石油的形成及套管井結(jié)構(gòu)介紹

石油的形成及套管井構(gòu)造介紹培訓(xùn)資料1名目\l“_TOC_250026“第一章 油氣田的相關(guān)學(xué)問 3\l“_TOC_250025“第一節(jié) 油氣田的形成要素 3\l“_TOC_250024“其次節(jié) 圈閉的概念及其組成 4\l“_TOC_250023“第三節(jié) 油氣的成分 5\l“_TOC_250022“第四節(jié) 生油層的巖性 5\l“_TOC_250021“其次章 油氣田的勘探 5\l“_TOC_250020“第一節(jié) 重力勘探法 5\l“_TOC_250019“其次節(jié) 磁法物探 6\l“_TOC_250018“第三節(jié) 電法勘探 6\l“_TOC_250017“第四節(jié) 反射波法地震勘探 6\l“_TOC_250016“第五節(jié) 核法勘探 8\l“_TOC_250015“第三章 鉆井的介紹 8\l“_TOC_250014“第一節(jié) 鉆井方式 8\l“_TOC_250013“其次節(jié) 鉆井平臺(tái) 9\l“_TOC_250012“第三節(jié) 鉆井工藝 10\l“_TOC_250011“第四章 套管井固井質(zhì)量 12\l“_TOC_250010“第一節(jié) 套管井井身構(gòu)造 12\l“_TOC_250009“其次節(jié) 套管井固井的目的 13\l“_TOC_250008“第三節(jié) 套管井固井的方法 15\l“_TOC_250007“第五章 射孔工藝 16\l“_TOC_250006“第一節(jié) 射孔器構(gòu)造 16\l“_TOC_250005“其次節(jié) 電纜射孔校深方法 17\l“_TOC_250004“第三節(jié) 油管輸送射孔校深的條件和方法 19\l“_TOC_250003“第六章 套管井井口裝置及測井樹介紹 20第一節(jié) 井口防噴裝置 21\l“_TOC_250002“其次節(jié) 井口采油樹裝置 22\l“_TOC_250001“第三節(jié) 注水井口裝置 22\l“_TOC_250000“第四節(jié) 熱采井口裝置 232第一章 油氣田的相關(guān)學(xué)問350合物形成的，比石油更輕的碳?xì)浠衔飫t成為自然氣。60%的石油是在恐龍稱霸地球時(shí)期所形成的。主要由藻類等浮游植物遺骸及恐龍尸體積存而成。生物的細(xì)胞含有脂肪和油脂，脂肪和油脂則是由碳、氫、氧等3體沉降于海底或湖底并被淤泥掩蓋之后，氧元素分別，碳和氫則組成碳?xì)浠衔铩５谝还?jié) 油氣田的形成要素和良好的保存條件。充分的油氣來源可以形成巨厚的多旋回性的生油層系，可以生成豐富的油氣。有利的生儲(chǔ)蓋組合的輸送通道和暢通的排解條件；同時(shí)蓋層的質(zhì)量和厚度又能保護(hù)運(yùn)移到儲(chǔ)層中的油氣不會(huì)散失。有效的圈閉水動(dòng)力沖刷影響不大的圈閉。良好的保存條件良好的保存條件也是油氣藏存在的必要條件，良好的保存條件應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)方面：地殼運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣藏的破壞不大巖漿活動(dòng)對(duì)油氣藏的保存沒有影響水動(dòng)力沖刷也沒有破壞油氣藏的存在。總之，生油層將生物尸體腐敗生成的油氣，經(jīng)過油氣的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)集層，再在儲(chǔ)集層經(jīng)過橫向和縱向運(yùn)移，進(jìn)入到圈閉中，即形成油氣田。油氣田形成后，還要經(jīng)受地殼運(yùn)動(dòng)在的能源生產(chǎn)基地。3這類局部構(gòu)造單位可以是穹隆、背斜、單斜、刺穿構(gòu)造等等，在它們所掌握的范圍內(nèi)往往伴生多種圈閉，從而形成多種油氣藏。這些受同一局部構(gòu)造單位掌握的面積內(nèi)油藏、氣藏的總稱，就是一個(gè)油氣田。如圖一所示。圖一：背斜油氣藏示意圖其次節(jié) 圈閉的概念及其組成下三個(gè)局部組成的：圖二：圈閉示意圖儲(chǔ)集層：具有儲(chǔ)集油氣孔隙空間和使流體運(yùn)移力量的巖層。(3)遮擋物：從各個(gè)方面阻擋油氣連續(xù)運(yùn)移的封閉條件。4圈閉的根本功能就是聚攏油氣，它的存在是形成油氣藏的必要條件，如圖二所示。第三節(jié) 油氣的成分石油的化學(xué)組成主要包括以下三方面：〔一〕石油的元素組成：石油主要由碳、氫及少量硫、氮、氧等元素組成。〔二〕石油的化合物組成：石油中的烴類化合物包括烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。自然氣主要含甲烷，此外還有較多的重?zé)N氣。第四節(jié) 生油層的巖性層可分為兩大類：一類是泥質(zhì)生油巖,另一類是碳酸鹽巖生油巖。生油層中富含生物化石或有機(jī)質(zhì)。其次章 油氣田的勘探千米的地下，需要石油工作者困難的努力，不斷改進(jìn)、創(chuàng)技術(shù)，才能更多更好勘探、開采地下原油。接觀看和爭論出露在地面的底層、巖石，了解沉積地層和構(gòu)造特征。收集全部地質(zhì)資料，以便查明油氣生成和聚攏的有利地帶和分布規(guī)律，以到達(dá)找到油氣田的目的。但因大局部地表都被近代沉積所掩蓋，這使地質(zhì)勘探受到了很大的限制?！埠喎Q物探〕是依據(jù)地質(zhì)學(xué)和物理學(xué)的原理，通過不同的物理儀器觀看地面上各種物理現(xiàn)象，推斷地下地質(zhì)狀況，到達(dá)找油的目的。第一節(jié) 重力勘探法重力勘探是以探測對(duì)象與其四周巖〔礦〕石之間的密度差異為根底，通過觀測和爭論重5力場的變化規(guī)律，查明地質(zhì)構(gòu)造、查找礦產(chǎn)〔礦藏〕及探測物的一種物探方法。它主要用于與其他物探方法相協(xié)作，查找油氣資源。如圖三所示。圖三：重力勘探查找的背斜儲(chǔ)油構(gòu)造圖三：重力勘探查找的背斜儲(chǔ)油構(gòu)造其次節(jié) 磁法物探〔礦〕之間的磁性差異為根底，通過觀測和爭論自然地磁場及人工磁場的變化規(guī)律，查明地質(zhì)構(gòu)造、查找礦產(chǎn)〔藏〕及探測物的一種物探方法。它主要用于各種比例尺的地質(zhì)填圖；勘察油氣構(gòu)造及煤田盆地；推測成礦遠(yuǎn)景區(qū)；爭論區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造；另外還可查找鐵礦及含磁性礦物的金屬礦及非金屬礦，為打撈沉船、沉車定位，確定古人類遺跡等。第三節(jié) 電法勘探或電磁場在空間和時(shí)間上的分布特點(diǎn)和變化規(guī)律，來查明地下地質(zhì)構(gòu)造和查找有用礦產(chǎn)的一類勘察地球物理方法。電法勘探分支眾多，一般歸為兩大類：①傳導(dǎo)類電法發(fā)極化法等。②感應(yīng)類電法感應(yīng)類電法爭論的是溝通電磁場，統(tǒng)稱為電磁法，其中又可分為電磁剖面法和電磁測探法。第四節(jié) 反射波法地震勘探激發(fā)產(chǎn)生的地震波在彈性不同的地層內(nèi)傳播規(guī)律來勘測地下地質(zhì)狀況的方法。地震波在地下6大類，目前地震勘探主要以反射波法為主。地震勘探的生產(chǎn)工作根本上可分為三個(gè)環(huán)節(jié)：有含油氣期望的探區(qū)布置測線，人工激發(fā)地震波，并用野外地震儀把地震波傳播的狀況記錄下來。進(jìn)展野外生產(chǎn)工作的組織形式是地震隊(duì)，主要內(nèi)容是激發(fā)地震波，接收地震波。如圖四、五所示。圖四：陸地地震勘探示意圖圖五：海洋地質(zhì)勘探示意圖理工作，得出的成果是“地震剖面圖”和地震波速度、頻率等資料。如圖六所示。7圖六：地震勘探成果圖的原理，綜合地質(zhì)、鉆井的資料，對(duì)地震剖面進(jìn)展深入的分析爭論，說明地層的巖性和地質(zhì)時(shí)代，說明地下地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)；繪制反映某些主要層位的構(gòu)造圖和其他的綜合分析圖件；查明有含油、氣期望的圈閉，提出鉆探井位。第五節(jié)核法勘探下巖、礦石產(chǎn)生的各種核物理現(xiàn)象來勘查地下地質(zhì)構(gòu)造或查找有用礦產(chǎn)的地球物理方法，簡稱核物探。第三章 鉆井的介紹鉆井、石油鉆井、煤田鉆井、礦田鉆井、建筑地面鉆井等。第一節(jié) 鉆井方式1、頓鉆頓鉆，又稱沖擊鉆。用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu)，使游梁一端上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用，使巖石裂開。頓鉆鉆速慢，效率低，不不污染油層等優(yōu)點(diǎn)，可用于一些淺的低壓油氣井、漏失井等。2、旋轉(zhuǎn)鉆利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用裂開巖石。是當(dāng)前最通用的鉆井方法。比頓鉆鉆8壽命短，特別適于打定向井。井下動(dòng)力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動(dòng)鉆等。井。特點(diǎn)是進(jìn)尺快、鉆壓小、泵壓高。適合鉆定向井或特別硬底層井段。鉆井設(shè)備按功能分為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)。動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)和掌握系統(tǒng)等。其次節(jié) 鉆井平臺(tái)將石油鉆井平臺(tái)分為海上鉆井平臺(tái)和陸地鉆井平臺(tái)兩類。是主要用于鉆探井的海上構(gòu)造物。平臺(tái)上裝鉆井、動(dòng)力、通訊、導(dǎo)航等設(shè)備，以及安全救生和人員生活設(shè)施，是海上油氣勘探開發(fā)不行缺少的手段。主要分為移動(dòng)式平臺(tái)和固定式平臺(tái)兩大類。其中按構(gòu)造又可分為：牽索塔式平臺(tái)固定式平臺(tái)：導(dǎo)管架式平臺(tái)、混凝土重力式平臺(tái)、深水順應(yīng)塔式平臺(tái)固定式鉆井性好，但因平臺(tái)不能移動(dòng)，故鉆井的本錢較高。式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺(tái)。9圖七：鉆井平臺(tái)示意圖第三節(jié) 鉆井工藝消滅。井眼方向必需掌握在允許范圍內(nèi)。依據(jù)油氣勘探，開發(fā)的地質(zhì)地理?xiàng)l件和工程需要，分直井和定向井兩類，后者又可分為一般定向井、水平井、叢式井等。曲率和井底相對(duì)于井口的水平位移也有肯定的要求(圖八所示)。生產(chǎn)井井底水平位移過大，會(huì)打亂油田開發(fā)的布井方案；探井井底水平位移過大，有可能鉆不到預(yù)期的目的層。井的全角變化率過大會(huì)增加鉆井和采油作業(yè)的困難，易導(dǎo)致井下事故。影響井斜角和方位角的因素有：地質(zhì)條件，鉆具組合，鉆井技術(shù)措施，操作技術(shù)以及設(shè)備安裝質(zhì)量等。為防止井斜角和井眼曲率過大，必需選用合理的下部鉆具組合。常用的有剛性滿眼鉆具組合〔圖2〕和鐘擺鉆具組合(圖3)兩種。前者可承受較大的鉆壓鉆進(jìn),有利于提高鉆速,井眼曲率較小，但不能糾斜,后者需掌握肯定的鉆壓,響鉆速，但可用來糾斜。10圖八：井斜示意圖定向井——沿預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼方向(井斜角和方位角)鉆達(dá)目的層位的井。主要用于：〔如斷層、裂縫層，或地層傾角太大等〕的需要，鉆定向井有利于油、氣藏的勘探開發(fā)；常用井下動(dòng)力鉆具(渦輪鉆具或螺桿鉆具)加彎接頭組成的造斜鉆具〔4。當(dāng)井眼斜度最終到達(dá)或接近水尋常，稱為水平井。定向鉆進(jìn)時(shí)，必需常常監(jiān)測井眼的斜度和方位，隨時(shí)繪出井眼軌跡圖，以便準(zhǔn)時(shí)調(diào)整。常用的測斜儀有單點(diǎn)、多點(diǎn)磁力照相測斜儀和陀螺測斜儀。近年來，還使用隨鉆測斜儀，不需起鉆就可隨時(shí)了解井眼的斜度和方位，至數(shù)十口定向井，使每口井沿各自的設(shè)計(jì)井身軸線分別鉆達(dá)目的層位，通常用于海上平臺(tái)或城市、良田、沼澤等地區(qū)，可節(jié)約大量投資，占地少，并便于集中治理。11圖九：叢式井示意圖第四章套管井固井質(zhì)量及整個(gè)開采過程中合理的油氣生產(chǎn)等目的而下入優(yōu)質(zhì)鋼管，并在井筒于鋼管環(huán)空充填好水泥的作業(yè)，稱為固井工程。因此固井包括了兩局部：下入套管的工藝和注入水泥漿的工藝叫做固井工藝。添加劑按肯定的比例混合后，通過固井泵泵注入井，并頂替到預(yù)定深度的井壁與套管〔套管與套管〕〔套管與套管〕之間形成結(jié)實(shí)粘結(jié)。第一節(jié)套管井井身構(gòu)造井身構(gòu)造是指套管層次和每層套管的下入深度、水泥漿的返高及套管和井眼尺寸的協(xié)作具體作用為：如圖十所示：導(dǎo)管：建立表層鉆進(jìn)的泥漿循環(huán)。撐技術(shù)套管與油層套管的重量。技術(shù)套管//尾管不是肯定要下的，爭取不下或少下技術(shù)套管/尾管。12起來，在井內(nèi)建立一條油、氣通路。保證長期生產(chǎn)，并能滿足合理開采油、氣和增產(chǎn)措施的要求。圖十：井身構(gòu)造示意圖其次節(jié) 套管井固井的目的一口油井深達(dá)數(shù)千米，在鉆井過程中常常遇到井漏、井塌、井噴等簡單狀況，影響正常鉆進(jìn)，嚴(yán)峻時(shí)甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢。遇到上述狀況就應(yīng)下套管固井，封隔好簡單地層后，再連續(xù)就要承受固井。、在鉆進(jìn)過程中封隔易坍塌、易漏失等簡單地層，穩(wěn)固所鉆過的井眼保證鉆井順當(dāng)進(jìn)行。當(dāng)從A點(diǎn)鉆進(jìn)至B點(diǎn)，假設(shè)在A點(diǎn)井深處沒下套管固井，那么隨著井深的變化，鉆達(dá)BAABBB發(fā)生井漏。如圖十一所示：13圖十一：下套管固井原理示意圖、封隔油、氣、水層，防止層間互竄。間水泥固結(jié)不好，層間相互竄通，那么會(huì)給油氣田開發(fā)帶來很大困難。當(dāng)油、氣層壓力大于水層壓力時(shí)，油、氣便會(huì)竄入水層內(nèi)，既污染了水層又影響到油氣的產(chǎn)量；當(dāng)水層壓力大于油、氣層壓力時(shí)，水便會(huì)竄入油氣層內(nèi)，造成油田開發(fā)早期出水，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)水淹破壞整個(gè)油氣田。因此，必需確保固井質(zhì)量，對(duì)地層內(nèi)不同類型的流體有效封隔。如圖十二所示：圖十二：固井工程防止串層、支撐套管和井口裝置，建立油氣通道。環(huán)不僅要支撐套管的重量，而且要承受安裝在套管上井口裝置的重量，預(yù)備下一次開鉆或完井投產(chǎn)。假設(shè)水泥封固質(zhì)量差，則會(huì)導(dǎo)致套管下沉或井口裝置的不穩(wěn)定，影響正常作業(yè)或油氣通道的建立。14油、氣、鹽水等液體的污染；油井投產(chǎn)后，為酸化壓裂進(jìn)展增產(chǎn)措施制造了先決有利條件。第三節(jié) 套管井固井的方法表層套管的固井方式承受正注法，如圖十三所示。圖十三：表層套管固井示意圖技術(shù)套管及生產(chǎn)套管應(yīng)用反注法，從套管內(nèi)注入，用活塞施壓后讓水泥漿從環(huán)形空管刻度用。如圖十四所示：圖十四：技術(shù)套管固井示意圖至油層，下注技術(shù)套過后，用反注法將水泥漿注入環(huán)形空間膠注。如圖十五所示：15圖十五：海洋油田套管井固井示意圖第五章 射孔工藝穿進(jìn)局部產(chǎn)層巖石形成油氣流的通道，聯(lián)通產(chǎn)層和井筒的完井方法。第一節(jié) 射孔器構(gòu)造置及其組合。有聚能射孔器、水力射孔器、復(fù)合射孔器等，最常用為聚能射孔器。聚能射孔器具有施工效率高、熱穩(wěn)定性好、操作簡便和安全牢靠等優(yōu)點(diǎn)。孔彈射孔。環(huán)進(jìn)入地層形成孔道時(shí)，水泥環(huán)、巖石受到高溫、高壓射流沖擊作用后變形、裂開和壓實(shí)，在射孔孔道的四周就會(huì)形成一個(gè)壓實(shí)損害帶。巖石受到壓力的沖擊，會(huì)產(chǎn)生壓縮變形。變形的結(jié)果是孔道邊壁上的巖石被壓緊，密度增加，孔隙縮小甚至閉合。這種現(xiàn)象稱為射孔孔道邊壁的壓實(shí)。爭論說明裂開壓實(shí)帶的滲透率只有原始滲透率的10%左右，降低了油井的生產(chǎn)力量。如圖十六所示：16圖十六：聚能彈示意圖爆索引爆進(jìn)展射孔的工具。按其槍身構(gòu)造分為兩類，假設(shè)將射孔彈裝配在密封的鋼管內(nèi)，則稱其為有槍身式射孔器；假設(shè)將單個(gè)密封的射孔彈用鋼絲、金屬桿或薄金屬帶連起來，直接下井射孔，則稱為無槍身式射孔器。射孔彈常用的的激發(fā)方式有以下幾種：1〕電纜直流或者高頻激發(fā)點(diǎn)火方式；投棒激發(fā)點(diǎn)火方式；存儲(chǔ)式壓控點(diǎn)火方式其次節(jié) 電纜射孔校深方法校深原理射孔層位(目的層)的深度可在裸眼測井中的GR或SP曲線讀出；在測量固井質(zhì)量時(shí)將套管接箍的深度和裸眼測井的深度相結(jié)合，所以得出射孔層位和套管確實(shí)定深度。射孔時(shí)，十八所示：17圖十八：電纜射孔校深曲線圖校深及射孔裝置CCL。GR儀也可用來校深定位，但因其探頭是晶體材料，一般不用來與射孔槍連接使用，假設(shè)要使用，必需為抗震伽瑪儀器；③射孔槍，分點(diǎn)火頭、槍身、槍尾三局部?？浊斑M(jìn)展校深測井，以確保射孔槍能定位在預(yù)先設(shè)計(jì)的深度上。值得留意的是射孔槍長度必需小于或者等于射孔層的厚度，而地層底界對(duì)準(zhǔn)槍底端第一放射孔彈，地層頂界對(duì)準(zhǔn)槍頂端第一放射孔彈。校深過程射孔管串井口對(duì)零，入井后，首先測量標(biāo)準(zhǔn)接箍〔即短套管〕深度。D>0；測得曲線的深度比標(biāo)準(zhǔn)深度曲線深時(shí)，其差值D<0。測完標(biāo)準(zhǔn)接箍后，與固井質(zhì)量圖上的曲線相比較，可標(biāo)出D，在深18信的，但在特別狀況下也可用在電纜上做記號(hào)測量射孔深度，此方法僅作為一個(gè)關(guān)心推斷手段。如圖十九所示