石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)總結(jié)
石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)總結(jié)
在本學(xué)期的專業(yè)選修課中,我選修了《石油工程基礎(chǔ)》這門課。通過老師的精心授課和自己的努力學(xué)習(xí),我作為一名非石油專業(yè)的學(xué)生,對石油工程的相關(guān)知識有了深入的了解,擴(kuò)大了我的知識面。也為我們應(yīng)用化學(xué)的學(xué)生以后就業(yè),特別是石油方向,提供了很好的基礎(chǔ)。
石油工程主要為開采具有工業(yè)儲量的石油,天然氣資源提供技術(shù)基礎(chǔ)。石油工程學(xué)本身具有廣泛的基礎(chǔ),充分吸收了工程學(xué)、地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)知識。作為工程學(xué)的一個分支,石油工程的特殊之處在于設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)來源于對生產(chǎn)動態(tài)的觀察結(jié)果和由非常有限的巖樣分析所得的油藏特征。石油工程不同于其他工程學(xué)科,油藏不可能被設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)某一特定任務(wù)的目標(biāo),不過,對于尚未完全探明的天然油藏,只要認(rèn)為有一定的商業(yè)價值(國內(nèi)常講工業(yè)價值),就可開采其相當(dāng)部分的儲量。經(jīng)過一段時間的開發(fā),人們積累了產(chǎn)油量和更多有關(guān)油藏的資料后,就可以改進(jìn)開采方式,以采出更多的油,取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
油氣開發(fā)的基本目的:盡可能多的開采出地層深處的油、氣資源。提高采收率,降低成本。
采油原理:當(dāng)通過鉆井、完井射開油層時,由于井中的壓力低于油層內(nèi)部的壓力,在井筒與油層之間就形成了一個指向井筒方向的壓力降。在原始條件下,油層巖石與孔隙空間內(nèi)的流體處于壓力平衡狀態(tài),一旦鉆開油層,這種平衡就被破壞。這時,由于壓力降低引起巖石和流體的彈性膨脹,其相應(yīng)體積的原油就被驅(qū)向井中。如果地層壓力足夠的話,就可將原油舉升到井口以上,形成自噴采油;如果地層壓力不能將原油舉升到井口,那么就需要借助某些人工舉升的辦法采油,或者向油層中注入某種流體提高地層壓力,使油井生產(chǎn)能量有所改善。有的油藏經(jīng)過一個時期自噴采油又轉(zhuǎn)入人工舉升,這主要決定于油藏本身的能量,也就是地層壓力的高低。隨著采出原油的增多,地層壓力逐漸下降,油井就會出現(xiàn)停噴時就要利用人工舉升辦法采油。
采油方法通常是指把流到井底的原油采到地面所用的方法,基本上可分為兩大類:一類是依靠油藏本身的能量,使原油噴到地面,叫做自噴采油;另一類是借助外界能量將原油采到地面,叫做人工舉升采油或者叫做機(jī)械采油。一般情況下,天然能量不足的油田,有的沒有自噴能力,有的即使有自噴能力,但自噴期限較短,只有1年左右的時間,最多的也不過3~5年,而一個油田的生產(chǎn)年限要延續(xù)20年至30年以上,因此,油層中的原油大部分是靠人工舉升方式采出來的。人工舉升采油包括:氣舉采油、抽油機(jī)有桿泵采油、潛油電動離心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。
一、油田開發(fā),就是依據(jù)詳探成果和必要的生產(chǎn)性開發(fā)試驗(yàn),在綜合研究的基礎(chǔ)上對具有工業(yè)價值的油田,按照國家對原油生產(chǎn)的要求,從油田的實(shí)際情況和生產(chǎn)規(guī)律出發(fā),制定出合理的開發(fā)方案并對油田進(jìn)行建設(shè)和投產(chǎn),使油田按預(yù)定的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益長期生產(chǎn),直至開發(fā)結(jié)束的全過程。一個油田的正規(guī)開發(fā)一般要經(jīng)過三個階段:(1)開發(fā)前的準(zhǔn)備階段,包括詳探、開發(fā)試驗(yàn)等;(2)開發(fā)設(shè)計(jì)和投產(chǎn),其中包括油藏工程研究和評價、全面部署開發(fā)井、制訂完井方案和注采方案以及方案的實(shí)施;(3)方案的調(diào)整和完善。
二、鉆井方法:頓鉆鉆井法:頓鉆鉆井法又叫沖擊鉆井法,是我們的祖先發(fā)明的,古書記載:十一世紀(jì),就已比較完善了,歐洲是在十九世紀(jì)才開始這種方法鉆井。鉆頭用鋼絲懸吊,周期地將鉆頭提到一定的高度后,再釋放以向下沖擊井底,將井底巖石擊碎,使井眼向下加深。在不斷沖擊的同時,向井內(nèi)注水,使巖屑、泥土混合成泥漿水,當(dāng)井內(nèi)巖屑積累一定量時,將鉆頭自井內(nèi)提出,下入撈砂筒撈出井內(nèi)的泥水漿,使新的井底暴露出來,然后繼續(xù)下入鉆頭沖擊鉆井,這樣交替進(jìn)行。
旋轉(zhuǎn)鉆井法:①地面動力轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井法:工作原理是通過轉(zhuǎn)盤將柴油機(jī)的垂直旋轉(zhuǎn),經(jīng)方向軸或鏈條變成水平旋轉(zhuǎn),再帶動轉(zhuǎn)盤中的方鉆桿轉(zhuǎn)動,將動力傳給井內(nèi)的鉆柱和井底的鉆頭,鉆頭在一定的壓力的作用,旋轉(zhuǎn)來破碎井底的巖石。循環(huán)系統(tǒng)提供高壓的鉆井液,從鉆柱中流經(jīng)鉆頭,沖洗井底,冷卻鉆頭,并把巖屑帶沖離井底帶至地面,使鉆頭能接觸新的井底巖石。②井底動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井法將轉(zhuǎn)動鉆頭的動力由地面移到井下,直接加在鉆頭之上。鉆井時,鉆柱不旋轉(zhuǎn),鉆柱的功能只是給鉆頭施加一定的鉆壓,形成洗井通路和承受井下動力鉆具外殼的反扭矩。動力是由電源和地面高壓泥漿泵提供的,通過鉆柱內(nèi)孔傳遞到井下的具有一定功能和壓力的冼井液流體或交流電
三、鉆井液:各類鉆井液中應(yīng)用最廣泛的是粘土與水混合后的懸浮液,所以原來稱為泥漿,F(xiàn)在在正規(guī)的場合都稱鉆井液。
鉆井液的功用:清潔井底、攜帶鉆屑、懸浮加重劑及巖屑、保護(hù)井壁、潤滑鉆柱,冷卻鉆頭、控制井內(nèi)高壓、將地面功率以水力功率的形式傳到井下、保護(hù)油氣層、減輕鉆柱或套管柱的懸重
鉆井液的類型:①水基鉆井液,水基鉆井液以水為分散介質(zhì),其基本組分是粘土、水和化學(xué)處理劑,這類鉆井液發(fā)展最早,使用最為廣泛。②油基鉆井液,油包水乳化鉆井液、油基鉆井液③氣型鉆井液,空氣鉆井液、泡沫鉆井液。此外,還有MMH鉆井液(正電膠鉆井液)、合成基鉆井液(簡稱SBM)、無滲透鉆井液體系四、固井和完井
固井:在鉆出的井眼內(nèi)下入套管,并在套管與井眼之間注以水泥漿,使套管與井壁固結(jié)在一起的工藝過程。
固井的目的:①封隔地下各油、氣、水層,使互不串通②為井的投產(chǎn)建立生產(chǎn)通道③封閉暫時尚不開采的油氣層④保證井自始自終處于人的控制之下,當(dāng)遇緊急情況需要壓井時,不會壓裂地層增加問題的嚴(yán)重性。對海洋很重要⑤為安裝井口也噴裝置創(chuàng)造條件⑥封隔時鉆井液要求相互矛盾的地層,如上邊層要密度大,下邊層要求小時⑦對鉆井時遇到的井塌、井漏、高壓層等情況,用調(diào)速鉆井液性能不易解決或不可能留有遺患時,用下套管、油水泥的辦法封隔,清除隱患,保證鉆井的順利進(jìn)行。
油氣井完成:針對目的層的地質(zhì)條件,如有的堅(jiān)硬,有的易坍塌,有的出砂嚴(yán)重,有的有底水等,所采取的不同的油層部位的井眼結(jié)構(gòu)形式不是完井方法
鉆開油氣層:①對低層要予以充分保護(hù);②對高壓層,也要保護(hù)不使生產(chǎn)層受到傷害;③對探井來說,見到油氣層后,要立即電測,減少浸泡④采用優(yōu)質(zhì)的保護(hù)油氣層的鉆井液,減少對產(chǎn)層的傷害。完井方法:是指一口井完鉆后生產(chǎn)層與井眼的連通方式及井底結(jié)構(gòu)形式。所有完井方法均須滿足:①能有效地連通油氣層與井眼,油氣流入井眼的阻力;②有效地封隔油氣水層,防止互相竄擾;③對不同性質(zhì)的各油氣層,能滿足分層開采和管理的要求;④克服油氣層井壁坍塌和出砂影響,保證油氣長期穩(wěn)定的生產(chǎn);⑤能進(jìn)行壓裂、酸化等增產(chǎn)措施,便于參井;⑥工藝簡便,速度快,成本低。
后期完井法:①射孔完井:鉆開油氣層后,下油氣層套管至生產(chǎn)層底部固井。然后下入射孔器地油氣層部位射孔,穿透套管和水泥環(huán)進(jìn)入地層,使油氣能流入井內(nèi)②尾管射孔完井法,鉆至油氣層頂部,下入油層(技術(shù))套管,然后再鉆開油氣層,再在油氣層段下入尾管,用射孔的方法與井眼連通,③后勤裸眼完井法,用同一尺寸的鉆頭鉆達(dá)油氣層,再把套管下到油氣層的頂部完井。④貫眼完井法:如同后期裸眼完井法一樣,用同一尺寸的鉆頭鉆穿油氣層,然后下套管到井底后注水泥固井。油層部位的套管是帶孔眼的襯管,只在襯管上部注水泥固井。即在此處的套管外加一個水泥傘,在管內(nèi)有一個倒置的凡爾,防止水泥流下至油層部位和襯管內(nèi)。完了后用鉆頭把套管內(nèi)的水泥塞鉆掉。
先期完井法:①先期裸眼完井法:鉆至油氣層頂部后,下油層套管固井,然后更換小尺寸鉆頭鉆開油氣層,完井后油層部直接與井眼連通,②襯管完井法,同先期裸眼完井法一樣,在鉆達(dá)油氣層之前即下套管固井,然后鉆開油氣層,再下襯管(即帶割縫的套管),使縫眼對油氣層部位。襯管可以直接承于井底上,適用于薄油氣層,襯管情況③礫石(充填)襯管完井法(GravelPacking)為了防止疏松的油氣層出砂,更好地支撐井壁,在上述的襯管與井壁環(huán)形空間充填礫石
試油:在油井完成后,在降低井內(nèi)液柱壓力的情況下,把油、氣、水從地層中誘到地面上來,并經(jīng)專門測試取得各種資料的工作,叫試油(氣),它是對生產(chǎn)層的油氣產(chǎn)量、水產(chǎn)量、地層壓力及油氣的物理化學(xué)性質(zhì)的測定。
五、自噴采油和氣舉采油
自噴采油法:油、氣同時在井內(nèi)沿油管向上流動,其能量主要消耗于重力和摩擦力。在一定的油層壓力和油氣比的條件下,每口井中的油管尺寸和深度不變時,有一個充分利用能量的最優(yōu)流速范圍,即最優(yōu)日產(chǎn)量范圍。必須選用合理的油管尺寸,調(diào)節(jié)井口節(jié)流器(常稱油嘴)的大小,使自噴井的產(chǎn)量與油層的供油能力相匹配,以保證自噴井在最優(yōu)產(chǎn)量范圍內(nèi)生產(chǎn)。為使井口密封并便于修井和更換損壞的部件,自噴井井口裝有專門的采油裝置,稱采油樹(見彩圖)。自噴井的井身結(jié)構(gòu)見圖。自噴井管理方便,生產(chǎn)能力高,耗費(fèi)小,是一種比較理想的采油方法。很多油田都采取早期注水、注氣保持油藏壓力的措施,延長油井的自噴期。
氣舉采油法:將天然氣從套管環(huán)隙或油管中注入井內(nèi),降低井中流體的比重,使井內(nèi)流體柱的壓力低于已降低了的油層壓力,從而把流體從油管或套管環(huán)隙中導(dǎo)出井外。有連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e兩類。多數(shù)情況下,采用從套管環(huán)隙注氣、油管出油的方式。氣舉采油要求有比較充足的天然氣源;不能用空氣,以免爆炸。氣舉的啟動壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特制的氣舉閥以降低啟動壓力,使壓縮機(jī)在較低壓力下工作,提高其效率,結(jié)構(gòu)和工作原理見圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時,氣從A孔進(jìn)入油管,使管內(nèi)液體與氣混合,噴出至地面。管內(nèi)壓力下降到一定程度時,油管內(nèi)外壓差使該閥關(guān)閉。管外液面可繼續(xù)下降。油井較深時,可裝幾個氣舉閥,把液面降至油管鞋,使啟動壓力大為降低。
六、機(jī)械采油
機(jī)械采油:當(dāng)油層的能量不足以維護(hù)自噴時,則必須人為地從地面補(bǔ)充能量,才能把原油舉升出井口。如果補(bǔ)充能量的方式是用機(jī)械能量把油采出地面,就稱為機(jī)械采油。目前,國內(nèi)外機(jī)械采油裝置主要分有桿泵和無桿泵兩大類。有桿泵地面動力設(shè)備帶動抽油機(jī),并通過抽油桿帶動深井泵。無桿泵不借助抽油桿來傳遞動力的抽油設(shè)備。目前無桿泵的種類很多,如水力活塞泵、電動潛油離心泵、射流泵、振動泵、螺桿泵等。目前應(yīng)用最廣泛的還是游梁式抽油機(jī)深井泵裝置。因?yàn)榇搜b置結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)久耐用、管理方便、適用范圍廣。
七、注水井與油水井措施
注水井:用來向油層注水的井。在油田開發(fā)過程中,通過專門的注水井將水注入油藏,保持或恢復(fù)油層壓力,使油藏有較強(qiáng)的驅(qū)動力,以提高油藏的開采速度和采收率。依據(jù)油藏的構(gòu)造形態(tài)、面積大小、滲透率高低、油、氣、水的分布關(guān)系和所要求達(dá)到的開發(fā)指標(biāo),選定注水井的分布位置和與生產(chǎn)井的相對關(guān)系(稱注水方式)。注水井井距的確定以大多數(shù)油層都能受到注水作用為原則,使油井充分受到注水效果,達(dá)到所要求的采油速率和油層壓力。注水井的吸水能力主要取決于油層滲透率和注水泵壓,為使油層正常吸水,注水泵壓應(yīng)低于油層破裂壓力
注水井是注入水從地面進(jìn)入油層的通道,井口裝置與自噴井相似,不同點(diǎn)是無清蠟閘門,不裝井口油嘴,可承高壓。井口有注水用采油樹,陸上油田注水采油樹多用CYB-250型,其主要作用是:懸掛井內(nèi)管柱;密封油套環(huán)形空間;控制注水和洗井方式(如正注、反注、合注、正洗、反洗)和進(jìn)行井下作業(yè)。除井口裝置外,注水井內(nèi)還可根據(jù)注水要求(分注、合注、洗井)分別安裝相應(yīng)的注水管柱。注水井可以是生產(chǎn)井轉(zhuǎn)成的或?qū)iT為此目的而鉆的井。通常將低產(chǎn)井或特高含水油井,邊緣井轉(zhuǎn)換成注水井。注水井的井下管柱結(jié)構(gòu)、井下工具遵循簡單原則。大多數(shù)情況下(籠統(tǒng)注水),注水井僅需配置一套管柱和一個封隔器,封隔器下到射孔段頂界50m處,對特定防腐要求的注水井,其管材應(yīng)特殊要求,且必要時,油套環(huán)空采用充滿防腐封隔液的方法加以保護(hù)。這種液體可以是油也可以是水,一般用防腐劑或殺菌劑進(jìn)行處理或另加除氧劑等。分層注水的井下管柱可按需設(shè)計(jì)。
水力壓裂技術(shù):它是利用地面高壓泵組(壓裂車組),將高粘液體以大大超過油層吸收能力的排量注入井中,隨即在井底附近蹩起高壓,此壓力超過井壁附近的地應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度時,在井底附近地層將形成裂縫。繼續(xù)將帶有支撐劑的壓裂液注入縫中,使裂縫向前沿伸,支撐劑沿裂縫分布填充。這樣泵停止后,即可在油層中形成足夠長度和一定寬及高度的填砂裂縫,具有很高的導(dǎo)流能力,大大降低了油氣流入井內(nèi)或注入水進(jìn)入地層的阻力,從而達(dá)到增產(chǎn)、增注目的。另一方面還改變了井底附近的流體滲流狀態(tài)。由于有垂直裂縫的存在,油氣向井底的滲流由原來的徑向流改變?yōu)橄葟挠蛯踊旧鲜菃蜗蛄魅肓芽p,再由裂縫單向流入井筒的線性流,消除了徑向節(jié)流損失,降低了能耗,因而油氣井產(chǎn)量或注水井的注入量會大幅提高。壓裂還消除了井壁附近地層的堵塞情況。
擴(kuò)展閱讀:石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)心得——袁浩
石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)心得
應(yīng)化10902班39袁浩201*06447
經(jīng)過十五周的系統(tǒng)學(xué)習(xí),在胡老師的指導(dǎo)下,從一個對石油工程懵懂無知的學(xué)生,逐漸成為一名對石油工程各方面略有了解的“知情人”!下面我將對自己在這十五周的學(xué)習(xí)感受,學(xué)習(xí)心得進(jìn)行總結(jié)。
在選課時,當(dāng)我看到石油工程這幾個字時,在想這會是一個什么樣的課程。作為應(yīng)化的學(xué)生,與油田掛鉤的專業(yè),這是必不可少的必備知識!
在緒論部分老師為我們講解了目前我國的石油工程的發(fā)展情況,分別從鉆井和采油兩個方面來闡述早期的鉆井與采油技術(shù)到目前的三采所具備的鉆井與采油技術(shù),讓我們了解到石油工程的發(fā)展歷史。此外還聯(lián)系到我院的與油田合作情況,為我們作了詳細(xì)闡述,同時作為一名應(yīng)化的學(xué)生,也感到自己肩上的責(zé)任,F(xiàn)在石油的開采的難度越發(fā)的困難,對與其相關(guān)的專業(yè)的挑戰(zhàn)也越發(fā)多。顧名思義,石油工程即為主要為開采具有工業(yè)儲量的石油,天然氣資源提供技術(shù)基礎(chǔ)。石油工程學(xué)本身具有廣泛的基礎(chǔ),充分吸收了工程學(xué)、地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)知識。其主要內(nèi)容是石油工程領(lǐng)域覆蓋了油藏工程、鉆井工程和采油工程三個獨(dú)立又相互銜接的工程領(lǐng)域,也就是覆蓋了石油開發(fā)生產(chǎn)的全過程,并交叉涉及到油氣勘探的一些基本內(nèi)容。
石油是一個國家的重要能源物資,對于石油的形成,眾說紛紜。主要兩種不同的學(xué)說即有機(jī)與無機(jī)生成,大部分專家認(rèn)同有機(jī)生成學(xué)說。認(rèn)為:古代生物的遺骸在淺海、海灣、內(nèi)陸湖泊等地沉積下來,并被新的沉積物迅速埋藏起來,使這些有機(jī)物不被氧化而保存下來。隨著上部沉積物的不斷增厚,溫度和壓力的升高,有機(jī)物便在一定的溫度、壓力條件和特殊的環(huán)境下,經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)變化,最后轉(zhuǎn)變成石油和天然氣。首先接觸到的是油藏工程,說到油藏就要談到油氣藏。油氣藏:石油工程的直接對象(或目的層)是油氣的儲集地,即油氣藏。它通常被定義為:油氣在單一圈閉中的聚體。油氣在具體孔隙(裂縫)性和滲透性,并為同一動力學(xué)系統(tǒng)的最簡單的巖層中聚集就形成了油氣藏。條件是:有一定數(shù)量的運(yùn)移著的油氣、有遮擋物(不滲透性巖層)的作用,阻止了它們繼續(xù)運(yùn)移,而在具有孔隙性(裂縫性)地層(又叫儲集層)聚集起來。油藏主要是液態(tài)碳?xì)浠衔,氣藏主要是氣態(tài)碳?xì)浠衔。一個油田可以是一個油、氣藏,也可以是包括多個油、氣藏。結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場對于身處地層的原油需要了解其處于地層中的原油的物性,地層油處于高溫高壓狀態(tài)下,并溶解有大量的天然氣,其物性與地面原油有很大的差別,如粘度、密度和壓縮系數(shù)等。在油藏開采過程中,隨壓力、溫度的降低以及油中溶解氣的不斷釋出,地層油的性質(zhì)也在不斷變化,滲油計(jì)算及開采工藝設(shè)計(jì)等都是必不可少的。相繼了解到地層原油的溶解氣油比、地層原油的體積系數(shù)B、地層原油的壓縮系數(shù)、地層原油的粘度等概念,它們都與地層的環(huán)境(溫度、壓力等)有關(guān)。此外還需了解天然氣的一些高壓物性,即
天然氣的狀態(tài)方程和壓縮因子、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)、天然氣的粘度等。在采油過程中,除了油與氣之外,還含有大量的水,則必須了解在高壓地層中水的性質(zhì)。地層水包括油層水(底水、邊水、層間水)和外來水,另外還有油藏中含油(氣)部位的束縛水。底水、邊水都是驅(qū)油能量,層間水和外來水對油井生產(chǎn)會帶來不利的影響。因而我們了解這些水的性質(zhì),可以分析油井出水、原油性質(zhì)變化的原因。地層水中主要為CaCl2和NaHCO3。其含量來表示地層水的礦化度。地層水雖然與地層原油一樣處于高溫高壓下,但由于其中主要是含有大量的無機(jī)鹽,所溶解的天然氣量相對很少,因此,溶解氣對地層水高壓物性的影響很小,即:地層水的高壓物性對于壓力、溫度、溶解氣等具有一定的穩(wěn)定性。
在學(xué)完地層中油氣水的高壓物性之后,還需知道油藏巖石的一些物理性質(zhì)。這對鉆井有重要的意義。相繼懂得了油藏巖石的孔隙度和流體的飽和度、油藏巖石的壓縮系數(shù)、油藏巖石的滲透率、油藏巖石的潤濕性和油水的微觀分布等概。接下來便接觸到我最熟悉的一點(diǎn),鉆井油氣鉆井方法及工藝我們這個專業(yè)的主要方向就是研究鉆也方面的。早在油田化學(xué)這門課程中就了解了許多與鉆井有關(guān)的知識。石油鉆井方法的發(fā)展歷程:古老的人工挖掘(前三世紀(jì)到十一世紀(jì))人力沖擊頓鉆鉆井旋轉(zhuǎn)鉆井法井下的動力鉆井法連續(xù)管鉆井法。而連續(xù)管鉆井在國內(nèi)的應(yīng)用并不廣泛,我目前在和老師一起做這個方面的項(xiàng)目,研究連續(xù)管鉆井鉆井液的配方。連續(xù)油管鉆井技術(shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):能夠不關(guān)井作業(yè),實(shí)現(xiàn)真正欠平衡鉆井;提高鉆井自動化程度,降低人力需求和作業(yè)成本;連續(xù)油管可內(nèi)置電纜,改善信號的隨鉆傳輸,實(shí)現(xiàn)完全的隨鉆測井,有利于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)鉆井。但連續(xù)油管鉆井技術(shù)也存在一些局限性,主要表現(xiàn)在:施加鉆壓困難,鉆水平井時水平延伸能力有限;所鉆井眼直徑較小,井眼清洗困難;連續(xù)油管疲勞壽命較低等。連續(xù)管鉆井的應(yīng)用前景非常大,針對它的一些缺點(diǎn)也是對鉆井液提出的要求。選擇鉆井液時必須注意以下幾個方面:保證遠(yuǎn)距離水平鉆井的高潤滑性能;具有好的井眼穩(wěn)定性,對地層的損壞。槐3州^低的固相含量以保證高的機(jī)械鉆速和降低摩阻;利用小的泥漿量能最快地去除細(xì)小鉆屑;通過濾失控制防止由于高固相含量而導(dǎo)致的卡鉆;保持低的磨擦壓力保證最大的流速和最小的CT疲勞。除了不同的鉆井方法,還有不同的井,按目的不同劃分為:探井和開發(fā)井。按井眼軌跡來分就有:重直井、定向井、水平井、分支井、叢式井等。探井包括:地質(zhì)淺井、地層探井、預(yù)測井、詳探井、資料井等。開發(fā)井包括:淺油氣井、油氣井、注入井、檢查井等。一口油井的建成要經(jīng)過許多個工藝過程,主要分為三個階段:即鉆前準(zhǔn)備、鉆進(jìn)和完井,而每個階段又包括了許多具體的工藝過程。鉆前準(zhǔn)備包括:修公路、平井場及打水泥基礎(chǔ)、鉆井設(shè)備的搬運(yùn)和安裝、井口準(zhǔn)備、備足鉆井所需的各種工具、器材,如鉆桿、鉆鋌、鉆頭以及泥漿泵必要的配件、洗井液處理劑等以及生活的必需物資。鉆進(jìn)包括:破巖、洗井、接單根、起下鉆、更換鉆頭、開鉆等。在整個鉆井的過程中鉆井液起著舉足輕重的作用,故鉆井也有了石油工程“血液”之稱。鉆井液具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具、傳遞水動力等作用。國內(nèi)鉆井液的研究水平達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,鉆井液的類型也是非常龐大?煞譃椋悍稚€@井液、鈣處理鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液、聚合物鉆井液、鉀基聚合物鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液、氣體型鉆井流體、保護(hù)油氣層的鉆井液等等。與鉆井液相配的處理劑又是數(shù)不勝數(shù),簡單的分類可分為:無機(jī)處理劑、有機(jī)處理劑、表面活性劑;按其作用可分為:堿度劑和PH控制制、殺菌劑、除鈣劑、腐蝕抑制劑、消泡劑、乳化劑、降失水劑、絮凝劑、起泡劑、堵漏材料、潤滑劑、頁巖穩(wěn)定劑、表面活性劑、稀釋劑和分散劑、增粘劑、加重劑等等。
在一口井鉆探完成之后,需要固井完井試油,之后便是采油的工作。常用的采油方式有:自噴和人工舉升方式。自噴采油:如果能量足夠大,開井后,原油能自動噴出地面,這種完全依靠天然能量將油采出地面的方法,稱為自噴采油。人工舉升方式采油:如果地層本身的能量較小,必須人為地補(bǔ)充能量,才能把油采出地面的,如氣舉、深井泵抽汲辦法等,這種借助人工或叫借助機(jī)械的采油方式,稱著人工舉升采油或叫機(jī)械采油。氣舉采油基本原理:是利用人工舉升方法,把壓縮氣體注入油管底部,與地層液混合,靠氣體在液體中膨脹,降低液體密度和油管中液柱重量,使油管內(nèi)的流動壓力梯度下降,從而降低井底流動壓力,建立起將液體舉升到地面的生產(chǎn)壓差,這樣一種方法叫,是最接近自噴采油的一種人工舉升方法,氣舉所使用氣體可以是天然氣或氮?dú)、空氣,氮(dú)獬杀据^高,空氣危險性大,所以常用天然氣。優(yōu)點(diǎn):靈活性好,它的井口、井下設(shè)備比較簡單,管理調(diào)節(jié)比較方便,特別適合于海上采油,深井、斜井,含砂和因不能下深井泵采油的油井;作業(yè)費(fèi)用低;適應(yīng)性廣,大角度斜井,狗腿角大的井,出砂結(jié)蠟,結(jié)垢井。
最后是一個最現(xiàn)實(shí)的問題,關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益的問題提高采收率!原油采收分為一采二采三采四采。所謂一采即為利用地層的天然能量將原油驅(qū)出,二采即為采用人工注水,注氣進(jìn)行采油的方法。目前國內(nèi)主要在采用三采,它是以化學(xué)的、物理的熱力的或聯(lián)合的作用為基礎(chǔ),來提高采收率的方法。四采即為微生物采油法,國內(nèi)處于現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用階段。提高驅(qū)油的采收率的措施主要從兩方面著手進(jìn)行,一是提高驅(qū)油效率,二是提高波及效率。提高驅(qū)油效率是指由天然的或人工注入的驅(qū)替劑(液)波及范圍內(nèi)所驅(qū)替出的原油體積與波及范圍的總含油體積的比值。它反映了驅(qū)替液的洗油能力。提高波及效率是指天然的或人工注入的驅(qū)替劑接觸的部分油藏體積Vs與整個油藏含油體積(V)的比值。用E表示,在某種意義上:體積波及系數(shù)是平面波及系數(shù)與縱向波及系數(shù)的乘積。目前提高油藏采收率的方法主要有:化學(xué)驅(qū)油法、混相驅(qū)油法、熱力采油法和微生物采油法等;瘜W(xué)驅(qū)油法是指利用注入油藏的化學(xué)劑改善原油化學(xué)劑溶液巖石之間的物化特性,如降低界面張力、改善流度比等,而提高原油采收率的驅(qū)油法;瘜W(xué)驅(qū)包括:聚合物驅(qū)油法、堿水驅(qū)油法、微乳液驅(qū);煜囹(qū)油法系指向油藏注入一種能與原油在地層條件下,完全或部分混相的流體驅(qū)替原油的開發(fā)方法。實(shí)際上為了消除驅(qū)動介質(zhì)(水或氣)與地層油的界面,而在驅(qū)油過程中于兩者之間建立互溶混帶,來提高采收率的方法,稱為混相驅(qū)油。其包括:烴類混相驅(qū)、非烴類混相驅(qū)。熱力采油法是向油藏注入熱流體,或使油層就地發(fā)生燃燒形成移動熱流,靠熱能降低原油粘度,以增加原油流動能力的采油方法。熱力采油法有火燒油層和注熱流體法兩種方法。微生物采油法是指注入合適的菌種及營養(yǎng)物,使菌株在油層中繁殖,代謝石油,產(chǎn)生氣體或活性物,可以降低油水界面張力,以提高石油采收率的方法。
在學(xué)完石油工程基礎(chǔ)這一課程之后,對整個工程有了大致的了解,對于鉆井采油的一些方法及其原理也有了更深的認(rèn)識,同時對自己的專業(yè)也有了更清晰的認(rèn)識。感謝老師胡老師在這學(xué)期的辛勤付出,在這堂課上的所學(xué)對我們今后的工作也會有很大的幫助!
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