裸眼完井油气层保护技术

5．3．5．1　裸眼完井对油气层的损害分析

裸眼完井最主要的特点是油气层完全裸露，因而具有最大的渗流面积，油气井的产能较高，但这种完井方式不能阻挡油层出砂，不能避免层间干扰，也不能有效地实施分层注水和分层措施等作业。因此，主要是在岩性坚硬、井壁稳定、无气顶或底水、无含水夹层的块状碳酸盐岩或硬质砂岩油藏，以及层间差异不大的层状油藏中使用。采用裸眼完井方式时，油气层主要受钻井过程中钻井液的损害，其损害机理见本书。

5．3．5．2　保护油气层的裸眼完井技术

裸眼完井分为先期裸眼完井和后期裸眼完井两种。

5．3．5．2．1　先期裸眼完井的工序

先期裸眼完井的工序如图5－24所示。

钻头钻至油层顶部后，取出钻具下油层套管，如图5－24（a）所示。然后注水泥浆固井，当上下木塞相遇时，水泥浆从套管和井壁之间的环形空间上返至预定的高度，而承托环下部的水泥浆凝固后即为水泥塞，如图5－24（b）、图5－24（c）所示。待水泥浆凝固后，套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞和油层，直至达到设计井深，如图5－24（d）所示。

5．3．5．2．2　后期裸眼完井的工序

后期裸眼完井的工序如图5－25所示。用同一尺寸的钻头钻过油气层，直至设计井深，如图5－25（a）所示。然后下油层套管至油气层顶部，注水泥固井，如图5－25（b）所示。

5．3．5．2．3　裸眼完井的优点

图5－24　先期裸眼完井工序示意图
1—套管；2—钻井液；3—承托环；4一上木塞；5—下木塞；6—水泥浆；7—裸眼井壁

裸眼完井方法的最大优点是产层完全裸露，没有任何遮挡，直接与井底相通，因而产层具有最大的渗流面积，流线平直，完全符合平面径向渗流规律，这种井称为水动力学完整井。如果在钻开产层的过程中，产层受到钻井液的损害小，这种井的产能应该较高。此外，由于井底没有任何设备，也不需要诸如射孔、砾石充填等工序。因此工艺简便，成本低，完井速度快。

与后期裸眼完井方法相比，先期裸眼完井还具有下述优点：

（1）先期完井由于在钻开产层之前已经完成了固井工序，因此在起钻具、下套管、挤水泥浆期间，钻井液对产层没有影响。即缩短了钻井液对产层的浸泡时间。

（2）先期完井由于在钻开产层之前已经完成了固井工序，因此避免了水泥浆对产层的污染。并且消除了高压油气对固井的影响，为提高固井质量创造了良好的条件。

（3）先期完井在钻开产层之前已经排除了上部地层的干扰，为采用清水或其他符合产层特性的优质钻井液打开产层或采用平衡钻井创造了良好的条件。

与后期裸眼完井方法相比，先期裸眼完井的缺点是：在地质情况不甚清楚的探区钻井时，如果未能弄清油气层位，就有可能不能保证刚好把套管下至产层顶部，这样换小尺寸钻头再钻后，有可能仍未达到产层，结果造成井眼越钻越小，给钻井和今后的采油带来困难。可见，先期完井最重要的是弄清层位、卡准套管下入深度，确保套管下至产层顶部。后期裸眼完井方法目前现场使用较少，仅在地质情况掌握不够的探区使用。

图5－25　后期裸眼完井工序示意图
1—水泥浆；2—井壁；3—表层套管；4—油层套管

5．3．5．2．4　适用裸眼完井方法的地质条件

由上所述，所谓裸眼完井，就是不下入套管柱支撑产层井壁，油气流直接从产层井壁流入井底。显然，这种完井方法既省时、省事又省钱。如果产层受污染不严重，这种井的产能也较高。但实际上裸眼完井的适用范围较小，这是因为：

（1）若遇到胶结疏松的砂岩地层，由于井底没有任何设备，不能阻挡油井出砂。

（2）一般产层都含有夹层，整个产层被分隔为许多小分层，各小层之间的压力、岩性、流体性质都不尽相同，若产层完全裸露，将产生层间干扰。

（3）若夹层是水层，油井就会出水或油水互灌。若夹层是泥岩、页岩，生产过程中，容易坍塌。

（4）若操作不当，容易损伤套管和水泥环引起窜槽。

（5）无法针对油层进行分层开采和分层作业。

因此，裸眼完井仅能适用于岩层坚硬致密、无含水夹层、无易坍塌夹层的单一油气层和一些油气层性质相同、压力相似的多油气层井中。如中东地区的石灰岩油气层，我国延长油田的裂缝性硬质砂岩油气层和四川石灰岩油气层。随着油井射孔技术的发展，裸眼完井产层全部裸露的优点已不如过去那么突出，目前国内外应用裸眼完井的井数已经不多了。