石油工程概论考试复习知识点

石油被誉为工业的“血液”、机器的“粮食”。

石油和天然气是优质的能源、润滑油料及化工原料，也是重要的战略物资。

有“国民经济的血液”之称。

欧佩克成员国的石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列世界石油储量之首。

天然气估算探明储量为173.08万亿立方米,欧佩克成员国的天然气储量约占世界总储量的52％。

俄罗斯位列世界天然气储量之首。

俄罗斯、伊朗和卡塔尔是世界三大资源国，证实储量分别占世界总量的27.2％、15.8％和14.7％。

(我国石油储量)33亿吨，占世界的2.3%，排名第11位；世界人均石油23吨，我们只有2.5吨，占世界人均的11%；(我国天然气储量)3.5万亿立方米，占世界的2.5%，排名第20位；世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占世界人均的4.6%。

油区：20多个{陆上（如大庆、胜利、辽河、新疆、华北大港、吉林四川、青海、塔里木、克拉玛依、长庆、玉门、中原等）海上（如渤海、东海、南海东部、南海西部等）}“加大石油天然气资源勘探力度。

加强油气资源调查评价，扩大勘探范围，重点开拓海域、主要油气盆地和陆地油气新区，“加快深海海域和塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、柴达木、四川盆地等地区的油气资源开发。

“实施…走出去‟的跨国经营战略……”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。

石油的元素组成由碳、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组分组成：i 油质ii 胶质iii 沥青质iv 碳质石油的物理性质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。

）2密度3粘度（地下采出的石油在提炼前称原油。

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。

）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）天然气的化学组成：甲烷(CH4)、乙烷（C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)天然气无色，有汽油味，可燃。

天然气物理性质指其密度、粘度和溶解性。

地球构造：地壳、地幔、地核。

地壳由岩石组成，岩石依成因的不同可分为火成岩、变质岩和沉积岩三大类。

石油和天然气生成在沉积岩中，绝大多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。

沉积岩种类及特点：砂岩(碎屑岩)砂岩可作为油气储集层、泥岩（粘土岩）是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量的60—70%，是重要的生油岩和油气藏的盖层、石灰岩（碳酸岩盐）是重要的生油岩和储集岩地质构造：1背斜构造（是指岩层向上弯曲的褶曲，其核部地层比外圈地层老）2向斜构造（是指岩层向下弯曲的褶曲，其核部地层比外圈地层新）3单斜构造4断层油气藏：生油层中分散存在的石油或天然气，当遇有适宜的圈闭地质构造时，便发生运移和聚集，形成油气藏。

油气藏是同一圈闭内具有同一压力系统的油气聚集。

种类：2地层油气藏（由地层超覆储油构造及地层遮挡储油构造等所圈闭的油气聚集）1构造油气藏（由背斜储油构造，以及断层遮挡储油构造等所圈闭的油气聚集）3)岩性油气藏聚集油、气的构造称为储油构造。

油气田是指单一局部构造、同一面积内油藏、气藏、油气藏的总和。

若该局部构造范围内只有油藏称油田；若只有气藏称气田；在漫长的地质历史时期内，不断下沉接受沉积的地区称为沉积盆地。

具有油气生成和聚集条件，并发现具有工业油气藏的沉积盆地称为油气盆地。

我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地；天然气资源集中分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地油气勘探方法和技术，即地面地质法、地球物理法{地球物理勘探（重力勘探、磁力勘探、电法勘探和地震勘探）和地球物理测井（视电阻率测井、微电极测井、自然电位测井、感应测井、声波时差测井、放射性测井）}、遥感技术（间接找油法和直接找油法）和钻探法。

寻找油气田任务：两个大阶段，四个小阶段1.区域勘探（分为普查和详查阶段）2.工业勘探（主要任务是发现油气田、查明油气田。

分为构造预探和油气田详探两个阶段）钻井石油钻井：利用机械设备破碎岩石，建立地下油气输出通道。

钻井目的：获取地下油气水资源或地质资料。

钻井方法：顿钻钻井（最早方法）、旋转钻井、新方法（熔化及气化法、热胀裂法、化学反应法、机械诱导应力法）旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。

特点是：1）破岩与清岩相接进行。

2）旋转动力大，转速高，破碎效率高。

3）设备复杂，起下钻繁琐。

钻井分类按钻井深度分为:浅井钻机、中深井钻机、深井钻机、超深井钻机。

按驱动设备分为:机械驱动钻机（MD）、电驱动钻机（ED）。

按使用地区和用途分为:海洋钻机、浅海钻机、陆地钻机、从式井钻机、连续油管钻机等…钻井设备简介陆上钻机、连续柔管钻机、海洋钻井平台旋转钻井钻机组成1动力系统（柴油机、发电机、传动机构）动力装置提供动力，传动装置将动力输送给提升系统、旋转系统、循环系统使用，完成钻井工作。

2旋转系统（水龙头、转盘、转盘方补心、方补心、方钻杆、钻柱、钻头）由钻盘提供转矩，带动钻具转动，完成钻进工作。

、提升系统（井架、绞车、钢丝绳、天车、游动滑车、大钩）在井架的支撑下，由绞车控制复滑轮系统的升降，完成钻井需要的各种提升工作。

3循环系统（泥浆泵、立管、水龙头、方钻杆、钻柱、钻头、环空、出口管线、震动筛、除气器、除砂器、除泥器、泥浆罐）钻井时，泥浆泵将泥浆池中的泥浆泵入水龙带和钻柱，从钻头的喷嘴喷出，然后携带着井底钻下的岩屑，从钻柱和井眼之间的环形空间上返，再经防喷器通道到达泥浆返回管线，最后由振动筛等除去岩屑，然后，回到泥浆池循环利用。

4井控系统（球型防喷器、旋转防喷器、闸板防喷器、方钻杆旋塞、压井管汇）5控制系统（机械控制、电控、气控、液控和混合电液控）钻井工艺过程1钻前工程（定井位、道路勘测、基础施工）2设备安装（设备拆卸、竖井架、安装设备、设备校正、试运行）3开钻4正常钻进5固井（工艺过程：井眼准备；下套管；注水泥、侯凝）6完井（钻开产层；确定完井方式；安装井底、井口装置；试油）固井的目的：巩固井壁，隔离复杂地层；安装井口装置；封隔油、气、水层，防止互窜。

钻井液（钻井的血液）的功能：软化地层、帮助破岩；悬浮和携带岩屑；清洗井底、提高破岩效率；平衡地层压力、防止井喷；保护井壁、预防垮塌；传递动力到井底；冷却和清洗钻头；传递井下信息；钻井液的性能：密度；流变性（粘度、切力）；失水造壁性（失水、泥饼）；润滑性、散热性、抑制性。

钻井液类型：液体（水基、油基钻井液）、气体（空气、天然气、氮气）、气-液混合物（泡沫、充气钻井液）。

常用钻井液：淡水钻井液、盐水钻井液、钙处理钻井液、低固相钻井液、聚合物钻井液、混油钻井液。

钻井液的主要成分：连续介质（水；油；气）；分散相（粘土；水；气）；处理剂（密度；流变性；失水造壁性；PH值；润滑性；抑制剂）钻井工艺技术1常规钻井（喷射钻井工艺：将钻井液泵能发出的功率尽可能多的传递至钻头，并转换为射流水力能，以帮助破岩与清洗井底。

钻具：钻头、接头、钻铤、钻杆、扶正器）2取心钻井（目的：获取地下岩样，以供分析岩石特性，为钻、采工艺提供依据。

工具：取心钻头、岩心抓、岩心筒）3斜井、定向井（用于海上钻采；地面条件受到限制的情况下：油田在城市建筑、文化古迹、湖泊、沼泽等难以建立井场的位置下方；油藏（层）地质条件不适宜钻直井；原井报废的情况下：钻“侧钻井”、“救援井”等。

定向钻井是根据地面、地下条件及特殊的目的，经专门的设计和施工，使井眼轨迹按预定方向(并非垂直)钻达目的层位，解决常规直井不能解决的问题的一类特殊钻井）、水平井（大曲率、中曲率、小曲率半径水平井）4欠平衡钻井（制氮设备、旋转防喷器、气液分离设备、放喷节流管汇）造斜方法1井底动力钻具（井下马达）造斜法（涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具）2转盘钻具造斜（钻具组合配扶正器）包括变向器、射流钻头、扶正器组合。

造斜工具：变向器、弯接头、弯钻铤、井下动力钻具。

钻井事故：井喷、井塌、井漏、卡钻、解卡技术：浴井解卡（泡油、泡水、解卡剂浸泡）；使用震击器；套铣倒扣。

堵漏技术：起钻静置；水泥堵漏；桥塞剂堵漏；化学凝胶堵漏；特殊堵漏技术（尼龙袋、金属异型管）井下钻柱部件：钻铤、接头、稳定器、钻头、钻杆、方钻杆。

常用钻头：刮刀钻头、取心钻头、牙轮钻头、PDC钻头井喷预兆：钻井速度加快（有放空现象）；钻井液循环池液面上升；钻井液性能改变；环空钻井液返速增加、有井涌现象。

井喷控制：溢流及时关井、据关井井口压力计算井底压力、算压井钻井液密度、环钻井液排出溢流，恢复井底压力井塌现象：返出岩屑多而杂，且棱角园滑；泥浆密度、粘切升高，泵压不稳或蹩泵；钻进蹩跳严重、接单根下不到底、起钻有阻卡；下钻遇阻频繁、下钻下不到底、划眼困难、甚至越划越浅。

井塌的原因：钻井液液柱压力过低；泥页岩地层水化膨胀或分散；钻具刺漏；起下钻抽吸压力大，或发生井喷。

井塌的防治：测定地层压力剖面；合理的井身结构；适当的钻井液密度；采用防塌钻井液。

井漏的类型：渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失。

井漏原因：地质因素、人为原因（如泥浆比重大、下钻速度快、开泵过猛）井漏现象：泥浆池液面降低，井口返出泥浆量明显减少卡钻的原因与类型：泥饼粘附卡钻（压差卡钻）；井塌卡钻；沉砂卡钻；缩颈卡钻；键槽卡钻。

固井和完井井身结构的内容包括：导管、表层套管、中间套管、油层套管、固井是用无缝钢管和水泥封固井壁的过程。

其作用有：封固地表疏松地层；封堵易塌易漏等复杂地层；封隔不同压力的地层；封隔油、气、水层；安放井口装置。

套管串组成：引鞋、旋流短节、回压凡尔、套管、生铁圈、套管、扶正器、升高短节单级注水泥：循环、注隔离液、注水泥、顶胶塞、替泥浆、碰压、关井侯凝；双级注水泥：注水泥、顶下胶塞、替泥浆、顶中胶塞、替泥浆、打开循环孔、注水泥、顶上胶塞、替泥浆、碰压（关循环孔）、侯凝。

注水泥设备：水泥头、胶塞、管汇、灰罐、混浆漏斗、水泥车、混合池对固井质量的要求：套管有足够的强度（能承受井下各种外力作用，抗腐蚀、不断、不裂、不变形）2水泥环有可靠的密封（环空封固段不窜、不漏、胶结良好，能经受高压挤注的考验）完井工艺过程：钻开产层、安装井底（完井方式）、井口装置、射孔、酸化（可选项）、诱导油气流、试油。