什么是单井评价与完井?
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发布时间：2022-10-23 07:50
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时间：2024-10-13 00:20
一口天然气井的完井往往要比在原来的地点钻井的费用更为昂贵。这就是钻井在钻成以后必须要进行精确评价的原因。这口井能够产出足够的天然气使得它值得去完井吗？这答案将主要取决于测井——通过已经完成的井孔去测量岩石和流体的特性。
测 井
为了获得岩石的物性特征，地质家通过采集该井的岩屑 （由钻井液带上来的被钻头破碎的岩石）而获得一种岩相测井的资料。关于储集层特征更加精确的信息来源是岩心。岩心是在钻进停止时从井底取出的岩石层样品。岩心样品还可以从井壁获得，这种取心既快又便宜。
其他一些传统的测井包括钻时测井，这可以记录钻入地层的钻头速率；还有钻井液录井，用来分析钻井液和岩屑的化学性质，以检测天然气的痕迹。由于样品密封技术的进展，钻井液测井技术也得到了大发展，这种密封样品可以进行钻井液中所含的天然气的更加精确和连续的分析测量。
电缆测井
在20世纪20年代中期，斯伦贝谢兄弟和他们的女婿Doll发明了电缆测井技术。在此技术中，将一台记录仪通过一条电缆下到井底。最早的电缆测井是检测电阻率的（电流通过岩石与流体的能力）。这种电子数据以手工记录的方式在纸条上以点线的形式反映出来。电缆测井可以使旋转钻井变得更加普及，因为它们可直接抵达井孔的内部，而这些部位在旋转钻井过程中是被黏土颗粒黏住的。
在电缆测井中，记录的仪器称为探头，这是一个内部有仪表的鱼雷形状的圆柱体，它可以测出地层的岩石和它们所含的流体的电流、放射性或者声波特性。当这一工具被缓缓地插入井孔时，就会连续地记录沿途的上述特性。该仪器所发射的信号通过电缆传达到地面并记录下来。这种测井表征着整个井孔内所有测点的连续测量的记录结果。
电缆测井通过岩石层的电阻率特征指征地层岩石的类型。比如，致密砂岩的电阻率高，而页岩的则低。伽马射线测井所检测到的是放射性，它也可以指征井下岩石的类型。中子测井、地层密度 （用伽马一伽马）测井技术可以测出岩石的孔隙度。如果存在天然气，中子孔隙度测井的读数就走低，而地层密度测井的读数将会走高。这种相反的情况称为气显示。
井径测井通过测量井孔的直径也可以指征岩石的类型。致密的岩石，比如石灰岩和某些砂岩的井径与其被钻开时的相似。一口井内岩石层的走向可以用倾角测井来判定。
声波或速度测井可以测出声音通过岩石的速度。孔隙越大的岩石，声音穿过的速度就越慢。然而，声波测井无法确定岩石中因断裂而形成的孔隙，这类孔隙会大大减少声波的振幅。因此，需要用声波振幅测井来判定断裂的存在。
迄今，测井是在裸眼的、未下套管的井孔中进行的。一旦井孔内下了套管，储层岩石层的密度、电阻率和压力就很难被精确地测定了。然而，天然气工业正在开发一种新的测井工具，它能够穿过套管完成上述检测任务。这些测井将有助于开发人员通过在已下套管的井孔内的测井在已确认的储层内开采出天然气来。
其他测井技术
在20世纪80年代，传感器被用来进行随钻的实时测井，而不必等待完钻以后。这些传感器安装在钻杆下方的钻头上，可以检测出由常规电缆测井所得出的各种数据，并将其传送到地表。
随钻检测与一口井的临时完井相似，天然气流通过钻杆流到地表，然后测试并评价该井所测试层段的产能。
完井
如果测井指征为一口没有天然气的干井，则该井就会被充填并放弃。但如果该井看上去有希望，就应进行下套管作业，或者用金属管将其与岩石分隔开。绝大多数套管是薄的无缝钢管，通常是每30ft（10m）长一根。套管可以固定井壁并防止井壁的坍塌。套管还可以阻止附近的淡水进入井孔，并防止在天然气开采的过程中淡水的混入。有时还会在钻进过程中下套管，以防止井壁的坍塌。
最后一节套管直接伸入天然气产层。当钻进目的层时，插入最后一节套管，然后将钻井水泥浆注入套管和井壁之间的空隙，使其固结。如果生产层是未固结的砂层，就会崩塌进入井孔，人们用粗大的砂石来支撑地层，这种方法叫做砾石充填完井 （图3.5）。一些天然气井在完井时拥有多个生产层，称为复合完井。复合完井在煤层气开采中是常用的。
图3.5 砾石充填完井（引自Norman Hyne所著《石油勘探与开发》，PennWell，1995）
一旦水泥固化，这些井就应实施射孔作业，将套管和固井水泥射穿，将天然气流导入井内。然后，将直径小一些的套管下入井内，把天然气引流到地面，天然气流自然地向上流动，不需要泵的抽吸。一口井的产气率经过检测以后，如果产量达到预测的水平，就在井口安装一套阀门和设备 （称为“圣诞树”或采油树），用来控制产出的气流 （图3.6）。在同时产出石油与天然气的井中，在井口处会将不同的流体分开。
图3.6 采油树的结构（引自Norman Hyne所著《石油勘探与开发》，PennWell， 1995）
在成功地钻成多口井之后，就会建起一套集气系统。这一系统包括将产出的天然气从井口汇集到管道并将天然气输送到中心气站进行处理。
