油井井口裝置的作用

1. 海上石油鑽井是什麼

海上石油鑽井是在大陸架海區，為普查勘探海底石油和天然氣而進行的鑽探工程。鑽探深度一般為幾千米。目前，最深的海上石油鑽井可達6000多米。

海洋石油鑽井與陸地相比，主要有四點不同：一是如何在水面之上平穩地立起井架，並要經受得住風浪的襲擊；二是在轉盤至海底之間，如何建立一個特殊的井口裝置，把海水與井筒隔絕開來；三是海洋鑽井直井少斜井多，在海上鑽井，必須有保證鑽機等鑽井設備正常工作的海洋鑽井平台；四是海洋鑽井費用高，要比陸上鑽井高3～10倍。

海上鑽井裝置按其結構特點可分為固定式和移動式兩類。前者包括樁基式平台和重力式平台兩種（圖6.5）；後者又分為座底式平台和浮動式平台。座底式平台包括自升式平台和沉浮式平台；浮動式平台包括浮式鑽井船和半潛式鑽井平台兩種。在使用浮動式鑽井平台鑽井時，平台井口和海底井口是固定不動的。這種井口裝置類似於陸上鑽井導管的加長，用以隔絕海水，連接海底井口和平台井口，造成鑽井液返回的通路。這種固定不動的井口導管，可以用打樁的辦法打入海底一定深度，或者在海底鑽出一定深度的井眼，然後下入導管，並與平台基礎構架緊固在一起，從而達到能夠正常鑽井的要求。

在使用浮動式平台鑽井時，井口裝置就比較復雜。由於海水的運動，整個鑽井裝置就會發生升降、平移、搖擺活動。這樣，平台井口與海底井口之間，即產生相對運動。因此，這種井口裝置必須裝有能夠伸縮和彎曲的部件，也能隨著水面和水下兩個井口的相對運動而活動著，否則就不能適應正常鑽井的需要。

圖6.5海上鑽井平台

這種井口裝置，主要由三個系統組成。

（1）導引系統。包括井口盤、導引架以及導引繩張緊機構等。導引系統的作用是引導井口裝置和其他部件對正，以便安裝和拆卸；引導鑽具和其他下井工具進入海底井口。

（2）防噴器系統。海上鑽井的安全防火是非常重要的。為了安全鑽井，一般要求裝有三個防噴器：一個鑽桿防噴器，一個全閉式防噴器，一個萬能防噴器；或者用兩個鑽桿防噴器，一個全閉式防噴器。防噴器開關閘門安裝在近海海底的水域中，不在平台上，所以必須遙控。在鑽井過程中，因為每次固井要換井口，或因改變鑽具尺寸需要換防噴器芯子等。為了拆裝方便迅速，而且當水深超過潛水員的潛深能力時，仍能准確拆裝，所以需要有遙控連接器或快速接卸器等部件。

（3）隔水管系統。隔水管系統裝在防噴器的上部，由隔水管、伸縮隔管、變曲接頭和隔水管張緊器等組成。其作用是隔絕海水，導引鑽具入井，形成鑽井液迴路，並且承受浮動平台的升降、平移運動。其中伸縮隔管和彎曲接頭就是分別解決升降、平移運動的裝置。隔水管張緊器是防止隔水管在海浪、潮流的作用下產生彎曲，以免影響它的壽命和工作。因此，要有較大的張緊力來維持隔水管正常的工作狀態。

以上三個系統的完整裝置，就構成了海洋鑽井特殊的水下井口裝置。

2. 採油樹抽油機井口流程是怎樣的

承 [A6185-0035-0019] 防盜偏心採油樹 [A6185-0028-0020] 螺桿鑽具密封球鉸接萬向軸 [A6185-0051-0021] 一種雙向錨定封隔器 [A6185-0203-0022] 油田井下管柱切割打撈工具 [A6185-0173-0023] 過渡接頭 [A6185-0204-0024] 防噴調偏井口裝置 [A6185-0115-0025] 一種長沖程數控抽油機 [A6185-0009-0026] 復合式取套鑽頭 [A6185-0163-0027] 防溢單流閥 [A6185-0016-0028] 多功能防噴器 [A6185-0032-0029] 弧形「O」型抽油機盤根 [A6185-0045-0030] 一種鑽機底座 [A6185-0008-0031] 液壓式地面井管提升器 [A6185-0114-0032] 帶墊塊的懸繩器 [A6185-0019-0033] 一種長沖程、低沖次的節能抽油機 [A6185-0145-0034] 桿式油井固體防蠟降凝裝置 [A6185-0081-0035] 注氣採油不拆卸井口 [A6185-0065-0036] 手鐲陽極防腐石油井套管 [A6185-0014-0037] 懸掛丟手封隔器 [A6185-0103-0038] 一種三牙輪鑽頭 [A6185-0063-0039] 反循環水井破岩鑽頭 [A6185-0023-0040] 一種能增強鑽頭沖擊力的接頭 [A6185-0084-0041] 由履帶式通井機改製成的輪式通井機 [A6185-0126-0042] 對合式條狀密封盤根 [A6185-0054-0043] 重力熱管式燃氣加熱爐 [A6185-0053-0044] 抽油機井可控式封泵器 [A6185-0211-0045] 油氣井復合防砂射孔完井裝置 [A6185-0157-0046] 不停抽沖砂裝置 [A6185-0058-0047] 油田油井雙層激光割縫防砂管 [A6185-0148-0048] 單臂無帶輪抽油機 [A6185-0193-0049] 檢驗油水井竄槽的單封隔器管柱 [A6185-0042-0050] 錨桿回收鑽機 [A6185-0178-0051] 液壓式帶壓換閥用套管堵塞器 [A6185-0037-0052] 一種游梁式抽油機 [A6185-0190-0053] 煙道氣蒸汽混注噴射泵 [A6185-0160-0054] 防偏磨抽油光桿盤根盒 [A6185-0059-0055] 雙層槍高效射孔器 [A6185-0216-0056] 連桿式雙作用投撈器 [A6185-0205-0057] 一種井口密封器 [A6185-0177-0058] 液壓式帶壓換閥用油管堵塞器 [A6185-0044-0059] 自導正金剛石復合片鑽探鑽頭 [A6185-0030-0060] 一種井下機械丟手 [A6185-0125-0061] 石油試采新型懸掛井口 [A6185-0213-0062] 防堵節流堵塞器 [A6185-0106-0063] 一種優化輪廓設計的金剛石鑽頭 [A6185-0128-0064] 注水卡瓦封隔器 [A6185-0112-0065] 偏心自調式井口油桿刮蠟器 [A6185-0156-0066] 一種柔性抽油桿作業車 [A6185-0168-0067] 游梁式液壓抽油機 [A6185-0015-0068] 油氣田多用型封隔器 [A6185-0108-0069] 保壓密閉取心工具壓力補償器 [A6185-0116-0070] 具有過載保護功能的撈油工具 [A6185-0151-0071] 液壓式錨桿鑽機 [A6185-0187-0072] 一種採油機機架 [A6185-0167-0073] 石油鑽機氣路防凍裝置 [A6185-0078-0074] 油氣井安全防盜裝置 [A6185-0139-0075] 水平-上向流節能型油氣水砂分離器 [A6185-0001-0076] 注水封隔器 [A6185-0090-0077] 液壓貓頭

3. 油氣井完成的步驟有哪些

完井(即油氣井完成)是鑽井工程的最後一個重要環節,主要包括鑽開生產層、確定井底完成方法、安裝井底和井口裝置以及試油投產。完井質量直接影響油井投產後的生產能力和油井壽命，因此必須千方百計地把完井工作做好，為油氣井的順利投產、長期穩產創造條件。

一、打開生產層完井就是溝通油氣層和井筒，為確保油氣從地層流入井底提供油流通道。任何限制油氣從井眼周圍流向井筒的現象稱為對地層損害的「污染」。實踐證明：鑽開生產層的過程或多或少都會對油氣層產生損害。因此，保護油氣層是完井所面臨的首要問題。過去，世界范圍內油價較低、油源充裕，在很大程度上忽視了對油氣層的保護。自20世紀70年代中期，西方一些國家出現能源危機以來，防止傷害油氣層，最大限度地提高油氣井產能才上升到重要地位，成為目前鑽井技術中最主要的熱門課題之一。

1.油氣層傷害的原因油氣層傷害機理的研究工作開展以來，有各式各樣的說法。最近比較精闢的理論認為：地層損害通常與鑽井液固體微粒運移和堵塞有關，還與化學反應和熱動力因素有關。在復雜條件下，要充分掌握油層損害機理是比較困難的。因此，目前的研究結果大多隻能定性地指導生產實踐，離定量評價還有一定的差距。

鑽生產井常用的鑽井液為水基泥漿。由於鑽進過程中鑽井液柱壓力一般大於地層壓力，在壓差作用下，鑽井液中的水、粘土等會侵入油氣層，對油氣層造成各種不同性質的傷害。

1)使產層中的粘土膨脹研究得知，油砂顆粒周圍一般都有極薄的粘土膜。砂粒之間的微孔道非常多，油氣層內部還有許多很薄的粘土夾層。在鑽井液自由水的侵入作用下，砂粒周圍的粘土質成分將發生體積膨脹，使油氣流動通道縮小，降低產出油氣的能力。

2)破壞油氣流的連續性油氣層含油氣飽和度較高時，油氣在孔隙內部呈連續流動狀態。少量的共生水貼在孔隙壁面，把極微小的鬆散微粒固定下來，在相當大的油氣流動速度下也不會被沖走。當鑽井液濾液侵入較多時，會破壞油氣流的連續性，原油或天然氣的單相流動變成油、水兩相或氣、水兩相流動，增加了油氣流動阻力。一旦水成為連續的流動相，只要流速稍大，就會把原來穩定在顆粒表面的鬆散微粒沖走，並在狹窄部位發生堆積，堵塞流動通道，嚴重降低滲透率。

3)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力滲入油氣層中的鑽井液濾液是不連續的，而是呈一段小水栓一段油氣的分離狀態。在有些地方還會形成油、水乳化液。由於彎曲表面收縮壓的關系，會大大增加油氣流入井的阻力。

4)在地層孔隙內生成沉澱物

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由於油管柱與套管間的環空由油管掛密封，由地層流入井內的油氣只能進入篩管並沿著油管上升到地面。採油樹與地面採油管線相連,有控制地將油氣從井內輸出。

3.誘導油氣流下完油管、安裝好井口裝置後，下一步的工作一般是誘導油氣流。對於因井內液柱壓力過高而不能自噴的油氣井，應設法降低井內液柱高度或流體密度，從而降低液柱壓力，誘導油氣流進入井內。常用的方法有替噴法、提撈誘噴法、抽汲誘噴法和氣舉法等。

1)替噴法用原油或清水等低密度液體將井內的鑽井液循環替出，降低液柱壓力以誘使油氣流入井內的辦法稱為替噴法。替噴時清水從油管注入井內，逐步替出井內鑽井液。對於高壓井或深井，為了不致造成井內壓力變化過猛，可以先用輕鑽井液替出重鑽井液，再用清水替出輕質鑽井液的辦法進行替噴，確保井身安全。

2)提撈法提撈誘噴法是用特製的提撈筒，將井筒中的液體逐筒地撈出來，以降低液柱高度、誘導油氣流進入井內。這種方法一般是在替噴後仍然無效的情況下採用。

提撈誘噴法的一種變化稱為鑽具排液法。可以把裝有回壓閥的下部鑽具視為一個長的提撈筒，速度較快地將井內液面降低1000～1500m。

3)抽汲法抽汲法實際上是在油管柱內下入一個特製的抽子，利用抽子在油管內上下移動形成的部分真空，將井內部分清水逐步抽出去，從而降低井內液柱高度，達到誘噴的目的。

抽汲法可將井內液柱高度降到很低。抽子下行時閥打開，水從抽子中心管水眼流入油管內；上提抽子時閥關閉，油管內的水柱壓力使膠皮脹開緊貼油管內壁而起密封作用。抽子之上的水柱隨抽子上移而被排出井口。替噴後仍不能自噴的井，可採用抽汲法誘噴。

4)氣舉法氣舉法與替噴法的原理類似，只是替入井內的不是清水而是壓縮空氣。氣體是從環空注入而不是經油管注入。由於氣體密度小，只要油氣層傷害不是很嚴重，一般氣舉後可達到誘噴的目的。在某些有條件的地區，還可以用鄰井的高壓天然氣代替壓縮機進行氣舉。對替噴無效的井，也可採用氣舉法誘噴。

4.完井測試完井測試的主要任務是測定油氣的產量、地層壓力、井底流動壓力、井口壓力以及取全取准油、氣、水的資料，為油氣開采提供可靠的依據。

1)油氣產量的測定從油氣井中產出的油、氣、水進入分離器後，氣體經分離傘從上部排出，油和水沉降下來。玻璃連通管中的液面高度能反映分離器內油水液面的變化。記錄玻璃管中液面上升一定高度所需的時間，就能算出每口井的產液量，經采樣分析可得到油水含量。

通常用節流式流量計測定天然氣的產量。流量計的孔板直徑要適應天然氣的產量范圍。

2)地層壓力和井底流動壓力關井待井內壓力恢復到穩定後，用井下壓力計測得的井底壓力即為地層壓力。也可用關井井口壓力和液柱壓力計算得出地層壓力。對於滲透性差的地層，關井使井內壓力恢復需要很長時間。為了節省時間，可根據一段時間內的壓力恢復規律推斷地層壓力。

井底流動壓力是指穩定生產時測得的井底壓力。如果是油管生產，由套壓和環空液柱壓力可算得井底流動壓力。

3)井口壓力油氣井井口壓力包括油壓和套壓。油壓反映井口處油管內壓力，套壓反映井口處油管與套管環形空間的壓力。生產時油壓和套壓不同，關井壓力穩定後油壓和套壓應相等。可以在地面上通過壓力表讀得這兩個壓力值。

4)油、氣、水取樣取樣是為了對產層流體進行分析和評價。因此，要求取出的樣品具有代表性和不失真。一般情況在井口取樣。有時為了保持油氣在地下的原始狀態，需要下井下取樣器到井底取樣並封閉，然後取到地面用於測試和分析。

思考題

1.鑽井的作用是什麼?2.現代旋轉鑽井的工藝過程特點是什麼?3.井身結構包括什麼內容?4.鑽井工藝發展經歷了幾個階段?有些什麼特點?5.石油鑽機由哪些系統組成?各個系統的作用是什麼?6.防噴器有哪些類型？各有什麼用途？

7.鑽柱主要由哪幾種部件組成？

8.方鑽桿為什麼要做成正方形?9.扶正器、減振器、震擊器等輔助鑽井工具各有什麼用途?10.普通三牙輪鑽頭主要由哪幾部分組成?11.石油鑽井使用的金剛石鑽頭有哪些類型?各在什麼條件下使用?12．鑽井液的功用是什麼?13．水基鑽井液由哪些部分組成？屬於什麼樣的體系？

14．鑽井液性能的基本要素有哪些？

15．鑽井液密度與鑽井工作的關系如何?16．怎樣優選鑽頭？

17．井斜控制標準是什麼?18．壓井循環的特點是什麼？

19．常規井身軌跡有哪幾種類型？

20．井內套管柱主要受哪些外力作用？設計套管柱的基本原則是什麼?21．套管柱由哪些基本部件組成？

22．描述注水泥的基本過程。

23.鑽開油氣層時常採取哪些保護措施?24．目前常用哪幾種完井方法?25.誘導油氣流的主要方法有哪些?26.完井井口裝置有哪些部件?各起什麼主要作用?

4. 怎麼控制油氣井

鑽井工作不僅要求速度快，而且要求質量好。井身質量的好壞是油氣井完井質量的前提和基礎，它直接影響到油氣田勘探和開發工作的順利進行。

井身軸線偏離鉛垂方向的現象叫井斜。大量實踐說明，井斜嚴重將給鑽井、油氣田開發及採油等帶來各種危害，甚至引起事故。因此，有關井斜的一些指標是衡量一口井井身質量的重要參數。

井身斜度大了，為鑽達同一目的層所需的進尺就會增加。這樣不僅費用高，而且還可能由於深度的誤差，使地質資料不真實而得出錯誤的結論，漏掉油氣層。井斜過大、井底偏離設計位置過多，將會打亂油氣田開發井網分布方案，影響油氣層的採收率。

井斜使井眼變曲。鑽具在彎曲井眼中旋轉容易產生疲勞折斷。鑽具在嚴重彎曲的井段內，受下部鑽具拉力的作用，將給井壁和套管以接觸壓力，加劇鑽具和套管的磨損。同時,在長期的旋轉和起下鑽中，井壁將被鑽具磨起「鍵槽」而造成卡鑽。

固井時，在井斜變化大的嚴重彎曲井段，比鑽具剛度大的套管及測井儀器將不易下入，易發生卡鑽；下入井內的套管由於井斜不能居中，使水泥漿不易充滿整個套管外環形空間而影響固井質量。

綜上所述，井斜的危害是多方面的，後果是嚴重的，需要引起鑽井工作者的注意。

旋轉鑽井發展至今，還很難鑽成一口一點都不斜的直井。井眼總是或多或少要斜的。井斜給鑽井、開采帶來的危害程度與井斜的嚴重程度有關。輕微的井斜不致造成危害；嚴重井斜可能引發事故甚至使井報廢。那麼，什麼樣的井斜程度才是被允許的呢？這就存在一個井斜控制標准問題。在此標准之內的井，即可認為是可以接受的「直井」，從而避免徒勞追求絕對直井的行為，把井身質量建立在工程實際的基礎上。

我國井斜控制的標准為井眼曲率不大於3°/100m。至於井斜角及其他規定，要根據各地區的具體情況而定。勝利油田的評價情況見表5-1。

圖5-8定向井軌跡示意圖

實際上，可以說「三段式」井身軌跡只是「S型」井身軌跡的一種特殊情況而已。「S型」井身軌跡可以作為所有常規二維定向井井身軌跡的代表，使井身軌跡的設計得到和諧的統一。

常規井身軌跡設計應遵循以下原則：

(1)能實現鑽定向井的目的。對於裂縫性油層、厚度小的油層，為了增大油層的裸露面積、提高產量，往往設計成水平井或多底井。為滿足採油工藝的要求，叢式定向井多數設計成「S型」井身結構。為了避開井下障礙或防止井眼交叉，井身結構還可以設計成三維「S型」。對於救險井，主要是要求准確鑽達目標。因事故需側鑽的定向井，只要避開井下落魚(即井下落物)，斜出一定的水平位移即可。

(2)盡可能利用地層的造斜規律，可以大大減少人工造斜的工作量和困難。

(3)要有利於滿足採油工藝的要求。井眼曲率不宜過大，以利於改善抽油桿的工作條件；最好是垂直井段進入油層，以便於坐封封隔器以及進行其他增產措施。

(4)要有利於安全、優質、快速鑽井。這就要求選擇合適的井眼曲率、井身軌跡、造斜點以及相關的井身結構。

2.井身軌跡控制井身軌跡控制包括井斜控制和方位控制兩個方面。在定向鑽進過程中，為確保井眼按預定的井身軌跡發展，需要進行井身軌跡控制。一旦井眼偏離井身軌跡，也需要進行井身軌跡控制。因此，井身軌跡控制是定向鑽井技術中最重要的內容之一。

井斜控制即控制井眼井斜角的變化,可以採用兩種方法：一種是利用造斜工具造斜或增斜。有特殊需要時，也可以利用造斜工具來降斜。另一種方法是利用井底鑽具組合進行增斜、降斜和穩斜。

方位控制是控制井眼方位角的變化,也可採用兩種方法：一種是利用地層特性的自然漂移與井底鑽具組合達到目的。另一種方法是利用造斜工具強行改變井眼方位。

無論是井斜控制還是方位控制，都要利用兩種基本工具,造斜工具和井底鑽具組合。在定向鑽井發展初期，人們就開始利用造斜工具控制井斜和方位。隨著造斜工具的發展，有關造斜工具的理論和現場使用已日益成熟。至於井底鑽具組合，雖然人們很早就發現它對井斜和方位的變化都有很大影響，但在很長時間內對它的研究不夠。從20世紀50年代起，美國學者魯賓斯基開始研究鑽具組合的力學性能，主要用於打直井。直到60年代，才有人提出定向鑽井的井底鑽具組合的力學模型。井底鑽具組合的研究一時間成了熱門，不少學者使用不同的數學、力學方法進行研究和分析，至今方興未艾。

3.井身軌跡測量定向井測量資料是控制井身軌跡的依據。在井身軌跡的控制過程中,需要及時、准確地了解和掌握定向井基本參數的變化，才能採取相應措施，確保井身軌跡沿預定路徑發展。定向鑽井實踐證明：要完成高質量的定向井，除了合理的井身軌跡設計和有效的井身軌跡控制外，還需要使用性能優良的定向井測量儀器和裝備。目前這種趨勢日益明顯。

從20世紀50年代至今，井身軌跡測量技術發展極快，主要經歷了以下過程：鑽桿列印地面定向→氟氫酸玻璃管定向→單、多點磁性測斜儀定向→單、多點陀螺測斜儀定向→有線隨鑽測斜定向系統定向→無線隨鑽測斜定向系統定向。

鑽桿列印地面定向和氟氫酸玻璃管定向方法效率低、精度差，已被淘汰。單、多點磁性測斜儀和陀螺測斜儀是目前定向井施工中使用最多的測斜工具。有線隨鑽測斜定向系統是20世紀70年代中期研究成功的，廣泛用於造斜段測量。無線隨鑽測斜定向系統是70年代末期出現的，已在北海油田及美國某些油田使用，尚處於發展及完善階段。

5. 石油鑽井當中井口裝置的英文翻譯。

導管起動頭外殼（外罩）。housing外殼，外罩，護蓋
unit heat動力頭；suspension cars懸架汽車

6. 井口裝置和採油樹的設計參數是多少

其實，井口裝置包括了採油樹。參數主要是工作壓力。這要根據井口的壓力來確定。一回般常用的有150型井口裝置答、250型井口裝置、350型井口裝置。如果油井搞壓裂、酸化等大型措施，還需要安裝千型井口裝置。井口配備的所有附件應和井口裝置的工作壓力相匹配。

7. 礦場油氣集輸是什麼

一、礦場油氣集輸的任務及內容

礦場油氣集輸是指把各分散油井所生產的油氣集中起來，經過必要的初加工處理，使之成為合格的原油和天然氣，分別送往長距離輸油管線的首站（或礦場原油庫）或輸氣管線首站外輸的全部工藝過程。

概括地說，礦場油氣集輸的工作范圍是以油井井口為起點，礦場原油庫或輸油、輸氣管線首站為終點的礦場業務；主要任務是盡可能多的生產出符合國家質量指標要求的原油和天然氣，為國家提供能源保障；具體工作內容包括油氣分離、油氣計量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩定、輕烴回收、含油污水處理等工藝環節。

二、礦場油氣集輸流程

礦場油氣集輸流程是油氣在油氣田內部流向的總說明。它包括以油氣井井口為起點到礦場原油庫或輸油、輸氣管線首站為終點的全部工藝過程。礦場油氣集輸流程可按多種方式劃分。

（一）按布站級數劃分

在油井的井口和集中處理站之間有不同的布站級數，據此可命名為一級布站流程、二級布站流程和三級布站流程。

一級布站流程是指油井產物經單井管線直接混輸至集中處理站進行分離、計量等處理。該流程適用於離集中處理站較近的油井。

二級布站流程（見圖7-2）是指油井產物先經單井管線混輸至計量站，在計量站分井計量後，再分站（隊）混輸至集中處理站處理。該流程適用於油井相對集中、離集中處理站不太遠、靠油井壓力能將油井產物混輸至集中處理站的油區，一般是按採油隊布置計量站。

圖7-20開式生化處理流程圖

總之，上述幾種流程是目前含油污水處理較常用的流程。當然，由於各油田污水的具體情況不同，上述流程也並非是絕對的，實際應用中，應根據具體的情況選擇合適的流程。

8. 石油、天然氣的開采井口裝置選用哪種閥門比較好

石油、天然氣的來開采井口源以及其他水下設備系統需要選用一些耐海水、鹽霧侵蝕要求的優質閥門。這些閥門要求有較強的抗腐蝕性、抗風暴等異常外力的能力，並且要求密封可靠、操作靈活、維修方便，因此建議選用新型陶瓷閥門，可以大大增加系統答穩定性和安全性，也可增加使用壽命，節約成本。陶瓷調節閥，陶瓷球閥、陶瓷閘閥等都是比較好的控制元件。

9. 採油樹和井口防噴器的區別

採油樹和抄防噴器的功能一樣，都有防噴，控制井口油氣流的作用。但使用的目的不一樣。
採油樹是油井在正常生產時安裝在井口的控制裝置。其目的是控制油氣流，錄取各項資料等。
防噴器是指在油井作業修井是防止井噴而安裝的臨時裝置，作業修井結束後就拆除了。
採油樹和防噴器都安裝在套管頭上的。也就是座在套管短節法蘭面上。

10. 固井與完井是什麼

一、固井

固井就是在鑽出的井眼內下入套管柱，並在套管柱與井壁之間部分或全部注入水泥漿，使套管與井壁固結在一起。固井是鑽井過程中的重要環節，固井質量的好壞不僅影響到該井能否鑽進，而且影響到油井開采期能否正常作業和安全生產。

（一）井身結構及套管規范

1．井身結構

井身結構如圖4-19所示。正常壓力系統的井通常僅下三層套管：導管、表層套管和生產套管。異常壓力系統的井至少多下一層技術套管。尾管則是一種不延伸到井口的套管柱。

導管的作用是在鑽表層井眼時將鑽井液從地表引導到井眼內。這一層管柱的長度變化較大，在堅硬的岩層中僅用10～20m，而在沼澤地區則可能上百米。

表層套管下入深度一般在30～1500m，通常引導水泥漿返至地表，用來防止淺水層污染，封隔淺層流砂、礫石層及淺層氣，同時用來安裝井口防噴器以便繼續鑽進。表層套管也是井口設備（套管頭及採油樹）的唯一支撐件，並承載依次下入的各層套管（包括採油管柱）的載荷。

技術套管用來隔離坍塌地層及高壓水層，防止井徑擴大，減少阻卡及鍵槽的發生，以便繼續鑽進。技術套管還用來分隔不同的壓力層系，以便建立正常的鑽井液循環。它也為井控設備的安裝、防噴、防漏及懸掛尾管提供了條件，對油層套管還具有保護作用。

生產套管的主要作用是將儲集層中的油氣從套管中采出來，並用來保護井壁，隔開各層的流體，達到油氣井分層測試、分層採油、分層改造之目的。

圖4-19井身結構

尾管分為鑽井尾管和採油尾管。尾管的優點是下入長度短、費用低。在深井中，尾管另一個突出的優點是，在繼續鑽進時可以使用異徑鑽具。尾管的頂部通常要進行抗內壓試驗，以保證密封性。

2．套管和套管柱

油井套管是優質鋼材製成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。大多數的套管是用套管接箍連接組成套管柱。套管柱用於封固井壁的裸露岩石。常用的標准套管外徑從114.3～502mm，共有14種；套管的壁厚范圍為5.21～16.13mm；套管的連接螺紋都是錐形螺紋；目前，套管鋼級API標准有8種共10級，即H40、J55、K55、C75、L80、N80、C90、C95、P110、Q125，常用鋼級為P110、N80、J55。

套管柱（套管串）通常是由同一外徑、相同或不同鋼級及不同壁厚的套管用接箍連接組成的，應符合強度及生產的要求。

（二）固井工藝過程

固井工藝過程主要有下套管和注水泥兩個步驟。

1．下套管

下套管前根據井身設計，將要下入井內的套管運到平台，逐根檢查套管是否有暗傷、變形，然後丈量長度、清洗螺紋，編好順序排放好，以待下井；對機器設備及輔助工具認真檢查，保證下套管時不出故障，調節好鑽井液性能，起出井中鑽具；逐根將套管下入井中，下完套管後循環鑽井液洗井，然後接注水泥管匯（水泥頭）准備注水泥。

2．注水泥

注水泥（即注水泥漿）的主要目的在於封隔油、氣、水層，保護生產層。為實現這一目的，要解決以下兩個方面的問題：一是如何使環形空間充滿水泥漿；二是如何使水泥漿在凝結過程中壓穩和封隔好油、氣、水層。根據固井設計，將固井所需的水泥、淡水、水泥外加劑運到井場。檢查注水泥的機器設備，使之處於良好的工作狀態；配製水泥漿；注水泥漿。當水泥漿注滿套管後，用鑽井液把水泥漿迅速頂替到井筒環形空間的預定高度，這個頂替過程叫替漿。在下套管前，按設計位置在最下端設一阻流環，用於替漿時承受膠塞碰壓，替漿前先把膠塞壓入套管內，膠塞起到阻止水泥漿與鑽井液相混的隔離作用，同時又像一個活塞；替漿時，鑽井液頂著膠塞，膠塞頂著水泥漿在套管中下行，水泥漿被頂入環形空間，在環形空間水泥漿頂著鑽井液上返。當膠塞與阻流環相碰時，封閉了環形通道，此時替漿的泵壓突然升高，稱為碰壓，碰壓是水泥漿返到環形空間預定高度的信號。至此替漿結束，待水泥漿凝固後固井工作完成。

二、完井

完井（即油井完成）是鑽井工程的最後一個環節，其主要作業內容包括鑽開生產層、確定井底完井方法、安裝井口裝置。

（一）鑽開生產層

生產層多是具有孔隙的碎屑岩或碳酸鹽岩。在鑽開生產層的過程中，若井內液柱壓力小於油氣層的壓力，會發生井噴；但若井內液柱壓力比油氣層的壓力大，鑽井液（時稱「完井液」）中的水和黏土便進入到油氣層，形成「水侵」和「泥侵」，堵塞油流通道，使油層滲透率下降，嚴重時會使油井喪失生產能力。因此，在鑽開生產層時，保護油氣層、防止鑽井液侵害和控制油氣層、防止井噴是兩項重要的工作。要做到這兩點，選擇合適的鑽井液是關鍵。

對低壓低滲透率油氣層，最好選用油基鑽井液和油包水乳化鑽井液。它們可以從根本上避免水侵和泥侵的危害，但存在成本高、易燃、配製和使用不如水基鑽井液方便的缺點。

對高壓高滲透率油氣層，可以採用低固相水基鑽井液。這類鑽井液常加有高黏度特性的高分子化合物提高黏度；加有鹽類物質（如CaCl2，ZnCl2等）增加其密度，減少地層中黏土膨脹；加有表面活性劑提高地層滲透率的恢復率。

（二）完井方法

目前世界各國採用的完井方法可分為油層裸露式和非裸露式兩種類型，具體有裸眼完井法、射孔完井法、割縫襯管完井法和礫石充填完井法（見圖4-20）。具體到每一口井採用何種井底完井方法，要視實際油層條件而定。

圖4-20完井方法

1．裸眼完井法

裸眼完井法可分為先期裸眼完井和後期裸眼完井兩種。先期裸眼完井是先鑽至油層頂部，下油層套管，然後再鑽開生產層；後期裸眼完井是在鑽穿生產層之後將油層套管下至油氣層頂部。裸眼完井法的最大優點是油氣層和井底直接連通，油流面積大，油流阻力小。

裸眼完井法雖然保證了油層和井底具有良好的連通性，但不能克服井壁坍塌和油層出砂對油井生產的影響，不能防止油、氣、水層互相竄擾。因此，它只適用於岩性堅固而穩定，又無氣、水夾層的單一油層或一些油層性質相同的多油層。

2．射孔完井法

射孔完井法屬於非裸露式完井法。其實質是鑽穿油層後，將套管下至油層底部固井，然後用射孔槍將套管和水泥石射穿，使油氣沿孔道流至井底。

射孔完井法的優點是能夠封隔油、氣、水層，防止互相竄通，能消除井壁坍塌對油井生產的影響。因此，這種完井方法特別適用於井壁嚴重坍塌的疏鬆生產層、含有水層的生產層、油層壓力和原油性質均不相同而需要分層試採的多油層。射孔完井法的缺點是油氣層被鑽井液和水泥漿侵害較嚴重；其次是油流面積小，孔眼處油流密度大，油流阻力大。

3．割縫襯管完井法

割縫襯管完井是在裸眼完井的基礎上，在裸眼井內下入割縫襯管，在直井、定向井、水平井中都可採用。

4．礫石充填完井方法

對於膠結疏鬆、出砂嚴重的地層，一般採用礫石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內油層部位，然後用充填液將在地面上預選好的礫石（礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂塗層砂或陶粒）泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環形空間內，構成一個礫石充填層，以阻擋流層砂流入井筒，達到保護井壁、防砂入井之目的。礫石充填完井在直井、定向井中都可以使用，但在水平井中應慎重，因為搞不好易發生砂卡，從而使礫石充填失敗，達不到有效防砂目的。

（三）安裝井口裝置

井口裝置是安裝在地面用以控制井內高壓油氣的一套設備。它主要包括套管頭、油管頭和採油樹三大件。套管頭用以密封各層套管的環形空間並承受部分管柱重量；油管頭用於密封油管和油層套管的環形空間；採油樹則用以控制油井生產。對於高壓油氣井，要求井口裝置要有足夠的耐壓強度和可靠的密封性，用以控制油井生產的油管頭和採油樹裝在油層套管法蘭之上。對於低壓油氣井，井口裝置可大為簡化，只要把環形空間密封起來，裝上油管頭和採油樹即可。