石油工程專業(yè)英語(yǔ)【課文翻譯】

1、Unit 1 Introduction to petroleum industry1) Introduction石油工業(yè)在我們的日常生活以及其他工業(yè)領(lǐng)域扮演著相當(dāng)重要的角色。石油工業(yè)可以主要分成上游部分、中游部分以及下游部分。今天，許多大的石油公司，例如中國(guó)石油、中石化、中海油，都在中國(guó)開采著地下油藏的大量原油。大多數(shù)原油和天然氣都是由幾百萬(wàn)年前在沼澤和海洋中的植物和動(dòng)物形成的。這些有機(jī)物與小溪和河流中的淤泥沉積在一起。這些沉積最終壓實(shí)形成了沉積巖石。熱量和壓力把這些植物和動(dòng)物中柔軟的部分轉(zhuǎn)化成為固態(tài)的、液態(tài)的和氣態(tài)的碳?xì)浠衔?，也就是我們知道的煤、原油和天然氣。隨著陸地和海洋的石油工業(yè)的快速

2、繁榮，公眾的注意力也集中到了石油工業(yè)的環(huán)境保護(hù)問題上來(lái)。幸運(yùn)的是，技術(shù)的創(chuàng)新、精心的培訓(xùn)、嚴(yán)格的法規(guī)都將讓石油工業(yè)對(duì)人類、動(dòng)物、土壤、空氣和水的污染降低到最小。Swamp:沼澤，濕地Stringent :嚴(yán)格的，必須遵守的2) Three main components of the industry今天，上游部分包括了超過(guò)100家勘探和生產(chǎn)公司以及數(shù)百家相關(guān)的部門，例如地震和鉆井承包商，修井承包商,工程公司和各種科學(xué)技術(shù)服務(wù)公司和供給部門。中游部分包括連接生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域的油氣集輸系統(tǒng)。其他的設(shè)備 將提煉硫和液態(tài)天然氣，儲(chǔ)存石油和天然氣產(chǎn)品，并且用卡車、鐵路以及油罐車運(yùn)輸產(chǎn)品。下游部分由煉油廠

3、、氣體分離設(shè)備、原油零售商、服務(wù)站以及石油化工公司。Service rig: 修井設(shè)備；修井機(jī)Utility : n.功用，實(shí)用；a.實(shí)用的；多用途的3) Finding oil and natural gasa) Exploration- the search for petroleum一個(gè)圈閉應(yīng)該包含三個(gè)要素：多孔油藏巖石來(lái)聚集石油和天然氣一典型的巖石有：砂巖、石灰?guī)r和白云巖。上覆不可滲透巖石來(lái)阻止油氣的逃逸。油氣的生油巖一典型的有黑色的似蠟的頁(yè)巖。Paleontologist :古生物學(xué)家Waxy:似蠟的，光滑如蠟的b) Seismic surveys在地震測(cè)試中，地球物理勘測(cè)隊(duì)的員工將

4、在地面鋪設(shè)一條或者幾條金屬的敏感接受儀，被稱為震波接受儀。接著將在地面制造爆炸或機(jī)械震動(dòng)。震波接受儀將記錄從巖層不同深度反射回來(lái)的地震波能量。為了減小對(duì)環(huán)境的影響，許多承包商今日石油的石人工地震的方法，實(shí)用一個(gè)沉重的震動(dòng)的工具發(fā)射能量到地下。如同石油工業(yè)的其他部門一樣，勘探工作者們已經(jīng)采用了更高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的地震測(cè)試。例如，改進(jìn)后的不使用或者使用更窄的金屬截線可以減少對(duì)森林中土壤、水、植物以及野生動(dòng)物的不良影響。在其他的敏感區(qū)域，如山地，地震測(cè)試隊(duì)員們使用直升機(jī)或者馬匹來(lái)限制地面的干擾。在海上勘探中，空氣槍用壓縮空氣來(lái)代替炸藥，這是一種更好更安全的能量來(lái)源，同時(shí)也可以最大限度地減少對(duì)海洋生物的影響

5、。海上的艦船將記錄從拖拽著的一大批海洋檢波器反射的能量。在淺水區(qū)，海洋檢波器可以鋪設(shè)在海床上。Cutline :截線Vessel :容器，船艦Tow：拖，拉，拽Array of : 一大批Dynamite:炸藥Hydrophone :海洋檢波器4) Drilling鉆井工程師們將把理論和殘酷的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)聯(lián)系起來(lái)。甚至當(dāng)一口開發(fā)井正好位于兩口生產(chǎn)井之間的時(shí)候，仍然有什么也勘測(cè)不到的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可能取得出人意料的成功。這種賭注在位于未開發(fā)區(qū)域的野貓井的時(shí)候更加明顯。Stake : 賭注基本的鉆井過(guò)程是很簡(jiǎn)單的。在一串的管柱下面旋轉(zhuǎn)的金屬鉆頭將在巖石上鉆一個(gè)洞。鉆機(jī)有許多種類型。最小 的是直立在卡車上

6、的修井機(jī)，最大的是安裝在輪船或者海洋平臺(tái)的。有些是特別安裝來(lái)用于含酸氣井的勘探的， 以及斜井、水平井的鉆井的?？傮w的規(guī)律是，鉆機(jī)越大，鉆井的深度就越深。大約一口井直接雇用的人員是75人，盡管只有4人到7人是隨時(shí)在鉆機(jī)上值班的。具體的人數(shù)可以在相當(dāng)大的范圍變化，這個(gè)取決于待鉆井的類 型。1) Producing oil and natural gasa) Production- recovery resources當(dāng)鉆井確定了油氣藏的位置之后，承包商的生產(chǎn)部門將接受管理將油氣資源舉升到地面的任務(wù)。石油不是如同地下湖的那樣儲(chǔ)存在地下的。而是油氣儲(chǔ)存在沉積巖石的孔隙和裂縫中，如同海綿中的水一樣。在成

7、熟的生產(chǎn)區(qū)域，從老井中開采出更多的原油是一項(xiàng)重要的工作。在新的生產(chǎn)區(qū)域，用盡可能低的成本生產(chǎn)出更多的原油也是一個(gè) 關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。b) Oil recovery method在一次采油中，最初的采油方法就是利用油藏壓力或者泵舉的方法。大多數(shù)幽靜今天都是用的泵舉。許多方法可以提高一次采收率。最常用的方法是鉆加密井，這樣在同一個(gè)油藏區(qū)域就有更多的井，因此原油達(dá)到井筒之前就不需要在巖石中流動(dòng)更遠(yuǎn)的距離。定向井經(jīng)常用來(lái)鉆加密井。在同一個(gè)平臺(tái)可以鉆多口定向井。水平井可以讓井筒暴露在更大面積的含油層中，從19世紀(jì)80年代末就開始應(yīng)用，來(lái)提高產(chǎn)量和提高采收率。c) Processing- making mark

8、etable commodities大多數(shù)的原油和天然氣在推向市場(chǎng)之前都需要一些煉制過(guò)程來(lái)去除一些不需要的組分。在上游部分，煉制設(shè)備將原油分離成為以下幾種主要的銷售產(chǎn)品：原油，液態(tài)的碳?xì)浠衔??？晒╀N售的天然氣，主要由最簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔锓肿蛹淄榻M成。液態(tài)天然氣，重一些的碳?xì)浠衔?，包括有乙烷、丙烷、丁烷。凝析油，液態(tài)的碳?xì)浠衔?，?lái)自煉制天然氣的過(guò)程。硫，來(lái)自煉制天然氣的過(guò)程，一般液態(tài)或者顆粒、餅狀，使用卡車或者火車運(yùn)輸。d) Gas processing消費(fèi)者購(gòu)買的天然氣幾乎全部是由最簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔锛淄闃?gòu)成的。在氣藏中，甲烷通常是和其他重一些的碳?xì)?化合物混合在一起的，例如乙烷、丙烷、丁烷

9、、戊烷，以及水蒸氣，在酸氣中的硫化氫等，以及二氧化碳、氮?dú)?和其他氣體。2) Moving oil and natural gasTransportation- moving and selling products石油和天然氣一般都位于偏遠(yuǎn)的地區(qū)。供給和需求方是用管線連接在一起的。有些管道是直徑大于1米的金屬道，而另外的塑料管道只有幾十厘米。他們的分配系統(tǒng)和公路、高速公路或者電力設(shè)備一樣復(fù)雜。然而，管道大多數(shù) 是看不見的，埋在地下一米深左右。管道分為以下的幾大類型：集輸管網(wǎng)將原油和天然氣從井筒運(yùn)輸?shù)綗捴乒S和傳輸設(shè)備。輸油干線將原油、天然氣、和煉制的石油產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)綗捰蛷S和石油化工企業(yè)，有一些

10、輸油干線把煉制產(chǎn)品輸 送到消費(fèi)者。氣體傳輸系統(tǒng)將把生產(chǎn)區(qū)域的高壓天然氣輸送到消費(fèi)區(qū)域。地方的輸送公司把天然氣以低壓輸送給家庭用戶和商業(yè)用戶。3) Using oil and natural gasa) Refining and petrochemicals- manufacturing molecules石油分子是由各種各樣的尺寸和形態(tài)的碳?xì)滏溄M成的。天然氣中的甲烷是最簡(jiǎn)單和最小的分子。與此對(duì)應(yīng)的是在 瀝青中的分子就結(jié)構(gòu)很復(fù)雜、鏈長(zhǎng)也很巨大。這些碳?xì)浞肿釉跓捰蛷S和化工廠將被分類、分裂、重排和混合。在 那里，它們將變成大量的產(chǎn)品，從汽油到合成橡膠。b) A versatile energy so

11、urce石油工業(yè)的存在是因?yàn)槿藗円呀?jīng)習(xí)慣了石油產(chǎn)品帶給人們的各種好處，例如方便、廉價(jià)的運(yùn)輸，溫暖的房間和成 千上萬(wàn)的合成材料。這些是由產(chǎn)品已經(jīng)改變了我們今天的生活方式。石油和其衍生出來(lái)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生 活的各個(gè)角落。Unit 2 Geology and reservoir traps1) Introduction P24在石油工程中，工程師必須知道油藏是怎樣的，石油是如何形成的，流涕在油藏中是如何流動(dòng)的。地質(zhì)在石油勘 探中扮演者主要的角色。石油工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)辨認(rèn)不同的圈閉類型，這些圈閉是油氣儲(chǔ)集的地方。鉆井產(chǎn)生的巖屑和巖芯為石油勘探和開發(fā)提供了重要的信息。實(shí)驗(yàn)室對(duì)巖屑的分析將提供

12、油藏巖石的具體物理性 質(zhì)參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果，石油工程師就可以對(duì)開發(fā)油藏做出決策。2) Formation of a sedimentary basin P2425石油通常是在沉積盆地被發(fā)現(xiàn)的。沉積盆地是地殼的凹陷區(qū)域，這里曾經(jīng)有微小的植物和動(dòng)物生活過(guò)，并且和小 溪河流中的淤泥沉積在一起。這些沉積最終被壓實(shí)形成了沉積巖。地球的壽命大約有四十五億年。生產(chǎn)油氣的最早沉積一般是在億年前形成的。3) Origins of oil and gas地球不是我們想象的那樣固定不變的。實(shí)際上地球是一個(gè)由固態(tài)巖石和熔融的流體組成的不斷緩慢移動(dòng)和改變的 球體。例如，南美洲就在以指甲生長(zhǎng)速度在飄移遠(yuǎn)離非洲。地震和

13、火山就是地球不穩(wěn)定和不斷改變的例證。 地殼被分為無(wú)數(shù)的地質(zhì)構(gòu)造板塊。這些板塊互相推擠、不斷上升下降、傾斜、滑動(dòng)、卷曲、崩塌，分離又融合。 結(jié)果，在古老海底的沉積可以在高山頂被發(fā)現(xiàn)。實(shí)際上，珠穆朗瑪峰就是這樣形成的。在五億年的時(shí)候，光合作用就讓地球上存在生命。植物吸收太陽(yáng)的能力并且把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成氧氣和碳水化 合物，如糖、淀粉和纖維素。這些碳水化合物以及其他的有機(jī)物最終在地面、溪流、湖泊和海洋生存下來(lái)。當(dāng)這些有機(jī)物埋藏更深的時(shí)候，溫度和壓力將它們轉(zhuǎn)化成固態(tài)的、液態(tài)的和氣態(tài)的碳?xì)浠衔?，就是熟知的礦物 燃料煤、原油或者天然氣。石油通常是由海洋的植物和動(dòng)物形成的，主要是藻類，它是在至少一百萬(wàn)年的

14、地下在 溫度是50-150度之間的“煮”出來(lái)的。天然氣在很大的溫度和壓力變化范圍內(nèi)，可以由幾乎所有的海洋或者陸 地的有機(jī)物形成。由于上覆巖層的重力作用和壓力，原油和天然氣很少停留在形成它們的生油巖層里。而它們將在地下沉積巖層中 運(yùn)移，一直到它們逃逸到地面或者被低滲透的隔層阻隔為止。世界上被發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)石油都是在相對(duì)低滲的多孔巖石中被圈閉起來(lái)的。這些油藏通常離生成地都有很遠(yuǎn)的距 離。當(dāng)碳?xì)浠衔镞\(yùn)移到地面的時(shí)候，就形成了油苗。長(zhǎng)此以往，就有大量的碳?xì)浠衔锾右莸酱髿庵?。流?dòng)水 也可能沖刷掉碳?xì)浠衔?。有時(shí)候只有較輕、易揮發(fā)的組分運(yùn)移了，剩下的就是較重的原油。1) Looking inside r

15、ocks一個(gè)勘探工作者應(yīng)該掌握很好的理論知識(shí)或者擁有直覺，為何一個(gè)區(qū)域會(huì)含有油氣。第一手的露頭地質(zhì)資料以及地表特征有時(shí)可以幫助確認(rèn)最基本的要求：必須有沉積巖石，在沉積盆地中有潛在的油藏和含油層。在盆地中，勘探者的第一步就是檢查這個(gè)區(qū)域所有已知的信息。其中應(yīng)該包括：學(xué)術(shù)論文，地面地質(zhì)觀察，來(lái)自機(jī)構(gòu)的已經(jīng)鉆取的井資料，和鄰近區(qū)域或者相似區(qū)域的先前勘探結(jié)果。地質(zhì)學(xué)家可以鑒別這些結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、新沉積盆地的厚度和深度，他們通過(guò)測(cè)量通過(guò)和從沉積層反射回來(lái)的地震波的時(shí)間來(lái)獲得。2) Cuttings and core以前的鉆井資料為勘探家提供了很重要的信息。當(dāng)一口井鉆好之后，小的巖石碎片稱為巖屑就被鉆井液攜帶

16、到地面。這些碎屑就是鉆井的時(shí)候鉆頭研磨地層的碎片。地質(zhì)學(xué)家、地球物理學(xué)家、孢粉學(xué)家- 研究孢粉和小化石的科學(xué)家，將檢查這些碎屑，得出地層的年代、化學(xué)組成、孔隙度、滲透率和其他的物性。更大更連續(xù)的圓筒狀的巖樣稱為巖芯， 可以用一種特別的取芯鉆頭獲得。 盡管取芯會(huì)增加成本， 但是實(shí)驗(yàn)室分析、觀察巖樣將提供這個(gè)沉積盆地的詳細(xì)地很有用的具體數(shù)據(jù)，巖石和巖石中流體的組成以及物性資料。即使一口井沒有鉆遇商業(yè)上有價(jià)值的油氣層，它仍然可以提供很有用的地下巖石和構(gòu)造資料。這些將幫助勘探家門對(duì)比一些對(duì)應(yīng)巖層的地震圖片，可以為下一次的成功提供參考。3) Common petroleum traps最常見的石油圈閉如

17、圖所示。在一個(gè)典型的圈閉中，氣體是以“氣頂”的形式位于“油腿”上方，聚集在油藏的頂部的，而油又是位于飽和水上部的。這是因?yàn)樘烊粴獗仁洼p，石油又比水輕。然而，在油藏的有些地方，三種流體是混合的?？紫抖仁菐r石容納油和氣的能力，如同水儲(chǔ)存在海綿中一樣。滲透率表征了流體通過(guò)巖石的難易程度。Unit 3 Crude Oil and Natural Gas1) Definition and classification原油的定義為“在地下油藏狀態(tài)下是液態(tài)，在大氣壓下通過(guò)地面分離設(shè)備保持液態(tài)的碳?xì)浠衔锏幕旌衔铩?。表觀上原油的顏色是在黃色、綠色、棕色和深棕色以及黑色之間變化的。原油在性質(zhì)上是油性的并且粘

18、度變化范圍很大。原油在地面要比在溫暖的油藏中更粘。表觀粘度在厘沱之間隨著溫度和原油深度和年代而變化。多數(shù)原油比水輕。盡管原油的密度可以由它和水的比重的比值來(lái)衡量，但是經(jīng)常是采用的重力單位，由 API 的定義如下公式所示：其中比重 60/60 0F 是原油在600F 與水的重力的比值。注意到 API 重度與密度成反比關(guān)系。因此，輕油的 API 重度大于40(比重)，而重油的 API 重度小于 10 (比重) 。重油的定義就是比重大于水的原油。鏈烷脛碳?xì)浠衔锸铜h(huán)煌芳香煌/氧化物雜化合物硫化物氮化物干氣(甲烷)I其他，乙烷濕氣丙烷2) Paraffins烷燒，一般稱為鏈烷燒，是飽和的碳水化合物，

19、通式是CHn+2。當(dāng)n<5時(shí)，烷燒在常溫常壓下是氣態(tài)的。這些化合物有：甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。當(dāng) n處于5到15之間時(shí)，烷燒在常溫常壓下是液態(tài)的。當(dāng) n>15時(shí)，烷燒在 粘性液體和固態(tài)石蠟之間變化。鏈烷燒分子有兩種類型，它們含有相同的原子結(jié)構(gòu)，并且分子量隨著分子鏈CH的增加而增加。一種是直鏈分子結(jié)構(gòu)，另外一種是支鏈分子結(jié)構(gòu)。 烷燒在原油中的含量豐富，直鏈分子結(jié)構(gòu)比支鏈分子結(jié)構(gòu)的要多。碳分子的個(gè)數(shù)可以達(dá)到是G8H58。對(duì)于一個(gè)給定的分子量，正烷燒的沸點(diǎn)比異烷燒的要高。烷燒是天然氣的主要成分。它們?cè)谳p質(zhì)汽油和煤油中，在數(shù)量上也是占優(yōu)的，大約分別占原油的25卷30%隨著沸點(diǎn)的增加，烷燒的

20、微分逐漸降低。3) Naphthenes原油中的第二大類碳?xì)浠衔锞褪黔h(huán)燒，或者稱為環(huán)烷燒。這一族的通式是：CnHLno與烷燒一樣，環(huán)煌同族的有5個(gè)碳原子和6個(gè)碳原子分別構(gòu)成的環(huán)戊烷和環(huán)己烷。但與烷燒不同的是，所有的環(huán)烷燒在常溫常壓下是液態(tài)的。它們?cè)谳p油和重油中所占的比重都是40%1) Aromatics 芳香族化合物是原油中的第三大類的碳?xì)浠衔?。它們的分子結(jié)構(gòu)是基于6個(gè)碳原子的基礎(chǔ)上的。這個(gè)家族最簡(jiǎn)單的化合物就是苯C6H6o其中有一大類的芳香族化合物是由烷基GHL+2替代氫原子而形成的。這類烷基苯系列包括乙苯和甲苯。另外一大類是由支鏈或者支鏈碳原子構(gòu)成的。這類包括蔡C0H8和;I Ci4H

21、0。芳香族化合物五包括了瀝青質(zhì)化合物。這些化合物被分為：可溶于正戊烷的樹脂，和不溶于正戊烷的瀝青烯。2) Heterocompounds原油中含有許多雜化合物，這些雜化合物的化學(xué)元素不僅包含碳元素和氫元素。最主要元素有氧、氮、硫、以及 一些稀有金屬原子，通常是饃和鋼。3) New words of part twoLPG=Liquefied petroleum gas:液化石油氣Pipeline 管道，管道輸送 Concentration 濃度；集中 Limestone 石灰?guī)r Non-associated natural gas 非伴生氣； associated natural gas 伴生

22、氣 Gas cap氣頂 Free gas 自由氣 Formation gas oil ratio地層氣油比Barrel 桶 OIP=oil in place地下原油儲(chǔ)量STP=stock tank barrels儲(chǔ)罐桶數(shù)；地面(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))桶數(shù) Stock：庫(kù)存，股票，股份FVF=formation volume factor地層體積系數(shù)Condensate 凝析油Unit 4 Properties of reservoir rock1) Porosity孔隙度是油藏最基本的兩大性質(zhì)的第一個(gè)?？紫犊臻g，通常在巖石中充填的是共生水，但是在油田的巖石中是油 氣?？紫抖瓤梢员硎境煽紫兜谋嚷?，即孔隙占巖

23、石的比率，通常是用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的?？紫抖韧ǔＳ孟ＥD字母小來(lái)表示?？紫兜念愋陀腥悾哼B通孔隙、非連通孔隙和死孔隙。連通孔隙與外面的溝通通道多于一條孔喉。非連通孔隙與其他孔隙只有一條孔喉相連。死孔隙與其他孔隙沒有連通。連通孔隙和非連通孔隙構(gòu)成了有效孔隙度，碳?xì)浠衔锞褪窃谄渲行纬傻?。在連通孔隙中，碳?xì)浠衔锟梢员惶?然的水沖走或者被人工注水驅(qū)動(dòng)。非連通孔隙不會(huì)被沖刷影響，但是當(dāng)油藏壓力下降的時(shí)候，可能由于膨脹生產(chǎn) 一些油氣。死孔隙不能產(chǎn)油氣，其中的油氣可能是由于油氣侵入了開放的孔隙之后由于壓適合膠結(jié)作用孔隙閉合 了。有效孔隙和全部孔隙的比率是非常重要的，直接影響了巖石的滲透率?？紫兜膸缀纬叽缫约斑B

24、通孔喉的半徑和迂曲度直接影響了油藏的產(chǎn)能?？紫兜膸缀涡螒B(tài)和連續(xù)性是很難分析的。在一些研究中，巖石孔隙被一種可以固化的流體充滿。然后巖石被酸液溶蝕了，剩下澆注的孔隙。一些人用在砂 巖中使用鉛來(lái)澆注，另一些人在碳酸鹽巖中用環(huán)氧樹脂來(lái)澆注。2) Primary poresInterparticle pores粒間孑 L 隙Intraparticle pores粒內(nèi)孑 L 隙3) Secondary poresVuggy and moldic pores孑L洞孑L隙、溶?？紫禙enestral pores 網(wǎng)狀孔隙Intercrystalline pores晶間孔隙Fracture pores 裂縫孔

25、隙裂縫孔隙是最后一類主要的孔隙類型。它是很重要的孔隙類型，不僅因?yàn)樗梢栽黾佑筒氐膬?chǔ)集能力， 并且因?yàn)樗芎艽蟪潭壬咸岣邼B透率。裂縫很少在未膠結(jié)和膠結(jié)疏松的沉積中形成，這是塑性流動(dòng)應(yīng)力 的結(jié)果。它們可以在脆性的巖石中被發(fā)現(xiàn)，不僅在砂巖和石灰?guī)r中，還有頁(yè)巖和火成巖和變質(zhì)巖中。 由于裂縫比大多數(shù)的孔隙要大，僅僅從孔隙的角度來(lái)分析是不恰當(dāng)?shù)?。而且，取芯本身也?huì)制造出裂縫。 這些人工制造的裂縫應(yīng)該和天然裂縫鑒別開來(lái)。裂縫也可通過(guò)電纜測(cè)井、地震數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史識(shí)別出來(lái)。聲波測(cè)井中周期的跳動(dòng)曲線可能是裂縫引起的(也可能是其他現(xiàn)象)。裂縫可以通過(guò)井下電視測(cè)井“看見”。在地震數(shù)據(jù)中的異常低速有可能是裂縫，還有可

26、能是其他類型的孔隙以及存在天然氣的影響。在生產(chǎn)試 井中，最初的高產(chǎn)量和快速的壓力下降和流量的快速降低通常暗示有裂縫的存在。1) Permeability油藏巖石的第二個(gè)重要的特性就是滲透率。只有孔隙度還不行，孔隙之間必須是連通的。滲透率是流體通過(guò)多孔介質(zhì)的能力。達(dá)西在法國(guó)的第戎市研究泉水的流速的時(shí)候最初提出了滲透率的概念。Muskat和Botset進(jìn)一步發(fā)展了他的研究成果。它們總結(jié)出達(dá)西定律：K(PiP2)AQL其中，Q是流速；K是滲透率；Pi-P2是巖樣的壓力降，A是巖樣的橫截面積，L是巖樣的長(zhǎng)度，是流體的粘度。滲透率的單位是達(dá)西，它的定義是粘度為1厘泊的流體在流速是1cm/s,單位壓降1a

27、tm/cm時(shí)的滲透率。大多數(shù)的油藏巖石的滲透率都是小于1達(dá)西的，毫達(dá)西更加常用。油藏的平均滲透率通常在5-500mD之間。字母K常用來(lái)表示滲透率。達(dá)西定律只有在流體和巖石之間沒有化學(xué)反應(yīng)并且只有單相流體充滿孔隙的時(shí)候才是適用的。實(shí)際的油 氣混相的情況要復(fù)雜的多，盡管達(dá)西方程被認(rèn)為可以適用。流速取決于滲透率和粘度的比值。因此，氣 藏可以在幾毫達(dá)西的滲透率情況下?lián)碛芯哂猩虡I(yè)價(jià)值的流速，而油藏就需要至少幾十個(gè)毫達(dá)西的滲透率。 由于這個(gè)原因，在實(shí)驗(yàn)室一般用惰性氣體代替流體測(cè)定滲透率。在一些情況下，小孔隙、很低的氣體密度、相對(duì)大的平均分子自由程，常規(guī)的在固體表面的零流速和無(wú) 滑脫可能不能實(shí)現(xiàn)。這個(gè)就是克

28、林肯伯格效應(yīng)，因此在空氣測(cè)定的滲透率和液體或者高粘度氣體的實(shí)際 流體之間就必須有一個(gè)修正系數(shù)。這個(gè)修正系數(shù)對(duì)于高滲巖石大約在1/2炕間；而低滲巖石則高達(dá)70%巖石的滲透率在不同方向很少相同。垂直滲透率通常遠(yuǎn)小于水平滲透率。因此滲透率一般是用不同方向 取下的巖石段塞測(cè)定的。2) Relative permeability當(dāng)單相流體完全充填孔隙空間的時(shí)候，滲透率被稱為決定滲透率，量綱是 L Introduction了解了原油和天然氣的知識(shí)之后，我們需要著手把地下的油氣開采出來(lái)。正如我們知道的，唯一的辦法 就是鉆一口井。然而，要鉆一口井有許多的相關(guān)的工作。其中的一件就是必須知道如何給井定位。一口 定

29、位好的井會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一口定位差的井。其它的因素還有架設(shè)鉆機(jī)，選擇鉆頭，選擇鉆井方式一垂直井、 定向井或者水平井。 Site preparation。有效滲透率是在飽和度小于100%勺時(shí)候測(cè)出的。Kw, K, Ko分別表示水氣油的有效滲透率。3) Capillary pressure考慮孔隙的潤(rùn)濕性就會(huì)引出毛細(xì)管作用的概念，這就是液體在毛細(xì)管中滯留的現(xiàn)象。毛細(xì)管壓力是大氣 壓力和液柱壓力的差值。毛細(xì)管壓力隨著毛細(xì)管半徑的增加而減小。用地質(zhì)學(xué)的角度解釋，油藏毛管壓 力隨著孔隙尺寸的減小而增加，更加具體的就是隨著孔喉半徑的減小而增加。毛管壓力還與兩相相鄰的 流體之間的表面張力有關(guān)，隨著表面張力的增加而

30、增大。在水濕的孔隙中，彎液面絲凸向水相的，在油 濕的孔隙中是凹向水相的。Unit 5 Well drilling勘測(cè)員必須首先精確的確定井的位置和海拔，接著推土機(jī)就會(huì)平整道路并且來(lái)到井場(chǎng)。接著，推土機(jī)把井場(chǎng)清理好并且平整井場(chǎng)。一個(gè)泥漿池將挖好并鋪設(shè)好塑料線。這個(gè)儲(chǔ)存池將儲(chǔ)存不需要的泥漿、巖屑和其它井的廢料等。如果要鉆的井較深，鉆機(jī)很大，就需要在井場(chǎng)鉆一個(gè)方形的坑，稱為大方井。這個(gè)將為安裝鉆井平臺(tái)的設(shè)備例如防噴器。供水設(shè)備是在井場(chǎng)鉆一口水井并鋪設(shè)水管。如果井很淺，整個(gè)鉆機(jī)就是架設(shè)在一輛卡車或者拖車上的。這個(gè)被稱為車載鉆機(jī)或便攜鉆機(jī)。如果是淺井或者中深井，鉆機(jī)設(shè)備用牽引拖車運(yùn)輸。桅桿式井架被架設(shè)起

31、來(lái)，確保鉆井的需要。如果是深井，鉆機(jī)設(shè)備很大，因此是用幾輛牽引拖車運(yùn)輸而來(lái)放置在井場(chǎng)。3) Drilling a hole鉆井的開始叫做開鉆。在中深井的開鉆通常是鉆取一個(gè)大直徑但是淺的孔，就是導(dǎo)管孔。這個(gè)可以由車載式鉆機(jī)完成。大直徑的管子也就是導(dǎo)管，將被水泥固定在導(dǎo)管孔中。導(dǎo)管的作用就是穩(wěn)定井口并且為防噴器提供連接。鉆井通常叫做鉆孔。4) Rotary rig旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)在今天用于大多數(shù)的井，包括所有中深井。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)由四大部分組成：動(dòng)力系統(tǒng)，提升系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和泥漿系統(tǒng)。1) The engines動(dòng)力系統(tǒng)為鉆機(jī)提供電力。大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油的，它們通常用來(lái)發(fā)電。根據(jù)鉆機(jī)的大小和井深，發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量

32、在 2 臺(tái)到 4 臺(tái)變化。在大的鉆機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供 3000 馬力或者更多的電力。電力用來(lái)旋轉(zhuǎn)鉆柱和提升井中的設(shè)備。2) The hoisting system提升系統(tǒng)提升和懸掛井中的設(shè)備。游動(dòng)鋼絲繩通常是直徑約 1 1/ 8 英寸的辨狀金屬纜繩。它是纏繞在絞車的卷軸上的。發(fā)動(dòng)機(jī)和絞車連接在一起，拉動(dòng)游動(dòng)鋼絲繩進(jìn)出井筒。井架和桅桿是金屬塔。如果鉆塔是架設(shè)在拖車上，它就是桅桿式井架。如果鉆塔安裝在井場(chǎng)上，就是井架。游動(dòng)鋼絲繩上面的稱為天車的滑輪組連接，位于井架的頂部，下面與游動(dòng)滑車連結(jié)。在游動(dòng)滑車下面是一個(gè)大鉤，可以連接各種裝備。當(dāng)游動(dòng)鋼絲繩出入天車的時(shí)候，游動(dòng)滑車就在井架中上升和下降。這樣

33、就實(shí)現(xiàn)了井中設(shè)備的舉升。鉆機(jī)的分類通常是看它們的鉆井深度。這是因?yàn)樵缴畹木托枰綇?qiáng)的動(dòng)力系統(tǒng)和堅(jiān)固的井架。一口深井的鉆柱可達(dá)到 50 萬(wàn)磅。動(dòng)力系統(tǒng)必須舉升井中設(shè)備，井架要足夠堅(jiān)固來(lái)支持設(shè)備的重量。3) Rotating system鉆柱是旋轉(zhuǎn)的管子和它們的連接物。這包括：水龍頭、方鉆桿、鉆鋌和鉆頭。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的功能是打孔。懸掛在大鉤下直接在游動(dòng)滑車下的是水龍頭。水龍頭下面的管柱可以旋轉(zhuǎn)，并且讓管柱的重量掛在鉆塔上。水龍頭下部是一個(gè)四邊形或者六邊形的管子稱為方鉆桿。方鉆桿具有規(guī)則的邊，便于抓緊和旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方鉆桿就可以旋轉(zhuǎn)井中的所有管柱，就可以實(shí)現(xiàn)鉆井。轉(zhuǎn)盤是在鉆臺(tái)上一個(gè)圓形的底盤。它與動(dòng)力系統(tǒng)

34、連接用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)方鉆桿。方鉆桿嵌入到一個(gè)裝置稱為方鉆桿補(bǔ)心，這樣就連接到轉(zhuǎn)盤。方鉆桿下面是鉆桿。金屬鉆桿是兩端都有螺紋連接的 30 英尺長(zhǎng)的金屬桿。每一節(jié)鉆桿稱為單根。方鉆桿通常是位于鉆桿的頂部。當(dāng)完成30 英尺的鉆井之后，方鉆桿就必須被提升起來(lái)，在方鉆桿下面接一根單根。這個(gè)就叫做接單根。在鉆桿下面是大直徑的管柱稱為鉆鋌。鉆鋌的重量比鉆桿大，是設(shè)計(jì)來(lái)增加鉆桿底部重量的。這個(gè)可以幫助控制鉆進(jìn)，防止管柱的彎折和破壞。一般使用 2 個(gè)到 20 個(gè)鉆鋌。鉆頭是嵌在鉆鋌的底部的。最普通的鉆頭是三牙輪鉆頭，含有三顆旋轉(zhuǎn)的牙輪。當(dāng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，牙輪上設(shè)計(jì)的牙齒就切碎巖石。有些三牙輪鉆頭是用碳化鎢來(lái)代替牙齒。另外一

35、類鉆頭是金剛石鉆頭或者球齒鉆頭，在鉆頭的底部鑲嵌了金剛石。不同的鉆頭適用于不同的地層類型。球齒鉆頭最適合石灰?guī)r地層。鉆頭的壽命大約是8-200 小時(shí)，平均的磨損時(shí)間是24 小時(shí)。鉆頭的磨損可以有鉆井平臺(tái)上轉(zhuǎn)柱產(chǎn)生的噪音以及鉆進(jìn)速度的降低監(jiān)測(cè)出來(lái)。更換鉆頭就必須要起下鉆。所有的鉆柱都被提升出井筒放置在鉆臺(tái)上。鉆頭更換之后，管柱又重新下入井中。這個(gè)會(huì)消耗時(shí)間和金錢。井深越深，起下鉆的時(shí)間就越長(zhǎng)。4) The mud system泥漿系統(tǒng)是用來(lái)循環(huán)井筒中的泥漿。鉆井也儲(chǔ)存在鉆機(jī)旁邊的鋼池子里面。泵，稱為泥漿泵把鉆井液泵入中空的旋轉(zhuǎn)鉆柱中，在井底從鉆頭中噴射出來(lái)。鉆井液攜帶了井底的巖屑。它將從旋轉(zhuǎn)鉆柱

36、和井壁的環(huán)空流出井底。在井口，泥漿流經(jīng)防噴器和一系列的篩網(wǎng) - 泥漿振動(dòng)篩。泥漿震動(dòng)篩的作用是把鉆屑從 鉆井液中分離出來(lái)。其他的設(shè)備也是用作清洗鉆井液，然后鉆井液回流到泥漿池。循環(huán)鉆井泥漿有許多的作用。泥漿可以把巖屑從井底清除。當(dāng)泥漿流經(jīng)鉆頭的時(shí)候，可以清洗鉆頭的牙齒。鉆井泥漿可以冷卻在鉆井過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的熱量。在很軟的沉積中，例如沿海平原沉積，從鉆頭噴射出來(lái)的泥漿可以幫助鉆頭切削井底地層鉆井液還可以控制井的壓力防止井噴。在井底有兩種液體壓力。巖石內(nèi)部液體壓力將迫使流體流入井筒。鉆井液產(chǎn)生的壓力將迫使泥漿流入附近的巖石。如果巖石中流體的壓力大于井筒中鉆井液的壓力，水、氣、油就會(huì)從巖石中流入井筒

37、。這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致井壁坍塌以及損壞設(shè)備。在最極端的例子，就會(huì)發(fā)生井噴。為了控制井底的液體壓力，鉆井液的壓力就必須調(diào)整來(lái)大于井底流體的壓力。這就被稱為過(guò)平衡鉆井，鉆井泥漿就會(huì)流入地層。巖石此時(shí)就是一個(gè)過(guò)濾器，在井壁就會(huì)形成一層濾餅。這個(gè)形成的濾餅非常堅(jiān)固。一旦濾餅形成，井壁就會(huì)很穩(wěn)固，地下的流體就不能進(jìn)入井筒。鉆井泥漿通常是粘土和水的混合物。普通的泥漿成分是膨潤(rùn)土。密度更大的泥漿可以在其中加入硫酸鋇。還可以在其中加入各種化學(xué)劑。鉆井液通常是水基的，有時(shí)候是油基的。鉆井液由它的重量來(lái)描述。鉆井液的重量越大，在井底產(chǎn)生的壓力也就越大。5) Blowout preventers防噴器是設(shè)計(jì)來(lái)關(guān)閉井的。它們

38、連接在鉆臺(tái)下的井的頂部。在一口井常用良種類型的防噴器。一種是設(shè)計(jì)來(lái)關(guān)閉環(huán)空的。另一種是用防噴器芯子關(guān)閉鉆柱的?？諝忏@井應(yīng)用于淺井或者鉆井液會(huì)污染儲(chǔ)層的井?？諝饩腿缤@井液一樣泵入鉆柱?？諝馀c井底的水混合形成泡沫。泡沫攜帶井底的巖屑，從環(huán)空返回到地面?？諝夂豌@屑從故障的管線流出鉆機(jī)?？諝忏@井比泥漿鉆井更快更節(jié)省，但是缺點(diǎn)是它不能控制井底壓力，并且有時(shí)候空氣與地下的氣體混合形成爆炸的混合物。Unit 6 Well completion當(dāng)一口完成了鉆井，做完產(chǎn)層的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)之后就開始下套管，準(zhǔn)備油氣井的生產(chǎn)了。完井的設(shè)備和方法是很多的，這個(gè)取決于具體井的油氣儲(chǔ)集類型、井具體階段的開發(fā)要求，還有施工時(shí)候

39、的經(jīng)濟(jì)狀況。低壓套管，有時(shí)候還是二手的，可以用于產(chǎn)量是邊際產(chǎn)量的井，并且其他的投資也要相應(yīng)減少。如果油井可能是高壓，井的壽命預(yù)期較長(zhǎng)，就會(huì)使用最好質(zhì)量的油管。1) Downhole strings許多油井需要四層大管柱：導(dǎo)管、表層套管、中間套管和生產(chǎn)套管。生產(chǎn)套管在油田經(jīng)常稱為長(zhǎng)套管或者油層套管。導(dǎo)管可以防止地表的垮塌損害鉆機(jī)的底座。如果地面條件允許，導(dǎo)管是用推土機(jī)運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。如果不允許，一個(gè)小的鉆機(jī)就會(huì)鉆一個(gè)孔，導(dǎo)管就被固定在這個(gè)孔中。當(dāng)表層套管固定之后，它就可以地層水的侵入。它還可以防止松散的頁(yè)巖和沙礫落入井眼，阻止地層水流入井中。表層套管的深度在500-5000 英尺。如果鉆遇深度在表層

40、套管和生產(chǎn)套管之間的問題地層，就需要中間套管。生產(chǎn)層通常需要生產(chǎn)套管，在少數(shù)情況下生產(chǎn)套管下到產(chǎn)層的上方和附近。另外一種類型的套管是尾管，在 10000 英尺的井常見。尾管的功能很像套管，但是它不會(huì)一直延伸到地表。尾管通過(guò)一個(gè)叫做尾管懸掛器的卡瓦裝置，懸掛在大一些的套管上。尾管的功能可是生產(chǎn)套管，此時(shí)就成為生產(chǎn)尾管。由于它不會(huì)延伸到地面，在很些情況下這還是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的距離，這樣就可以節(jié)約管柱的成本。在生產(chǎn)井下入的最后的貫注通常是油管。油管通常是在井中自由懸掛在油管頭上的。在流入井中，小直徑的油管比套管的效率高。當(dāng)發(fā)生堵塞或者污染的時(shí)候，油管也更容易移除。當(dāng)油管和封隔器聯(lián)合使用的時(shí)候，可以防止井

41、中的流體進(jìn)入套管，這是因?yàn)榉飧羝鞫伦×擞凸芎吞坠苤g的空間。井中的流體會(huì)腐蝕套管，而且維修費(fèi)用十分昂貴。封隔器的組成有：流體可以通過(guò)的管子；一個(gè)橡膠的封隔部件阻隔流體通過(guò)；稱為卡瓦的抓緊部件，可以讓封隔器在產(chǎn)層上面的油套環(huán)空固定。由于封隔器封閉了油套環(huán)空的通道，地層流體就只能流入油管中。另外一種經(jīng)常安裝在接近地面的油管管柱上的裝置就是地下安全凡爾。這個(gè)閥門在流體流動(dòng)正常的時(shí)候 是開放的。在閥門監(jiān)測(cè)到地面的設(shè)備出現(xiàn)差錯(cuò)的時(shí)候就關(guān)閉了，阻止了流體的流動(dòng)。ConductorSurface casingIntermediate casing: to solve some troubles encoun

42、ters in the inervelProduction casing: to prevent the oil-bearing from caving inLiner : to be used as productionTubing : to be used for productioncasing2) Secondary cementing固井是鉆井和完井過(guò)程中最重要的一項(xiàng)施工。二次固井是當(dāng)一次固井失敗的時(shí)候采取的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。 一次固井是在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)套管下入之后就立即進(jìn)行的固井措施。一個(gè)好的固井施工就是在環(huán)形的管 柱周圍形成的水泥帶完全充滿這個(gè)空間，水泥中沒有孔隙、空間。如果一次固井

43、出現(xiàn)了失誤，那么一項(xiàng) 耗資耗時(shí)的二次固井就必須在完井之前進(jìn)行。它的目的和一次固井一樣，就是機(jī)械地錨定套管，封隔井 眼防止層間的流體垂直流動(dòng)。兩種主要的二次固井就是擠注水泥固井和注水泥塞固井。水泥段塞用于將要廢氣的井，需要隔離的層段， 定向井循環(huán)失控或者需要地層測(cè)試的情況。擠注水泥就是用壓力把水泥漿注入到對(duì)應(yīng)的地層，它的主要 目的是起到封隔的作用。這樣的封隔對(duì)于控制射孔之后阻止層間的流動(dòng)是很重要的。3) Completion methods油井服務(wù)公司將為油井的生產(chǎn)做好施工準(zhǔn)備，例如運(yùn)來(lái)小型鉆機(jī)以及在鉆機(jī)離開之前的許多工作。完井 的方法取決于油藏的特征以及它的經(jīng)濟(jì)潛力。眾多的完井方法包括：裸眼完

44、井，射孔完井，繞絲篩管完 井，無(wú)油管完井以及復(fù)合完井。Open-hole completion裸眼完井在產(chǎn)層沒有生產(chǎn)套管或者尾管。因此，油藏流體就可以自由的流入井筒。這種類型的完井，一 般較少使用，而且一般用于碳酸鹽巖油藏，并且只有一個(gè)產(chǎn)層的地壓力地層的情況。在裸眼完井中，套 管在產(chǎn)層的上方，鉆井就鉆到產(chǎn)層就實(shí)現(xiàn)了完井。Perforated completion射孔完井是最常用的完井方法，它需要好的固井質(zhì)量以及正確的射孔方法。射孔就是在井壁和水泥墻穿 刺一條流體從油藏流入井筒的通道。射孔首先是沿著生產(chǎn)套管或者是油管在產(chǎn)層的位置下入射孔槍。射 孔槍發(fā)射出射孔彈，或者引爆一種爆炸性的彈藥，即聚能射

45、孔彈。聚能射孔彈可以設(shè)計(jì)來(lái)形成高強(qiáng)度、 定位準(zhǔn)確的爆炸。因?yàn)檫@個(gè)爆炸時(shí)噴射出高能量的氣體和微粒，因此被稱為噴射式射孔。如果使用的是 生產(chǎn)尾管而不是生產(chǎn)套管，完井時(shí)就把生產(chǎn)尾管射穿。Wire-wrapped screen completion另外的完井方式就是繞絲篩管完井，繞絲篩管就是一個(gè)短的管子，末端是開放的并且末端纏繞著一種特 殊形狀的金屬絲。一種方法就是把篩管連接在油管底部下到已經(jīng)射孔的井底。通常繞絲篩管和礫石充填 組合在一起應(yīng)用，即在井底礫石在篩管的外面。這樣井底的流體流經(jīng)礫石，再流經(jīng)繞絲篩管最后到達(dá)油 管。繞絲篩管完井通常用于產(chǎn)層在產(chǎn)油氣同時(shí)有出沙的情況。篩管和礫石可以減少井筒出沙，這

46、樣就可 以防止出沙帶來(lái)的問題。Tubingless completion盡管大多是的井都是有油管的，但是一些小直徑的井就可以使用小直徑的套管完井而不需要油管。小直 徑套管直接下到產(chǎn)層，射孔也在產(chǎn)層。無(wú)油管完井常應(yīng)用于小型氣藏，產(chǎn)量低壓力低的井。Multiple completion復(fù)合完井可以應(yīng)用于井筒穿過(guò)多個(gè)產(chǎn)層的情況。通常對(duì)于一個(gè)產(chǎn)層就在生產(chǎn)套管內(nèi)下入有封隔器的單獨(dú) 油管。例如，在三重完井中，在一個(gè)生產(chǎn)管柱使用三個(gè)油管和三套封隔器。4) The wellhead井口就是用來(lái)控制井中流體的設(shè)備。它形成一個(gè)阻止井中流體在地面噴出或者泄露的封阻。對(duì)于具體的 井將根據(jù)具體情況來(lái)確定使用的井口類型。

47、有時(shí)候只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的支撐井中油管的設(shè)備。在其他情況下，控制地層壓力是必須的，此時(shí)就需要高壓井口。在有些油田的壓力可達(dá)到20000psi?；旧暇诘慕M成是：井頭、套管頭和采油樹。Casing head套管頭是一個(gè)連接了套管的很重的金屬地面裝置。在鉆井和修井作業(yè)中，套管頭可被用作控制壓力的設(shè)備。如果井中有幾套套管，在井口就對(duì)應(yīng)的需要幾套套管頭。Tubing head與套管頭的設(shè)計(jì)和作用相似，油管頭是支持油管柱、封閉套管與油管之間的壓力、在地面起到連接作用并且可以控制流動(dòng)液體或者氣體。如果在井口使用了套管頭，油管頭就是由套管頭支撐的。Christmas tree井口一系列的控制閥、壓力計(jì)量表和油

48、嘴就是采油樹，這樣命名的原因是它的形狀像圣誕樹，在井口有大量像樹枝一樣的裝置。這些閥門開關(guān)就可以控制完井之后井中的油氣流動(dòng)。主閥門關(guān)閉可以完全關(guān)閉 流體的流出。在采油樹也有油嘴，或者安裝在流動(dòng)管線中，這個(gè)用來(lái)控制流體的流量。壓力計(jì)量表是計(jì) 量套管頭和油管頭的壓力。知道了在不同操作下這些壓力的規(guī)律對(duì)更好的控制油井有幫助。Unit 7 Production of oil and gas生產(chǎn)就是石油工業(yè)中把油藏的碳?xì)浠衔锊傻降孛?，把油氣水和混雜的固體分離到可供銷售的產(chǎn)品如原油、凝析油和天然氣的這個(gè)過(guò)程。對(duì)于一個(gè)特定的油田，投入建設(shè)的生產(chǎn)設(shè)備類型，無(wú)論是在井筒還是地面的，都是取決于最初的勘探井以及接

49、下來(lái)的評(píng)價(jià)井的數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上的。直接由油井獲得的數(shù)據(jù)包括：原油質(zhì)量。伴生氣的體積和質(zhì)量，是否含有硫化氫，這個(gè)意味著一系列的嚴(yán)重的工程問題、安全問題以及經(jīng)濟(jì)的問題。油藏壓力以及建議的井口關(guān)井壓力。原油的流量和油藏壓力降以及井口壓力降的關(guān)系。其他從井獲得的數(shù)據(jù)如油藏深度和厚度，巖石滲透率和孔隙度，在一些情況還包括油氣水界面以及其他可供繪制油藏圖像的地質(zhì)數(shù)據(jù)。使用這些數(shù)據(jù)，油藏工程師們就可以計(jì)算出油藏巖石中包含的油氣的數(shù)量以及可采出的原油的百分?jǐn)?shù)。他們還會(huì)預(yù)測(cè)出油井開始生產(chǎn)之后油田的生產(chǎn)規(guī)律。這些還包括注入采出氣或者其他氣體以及水來(lái)幫助保持油藏的壓力。注入流體的措施有可能是在油井剛開始生產(chǎn)就進(jìn)行，

50、也可能是在采出了一定的原油之后的一個(gè)特定的時(shí)間開始進(jìn)行。對(duì)這些預(yù)測(cè)前景都會(huì)作一個(gè)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，接著就會(huì)作出生產(chǎn)決策，確定出井?dāng)?shù)、生產(chǎn)設(shè)備的尺寸和類型。油藏工程和地質(zhì)就會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的研究。1) Natural flow in a well在探討幫助油氣舉升到地面的各種方法之前，弄清自噴井的流動(dòng)規(guī)律是十分有必要的。伴生氣的質(zhì)量一 般的表達(dá)形式是立方英尺每桶油。在一個(gè)未飽和油藏中，當(dāng)壓力降到泡點(diǎn)壓力之下就會(huì)發(fā)生泡流。在泡點(diǎn)壓力時(shí)，氣泡就開始形成，氣泡 的直徑和分布都是隨機(jī)的。氣泡會(huì)以不同的速度移動(dòng)，這個(gè)是由它們各自的直徑?jīng)Q定的。原油在油管的 壁面或者環(huán)空壁面會(huì)被拖拽，在其他地方的流速則是恒定的。當(dāng)氣泡

51、結(jié)合形成直徑約等于管柱的直徑的穩(wěn)定氣泡時(shí)，就是接下來(lái)的階段段塞流。此時(shí)氣泡的速度比原油的流速快。段塞中不與氣泡接觸的原油的流動(dòng)方向與氣泡是一致的，而在氣泡壁面的油膜則會(huì)在氣泡的表面往下流。最后的階段是霧流，此時(shí)氣相成為連續(xù)相，而原油是以液滴形式夾帶在其中的。從原油作為連續(xù)相轉(zhuǎn)換到氣體作為連續(xù)相的過(guò)程不是瞬間發(fā)生的，而是井筒中一個(gè)逐漸增加的模糊區(qū)域。例如，霧流在地面的 氣體和原油體積比為，但是在更低的比率下是不可能的。因此，對(duì)于一口井，井底壓力高于泡點(diǎn)壓力， 單相流、泡流、段塞流和霧流是在垂直的管流的不同點(diǎn)同時(shí)存在的。有許多的方法來(lái)預(yù)測(cè)和描述流入井中的兩相壓力降落。2) Artificial l

52、ift大多數(shù)的油田都會(huì)有油藏壓力降低和產(chǎn)水增加的情況，這就意味著井不自噴的機(jī)會(huì)增加。有許多方法可以幫助油井采油，例如氣舉、電潛泵和有桿泵。3) Gas lift一種方法就是氣舉。在這個(gè)方法中，氣體通過(guò)安置在油管柱上的壓力控制凡爾被泵入環(huán)空的液流中。氣體上升過(guò)程中膨脹就幫助原油的舉升。氣體可以被再一次利用，如果有需要的話，通過(guò)壓縮機(jī)增加能量再循環(huán)實(shí)現(xiàn)原油的舉升。上面的描述是過(guò)于簡(jiǎn)單化了，實(shí)際上需要大量的工程專家來(lái)制定方案讓氣舉的效率更好。氣舉閥的尺寸和位置需要由原油的流速和伴生氣的數(shù)量來(lái)決定。當(dāng)井生產(chǎn)時(shí)，就會(huì)有氣體和原油一起產(chǎn)出。關(guān)井時(shí)，原油就停止流動(dòng)，井中的天然氣就逸出到井口，此時(shí)井筒就相當(dāng)于

53、一個(gè)分離器。建立在垂直管流理論的預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)上的兩相梯度曲線可用來(lái)設(shè)計(jì)這些閥門。下入到油管上的氣舉閥通常是可以回收的，并且這些氣舉閥一般是壓力控制或者液體控制的。它們也可能是節(jié)流閥，從環(huán)空到油管的氣體產(chǎn)量與油管流壓成正比。用這種氣舉閥，當(dāng)氣體被注入下一個(gè)氣舉閥的時(shí)候，上面的卸載閥由于油壓的降低就會(huì)關(guān)閉。應(yīng)用這種成熟的技術(shù)可以用最低的氣油比取得最大的注入深度。氣舉是一種很靈活的方法，在海洋上可以用于斜井，并且可以迅速的適應(yīng)于產(chǎn)量變化的需要以及產(chǎn)液種類變化的需要。在多數(shù)井中，隨著時(shí)間推移，井筒中產(chǎn)水量的增加會(huì)對(duì)壓力系統(tǒng)有很顯著的影響。影響氣舉效率的一個(gè)重要因素就是氣體與原油之間的滑脫效應(yīng)。另外有一

54、種氣舉方法就是試圖減小這種不良影響，它是在油管柱中放置一個(gè)自由移動(dòng)的活塞。這就是間歇式氣舉，在這種方式中，氣體推動(dòng)活塞和原油上升，活塞要回落到底部然后重復(fù)這個(gè)過(guò)程。如前面的方法一樣，使用地面泵或者高壓氣源以氣體攜帶能量到井筒實(shí)現(xiàn)舉升原油。這個(gè)方法對(duì)于斜井不是很適用，今天也應(yīng)用較少了。4) Subsurface pumps 第二種方法，常在高產(chǎn)井中使用，就是在井中下入一個(gè)電動(dòng)的多級(jí)離心泵。在井中把電能轉(zhuǎn)化成水利能。這些離心泵廣泛的應(yīng)用于垂直淺井中，但是在斜井和高溫井中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步發(fā)展。高溫井的溫度對(duì)電泵有不利的影響，而在斜井中放入電纜在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)角處會(huì)損壞絕緣層。電潛泵的不同之處在于讓泵如何有

55、效的運(yùn)轉(zhuǎn)。如果井中的流體是原油，那么電潛泵泵出的流體和油藏的流體是一致的。為了達(dá)到一個(gè)有效的閉合水利系統(tǒng)，注入清潔原油的需求應(yīng)該與管網(wǎng)的復(fù)雜性平衡考慮。5) Rod pumps第三種方法就是在地面的柴油機(jī)或者電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的搖臂上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)地下的抽油油桿和活塞實(shí)現(xiàn)抽油。這些各種形狀和規(guī)格的“驢頭”在世界的各個(gè)油田都是非常普遍。圖就是一個(gè)典型的有固定閥和游動(dòng)閥的泵，閥都是單相通過(guò)的設(shè)計(jì)，這樣流體就只能垂直通過(guò)。在有桿泵下部的示功圖表示：1 到 2：光桿深入底部加載，例如加載活塞和地面之間的流體。2 到 3：活塞向上移動(dòng)，固定閥打開。3 到 4：光桿卸載，固定閥關(guān)閉。4 到 1：活塞下移，游動(dòng)閥打

56、開。原理雖然很簡(jiǎn)單，但是其中還有許多復(fù)雜的技術(shù)問題。圖示只是展示了活塞的運(yùn)動(dòng)情況不是在地面的情況。由于前面提到的吸入泵本身具有延展性，除非油管柱本身是固定的，否則它也會(huì)上下移動(dòng)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷變化是復(fù)雜的，因?yàn)橄到y(tǒng)底部和頂部是不協(xié)調(diào)的，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的因素同時(shí)作用。它是一個(gè)衰減的彈性系統(tǒng)，而光桿的共振是必須避免的，被迫的諧振引起的彈性振動(dòng)和光桿的自然頻率會(huì)加強(qiáng)彼此的作用從而導(dǎo)致光桿的失效。發(fā)動(dòng)機(jī)在循環(huán)的時(shí)候載荷是變化的，實(shí)現(xiàn)平衡是必要的。通常是在曲柄上使用旋轉(zhuǎn)平衡塊或者離心平衡塊，或者下沖程時(shí)汽缸壓縮氣體。測(cè)力計(jì)可以測(cè)量光桿在地面的伸展情況從而計(jì)算出載荷。光桿在整個(gè)抽油拉桿的頂部，它是完全封隔

57、的，防止流體滲漏。平衡可以調(diào)適到很大程度上消除載荷變化的影響，這個(gè)由測(cè)力計(jì)可以觀察出來(lái)。測(cè)力計(jì)可以診斷出泵的情況以及相關(guān)設(shè)備的情況，就如同醫(yī)生使用心電圖來(lái)觀察病人的心臟情況一樣。不好的泵效也許是由活塞的漏失流體引起的，或者是固定閥游動(dòng)閥，氣鎖對(duì)有效泵舉的干擾，油管錨的滑動(dòng)，光桿的分離，這些都會(huì)在示功圖上有顯著的特征。這種類型的泵適合于垂直的相對(duì)低產(chǎn)的井。它在較老的油田廣泛使用著。用電動(dòng)馬達(dá)可以讓泵自動(dòng)的間歇工作，也許一周就工作幾個(gè)小時(shí)，當(dāng)油藏驅(qū)替只是重力驅(qū)的時(shí)候。Unit 8 Separation and treatment在井口流出的油氣經(jīng)過(guò)合理尺寸的管道到達(dá)一系列的分離器。在陸地，油井遍布了油田并是垂直井，集