石油工程概论学习总结

石油工程概论学习总结

——石油开采技术

在本学期的专业选修课中，我选修了《石油工程概论》这门课。通过老师的精心授课和自己的努力学习，我作为一名石油专业的学生，对石油工程的相关知识有了深入的了解，扩大了我的知识面。在本门课程即将结束的时候，我把这学期学的知识做一个归纳总结。石油工程具体包括：石油地质、钻井、固井完井、油气开采、增产增注、提高采收率、油层保护、油层储运等。我重点对石油开采进行了学习和研究。

在研究石油开采之前，首先要知道石油的一些性质。

石油的化学性质：

石油的元素组成：

主要由碳、氢两种元素组成：

碳约占80％一88％；

氢约占10％一14％；

氧、硫、氮约占0.3％一7％。

石油中若碳、氢元素含量高，且碳／氢值低，则油质好；若氧、硫、氮元素含量高，则油质相对较差。石油的化合物组成

烃类化合物（即碳氢化合物）是石油主要成分，约占80％以上。

含有氧、硫、氮的化合物（非烃化合物）有时可达30％。不利于石油的开采、炼制和加工。石油的组分组成

石油的组分组成：根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被介质选择吸附的特点，将石油的组成分成相近的组，称为“组分”，每个组分内包含性质相似的一部分化合物。具

体由以下四种成分组成。

1.油质由碳氢化合物组成的淡色粘性液体（是石油主要成分）。油质含量高，石油质量相对较好。油质中含有石蜡，是一种熔点为37～76℃的烷烃，呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝固，油井易结蜡，不利于开采。

2.胶质粘性或玻璃状的固体物质，主要成分是碳氢化合物，但氧、硫、氮含量增多。

石油中胶质含量少，约为1％，是渣油的主要成分。

3.沥青质黑色固体，沥青质比胶质含碳氢化合物更少，含氧、硫、氯化合物更多。胶质和沥青质称为石油的重分子组分，是非碳氢化合物比较集中的部分。含量高时，石油质量变差。

4碳质碳质以碳元素状态存在于石油内，含量很少，称残碳。

石油的物理性质：

1）颜色石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有无色透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高，颜色愈深。因此，石油颜色越谈，质量越好。

2)密度标准条件下(20℃，0.101MPa)每立方米原油质量——原油密度，一般在0.79～0.95 g/cm3 。

3) 粘度地下采出的石油在提炼前称原油。在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度，地层粘度大于50 mPa·S、密度大于0.92的原油称为稠油。

4）凝固点原油失去流动性的温度或开始凝固时的温度称为凝固点，原油中含蜡少，重组分含量低者凝固点低，利于开采和集输。凝固点在40℃以上的原油称为凝油。

5) 溶解性石油难溶于水，但易溶于有机溶剂。石油可与天然气互溶，溶有天然气的石油，粘度小，利于开采。

6）荧光性石油在紫外线照射下会发出一种特殊的光亮，称为石油的荧光性。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含有石油。

7)导电性石油为非导电体，电阻率很高，这种特性成为电法测井划分油、气、水层的物理基础。

我们在了解了石油的化学物理性质之后，我们可以有效的利用石油的这些性质，对它进行开采，使开采的效率高，成本低，安全可靠。

油气开发的基本目的：尽可能多的开采出地层深处的油、气资源。提高采收率，降低成本。

采油原理：当通过钻井、完井射开油层时，由于井中的压力低于油层内部的压力，在井筒与油层之间就形成了一个指向井筒方向的压力降。在原始条件下，油层岩石与孔隙空间内的流体处于压力平衡状态，一旦钻开油层，这种平衡就被破坏。这时，由于压力降低引起岩石和流体的弹性膨胀，其相应体积的原油就被驱向井中。如果地层压力足够的话，就可将原油举升到井口以上，形成自喷采油；如果地层压力不能将原油举升到井口，那么就需要借助某些人工举升的办法采油，或者向油层中注入某种流体提高地层压力，使油井生产能量有所改善。

有的油藏经过一个时期自喷采油又转入人工举升，这主要决定于油藏本身的能量，也就是地层压力的高低。随着采出原油的增多，地层压力逐渐下降，油井就会出现停喷时就要利用人工举升办法采油。

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，基本上可分为两大类：一类是依靠油藏本身的能量，使原油喷到地面，叫做自喷采油；另一类是借助外界能量将原油采到地面，叫做人工举升采油或者叫做机械采油。一般情况下，天然能量不足的油田，有的没有自喷能力，有的即使有自喷能力，但自喷期限较短，只有1年左右的时间，最多的也不

过3~5年，而一个油田的生产年限要延续20年至30年以上，因此，油层中的原油大部分是靠人工举升方式采出来的。人工举升采油包括：气举采油、抽油机有杆泵采油、潜油电动离心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。

在石油开采中，采油方法尤为重要。其主要方法有：

1.自喷采油

自喷采油的特点：油层具有的能量足以自喷。自喷井的地面设备简单、容易管理、产量较高。

自喷原理：驱动力—地层中的各种压力。驱动过程－先将原油从地层内推向井筒，若还有剩余的能量，再将原油举升到地面。

自喷采油前的诱喷作业：完井时井内液柱压力一般大于油、气层压力，加上钻井和射孔过程中污染物的堵塞和阻碍，油、气一般不能流入井筒内，更不能自动喷到地面。

因此，采油之前一般要降低井简内的液性压力，清除堵塞油层的污物，使油、气能够畅流到地面。这种诱导作业过程称作诱喷或诱流。

自喷采油的四种流动过程：地层渗流、垂直管流、嘴流、水平管流。

2. 机械采油

用专门的抽油装置，将油井中的油液举升到地面，以便保持井底和油层之间油液流动的压力差，保证油气源源不断地流向井底。这种采油方式称作机械采油或人工举升采油。用于在低渗透、低压力油层地区的采油。目前，我国的机械采油量占总采油量的80％以上。其中有杆泵抽油或称泵抽法是目前世界范围内应用最广的一种采油方法. 当今,世界上有80%以上的油井用抽油方式进行生产;在国内也有60-70%的生产井为抽油井。

它能适应任何油藏压力,既能适应日产千吨以上的高产井,也能适应日产几吨的低产井.而且传统的杆式抽油装置结构简单,维修工作量小,因而得到了广泛的应用。

机械采油的分类：

1）有杆泵采油

（1）常规抽油机——深井泵采油

（2）地面驱动井下螺杆泵采油

2）无杆泵采油

（1）水力活塞泵采油

（2）电动潜油离心泵采油

（3）电动潜油螺杆泵采油

3）气举采油

（1）连续气举

（2）间歇气举

在技术高速发展的今天，为了能有效的解决有杆抽油系统的供排调问题，提高系统效率和油井潜能。但以目前通用的技术装备水平，从设计到现场管理的各环节都很难解决。有杆泵智能控制系统针对该问题，整合了信息、自动化、智能化技术，建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件，对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测；对抽汲强度进行实时控制，从而解决抽油系统供排调问题。

1.构成及工作原理

1）实时监测部分

可实时监测油井动液面、示功图及其它运行状态参数。其中动液面检测装置由次声波发讯装置、次声波接收装置和数据采集接口组成。次声波发讯装置采用弹簧蓄能气弹装置作为发声源，在设定的时间，用减速机压缩弹簧蓄能，然后瞬间释放，向油井环空发出功率为150KW的次声波信号，反射回波由经-接收装置放大后，经-过数字滤波、快速付立叶变换

等一系列的软件处理，转化为有效数字信号，与示功图及其它运行状态参数信号一起经-数据采集接口输入微处理器。

2）智能控制部分

由大容量微处理器和数据处理及控制软件组成，其核心技术为建立动液面回波的识别模型与计算方法并编制了实现该计算方法的软件。微处理器接受此声波反射信号后，进行运算处理，确定液面深度，根据预设沉没度发出调参指令。

3）执行部分

根据微处理器发布的控制指令对抽油机的运行参数进行实时调速，控制抽汲强度，实现供排调。通过预设的多功能接口电路板实现交流变频调速、变极数电动机微分调速（256级）、机械式无级调速及滑差电机调速。

4）远程通讯部分

借用GSM/GPRS网络系统，实现了远程对机械抽油井现场运行数据的采集、处理、数字无线传输、视频监视并可进行调参等实时控制管理；其运行成本较低、工作可靠。

2.结论

1）有杆泵智能采油技术设计思路正确，关键技术先进，设备性能可靠，有较好的投资效益。

2）该技术整合了自动、信息、智能等多学科的新成果，是有杆采油系统优化技术的新发展。生产过程中，通过系统在线的不断调整，使有杆泵沉没度始终保持在合理的范围内，最大限度挖掘油层潜力，使供排不调的矛盾得到较好解决。

3）建立的动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件经-实践证明方法正确、准确度高。

4）实验认为，该技术对低渗透油田提高系统效率，延长检泵周期，节约电能都将起到很好作用。

经现场试验，该技术实现了预期目标，在提高系统效率，延长检泵周期，节约电能等方面都有很好效果，是有杆采油系统优化技术的新发展。

通过本期的学习，我对的石油工程的一些知识有了进一步的了解，包括：石油地质、钻井、固井完井、油气开采、增产增注、提高采收率、油层保护、油层储运等。虽然自己有些东西学起来还有些困难，但在老师的帮助下，能基本解决。在此，要感谢学校提供了这个让我学习石油工程的机会，以及张老师的精彩授课，让我扩大了知识面，受益匪浅。