术研究

海洋深水稠油开采一般伴随着出砂,目前国外常用的深水稠油油藏开发井防砂方法是根据Saucier D50=(5~6)d50公式设计的砾石充填防砂完井。刚果(布)LIBONOLO深水稠油油田前期探井采用常规砾石充填防砂完井后出油困难,导致探井试油时间延长,增加了试油成本与风险。为了降低深水稠油探井完井的成本和风险,提出了适合于LIBONOLO深水稠油油田探井的防砂完井方法——高级优质筛管防砂。并通过高级优质筛管室内模拟出砂实验确定出了适用于LIBONOLO油田探井的合理的高级优质筛管防砂挡砂精度,获得了不同于深水稠油油田开发井的防砂挡砂精度设计准则。试油结果表明:LIBONOLO油田新探井防砂后防砂效果好,产能提高超过三倍,为此类油藏探井试油防砂完井提供了新的设计思路。     

垂直井砾石充填防砂最小排量的确定方法

将水平管中清水及低粘液体携砂时的临界流速公式用于计算垂直井砾石充填防砂的最小排量 ,研究了垂直井低粘液体及清水携砂液临界流速计算公式的特点及应用条件 ,分析了射孔孔眼临界流速及防砂井最小排量的影响因素 ,并利用现场数据计算了防砂井最小排量。结果表明 ,射孔孔眼直径及携砂比增加时 ,临界流速增加 ;射孔密度、射开厚度、孔眼直径及临界流速增加时 ,砾石充填最小排量也增加。提出的临界流速计算方法可用于现场施工排量的设计 ,携砂液初始排量接近或高于临界排量是保证防砂成功并获得较长有效期的根本条件。     

草20古潜山灰岩特稠油油藏完井技术

胜利油田草20古潜山新井在完井施工中常常出现地层坍塌、生产管柱下不到预定位置、中途遇阻等问题,本文在分析了胜利油田草20古潜山及其东邻草古1潜山多数井所采用的裸眼完井和筛管完井技术的基础上,改进了下生产筛管悬挂完井的方式,采用在原套管串内接一套内管的完井技术,较好地解决了该油藏完井施工中存在的问题,并在草20古潜山进行了推广应用,取得了显著的经济效益。     

粉细砂岩油藏防砂井堵塞规律研究及充填参优化

粉细砂岩油藏的纵向层系较多,层间矛盾严重,出砂堵塞影响提液生产效果。在现有斜直井产能模型的基础上,对筛管、环空充填层、挤压充填层和储层的渗透率细化描述,改进了机械防砂表皮系数公式。通过室内实验分析了防砂体系堵塞规律,认为随着驱替注入量和驱替流量提高,防砂体系堵塞加剧,渗透率最大下降40%。储层颗粒进入套管内,堵塞环空砾石与防砂筛管,导致表皮系数急剧上升,产能下降超过80%。扩大挤压充填半径能够将微粒阻挡在远离井眼的位置,有助于保持油井产能。对分层防砂井充填半径进行优化分析,发现在中低渗透扩大充填半径能够改善层间动用效果。对盘二沙三下区块的防砂井充填参数优化,对渗透率较低的S4层扩大充填半径,措施后油井液量保持稳定,日产油提高9.56 t。     

砾石充填井堵塞机理实验研究

用物理实验方法模拟了砾石充填井的渗流过程。在填砂管中沿渗流方向设置阻挡地层砂的砾石防砂网，注入带有一定地层砂微粒的流体。通过观测堵塞的位置和各渗流段的粒度组成的变化来研究砾石充填井的堵塞机理。实验结果表明，堵塞发生在油-砂界面上，而油-砂界面形成的主要原因是井中砾石充填不紧实。因此，为了延迟堵塞出现的时间，应尽可能采用高紧实度的充填方法，如压裂充填。在消除堵塞时，应从消除油-砂界面上的人口滤饼来考虑。     

晋城矿区煤层气井完井工艺适应性分析

以晋城矿区垂直套管完井、U型裸眼井、U型套管压裂井等主要的完井工艺为研究对象,从设计、井身结构、抽采效果及成本等方面对其进行分析,提出当前晋城矿区煤层气井完井工艺须与煤矿矿井建设相结合的建议。     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

稠油、高凝油侧钻水平井完井方法优选研究

针对稠油、高凝油地层,开展了侧钻水平井完井方法优选研究,获得了水平井的防砂判据和生产过程中井眼稳定性判据,推出了砂岩油藏侧钻水平井完井方式选择的流程图,从室内实验入手测定了各种目数地层砂充填层的渗透率,导出了16种侧钻水平井完井方式的产能预测数学模型。研究了水平井产量动态分析方法及经济效益评价模型,完成了稠油、高凝油侧钻水平井完井方法优选软件,实现了软件商品化。