油田开发过程中,油井一般都会经历自喷采油阶段。
是利用地层自身的能量将原油举升到井口,再经地面管线流到计量站。自喷采油设备简单、管理方便、产量高、不需要人工补充能量,可以节省大量的动力设备和维修管理费用,是最简单、经济、高效的采油方法。
为了使油井以合理的产量稳定生产,延长油井的自喷期,油井生产系统的各个流动过程要互相衔接、协调工作。油井的生产一般包含三个流动过程:原油从油层到井底的渗流;沿井筒从井底到井口的垂直或倾斜管流;从井口到分离器的地面水平或倾斜管流。
大多数自喷井,原油还要通过井口油嘴的节流。所以,自喷井一般包括这四个流动过程。
本节讨论油井流入动态、气液混合物在垂直井筒及油嘴中的流动规律;介绍自喷井的井场设备;简述自喷井系统的协调原理和节点分析方法。 一、油井流入动态原油通过多孔介质从油层到井底的渗流是油井生产系统的第一个流动过程。
油井产量与井底流动压力的关系称为油井流入动态,相应曲线即为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve),简称IPR曲线。就单井而言,IPR曲线反映了油藏的供油能力和工作特性,是确定油井工作方式的依据,也是分析油井动态的基础。
典型的流入动态曲线如图6-1所示。由图6-1可以看出:IPR曲线的形状与油藏的驱动类型有关。
图 6-1 典型的油井IPR曲线 1.采油指数井底流动压力高于原油泡点压力时,油藏中流体的流动为单相渗流,油层流体的物性基本上不随压力变化,利用第四章的定压边界平面径向流产量公式稍加改变可得: 式中 PI——采油指数,m3/(Pa·s);Q——油井产量(地面),m3/s; ——地层平均压力,Pa;pwf——井底流动压力,Pa;Ko——油层的有效渗透率,m2;h——油层的有效厚度,m;μo——地层油的粘度,Pa·s;re——油井供油半径,m;rw——井底半径,m;S——表皮因子,与油井的完善程度有关。 r。
有了采油指数,就可以应用(6-1)式预测不同流压下的产量,研究油层参数。采油工程的一项重要任务就是在经济可行的条件下,尽力提高采油指数。
酸化可以解除井底附近的表皮伤害;水力压裂能够获得负表皮系数。对于稠油油藏,注蒸汽降低原油粘度也能提高采油指数。
当油井含水时,单位生产压差下的产液量即为采液指数。比采油指数是指单位油层厚度上的采油指数,即每米采油指数,它能更科学地描述油层的生产能力。
2.油气两相渗流的流入动态单相渗流时,IPR曲线为直线。当地层压力低于饱和压力时,气、液两相共存于油藏中,油藏的驱动方式为溶解气驱,需根据油气两相渗流的基本规律来研究油井的流入动态。
由于原油粘度μo、体积系数Bo及有效渗透率Ko与压力、生产气油比等很多因素有关,定量关系十分复杂。在油井动态分析和预测中,一般采用简便实用的近似方法来绘制溶解气驱油藏的IPR曲线。
1)无因次IPR曲线 r,横坐标为相应流压下的产量与最大产量之比qo/qomax时,得到了一簇曲率不同、形状类似的无因次IPR曲线。图6-2所示为所得曲线簇的“平均”曲线,代表接近完善井的情况。
用公式描述该曲线就得到Vogel方程: 图6-2 溶解气驱油藏无因次IPR曲线 式中 qo——油井产量,m3/s;qomax——井底油压降至大气压时油井最大产量,m3/s。 此方程不涉及油藏及流体的物性参数。
已知目前平均地层压力和一个稳定的测试点,或由两个稳定的测试点,便可绘出油井的IPR曲线,预测不同流压下的油井产量,十分简便。 2)非完善井的Vogel方程为防止底水锥进,未钻穿整个油层的井属于打开程度不完善。
射孔完井为打开性质不完善。在钻井或修井过程中,油层受到污染或进行过酸化、压裂等措施的油井,井壁附近的渗透率会发生变化,改变油井的完善性,从而增加或降低井底附近消耗的压降,影响油井的流入动态。
油井完善程度可用流动效率FE(Flowing Efficiency)来表示。流动效率定义为同一产量下理想完善井的生产压差与实际生产压差之比,即: ——理想完善井的井底流压;pwf——实际非完善井的井底流压。
对于拟稳态流动,流动效率与表皮系数的关系可近似表示为: 代替pwf,就可以对0.5≤FE≤1.5范围内的非完善井进行预测。 二、垂直管流气、液两相管流是指游离气体和液体在管中同时流动。
地层流体通过井中的油管、地面油嘴和出油管线的流动是油井生产系统中基本的流动过程。在整个油井生产系统中,大部分能量消耗在克服重力和摩阻上。
大多数油井为油、气、水多相流动,研究其流动规律对于正确分析油井生产动态、合理设计举升工艺具有重要意义。研究的核心问题是压力损失及其影响因素。
一般把油、水两种流体视为液相,着重考虑气、液两相间的作用。 1.气、液两相管流特性参数气、液两相流持液率HL(Holdup Liquid)是描述两相流特性的重要参数,表示单位管段容积中液相所占的份额,即过流段面上液相面积AL与总过流面积A之比。
持气率HG(Holdup Gas)则是气相所占面积AG与总过流面积A之比。由于管段内完全充满气体和液体,所以:HG+HL=1HL=0表示单相气流;HL=1表示单相液流;而0<HL<1则为气液两相流动。
采油方法有:自喷采油、气举采油、有杆泵采油、无杆泵采油这四种。
1、自喷采油:自喷采油就是原油从井底举升到井口,从井口流到集油站,全部都是依靠油层自身的能量来完成的。自喷采油的能量来源主要包括两个方面,是井底油流所具有的压力,这个井底压力来源于油层压力;是随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。
就是这些能量把原油从井底连续不断地举升到地面。2、气举采油:气举采油就是当油井停喷以后,为了使油井能够继续出油,利用高压压缩机,从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举升方式。
气举采油是基于U形管的原理,从油管与套管的环形空间,通过装在油管上的气举阀,将高压气体连续不断地注入油管内,使油管内的液体与注入的高压气体混合,降低液柱的密度,减少液柱对井底的回压,从而使油层与井底之间形成足够的生产压差,油层内的原油不断地流入井底,并被举升到地面。3、有杆泵采油是当前国内外最广泛应用的采油方法,国内有杆泵采油约占人工举升采油总井数的90%左右,它设备简单,投资少,管理方便,适应性强,从200~300米的浅井到3000米的深井,产油量从日产几吨到日产100~200吨都可以应用。
在设备制造方面,从地面抽油机、井下抽油杆到抽油泵,国内产品早已系列化、成套化,能够满足油田生产需要。抽油泵的不足之处是排量不够大,对于日产量达到200吨以上的油井,不能满足要求。
4、无游梁式抽油机:无游梁式抽油机的种类较多,主要为了减轻抽油机重量,扩大设备的使用范围以及改善其技术经济指标,特点多为长冲程低冲次,适合于深井和稠油井采油。无游梁式抽油机又分为机械式无游梁抽油机和液压式无游梁抽油机。
5、无杆泵采油:无杆泵采油主要包括潜油电动离心泵采油和水力活塞泵采油。潜油电动离心泵是由地面电源、通过变压器、控制屏和电缆,将电能输送给井下潜油电机,使潜油电机带动多级离心泵旋转,把原油举升到地面上来。
自喷采油就是原油从井底举升到井口,从井口流到集油站,全部依靠油层自身的能量来完成的。自喷采油的能量来源一种是来源于油层压力的井底油流所具有的压力;另一种是随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。油井自喷生产,一般要经过四种流动过程:
(1)原油从油层流到井底的流动——油层渗流;
(2)从井底沿井筒上升到井口的流动——井筒流动;
(3)原油到井口之后通过油嘴的流动——油嘴节流;
(4)沿地面管线流到分离器、计量站——地面管线流动;自喷采油的基本设备包括井口设备及地面流程主要设备,自喷井结构示意图如图6-16所示。
图6-16 自喷井结构示意图
简单的工艺过程
石油开采方式有自喷采油和机械采油,自喷采油是由于地下含油层压力较高,凭其自身压力就可以使原油从井口喷出的采油方式。机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出,目前我国石油开采以机械采油为主。不同的地质情况不同的油品性质采用不同的机械开采方式。对粘度小于50毫帕斯卡.秒,密度小于0.934的原油(称为稀油),一般用常规开采。对粘度大于50毫帕斯卡.秒,密度大于0.934的原油(称为稠油),一般用热力采油,即采用热蒸汽吞吐、掺稀油及伴热的采油方式。以辽河油田为例,气候寒冷是北方冬季的特征。油质除一部分稀油外,大部分油质为稠油和特稠油,由于原油重质成份多,粘度大,相对密度大,在油藏条件下原油几乎不能流动,无法用常规的方法开采,给生产和环境带来了一系列的问题。我们油田采用热力采油、稀释、乳化降粘方式开采。
稀释开采:即将一定量粘度小的稀油加入稠油中,降低粘度。
热力采油:即蒸汽吞吐、蒸气驱,就是对油层注入高温高压蒸气,加热油层里的原油,使原油的升高,粘度降低,增加原油的流动性,推动油层里的原油流向生产井。另外注入蒸气对油层加热后,蒸气变成热水流动,置换油层里原油滞流空隙。原油受注入蒸汽加热,其中轻质成分将气化,烃体积膨胀也会将原油推流到生产井。
乳化降粘:即将含有表面活性剂的水溶液混入稠油中,并在油管和抽油管表面上形成亲水的润湿表面。 大大降低油流时的阻力,使油能够正常开采出来。
朋友我来回答你的问题
你提的问题范围比较大 你说的井下作业具体是一线钻探的还是油气田增产 我就不是很清楚了 反正我也都大概说一下吧
1.钻探的井下作业就是对目的层的油气进行测试 工作流程就不好说了 工艺有很多种 具体一一指出来也太多 工作环境嘛 住的是活动扳房 一线嘛 野外作业嘛 辛苦是有一点了
2.还有就是井下作业公司的井下作业了 井下作业公司是专门为油气田增产的技术服务公司 包括压裂酸化(压裂酸化分2种 加砂压裂和酸化压裂) 固井作业
连续油管作业 井下作业公司的工作环境也是野外作业 相比上面的钻探井下作业
要好一些 基本上就是出差 接到任务了就到现场
兄弟就这么多了 写了这么多 分给我吧 没有功劳也有苦劳 没有苦劳也有疲劳嘛 谢谢.
石油钻井的一般流程:
在油气田开发方案确定之后,进入开发流程,这其中包括钻井和生产两个主要环节。钻井环节涉及的设备有钻机设备系统(其中又包括八大系统)、测录井设备,生产环节涉及的设备有采油设备、测录井设备。
钻井前,首先要在地面确定钻井的位置(即钻井井位),然后在井位处打好安装钻机的基础并安装井架和钻机。钻井作业时,依靠钻机的动力带动钻杆和钻头旋转,钻头逐次向下破碎遇到的岩层,并形成一个井筒(也称井眼)。钻井井眼尺寸的大小是由钻头大小来决定的。
钻头在破碎岩层的同时,通过空心的钻杆向地下注入钻井液(俗称钻井泥浆),将钻头在破碎地层而产生的大量岩屑由循环的钻井液带到地面。地面的固控装置将钻井液中的岩屑清除后,通过钻井泵再次将钻井液打入井内。
钻井液是经过钻杆内孔到达钻头水眼处,再从井壁与钻柱的环形空间返回流至地面的。钻进的过程即钻头破碎岩石及钻井液通过循环不断携带出钻屑并形成井筒的过程。钻达设计深度后,要在井筒内下入专用仪器进行测井作业,目的是确定井下地层岩性和各个油、气、水层的位置,然后再下入小于钻井井眼的无缝钢管(又称套管),并在套管与井壁的环形空间内注入水泥浆将套管固定在井壁上。
最后一道工序是对油层位置的套管进行射孔,人为地形成一个井下油气流入套管内的孔道。油气的地层压力高时可自行流出地面,这种井称为自喷油气井。油气压力较低时需借助外力从井下抽吸,这种井称为非自喷井。在钻井的过程中,可以采用电缆测井或随钻测井的方式进行测井活动。
要完成上述这一系列石油钻井工作流程,需要钻机设备系统中的八大子系统协调运作。它们分别是:起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统。
目前,世界上广泛采用钻井方法来取得地下的石油和天然气。
随着石油工业的不断发展,钻井深度不断增加,油气井的建设速度也随之加快,促使钻井方法、技术和工艺得到很大改进。从已钻成的千百万口油气井的资科中可以看到变化过程:顿钻逐渐被旋转钻代替,井身结构从复杂到简单,井眼直径日趋缩小等等。
一、钻井工艺发展概况和趋势石油钻井是油田勘探和开发的重要手段。一个国家石油工业的发展速度,常与它的钻井工作量及科学技术水平紧密相关。
近20年来,世界石油产量和储量剧增,钻井工作量相应地大幅度增加,钻井科学技术水平也得到了飞速发展。在此期间钻井技术发展的特点是从经验钻井进展到科学化钻井。
钻井深度、斜度、区域和地区也有长足的发展。从钻浅井、中深井发展到钻深井和超深井;从钻直井和一般斜井发展到钻大斜度井和丛式井;从陆上钻井发展到近海和深海钻井;从地面条件好的地区钻井发展到条件恶劣的地区(如沙漠、沼泽和寒冷地区)钻井。
在钻井技术发展的同时,设备、工具和测量仪表也得到了相应的发展。美国钻井工作者曾将旋转钻井技术的发展进程分为四个时期:(1)概念时期(1900—1920年)。
这个时期开始把钻井和洗井两个过程结合在一起,开始使用牙轮钻头并用水泥封固套管。(2)发展时期(1920—1948年)。
这个时期牙轮钻头有所改进,提高了进尺和使用寿命。固井工艺和钻井液有了进一步的发展,同时出现了大功率的钻机。
(3)科学化钻井时期(1948—1968年)。这个时期大力开展钻井科学研究工作,钻井技术飞速发展。
该时期的主要技术成就有:发展和推广了喷射钻井技术;发展了镶齿、滑动、密封轴承钻头;应用低固相、无固相不分散体系钻井液;发展了地层压力检测技术、井控技术和固控技术,提出了平衡钻井的理论及方法。(4)自动化钻井时期(1968年至今)。
这个时期发展了自动化钻机和井口自动化工具。钻井参数自动测量和计算机在钻井工程中得到广泛应用,最优化钻井和全盘计划钻井也初具规模。
目前,钻井人员一般把钻井技术发展的前两个时期称为经验钻井阶段,把后两个时期称为科学化钻井阶段。时期的划分直观地描述了钻井技术发展的过程,揭示了其发展规律。
任何一门科学和技术都有其自身的发展规律和要达到的主要目标。钻井工作是为油田勘探和开发服务的重要手段。
钻井技术的发展首先要保证钻井质量,即所钻油气井要满足油气田勘探和开发的要求,要在此基础上来提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井成本。近20年来的实践证明,现代钻井工艺技术将围绕以下三个方面发展:(1)提高钻井速度,降低生产成本;(2)保护生产层,减少油气层的污染和损害;(3)改善固井、完井技术,适应采油要求,延长油气井寿命。
新中国成立以来,我国钻井技术发展较快。特别是1978年推广喷射钻井、低固相优质钻井液、四合一牙轮钻头等新技术后,我国的钻井技术水平又有显著提高,进入了科学化的钻井阶段,但与国外先进水平相比,还存在一定的差距。
为了使我国的钻井水平能满足勘探开发的需要,努力赶上世界先进水平,必须要向钻井技术进步要速度、要质量、要经济效益,为加速勘探开发步伐、不断增加油气产量作出贡献。二、冲击钻井方法冲击钻井是一种古老的钻井方法,也是旋转钻井方法出现以前唯一的钻油气井的方法。
它是将破碎岩石的工具(钢质尖头钻头)提至一定高度,借钻头本身的重力冲向井底,击碎岩石。然后捞取被击碎的岩屑,以便继续钻进。
因此,冲击钻井方法又被称为顿钻。由于冲击钻井时,破碎岩屑与清除岩屑必须间断地进行,因此钻井速度很慢,不能满足石油生产发展的需要。
冲击钻井现在已基本上被旋转钻井所代替,仅在一些埋藏浅、压力低的油田还能见到。三、旋转钻井方法提高钻速的根本途径是改变钻井方法,这正是旋转钻井法产生的原因。
旋转钻井法的实质是:钻头在压力作用下吃入岩石,同时在转动力矩的作用下连续不断地破碎岩石;被破碎的岩屑由地面输入的钻井液(泥浆、水、空气等)及时带走,钻井液可以连续不断地清除岩屑。这样,一只钻头可以在井底连续钻进十几米、几十米甚至数百米后才起至地面进行更换。
由于使用了钻井液,可长时间稳定井眼、控制复杂地层。旋转钻井的钻井速度高,能适应多种复杂情况,目前世界上大多使用这种方法钻油气井。
旋转钻井通常也称为转盘钻。利用钻杆和钻铤(厚壁钢管)的重力对钻头加压,钻压要使钻头能够吃入岩石。
破碎岩石所需的能量是从地面通过沉重的钢性钻柱传给钻头的。起、下钻的过程比较繁琐,必须将钻柱拆卸成许多立柱,才能起出钻头;而下钻时又必须逐根接上。
为了连续洗井,钻井液从转动的空心钻柱里流向井底,再带着岩屑从钻柱外部与井壁形成的环形空间返回地面。钻头钻进、清洗井底以及起、下钻所需的动力全部由安装在地面上的相应设备提供,这些机器设备总称为钻机。
现代旋转钻井的工艺过程表现为四个环节,即钻进、获取地质资料、完井和安装。钻进环节由一系列按严格的顺序重复的工序组成:把钻柱下入井里;旋转和送进钻头使其在井底破碎。
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