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完井工程是一项庞大的系统工程,是衔接钻井和生产的中间环节。除了与其他系统紧密相连之外,,它自身又有独特的规律。在市场经济条件下,完井方式的选择不能单从技术方面考虑,而必须同时考虑其环境条件,从管理、经济观点考察技术,进行综合决策。必须不断更新和完善完井作业,选择合理的完井方式以节约作业时间,降低作业成本,挖掘油田潜力,提高最终采收率。
首先,对现有的完井技术进行了重新分类,划分为井内完井和井外完井。进一步地,由完井的目标确定了完井的原则、技术要求、完井优选的依据与低孔低渗油气田完井选择的整体理念,即:综合考虑井壁稳定性评价、出砂、地层砂粒大小、层间差异、表皮的定量化技术指标、管理指标、经济指标、风险指标,构建综合评判体系,进行综合评价。
其次,通过建立综合考虑本地应力、化学、热力学的井筒周围综合应力模型,能够计算出最大、最小及中间主应力和方向,并根据受拉破坏与受压破坏准则,得到了井壁稳定因子,能够准确判断井壁稳定情况。通过建立变压力孔洞出砂模型,研究了剪切破坏、拉伸破坏、孔隙崩塌破坏三种出砂机理,得到了总出砂因子,能够准确判断油气并出砂。根据完井新分类,把表皮分为井内完井表皮和井外完井表皮。根据低孔、低渗储层应力敏感的特点,结合多孔介质渗流微分方程、径向扩散方程、非达西方程推导如了定产量和定流压下以压力和渗透率为函数的表皮因子计算模型。并以裸眼完井为基础,得到了不同完井方式下包括智能井的总表皮计算公式。同时,给出了智能井的控制系统、控制原理、应用实例与改进方向。
最后,为实现完井决策思维过程的数学化、模型化,建立了考虑技术、管理、经济、风险共3级、14个指标的完并综合评判体系。首次将突变理论综合评判引入到完井优选中,并与模糊数学结合产生模糊突变隶属函数。权重计算采用客观性强的变异系数法,经三级评判后获得每种完并方式的总隶属函数值,总隶属函数值最高的完井方式即为优选的完井方式。
根据完并优选模型建立了具有5大模块、18项功能的完井优选软件。应用该软件对东海地区10口定向井、2口水平井进行了完井方式优选,对井壁稳定性和出砂的判断与现场一致,完井方式选择与现场相同,模型具有较高的准确性。