我国油气田井开采的基本方法

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石油工程概论第四章油气井工程1

石油工程概论第四章油气井工程1

种设备组成的一套大功率重型联合工作机组。
(1)动力系统
或称驱动及传动系统
– 功能: • 产生动力;

将动力传递分配给泥浆泵、绞车和转盘。
– 组成:动力机和传动部分。
6.1 油气钻井方法 三、旋转钻井方法 1.钻机系统
(2)起升系统 – 功能:下放、悬吊或起升钻 柱、套管柱和其他井下设备。 – 组成:井架、天车、游动滑 车、大绳、大钩及绞车。 (3)旋转系统 – 功能:给钻头提供破岩扭矩; 旋转钻柱;接、卸钻柱和钻 具。 – 组成:水龙头和转盘。
6.1 油气钻井方法 2.钻头
三、旋转钻井方法
– 钻头的分类
按结构特 点和破岩 机理分:
刮刀钻头
牙轮钻头
金刚石钻头 全面钻进钻头
按钻切岩 石面积及 形状分:
取心钻头 特种钻头
6.1 油气钻井方法 2.钻头
三、旋转钻井方法
(1)刮刀钻头 – 刮刀钻头的组成: 钻头体、刀翼和 水眼
钻头体
刀翼 水眼
6.1 油气钻井方法 2.钻头
(3)金刚石钻头 – 金刚石钻头的分类: 钻头的结构形状 – 金刚石钻头的破岩形式
PDC钻头 表镶金刚石钻头 金刚石镶装特点 孕镶金刚石钻头
研磨、铣削岩石
1 主要适用于坚硬地层,PDC钻头适用于软到中硬地层; 2 损坏主要为金刚石切削齿的热损坏、胎体被冲蚀、 切削齿受冲击而产生的碎裂。
6.1 油气钻井方法 3.钻柱 钻柱
6.1 油气钻井方法
三、旋转钻井方法
5.定向钻井
(3)定向井造斜方法 • 井下动力钻具造斜 – 弯接头、弯外壳、偏心垫块
目前最 常用的 造斜工 具。
6.1 油气钻井方法
三、旋转钻井方法

油气田开发方法

油气田开发方法

油气田开发方法引言:油气田开发是指通过一系列的工程技术手段,将地下的油气资源开采出来,并经过相应的处理和加工,最终用于满足人们对能源的需求。

油气田开发方法主要包括勘探、钻井、采油、油气输送等环节。

本文将从这四个方面来详细介绍油气田开发的方法。

一、勘探勘探是油气田开发的第一步,目的是通过地质勘探和地球物理勘探等手段,在地下找到潜在的油气储层。

地质勘探主要依靠地质学原理和方法,通过对地质构造、岩性、地层厚度、断层等进行分析,确定潜在的油气资源分布情况。

地球物理勘探则利用地震、重力、电磁等物理现象,通过对地下反射、传播和扩散等特征的观测和解释,找到潜在的油气储层。

二、钻井钻井是将钻具通过钻井井口,钻进地下,到达油气储层的过程。

钻井主要包括钻井设计、钻井设备的选择和运用、钻井工艺的控制等环节。

钻井设计是根据地质勘探的结果,确定井位、井深、钻孔直径等参数,并制定相应的钻井方案。

钻井设备的选择和运用则是根据地质条件、钻井目的和钻井方案,选择合适的钻具和钻井设备,并通过操作控制钻井过程。

钻井工艺的控制包括控制钻具的下钻速度、钻井液的循环和过滤、钻孔的质量检测等,以确保钻井的安全和高效进行。

三、采油采油是将地下的油气资源通过开采井口,采上地面的过程。

采油主要包括人工采油和自然采油两种方法。

人工采油是通过注水、注气、注聚合物等手段,改变油气储层的物理性质,提高油气的采收率。

自然采油则是依靠地下油气的自然运移和地下压力的驱动,将油气运移到开采井口。

人工采油和自然采油可以相互结合,根据具体的油气田地质条件和开采目标,采用不同的采油方法和工艺。

四、油气输送油气输送是将采上地面的油气通过管道、船舶、铁路等方式,运送到加工厂或终端用户的过程。

油气输送主要包括输送管道的设计和建设、输送设备和工艺的选择和运用等环节。

输送管道的设计和建设要考虑油气的输送量、输送距离、输送压力等因素,确保油气能够安全、高效地输送到目的地。

输送设备和工艺的选择和运用则是根据具体的输送要求,选择合适的泵站、压缩机、计量仪表等设备,并通过操作控制输送过程。

石油天然气开采技术措施

石油天然气开采技术措施

96为了提高我国石油天然气的采出量、降低石油天然气田的开发成本,石油天然气对开采技术提出了更高的要求。

但目前我国天然气开采技术中存在缺陷,因此开采能力与开采效率较低。

所以,在进行石油天然气开采时应采取更科学、更节能的技术,谋求石油天然气企业的长久发展。

一、石油天然气的开采在企业进行石油天然气的开采时,利用现代化机械设备,将埋藏在地下封闭地质结构中的石油天然气开采到地面之上。

在进行石油开采时,设备利用油气自身的能量,将其从储藏层中流入井底,再利用自喷采油法或人工举升采油法将石油从井底抽吸到地面之上。

进行天然气采集时,所应用的技术与石油采取技术大同小异。

也是运用自喷方式,将在气藏中的天然气开采到地面之上。

但这种开采技术存在一定的危险,所以在进行开采时,相关部门应对开采技术进行优化,从而避免事故的发生,增强油气田生产的安全系数。

二、石油天然气开采中存在的缺陷1.石油天然气资源回收率较低。

目前我国在石油天然气开采应用上,存在开采利用率较低的情况。

例如,在进行石油天然气开采与回收的过程中,因技术上的不完善,导致机械设备在进行石油天然气开采传输过程中,出现部分能源泄露的情况。

另一方面,我国利用使用石油天然气的历史较短。

开发开采技术与其他国家相比较为落后。

导致开采技术上存在一定的缺陷,进而影响石油天然气的开采效率。

2.石油天然气生产量较低。

随着社会经济的不断发展,我国对石油天然气需求逐渐提高。

但我国石油天然气的产量远远不能满足人们的需求,供需缺口越来越大。

究其原因便是企业开采技术与能力的不足,从而导致石油天然气生产量较低,进而影响我国对石油天然气的使用效率。

3.石油天然气开采过程中对环境的污染。

传统的石油天然气开采,在一定程度上会对地表水与地下水资源造成污染。

在油气田勘探开采过程中,采油废水、钻井液、洗净废水等污水的排放,都将给环境带来一定的破坏。

目前的石油天然气开采工程仅仅重视自身的经济效益,忽略了生态环境。

5-油气田的开发与开采

5-油气田的开发与开采
1.油藏地质因素-客观因素 2.油田开发和采油技术因素-主观因素
主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加
二、提高采收率的方法
1、化学驱油法:通过向油藏注入化学剂,以改善流体和岩石间 的物化特征,如降低界面张力、改善流度比等,从而提高采收率。 2、混相驱油法:指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全 或部分混相的流体驱替原油的开发方法。 3、热力采油法:是向油层注入热流体或使油层就地发生燃烧后形 成移动热流,主要依靠热能降低原油的粘度,以增加原油的流动 能力的采油方法。 4、微生物采油:通过有选择地向油层注入微生物基液和营养液, 使得微生物就地繁殖生长,其代谢产物与原油产生物化作用。
的高峰。
(3)旋转钻:1901年发展起来的。 (4)其他方法:熔化法、热膨胀法、化学反应法、机械诱导应力 法等。
四、转盘(旋转)钻井 (一)井下钻具 ①钻头:破碎岩石 ②钻铤:加重钻头压力,连接钻头和钻杆 ③钻杆:传递扭力和循环洗井液
钻铤
(二)地面设备 ●动力系统:传递动 力,包括原动机和 传动设置。 ●旋转系统:旋转钻 杆,转盘、水龙头 及传动设置。 ●起升系统:起下井 内钻具,井架、天 车、滑车、 绞车、大钩。 ●循 环 系 统 :循 环 泥浆,冲洗井底, 泥浆池、泥浆槽、 振动器、除砂器、 除泥器、离心机等。
•油层处不下套管。
•固井后再钻开油层。
原则: 有利于充分暴露油、气层; 有利于油、气畅流到地面; 有利于油、气井长期正常生产。 碳酸盐岩使用, 砂岩不宜使用。
先期完成:先下入油层套管,再钻开油层。 ——②先期割缝衬管完井
•完井过程同先期裸眼完井;
•与前者不同之处是钻开油气 层后,再下衬管(割缝的套 管)完成。套管柱下端连接 割缝衬管。 用于岩性较疏松 但出砂不严重的油层

油田开发基础及开发方案

油田开发基础及开发方案

油田开发基础及开发方案一、油田开发基础1.油藏地质条件的评价油藏地质条件是开发一种油田的前提和基础。

需要通过地质资料的解释,掌握沉积构造演化历史、岩石物性特征、油气运移聚集特征等,以确定油气储层的页岩性、孔隙度、渗透率、储量等。

2.油气勘探工作油气勘探工作是为了发现新的油田或新的储层。

油气勘探通常以地震勘探为主,利用地球物理方法进行测量,分析地下岩层变化构造,确定潜在油气藏的存在情况。

3.油藏开发的选择经过油藏地质条件的评价和油气勘探工作,需要对油田的开发进行选择。

可根据油藏性质,地质条件和勘探结果等多方面考虑,制定出最佳的油田开发方案。

二、油田开发方案1.多井开发多井开发是指在油田内依据勘探结果确定的油气储层位置开凿一定数量的井,利用井间距的间隔将储层覆盖,实现油田的稳产和高效开发。

2.注水开发注水开发是指在油田内注入地面水或者其他类型的注水液,增加油藏内的压力来促进油气聚集,增强采油效果。

注水开发周期较长,但生产效益却比较高。

3.一体化开发一体化开发是指将地面上和地下的油气开发和生产过程整合在一起,以顺便减少生产成本,提高开采效率。

这种开发方式,需要从勘探、开采、处理到运输等全链条综合考虑,从而更好地实现油田资源的整合。

4.煤层气开发煤层气开发是指采用特定方法,将煤层储量中富含天然气的瓦斯提取出来。

该开发方案需要通过对煤层的渗透率、储量等特点进行分析,确定具体的开发方式。

以上是油田开发的基础和开发方案,不同的油田会有着不同的开发方案,需要根据具体的情况综合考虑,选取最优方案进行开发。

采油技术

采油技术

1. 注水开采法在注水开发油藏中,因注入水沿高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝窜流而使基质、低孔隙度、低渗透带中的油气采出程度低,甚至采不出而成为剩余油,因此要加大采出剩余油的力度。

注水吞吐采油是将水注入产层,注入水优先充满高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝等有利部位,关井后,在毛细管力作用下,使注入水与中、小孔喉或基质中的油气产生置换,导致产层中的油水重新分布,然后开井降压,使被置换至高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝中的油气随部分注入水一起采出。

因此,注水吞吐采出的油量与岩石物性、润湿性、界面张力、油水黏度和关井时间紧密相关。

注水吞吐采油对不同润湿性油藏都有效,亲水性越强,则越有利于注水吞吐采油。

可以预见,储层条件相同,并具有相同的剩余可采储量,只要改变注入水性质,延长关井时间,亲油储层不但可以实施注水吞吐,而且仍可采出较多石油。

如果加入表面活性剂和防粘土膨胀剂可降低油水界面张力,使岩石向亲水方向转化,并保护了储层,可进一步提高采收率[3 ] 。

多年实践证明,水质的好坏直接关系到油田的开发效果及整体效益。

因此,含油污水的处理至关重要。

尽管各油田采出水水质各异,但一般都具有“四高”特点,即含油量高、悬浮物含量高、矿化度高和腐蚀性高。

含油污水的“四高”特点和油田注水对水质的特殊要求,决定了含油污水处理的高难度和高投入。

另外在污水处理方面存在一定的难度,这是注水采油一个难以解决的问题。

2 、注气采油法注气法主要有注二氧化碳、氮气驱、烟道气及混合气等。

从技术可行性考虑,一般适用于注气开发的油藏具有以下特点: (1) 储层泥质含量过高,注水开发易引起水敏的油藏; (2) 油层束缚水饱和度高,注水效果不好的油藏; (3) 一般稠油油藏; (4) 裂缝不发育,不易引起气窜的均质油藏; (5) 薄油层。

2. 1 二氧化碳驱机理由于二氧化碳在油中的溶解度大,在一定的温度及压力下,当原油与CO2 接触时,原油体积增加,黏度降低。

油田开采基础知识

油田开采基础知识

油田开采基础知识渗透率:有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗透性,渗透率是岩石渗透性的数量表示。

它表征了油气通过地层岩石流向井底的能力,单位是平方米(或平方微米)。

绝对渗透率:绝对或物理渗透率是指当只有任何一相(气体或单一液体)在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理�化学作用时所求得的渗透率。

通常则以气体渗透率为代表,又简称渗透率相(有效)渗透率与相对渗透率:多相流体共存和流动于地层中时,其中某一相流体在岩石中的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。

某一相流的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值。

地层压力及原始地层压力:油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力,称为地层压力。

地层压力可分三种:原始地层压力,目前地层压力和油、气层静压力。

地层压力系数:地层的压力系数等于从地面算起,地层深度每增加10米时压力的增量。

低压异常及高压异常:一般来说,油层埋藏愈深压力越大,大多数油藏的压力系数在0.7-1.2之间,小于0.7者为低压异常,大于1.2者为高压异常。

油井酸化处理:酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层,从而在酸液的作用下扩大孔隙空间,溶解空间内的颗粒堵塞物,消除井筒附近使地层渗透率降低的不良影响,达到增产效果。

压裂酸化:在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。

压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。

压裂:所谓压裂就是利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法,又称油层水力压裂。

油层压裂工艺过程是用压裂车,把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油层的渗透能力,以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。

常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

高能气体压裂:用固体火箭推进剂或液体的火药,在井下油层部位引火爆燃(而不是爆炸),产生大量的高压高温气体,在几个毫秒到几十毫秒之内将油层压开多条辐射状,长达2~5m的裂缝,爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合,从而解除油层部分堵塞,提高井底附近地层渗透能力,这种工艺技术就是高能气体压裂。

油气田的开发和开采

油气田的开发和开采

油气田的开发和开采摘要油气作为主要的能源之一,其开发和开采一直是石油行业的核心任务。

本文将探讨油气田的开发和开采过程、主要技术和挑战,以及其对环境和社会的影响。

成因和类型油气是地球上形成时间较长的化石能源,主要来源于古生物残骸在地质作用下的变化和演化。

根据油气藏的形成和分布特点,其类型可以分为常规油气田和非常规油气田。

常规油气田是指埋藏在地下较深处、通过地层运移和聚集形成的油气资源,常见于构造相对稳定、地质历史较长的区域。

非常规油气田则是指那些储藏条件较为特殊、经济价值相对较低、开采技术相对较新的油气田,包括页岩气、煤层气、油砂等。

开发和开采过程油气田的开发和开采一般包括以下几个步骤:勘探勘探是指通过各种技术手段,寻找油气藏的位置、大小、性质、分布等信息。

勘探可以通过地震、地质、物化、测量等手段进行,其主要目的是确定油气田的存在和规模,为后续开采作准备。

评价评价是指对勘探结果进行模拟和分析,确定油气藏的特征和开采条件。

评价可以通过地质学、地球物理学、工程学等手段进行,其主要目的是确定油气田的可采储量、采收率和开采方式。

开发开发是指对油气田进行改造和建设,以满足其后续开采的需要。

开发包括石油钻井、采气井和生产设施的建造、改造和维修等工作,其主要目的是为后续开采提供便捷的条件和设施支持。

开采开采是指对油气田进行采掘和生产,以获得可商业化的油气资源。

开采可以通过常规采油、压裂、水驱等方式进行,其主要目的是最大限度地获取油气藏中的资源,实现成本和产量的平衡。

尾孔加密尾孔加密是指在油气田开采阶段结束后,采取措施对田内尚未采出或剩余的油气资源进行回收。

尾孔加密可以通过各种方法进行,如注水、注气、注泡沫等,其主要目的是实现对油气资源的最终回收利用。

主要技术和挑战油气田的开发和开采面临着诸多技术难题和挑战,其中主要包括以下几个方面:勘探技术油气田的勘探涉及多个技术领域,如地质学、地球物理学、测量学等,其技术水平的高低直接影响油气储量的准确性和开采率的高低。

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我国油气田井开采的基本方法目录第一章油气井的基本概念第一节油气井的基本概念第二节不同类型气藏的压力特征第三节油气流动特点第四节油气的采输第二章采油采气井控的基本概念及特点第一节压力的概念及相互关系第二节采油采气井控第三章采油采气井控的基本装备第一节采油采气井的井控设备第二节采油采气井下管串第三节井口井控设备第四节采油气流程第四章采油采气井控第一节采油采气井控设计基本要求第二节采油井的井控第三节采气井井控第四节注入井井控第五节长停井、废弃井井控第六节含硫化氢井的井控第五章高压油气井操作规程及应急管理第一节高压油气井操作规程第二节油气井的压井技术第三节井控应急管理第六章附录附录1:中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定([2006]47号)附录2:中国石化股份有限公司采油采气井井控安全技术管理规定([2006]426号)附录3:华北石油局、华北分公司采油采气井井控实施细则附录4:油气井井喷着火抢险作法第一章油气井的基本概念随着油气勘探开发领域的不断延伸和扩大,特别是深层、高压油气藏的开发对井控和相关人员的技术要求也越来越高。

震惊中外的2003年12月23日四川开县“罗家16H”井特大恶性井喷、硫化氢泄漏事故,再次提醒人们油气井井喷就是事故,井喷失控或着火是油气勘探开发中性质最为恶劣,损失难以估计的灾难性事故。

地层流体(油,气、水)一旦失去控制就会导致井喷和井喷失控,就会打乱正常的采油采气生产秩序,甚至毁坏采输设备、破坏油气资源、污染自然环境,危及生产人员和油气井的安全。

也由此产生了涵盖油气井勘探开发全过程的钻井、测井、录井、测试、井下作业、油气生产、注水(气)和报废井弃置处理等各环节的大井控理念,形成了钻井井控、作业井控、采油采气井控三项配套的井控技术系列。

与钻井井控、作业井控经历的经验、理论、现代井控发展阶段及配套的装备、工艺技术相比,采油采气井控工艺技术因其特殊性正在探索和走向成熟。

一些高级别的先进的井控装置,大大地增强了采油采气监测、控制和处理突发事件的能力。

本章是学习采油采气井控工艺技术的基础,从基础理论入手设置了油气井的基本知识、不同类型油气藏的压力特征、油气流动特点三节内容。

力求让学员从先进、实用、操作性上,掌握学习采油采气井控的必备基础知识。

第一节油气井的基本概念人们为了取得地下水开凿了水井。

水井实际是水层与地面的通道。

石油和天然气是埋藏在地下的宝贵矿产资源,为寻找开采和利用这些资源把它开采出来,也需要在地面和地下油(气)层之间建立一条油气通道,称为油井。

一般把进行油气勘探、索取油气层地质资料和开采石油、天然气所钻凿的岩石通道,统称为油气井。

为使油气井在油田开发过程中充分发挥作用,取得较好的经济效益,必须了解和掌握油气井的钻凿、油气井的完井井身结构、井身质量等方面的基础知识和工艺技术,对于采油采气和充分利用油气资源有着极为重要的意义。

一、油气井的基本知识自然界中,某些矿藏深埋在地下,要想把它们开采出来,需要在地面和目的层之间建立一条通道,这条通道称为井。

井的最古老的说法如水井就是水层到地面的取水通道。

一般矿山把煤层、矿层到地面的运煤、运矿石的垂直通道叫竖井或斜井。

油气工业把油气层至地面的采油气通道称为油气井。

典型的石油钻井如图1-1所示。

1.油气井的定义在油气勘探和开发过程中,凡是为从地下获得石油或天然气而钻的井,统称为油气井。

2.油气井的作用构建油气通道,开采地下的石油和天然气资源;获得油气勘探开发所需要的地质资料,发现和评价油气层;通过某些井往地层注水或注气等实施增产措施。

3.油气井的分类油气井依据不同的划分标准,分类有所不同。

一般井的类型通常依据井的作用、井的深度和井身结构等要素进行划分。

⑴依据钻井目的不同,可划分为探井和开发井在探井中又分为探井、预探井和详探井等。

在开发井中可分采油采气井、注水注气井、调整井、加密井和资料井等。

探井又称参数井,主要是了解地层的时代、岩性、厚度组合和区域地质构造以及地质剖面。

预探井是在确定了有利找油范围后,以发现和寻找油气藏为目的所钻的井。

详探井是在已发现油气的圈闭上进一步探明含油气边界和储量,以及了解油气层结构为目的所钻的井。

⑵依据井的作用不同,可划分为采油井、采气井、注入井、观察试验井等采油井(一般简称油井)是为开采地下油气层中的油而钻的井,主要用于采油。

因采油方式不同,又可分为自喷井和抽油井。

采气井(一般简称气井)是专为开采地下天然气而钻的井。

为保持油藏能量并利用注入物质来驱替地层油气以提高产量和采收率,采用人工方式注入水、气等流体而钻的井统称注入井。

因注入介质不同,又可分注水井、注蒸气井、注聚合物井、注气井等。

用来向地层注水的井称为注水井,用来向地层注气的井被为注气井。

观察井和试验井是在油气田开发过程中,为了解油层动态,油、气、水运动规律和变化情况而钻的井,这类井通常既是观察井、试验井又是生产井。

⑶依据钻井深度不同一般可划分为浅井、中深井、深井和超深井四类我国目前通用的按钻井完钻井深度划分井别的原则是:钻井完钻井深小于2000米的为浅井。

钻井完钻井深大于2000米,小于4500米的为中深井。

钻井完钻井深大于4500米,小于6000米的为深井。

钻井完钻井深超过6000米的为超深井。

⑷依据井型不同,可划分为直井、定向井、丛式井、水平井、分支井、欠平衡压力钻井等(井身剖面如图1-2所示)定向井通常是指按既定的方向偏离井口垂线一定距离钻达目标的井。

丛式井是指在一个井场或一个钻井平台上,按设计钻出两口或两口以上的定向井。

大位移井是指完钻后井底水平位移是垂深两倍以上的定向井。

水平井是指井斜角大于或等于86度,并保持这种角度钻完一定长度水平段的定向井。

分支井是指在一个井口下面钻有两个或两个以上井底的定向井。

欠平衡压力钻井是指钻井过程中井筒的液柱压力低于地层压力,井底处于欠平衡状态下的钻井。

⑸依据钻头驱动方式不同,可划分为转盘钻井、顶部驱动装置钻井、井底动力钻井等转盘驱动钻井是指利用安放在钻台上的转盘和带动钻柱、钻头旋转的钻井方法。

顶部驱动钻井是指利用安装在钻杆上方水龙头部位的动力装置带动钻柱、钻头旋转的钻井方法。

井底动力钻井是指利用井底动力钻具带动钻柱、钻头旋转的钻井方法,通常包括涡轮钻具钻井、螺杆钻具钻井等。

同时由于钻头驱动方式的发展变化又引入了复合钻进、滑动钻进等概念。

二、井身结构油井比水井复杂得多,主要由三部分组成,即井筒、完井结构和井口装置。

井筒由多层同心钢管并经水泥固结后形成。

油井中下入的第一层管子叫导管,其作用是建立最初的钻井液循环通道保护井口附近的地表层;油井中下入的第二层管子叫表层套管,一般为几十至几百米,其作用是封隔上部不稳定的松软地层和浅水层;油井中下入的第三层套管叫技术套管,是钻井中途遇到高压油、气、水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时,为保证钻井能钻到设计深度而下的套管;油井中下入的最内层套管叫油层套管,油层套管的下入深度取决于油层深度和完井结构。

其作用是封隔油、气、水层,建立一条供长期开采油、气的通道。

以上各层套管都要用水泥与地层固结在一起,并与井口装置连接起来,形成永久性通道。

正常采油生产时还要再下入油管,以便携带抽油泵、各种工具进入井内并通过油管将油气导出。

井身结构是指完钻井深和相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径和深度、各层套管外的水泥返高和人工井底等一组参数的组合。

1.井身结构的组成要素及作用一般来说井身结构的主要参数包括:导管、表层套管、技术套管、油层套管及套管外水泥环等,井身结构如图1-3所示。

⑴导管的作用导管的主要作用是引导钻头入井钻进和作为钻井液的循环出口。

通常是在开钻前人工挖成深2m 左右的圆井中,下入壁厚3-5mm 的钢质导管,外面浇注水泥封固制成简易井口。

⑵表层套管的作用表层套管是指下入井内的第一层套管。

其主要目的是用于封隔地表松散不稳定的地层或水层,安装井口防喷装置及其支撑技术套管的重量。

表层套管的下入深度依地区、井控等要求而不同,一般在几十米至几百米之间。

⑶技术套管(或中间套管)的作用技术套管是指下入井内的第二层(或其以后的)套管。

其主要目的是用于封隔表层套管以下至钻开油气层以前,易跨塌的松散地层、水层、漏层,或非钻探目的的中间油气层,以保证钻至目的层。

一般技术套管外面的固井水泥浆要求返至需要封隔的最上部油气层以上l00米左右。

对高压气井,为防止气窜一般固井水泥浆要求返至地面。

对尾管完井的最后一层技术套管则转为生产套管,承担油层套管职能。

⑷油层套管的作用油层套管是指下入井内的最后一层套管,一般有油层套管、尾管及尾管回接三种表现形式。

其主要目的是用来把油气层和其他层隔开,同时建立一条从油气层到地面的油气通道。

其上安装采油、采气树以控制油气。

⑸水泥环的作用固井水泥环主要是用来支撑和保护各层套管,封隔油、气、水,保护生产层。

2.套管的设计要求油井套管通常是用优质钢材制成的无缝管或焊接管,两端均加工有螺纹。

现场使用时,大多数套管是通过套管接箍、工具、附件等连接组成管串后入井。

套管设计主要包含但不限于以下内容:套管柱设计主要内容包括套管层次及各层套管的下入深度的确定;套管柱设计原则以能有效地保护油气层,规避井喷、井漏、井塌、卡钻等事故,具备处理井喷压井的能力,且经济性好、成本低;套管强度要满足套管入井后所承受各种应力的极限强度。

在不同类型的井中或在一口井的不同生产时期,套管柱的受力是不同的,套管柱所受的基本载荷可分为轴向拉力、外挤压力、内压力三种。

在设计套管柱时应保证套管柱“抗拉安全系数大于1.8、抗外挤安全系数大于1.125、抗内压安全系数大于1.25”三个基本要求。

在实际套管设计的时候,除应考虑满足钻井、油气层开发和产层改造的需要。

还应根据套管柱在井下的工况,考虑套管强度与套管柱受力之间的平衡关系,按套管受力最危险情况来进行套管的受力分析、强度校核,确保安全第一。

三、完井方法下入套管、尾管后,仅仅建成了井眼,通道还不完善,还需要完井。

完井是为满足各种不同性质油气层的开采需要,而选择的油、气层与井底的连通方式和井底结构。

依据在井底建立的油气层与油气井井筒之间连通渠道、方式的不同,也就构成了不同的完井方法。

1.常用完井方法目前国内外各油气田常用的完井方法有裸眼完井、射孔完井、衬管完井等,但都有其各自的适用条件和局限性⑴射孔完井射孔完井是国内外使用最为广泛的一种完井方法,是目前油井完井中应用最多的一种方法,用一种特殊的枪对准油、气层,射穿套管和水泥环并进入地层一定的深度,使油气通过射开的孔眼流入井筒,实现油层与井筒连通。

在直井、定向井、水平井中都可采用。

射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。

套管射孔完井是指用同一尺寸的钻头钻穿油层直至设计井深,然后下油层套管至油层底部并注水泥固井完钻后。

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