油氣田的開發(fā)與開采

1、 地地 球球 科科 學學 學學 院院 第三章第三章 油氣田的開發(fā)與開采油氣田的開發(fā)與開采第一節(jié)第一節(jié) 石油鉆井石油鉆井第二節(jié)第二節(jié) 油氣的開采與開發(fā)油氣的開采與開發(fā) 第三節(jié)第三節(jié) 提高原油采收率提高原油采收率 第一節(jié)第一節(jié) 石油鉆井石油鉆井一、鉆井的分類一、鉆井的分類（一）（一）勘探井和生產(chǎn)井勘探井和生產(chǎn)井1 1、勘探井：、勘探井：為獲取地質(zhì)資料。為獲取地質(zhì)資料。2 2、生產(chǎn)井：、生產(chǎn)井：也叫開發(fā)井。是在油田開發(fā)階段為油田生產(chǎn)而鉆的也叫開發(fā)井。是在油田開發(fā)階段為油田生產(chǎn)而鉆的井，包括油（氣）井、注水井、調(diào)整井等。一般不取巖心，地層井，包括油（氣）井、注水井、調(diào)整井等。一般不取巖心，地層情況清楚

2、，鉆井速度快、費用低。情況清楚，鉆井速度快、費用低。（二）（二）垂直井和定向井垂直井和定向井（水平井和斜度井）（水平井和斜度井）。水平井：水平井：指設(shè)計最大井斜角在指設(shè)計最大井斜角在8080120120之間，并沿（近）水之間，并沿（近）水平方向鉆進一定長度的井。平方向鉆進一定長度的井。斜度井：斜度井：斜度井是指設(shè)計的最大井斜角不超過斜度井是指設(shè)計的最大井斜角不超過8585的井，可分的井，可分為低斜度、中斜度、大斜度定向井，其中中斜度井使用較多。為低斜度、中斜度、大斜度定向井，其中中斜度井使用較多。視頻視頻定向井定向井二、鉆井方法的發(fā)展二、鉆井方法的發(fā)展 （1 1）人工掘井：）人工掘井：1521

3、1521年之前，直徑大約為年之前，直徑大約為1.51.5米。米。（2 2）頓鉆鉆井：）頓鉆鉆井：也叫沖擊鉆井，分為人工頓鉆和機械頓鉆。也叫沖擊鉆井，分為人工頓鉆和機械頓鉆。（3 3）旋轉(zhuǎn)鉆：）旋轉(zhuǎn)鉆：19011901年發(fā)展起來的。年發(fā)展起來的。 （4 4）其他方法：）其他方法：熔化法、熱膨脹法、化學反應(yīng)法、機械誘導應(yīng)力熔化法、熱膨脹法、化學反應(yīng)法、機械誘導應(yīng)力法等。法等。“頓鉆頓鉆”鉆井技術(shù)，鉆井井鉆井技術(shù)，鉆井井筒直徑有碗口大小，井深筒直徑有碗口大小，井深可達可達130米左右 ， 古 稱米左右 ， 古 稱“卓筒井卓筒井”。是一種用直。是一種用直立粗大的竹筒，用竹片當立粗大的竹筒，用竹片當繩索

4、從地下?lián)迫←u水的鹽繩索從地下?lián)迫←u水的鹽井。井。1835年（道光年（道光6年），我國打成年），我國打成了世界第一口超了世界第一口超千米的千米的“卓筒井卓筒井”（四川省自貢市（四川省自貢市大 安 寨 的 燊大 安 寨 的 燊(shn )海井，深海井，深度達度達1001.42米），米），使鉆探技術(shù)達到使鉆探技術(shù)達到了一個新的高峰。了一個新的高峰。三、轉(zhuǎn)盤（旋轉(zhuǎn)）鉆井三、轉(zhuǎn)盤（旋轉(zhuǎn)）鉆井（一）井下鉆具（一）井下鉆具 鉆頭：破碎巖石鉆頭：破碎巖石鉆鋌：加重鉆頭壓力，連接鉆頭和鉆桿鉆鋌：加重鉆頭壓力，連接鉆頭和鉆桿 鉆桿：傳遞扭力和循環(huán)洗井液鉆桿：傳遞扭力和循環(huán)洗井液鉆鋌鉆鋌重點重點（二）地面設(shè)備（二）

5、地面設(shè)備動力系統(tǒng)：動力系統(tǒng)：傳遞動傳遞動力，包括原動機和力，包括原動機和傳動設(shè)置。傳動設(shè)置。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)鉆旋轉(zhuǎn)鉆桿，轉(zhuǎn)盤、水龍頭桿，轉(zhuǎn)盤、水龍頭及傳動設(shè)置。及傳動設(shè)置。起升系統(tǒng)：起升系統(tǒng)：起下井起下井內(nèi)鉆具，井架、天內(nèi)鉆具，井架、天車、滑車、絞車、車、滑車、絞車、大鉤。大鉤。循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng) ：循環(huán)循環(huán)泥漿，沖洗井底，泥漿，沖洗井底，泥漿池、泥漿槽、泥漿池、泥漿槽、振動器、除砂器、振動器、除砂器、除泥器、離心機等。除泥器、離心機等。視頻視頻鉆井設(shè)備鉆井設(shè)備四、鉆井工藝技術(shù)四、鉆井工藝技術(shù)1 1、鉆前準備、鉆前準備定井位、修公路、平井場、打基礎(chǔ)、水電及通訊、安裝井架設(shè)備定井位、修公路

6、、平井場、打基礎(chǔ)、水電及通訊、安裝井架設(shè)備2 2、鉆進、鉆進（1 1）鉆井參數(shù)：）鉆井參數(shù)：泵排量、泵壓，泥漿噴射速度；鉆壓，鉆具轉(zhuǎn)泵排量、泵壓，泥漿噴射速度；鉆壓，鉆具轉(zhuǎn)速速（2 2）鉆頭：）鉆頭：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭（3 3）鉆具：）鉆具：方鉆桿、鉆桿、鉆鋌方鉆桿、鉆桿、鉆鋌（4 4）鉆井液）鉆井液（5 5）取心）取心（6 6）井下事故的預防和處理）井下事故的預防和處理1)1)井涌：井涌： 鉆井液涌出至轉(zhuǎn)盤面以上（不超過鉆井液涌出至轉(zhuǎn)盤面以上（不超過1m1m）。）。 油花或氣泡占槽面油花或氣泡占槽面5050以上。以上。2)2)井噴：井噴： 鉆井液噴出

7、轉(zhuǎn)盤面鉆井液噴出轉(zhuǎn)盤面1m1m以上。以上。 噴高超過二層平臺稱噴高超過二層平臺稱強烈井噴強烈井噴。3)3)井漏：井漏： 鉆井液量明顯減少。鉆井液量明顯減少。4) 4) 卡鉆、鉆具折斷等?？ㄣ@、鉆具折斷等。（7 7）固井：）固井：在已打好的井眼內(nèi)下入套管，并在套管與井壁之間注水泥封固的工作。在已打好的井眼內(nèi)下入套管，并在套管與井壁之間注水泥封固的工作。 固井的目的是固井的目的是封隔疏松、易塌、易漏等地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄通，封隔疏松、易塌、易漏等地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄通，形成油氣通道；安裝井口，控制油氣流，以利于鉆進和生產(chǎn)。形成油氣通道；安裝井口，控制油氣流，以利于鉆進和

8、生產(chǎn)。視頻視頻固井作業(yè)固井作業(yè)重點重點（8 8）完井及試油）完井及試油 完井工藝過程：鉆開生產(chǎn)層、確定完井井底結(jié)構(gòu)、安裝井底、使井眼與產(chǎn)層連通并安完井工藝過程：鉆開生產(chǎn)層、確定完井井底結(jié)構(gòu)、安裝井底、使井眼與產(chǎn)層連通并安裝井口裝置等。裝井口裝置等。下油層套管至生產(chǎn)層底部固井。下油層套管至生產(chǎn)層底部固井。射孔穿透套管和水泥環(huán)進入油氣層。射孔穿透套管和水泥環(huán)進入油氣層。視頻視頻射孔壓裂射孔壓裂一、采油方法一、采油方法 指把流到井底的原油采到地面所用的方法指把流到井底的原油采到地面所用的方法 。自噴采油自噴采油依靠油藏本身的能量，使原油噴到地面；依靠油藏本身的能量，使原油噴到地面；機械采油機械采油借

9、助外界能量將原油采到地面（人工舉升）借助外界能量將原油采到地面（人工舉升）視頻視頻采油設(shè)備采油設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 油氣的開采與開發(fā)油氣的開采與開發(fā) 重點重點二、油水井增產(chǎn)、增注措施二、油水井增產(chǎn)、增注措施1 1、注水：、注水：通過注水井向油層注水補充能量，保持地層壓力。通過注水井向油層注水補充能量，保持地層壓力。2 2、壓裂：、壓裂：用地面高壓泵組將帶有支撐劑的液體注入地下巖層壓開用地面高壓泵組將帶有支撐劑的液體注入地下巖層壓開的裂縫中，形成具一定長度、寬度及高度的填砂裂縫。的裂縫中，形成具一定長度、寬度及高度的填砂裂縫。3 3、酸化：、酸化：是靠酸液的化學溶蝕作用以及向地層擠酸時的水力作用是靠

10、酸液的化學溶蝕作用以及向地層擠酸時的水力作用來提高地層滲透性能的工藝措施。來提高地層滲透性能的工藝措施。 視頻視頻壓裂酸化壓裂酸化視頻視頻注水開發(fā)注水開發(fā)4 4、稠油開采：、稠油開采：稠油稠油以相對密度為主要指標，以粘度為輔助指標，把相對密度大于以相對密度為主要指標，以粘度為輔助指標，把相對密度大于0.934，在油層溫，在油層溫度下，脫氣原油密度大于度下，脫氣原油密度大于10010000mPas的原油稱之為稠油（國際），而的原油稱之為稠油（國際），而中國中國將脫將脫氣原油密度大于氣原油密度大于150mPas，相對密度大于，相對密度大于0.92的原油稱之為稠油的原油稱之為稠油。u降粘法：降粘法：

11、在水中加入一定量的水溶性環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、十二醇醚、烷基苯磺酸鈉等在水中加入一定量的水溶性環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、十二醇醚、烷基苯磺酸鈉等活性劑，配成活性水溶液。按一定的比例注入井內(nèi)，靠機械作用使活性水溶液與井內(nèi)的活性劑，配成活性水溶液。按一定的比例注入井內(nèi)，靠機械作用使活性水溶液與井內(nèi)的稠油混合，形成不穩(wěn)定的、粘度較低的水包油乳狀液，再用常規(guī)方法開采。稠油混合，形成不穩(wěn)定的、粘度較低的水包油乳狀液，再用常規(guī)方法開采。 u稀釋法：稀釋法：向井內(nèi)注入一定量的稀油與井筒內(nèi)的稠油互溶，降低稠油粘度，即可用常規(guī)方向井內(nèi)注入一定量的稀油與井筒內(nèi)的稠油互溶，降低稠油粘度，即可用常規(guī)方法開采。法開采。u蒸汽吞

12、吐法：蒸汽吞吐法：向稠油層注入一定量的蒸汽，降低稠油粘度，是開采稠油的有效方法。從向稠油層注入一定量的蒸汽，降低稠油粘度，是開采稠油的有效方法。從50年代開始注蒸汽試驗，現(xiàn)已發(fā)展到工業(yè)應(yīng)用階段。年代開始注蒸汽試驗，現(xiàn)已發(fā)展到工業(yè)應(yīng)用階段。 u電熱法：電熱法：用井下電爐加熱油層以降低稠油粘度。用井下電爐加熱油層以降低稠油粘度。稀油稀油稠油稠油三、設(shè)計和制定油氣田合理開發(fā)方案三、設(shè)計和制定油氣田合理開發(fā)方案1 1、進行油藏描述、進行油藏描述 2 2、計算地質(zhì)儲量、計算地質(zhì)儲量 3 3、確定開發(fā)方式、井網(wǎng)系統(tǒng)，劃分開發(fā)層系、確定開發(fā)方式、井網(wǎng)系統(tǒng)，劃分開發(fā)層系4 4、確定壓力系統(tǒng)、生產(chǎn)能力，計算開發(fā)

13、指標、確定壓力系統(tǒng)、生產(chǎn)能力，計算開發(fā)指標5 5、開發(fā)年限與經(jīng)濟采收率、開發(fā)年限與經(jīng)濟采收率 一、影響采收率的因素一、影響采收率的因素 油藏地質(zhì)因素油藏地質(zhì)因素- -客觀因素客觀因素 油田開發(fā)和采油技術(shù)因素油田開發(fā)和采油技術(shù)因素- -主觀因素主觀因素 第三節(jié)第三節(jié) 提高原油采收率提高原油采收率 100可采儲量最終采收率地質(zhì)儲量重點重點二、提高采收率的方法二、提高采收率的方法 1 1、化學驅(qū)油法：化學驅(qū)油法：通過向油藏注入化學劑，以改善流體和巖石間的通過向油藏注入化學劑，以改善流體和巖石間的物化特征，如降低界面張力、改善流度比等，從而提高采收率。物化特征，如降低界面張力、改善流度比等，從而提高采收率。 2 2、混相驅(qū)油法、混相驅(qū)油法: :指向油藏中注入一種能與原油在地層條件下完全或指向油藏中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。部分混相的流體驅(qū)替原油的開發(fā)方法。 3 3、熱力采油法、熱力采油法: :是向油層注入熱流體或使油層就地發(fā)生