修井基礎(chǔ)知識.ppt1.ppt

石油 天然氣基礎(chǔ)石油 石油是以液態(tài)碳氫化合物為主的復雜混合物 是有機可燃液體 它包括天然氣和原油 有時也把原油稱為石油 從物理狀態(tài)上分為氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài) 氣態(tài)的以天然氣為代表 液態(tài)的以石油為代表 固態(tài)有地瀝青 地蠟和各種煤 油頁巖勢石油地質(zhì)學研究的對象僅限于天然氣 石油及其固態(tài)衍生物 密度 0 75 1 0之間 表 1原油分類標準 石油主要由碳氫以及少量的氧 硫和氮等元素組成 其中碳占80 一88 氫占10 一14 氧 硫 氮等其它元素 油質(zhì) 油質(zhì)為石油的主要組成部分 幾乎全部為碳氫化合物組成的深色粘性液體 有時呈固體結(jié)晶 它溶于石油醚而不被硅膠吸附 膠質(zhì) 它一般為粘性或玻璃狀的半固體物質(zhì) 主要成分仍以碳氫化合物為主 膠質(zhì)易溶于石油醚 潤滑油 苯 三氯甲烷 乙醚等有機溶劑內(nèi) 并可被硅膠吸附 瀝青質(zhì) 它為暗褐色或黑色固體物質(zhì) 溶于氯仿但不溶于石油醚 天然氣 天然氣的主要成分是那些小分子量的碳氫化合物 如甲烷 乙烷 丙烷 丁烷等 另外還有少量的氫 氮和二氧化碳等 密度 0 6 1 0間特點 1 無色2 有特殊氣味3 易燃易爆 地質(zhì)基礎(chǔ) 1 地層巖石的分類 變質(zhì)巖巖漿巖沉積巖2 儲油巖層碎屑巖 主要的儲油氣層粘土巖 良好的生油層和蓋層碳酸鹽巖 富集儲層 石油的生成 有機生成 豐富的有機質(zhì)的堆積和保存是油氣生成的前提 首先要有生物的大量繁殖 其次這些大量繁殖的生物不被破壞 在氧氣充足的情況下 即使生物大量繁殖 但在其死亡之后 由于氧化破壞r也難以使其作為有機質(zhì)大量堆積起來 只有在還原條件下 有機質(zhì)才得以保存并向油氣轉(zhuǎn)化 生成條件 溫度 壓力 油 氣 水分布剖面示意圖油藏中的 第1區(qū)為氣頂區(qū) 含氣飽和度為80 含油飽和度20 第2區(qū)為油氣過度帶 含氣飽和度為80 隨高度下降迅速下降 由80 變?yōu)? 第3區(qū)為含油帶 含水飽和度20 含氣飽和度為80 第4區(qū)為油水過度帶 含油飽和度隨高度下降而下降 含油飽和度由80 0 第5區(qū)為純水區(qū) 含水飽和度為100 油氣井 第一節(jié)井1 概念 在地面和地層間建立的油氣通道 2 井身結(jié)構(gòu) 是指由直徑 深度和作用各不相同 且均注水泥封固環(huán)形空間而形成軸心線重合的一組套管與水泥環(huán)的組合 3 組成 導管表層套管技術(shù)套管油層套管 概念 人工井底 鉆井或試油時 在套管內(nèi)留下的水泥塞面 完鉆井深 從轉(zhuǎn)盤上平面到鉆井完成時鉆頭所鉆進地最后位置 水泥返高 是指固井時 水泥漿沿套管與井壁間的環(huán)形空間上返面到與轉(zhuǎn)盤上平面間的距離 油補距 鉆井轉(zhuǎn)盤上平面到套管四通上法蘭平面間的距離 井身結(jié)構(gòu)圖 表層套管 技術(shù)套管 完鉆井深 水泥返深 人工井底 油層套管 一 工程測井所要解決的問題 1 完井固井質(zhì)量的檢測 如水泥膠結(jié)程度 水泥返高 2 油水井異常生產(chǎn)狀態(tài)的檢測 如管外串槽等3 出砂位置 砂堵效果及酸化壓裂效果檢測 4 套管技術(shù)狀況的檢測 如封隔器位置 射孔位置及質(zhì)量 套管變形 腐蝕 破裂等 工程測井 二 工程測井方法 水泥膠結(jié)測井 井溫測井 微井徑測井 磁測井 超聲波井下電視測井等 水泥膠結(jié)測井的目的是檢查完井固井后水泥環(huán)與套管膠結(jié)的情況 采用聲幅測井方法記錄從發(fā)射器發(fā)射的聲波信號的首波的幅度變化 當水泥與套管膠結(jié)良好時 由于聲耦合良好 聲能大部分可以傳到地層中去 所以接收到的首波幅度較低 反之 當水泥與套管之間有縫隙或水泥環(huán)有孔洞時 聲耦合不好 致使大部分聲能反射到接收器 首波幅度較高 當套管外無水泥環(huán)時 即為自由套管 首波幅度最大 微井徑測井是測量油 水井內(nèi)套管內(nèi)徑變化情況及接箍位置的一種測井方法 它可以檢查射孔質(zhì)量 套管變形 斷裂 損壞等工程問題 超聲波井下電視測井是利用超聲波的傳播特性和井壁對超聲波的反射特性來研究井深剖面的一種測井方法 在套管井中可以拍攝套管內(nèi)壁照片 了解射孔 井下作業(yè)及井液腐蝕所造成的套管損壞情況 一 深井泵結(jié)構(gòu)及工作原理 抽油泵 圖2 24 工作原理 當活塞上行時 游動凡爾在油管內(nèi)的液柱壓力下關(guān)閉 當活塞上行至上死點后 活塞上面的液體排除 泵筒內(nèi)壓力降低 在壓差作用下 井內(nèi)液體將固定凡爾頂開而進入泵內(nèi) 完成吸液過程 當活塞下行時 由于泵筒內(nèi)液體受到壓縮使壓力增高 將固定凡爾關(guān)閉 同時 泵內(nèi)液體頂開活塞上的游動凡爾進入油管完成排液過程 結(jié)構(gòu) 抽油泵由上接頭 泵體 下接頭 固定凡爾 游動凡爾 柱塞組成 1 作業(yè)施工時將抽油桿和油管排放整齊 支點得當 以免壓彎抽油桿 2 內(nèi)外清潔 絲扣完好無損 3 運送泵體時 防止砸 撞 顛及劇烈震動 以防泵體損壞及管式泵襯套震亂 4 下井時應詳細檢查各部件規(guī)范尺寸及完好情況 1 油井結(jié)蠟檢泵 2 由于泵的漏失使抽油井產(chǎn)量下降 3 游動凡爾被砂 蠟或其它臟物卡住 泵失靈 4 當油井液面 產(chǎn)量突然發(fā)生變化時 為查明原因需要進行探砂面與沖砂工作 5 改換泵的參數(shù)或提高泵的效率 6 改變泵的工作制度 加深或上提泵掛深度等 7 發(fā)生抽油桿斷脫 抽油泵不能進行工作 抽油井檢泵原因 對管柱的要求 二 修井檢泵 1 地質(zhì)方面 油層疏松引起出砂 流體物理性質(zhì)影響 地層構(gòu)造上急劇變化 2 開發(fā)方面 油井工作制度不合理 油井出水引起出砂 措施不當引起出砂 油井出砂原因 清砂與防砂 1 掩埋油藏 影響產(chǎn)量 2 磨損與破壞井下設(shè)備和工具 3 掩埋或卡住井下鉆具造成井下事故 4 增加修井工作量 5 影響開發(fā)方案的實施 6 地層坍塌減低井的壽命 油井出砂危害 一 水力沖砂A 要求 粘度 密度 性能穩(wěn)定 易返排B 方法 正沖 反沖 正反沖 油管沖砂 沖管沖砂 氣化液沖砂 C 沖砂的水力計算 V砂 V液 V降Q最小 3600FQ最小 3600FV液最小 T H V砂Q最小沖砂要求的最低排量 F沖砂液上返流動截面 V液最小保持砂子上升所需要的最低液流速度 二 機械撈砂低壓油層采取沖砂辦法易造成漏失 一般取出原井內(nèi)管柱 用鋼絲繩下入撈砂筒 將井底積砂撈至地面 防砂方法分類 1 給日常管理帶來很大麻煩 增加了井下事故發(fā)生的可能性 2 油井結(jié)蠟后 使出油通道變小 給油流增大了阻力 降低了油井產(chǎn)能 3 油井結(jié)蠟將堵塞油層孔隙 妨礙油流入井 使油井減產(chǎn) 4 抽油機采油井結(jié)蠟后會使抽油泵失靈 降低抽油效率 5 油井結(jié)蠟嚴重時會給清蠟帶來困難 并易發(fā)生頂鉆 卡鉆及井下落物事故 6 油井結(jié)蠟增加了日常清蠟或作業(yè)清蠟時間 降低油井采油時率 影響產(chǎn)油量和油田開發(fā)速度 7 油井結(jié)蠟給油氣集輸 油田開發(fā)帶來許多困難 增加開發(fā)成本 影響開發(fā)效果 作業(yè)清蠟 一 油井結(jié)蠟的危害及規(guī)律 1 油層 井底和油管下部不易結(jié)蠟2 700米處管壁開始有少量蠟沉淀3 結(jié)蠟區(qū)段和結(jié)蠟點4 井口部分很少結(jié)蠟 結(jié)蠟規(guī)律 1 熱洗清蠟 基本原理 將預先加熱好的熱載體 如液體或氣體 通過泵打入井內(nèi)形成循環(huán) 即可不斷將結(jié)蠟熔化并帶至地面 熱洗方式正循環(huán)熱洗 反循環(huán)熱洗和正反循環(huán)熱洗三種 施工工藝方法和要求 確定熱洗液用量 在施工現(xiàn)場均以計算結(jié)果為基礎(chǔ) 附加施工中的損失和備用量 一般采用井筒容積的4 5倍 確定熱洗液的類型 一般由油井含水狀況確定 當處理低含水油井結(jié)蠟時 用原油做熱洗液載體 熱載體的溫度 一般大于80 效果較好 熱洗清蠟開始時要求卸掉油嘴 抽油機井要開動抽油機 熱洗液循環(huán)一周后應加大泵的排量 并保持出口溫度在40 60 之間循環(huán)4小時 在熱洗過程中隨時觀察有無井噴 井漏現(xiàn)象發(fā)生 熱洗完畢 應盡量排凈井內(nèi)的熱洗液 二 清蠟方法 2 作業(yè)清蠟 應用時機 A采油清蠟處理不了的結(jié)蠟井 B長期停產(chǎn)的油井 清蠟造成卡鉆或井下有落物的井等 清蠟方法 采用不壓井起下作業(yè)的方法 利用動力設(shè)備將井內(nèi)油管起出 然后 利用鍋爐或蒸汽車的高壓蒸汽溶化與刺凈油管內(nèi)外的蠟 逐根刺洗凈后 涂抹絲扣油 再將油管重新下入井內(nèi)投產(chǎn) 優(yōu)缺點 清蠟徹底 干凈 耗費大 可能侵害油層 組配管柱泵掛深度 油補距 油管掛短節(jié) 泵以上油管總長 泄油器長 泵長音標位置 油補距 油管掛短節(jié) 音標上平面以上油管總長尾管深度 油補距 油管掛短節(jié) 泵以上油管總長 泄油器長 泵長 濾砂器長 尾管長抽油桿和油管組裝光桿伸入油管頭法蘭長 驢頭處于下死點時 抽油桿總長 泄油器長 活塞拉桿長 活塞長 防沖距 油管掛短節(jié) 油管總長 泄油器長 泵長 準備工作 立井架 動力設(shè)備就位 換上施工井口 撥開驢頭 起泵 對抽油桿和油管用熱蒸氣清洗干凈 泵活塞 泵筒 固定凡爾送修檢驗 下泵 下入的泵必須符合設(shè)計要求并質(zhì)量合格 再按操作規(guī)程連接好 完井 裝好抽油井口 待試抽正常即可完井投產(chǎn) 施工步驟及要求 油井出水 造成油井出砂 降低自噴能力產(chǎn)液量上升 產(chǎn)油量會大幅度減少使油氣集輸和原油脫水工作復雜化降低油田的采收率地層水的腐蝕性使油井設(shè)備及井身結(jié)構(gòu)破壞 上層水或下層水竄入 夾層水進入 邊水推進底水錐進 注入水進入 原因 結(jié)果 含水猛增 含油下降產(chǎn)油量會大幅度減少 油井出水原因及危害 1 綜合資料對比法 是一種間接方法 即是用油井的地質(zhì)資料和生產(chǎn)過程中地面和地下的測試資料進行分析 對比 確定出水層位 2 水化學分析法 是根據(jù)油井產(chǎn)液中水的化學成份判斷出水層位 3 封隔器找水法 其下井管柱結(jié)構(gòu)和分層管柱相同 將各個油層分開 然后分層求產(chǎn) 取樣化驗 分析對比 確定出水層位 4 測量井溫法 根據(jù)地層水比人為灌入井中水溫度高的特點 應用井下溫度儀測量地層水和灌入水溫度的相對變化曲線 確定出水層位 5 流體電阻法 是根據(jù)不同礦化度的水有不同導電率的性質(zhì) 用電阻儀測量井內(nèi)液體的電阻率變化曲線確定出水層位 6 同位素法 放射性同位素法是在出水層位自然放射性強度基礎(chǔ)上 人為提高其放射性強度 然后應用脈沖計數(shù)儀測量施工前后地層的放射性強度變化 確定出水層位 二 油井出水層位的判斷 1 機械堵水 是指用封隔器將水層單獨卡開 靠工具的作用使出水層的水不再進入油井 三 油井出水的處理方法 當抽油井見水時 若出水層在油井內(nèi)各油層的下部時 可采用一級丟手封隔器或永久式封隔器下在出水層上部 并帶有適當?shù)奈补?尾管端部裝上絲堵 便可將出水層擋住 若出水層在各油層中間時 需采用二級卡瓦式丟手封隔器 雙卡出水層 在雙封隔器卡距之間一般以光油管通過的方式阻擋出水層的水進入出油通道 若出水層在所有油層之上 下入一級封隔器于出水層的下部 將出水層與出油層分隔開 以實現(xiàn)堵水的目的 2 化學堵水將化學堵水劑或降水劑擠入出水層 利用其反應或反應產(chǎn)物堵塞出水孔隙或改變水的流度從而堵水 非選擇性堵水工藝方法 采用封隔器或其他措施 水泥漿堵水 水泥遇水變硬 造成一個不透水的封隔層 酚醛樹脂堵水 在219號酚醛樹脂中加入觸劑氧化鈉和固化劑草酸 擠入地層 形成堅固的不透水的人工井壁 水玻璃加氯化鈣堵水 水玻璃與氯化鈣溶液反應 生成不溶于水的沉淀物硅酸鈣和膨脹性膠體 選擇性堵水1 工藝方法 只堵水不堵油2 堵水原理3 堵水機理 卡鉆計算卡點預測 砂卡在管柱底部或兩個封隔器卡距之間泥餅粘吸卡在井壁不規(guī)則凹凸的裸眼井部位井下落物卡多在井下管柱凸起部位套管變形卡多在套管變形處或破損部位卡點計算理論公式 L E F P經(jīng)驗公式 L K P中和點計算L p q 井下事故處理 井下探視調(diào)查儀器探視 用地球物理測井儀 通過測井資料分析井下事故情況直接探視 鉛模探視泥模探視鉛錐探視 井下落物事故處理打撈管類落物 公錐 母錐 撈矛 卡瓦打撈筒 水力錨 大頭錐打撈桿類落物 對扣打撈 卡瓦打撈筒 活頁打撈筒 撈鉤 套磨撈組合法打撈小件落物 磁鐵打撈器