石油工程概論

石油工程概論目錄第一章

緒論第二章油藏流體的物理性質(zhì)第三章油藏巖石的物理性質(zhì)第四章油田開發(fā)設計基礎第五章油藏開發(fā)動態(tài)分析方法第六章油氣鉆井方法及工藝第七章鉆進工藝技術第八章固井、完井與試油第九章自噴及氣舉采油技術第十章機械采油技術第十一章注水與油水井措施第十二章提高采收率原理與方法

第一章緒論一、石油工程概述三、預備知識

——油氣藏的形成與類型二、學習要求一、石油工程概述1.石油工程的定義

經(jīng)濟有效地將深埋于地下油氣從油氣藏中開采到地面所實施的一系列工程和工藝技術的總稱。包括油藏、鉆井、采油和石油地面工程等。確定鉆井方法和鉆進工藝技術，建立起一條開采油氣的通道，保護油氣層。研究油氣田地質(zhì)資料，掌握地下油氣的分布狀況，掌握儲層及其流體的性質(zhì)與特點，制定合理的開發(fā)方案。油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標通過產(chǎn)油井和注入井對油藏采取的各項工程技術措施的總稱。油氣的分離、儲存、輸送等

石油工程是集多種工藝技術和工程措施于一體，多種工藝技術相互配合、相互滲透、相互促進和發(fā)展的綜合工程?？碧桨l(fā)現(xiàn)具有工業(yè)油氣流的含油氣構造制定合理的開發(fā)方案進行合理的鉆井設計和科學的鉆井施工2.石油工程任務制定采油工程方案，確定采油工藝技術開發(fā)的動態(tài)監(jiān)測與開發(fā)調(diào)整采取有效措施，提高原油采收率經(jīng)濟有效地提高油田產(chǎn)量和原油采收率3.石油工程目標1.課程特點多2.學習方法聯(lián)系實際深刻理解善于歸納3.要求認真聽講、做好筆記等。散難二、學習要求三、油氣藏的形成與類型油氣藏：運移著的油氣，由于遮擋物的作用，阻止了它們繼續(xù)運移，而在儲集層富集起來就形成了油氣藏。因此，科學地開發(fā)油氣藏，需要首先對油氣的產(chǎn)生、運移、儲集過程及油氣藏形成的條件和規(guī)律有一個基本的了解石油工程研究對象：油氣藏。1．石油的生成有機成因說無機成因說古代生物遺骸沉積石油和天然氣保存無氧條件溫度壓力條件物理化學變化碳化物說宇宙說巖漿說石油的形成與巖漿冷卻時碳氫化合物聚合有關。2．油氣藏的形成石油生成保存聚集運移形成油氣藏生油層儲油層蓋層保護層油氣藏形成必要條件圖1-1背斜構造油藏圖1-3巖性油藏3.油氣藏的類型(完)(1)背斜構造油藏(2)斷層遮擋油藏或斷層封閉油藏(3)巖性油藏圖1-2斷層遮擋油藏圖1-5不整合封閉油藏(4)不整合封閉油氣藏(5)古潛山、礁塊油氣藏等構造型油氣藏及其它(2)斷層遮擋油藏或斷層封閉油藏(3)巖性油藏(4)不整合封閉油氣藏(1)背斜構造油藏第二章油藏流體的物理性質(zhì)（1）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類氣體；油藏流體石油天然氣地層水油藏流體的特點：儲層烴類：C、H（2）隨溫度、壓力的變化，油藏流體的物理性質(zhì)也會發(fā)生變化。同時會出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。第一節(jié)油氣的化學組成一、天然氣的組成

石蠟族低分子飽和烷烴（主要）CH470－98％C2H6C3H8C4H10

非烴氣體（少量）H2S惰性氣體He、ArH2ON2COCO2>C5

天然氣組成的表示方法摩爾組成質(zhì)量組成體積組成理想氣體礦藏汽油蒸汽含量硫含量凝析氣油藏氣氣藏氣干氣<100g/m3≥100g/m3富氣酸氣≥1g/m3凈氣<1g/m3

天然氣的分類（>C5H12）

環(huán)烷烴

芳香烴

其它化合物

烷烴C5～C16含氧化合物含硫化合物含氮化合物高分子雜環(huán)化合物苯酚、脂肪酸硫醇、硫醚、噻吩吡咯、吡啶、喹啉、吲哚膠質(zhì)、瀝青質(zhì)二、石油的組成商品性質(zhì)指標：餾分組成含硫量瀝青質(zhì)膠質(zhì)含蠟量凝固點粘度相對密度第二節(jié)油氣的相態(tài)相態(tài)：物質(zhì)在一定條件（溫度和壓力）下所處的狀態(tài)。油藏烴類的相態(tài)通常用P－T圖研究。相：某一體系或系統(tǒng)中具有相同成分，相同物理、化學性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分。

油藏烴類一般有氣、液、固三種相態(tài)相圖多組分烴類系統(tǒng)相圖

四區(qū)

三線

五點

各類油氣藏的開發(fā)特點四區(qū)液相區(qū)反常凝析區(qū)氣液兩相區(qū)氣相區(qū)PCT線包圍的陰影部分三線泡點線AC線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線露點線BC線，氣相區(qū)與兩相區(qū)的分界線等液相線虛線，線上的液量的含量相等AC線以上BC線右下方ACB線包圍的區(qū)域五點泡點AC線上的點，也稱飽和壓力點露點BC線上的點臨界點C點，泡點線與露點線的交點臨界凝析壓力點P點，兩相共存的最高壓力點臨界凝析溫度點T點，兩相共存的最高溫度點油藏氣藏油氣藏凝析氣藏各類油氣藏的開發(fā)特點1點－油藏液態(tài)壓力下降泡點線(飽和壓力)壓力下降氣液兩相4點－凝析氣藏氣態(tài)壓力下降氣液兩相壓力下降氣態(tài)2點－飽和油藏液態(tài)壓力稍微下降氣液兩相3點－氣藏氣態(tài)壓力下降氣態(tài)第三節(jié)油氣的溶解與分離一、天然氣在原油中的溶解亨利定律：適用條件②單組分氣體在液體中的溶解。α——溶解系數(shù)，其值反映了氣體在液體中溶解能力的大小，標m3/MPa亨利定律的物理意義溫度一定，氣體在單位體積液體中的溶解量與壓力成正比。①分子結構差異較大的氣液體系。Rs——溶解度，壓力為P時單位體積液體中溶解的氣量,標m3/m3；40℃時不同氣體在相對密度為0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956)1—氮氣2—甲烷3—天然氣某天然氣在不同原油中的溶解度曲線1─γo=0.7389；2─γo=0.80173─γo=0.8498；4─γo=0.9340天然氣在原油中溶解度的典型曲線天然氣在原油中溶解的影響因素：①天然氣的溶解曲線不是線性的②天然氣的組成③石油的組成隨著溫度的升高，天然氣的溶解度下降天然氣中重質(zhì)組分愈多，相對密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大相同的溫度和壓力下，同一種天然氣在輕質(zhì)油中的溶解度大于在重質(zhì)油中的溶解度④溫度⑤壓力隨著壓力的升高，天然氣的溶解度增大先溶解重烴，曲線較陡；再溶解輕烴，曲線較直，斜率小二、油氣分離易溶解于石油的氣體組分，不容易從石油中分離出來難溶解于石油的氣體，容易從石油中分離出來分離方式接觸分離(閃蒸脫氣，一次脫氣)微分分離（多級脫氣）多級脫氣礦場常用氣多氣少一次脫氣示意圖多級脫氣示意圖第四節(jié)地層油的高壓物性地層油：高溫高壓，溶解有大量的天然氣一、地層油的溶解氣油比Rs1.定義①在油藏溫度和壓力下地層油中溶解的氣量，標m3/m3。②單位體積地面油在油藏條件下所溶解的標準狀況下的氣體體積，標m3/m3。地層油的溶解氣油比是用接觸脫氣的方法得到的。2.影響因素①油氣性質(zhì)溶解氣油比與壓力的關系②壓力油氣密度差異越小，地層油的溶解氣油比越大。③溫度T↗，Rs↘二、地層油的密度和相對密度1.地層油的密度地層油的密度是指單位體積地層油的質(zhì)量，kg/m3。一般，地層油的密度小于地面油的密度。2.地面油的相對密度20℃時的地面油密度與4℃時水密度之比。？三、地層油的體積系數(shù)又稱原油地下體積系數(shù)，是指原油在地下體積(即地層油體積)與其在地面脫氣后的體積之比。一般地，Bo>1。影響因素分析：輕烴組分所占比例↗，Bo↗①組成③油藏溫度T↗，Bo↗④油藏壓力P↗,Bo↘當P>Pb時，P↗,Bo↗

當P<Pb時，當P=Pb時，Bo＝Bomax②溶解氣油比Rs↗,Bo↗體積系數(shù)與壓力的關系兩相體積系數(shù)：油藏壓力低于泡點壓力時，在給定壓力下地層油和其釋放出氣體的總體積(兩相體積)與它在地面脫氣后的體積(地面原油體積)之比。因為：所以：四、地層油的等溫壓縮系數(shù)在溫度一定的條件下，單位體積地層油隨壓力變化的體積變化率，1/MPa由于：所以：影響因素分析：輕烴組分所占比例↗，Co↗①組成③溫度T↗，Co↗P↗,Co↘④壓力②溶解氣油比Rs↗,Co↗五、地層油的粘度根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律：影響因素分析：輕烴組分所占比例↗,μo↘①組成③溫度T↗，μo↘④壓力②溶解氣油比Rs↗,μo↘μo～P、T關系一、天然氣的壓縮因子方程理想氣體的假設條件：1.氣體分子無體積，是個質(zhì)點；2.氣體分子間無作用力；3.氣體分子間是彈性碰撞；理想氣體狀態(tài)方程：天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分混合物，不是理想氣體第五節(jié)天然氣的高壓物性體積系數(shù)壓縮系數(shù)粘度壓縮因子壓縮因子壓縮因子：一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實際占有的體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。實際氣體的狀態(tài)方程：壓縮因子Z可以由圖版查得。Z<1實際氣體較理想氣體易壓縮Z>1實際氣體較理想氣體難壓縮Z＝1實際氣體成為理想氣體壓縮因子Z的物理意義：實際氣體與理想氣體的差別。二、天然氣的體積系數(shù)地面標準狀態(tài)下單位體積天然氣在地層條件下的體積。三、天然氣的等溫壓縮系數(shù)在等溫條件下單位體積氣體隨壓力變化的體積變化率。四、天然氣的粘度1.低壓下大氣壓下天然氣的粘度曲線①氣體的粘度隨溫度的增加而增加；②氣體的粘度隨氣體分子量的增大而減??；③低壓范圍內(nèi)，氣體的粘度幾乎與壓力無關。2.高壓下①氣體的粘度隨壓力的增加而增加；在高壓下，氣體密度變大，氣體分子間的相互作用力起主要作用，氣體層間產(chǎn)生單位速度梯度所需的層面剪切應力很大。②氣體的粘度隨溫度的增加而減?。虎蹥怏w的粘度隨氣體分子量的增加而增加。高壓下，氣體的粘度具有類似于液態(tài)粘度的特點。第六節(jié)地層水的高壓物性地層水油層水(與油同層)和外部水(與油不同層)的總稱油層水底水邊水層間水束縛水外部水上層水下層水構造水地層水長期與巖石和地層油接觸地層水中含有大量的無機鹽一、地層水的礦化度1、地層水中的離子陽離子Na+1、K+1、Ca+2、Mg+2Cl-1、CO3-2、SO4-2、HCO3-1陰離子2、礦化度水中礦物鹽的質(zhì)量濃度，通常用mg/l表示地層水的總礦化度表示水中正負離子的總和不同油藏的地層水礦化度差別很大二、地層水的分類蘇林分類法具體思路根據(jù)水中Na+（包括K+）和Cl-的當量比，利用水中正負離子的化合順序，以水中某種化合物出現(xiàn)的趨勢而命名水型。氯化鎂(MgCl2)水型重碳酸鈉(NaHCO3)水型硫酸鈉(Na2SO4)水型氯化鈣(CaCl2)水型三、地層水的高壓物性1.溶解氣很少地層水溶解鹽類是影響地層水高壓物性的根本原因壓力在10MPa下，1m3地層水中溶解天然氣不超過2m32.地層水的體積系數(shù)油藏條件下的體積地面條件下的體積溶解有天然氣的地層水純水地層水體積系數(shù)與壓力、溫度關系④地層水Bw受溫度的影響大于受壓力及溶解氣的影響。①Bw隨溫度的增加而增加；③溶解有天然氣的水比純水的體積系數(shù)大些；②Bw隨壓力的增加而減小；綜合分析：3.等溫壓縮系數(shù)無溶解氣地層水壓縮系數(shù)①隨壓力上升,地層水壓縮系數(shù)下降；②隨溫度上升地層水壓縮系數(shù)先下降后上升；③隨溶解氣量的增加,地層水壓縮系數(shù)顯著上升；④地層水的壓縮系數(shù)隨水的礦化度升高而降低。Cw的變化規(guī)律4.地層水的粘度a－水的粘度與溫度、壓力關系；1.0.1MPa；2.50MPab－水的粘度與溫度、礦化度關系；1.純水；2.礦化度60000mg/L地層水粘度與溫度、壓力、礦化度關系(完)第三章油藏巖石的物理性質(zhì)巖石孔隙裂縫溶洞儲集空間滲流通道油氣儲集層（油藏）儲集油氣的巖石儲集其中的流體為油氣提供孔隙性滲透性巖石沉積巖如碎屑巖、碳酸鹽巖等巖漿巖如花崗巖、玄武巖等如大理巖、片麻巖等變質(zhì)巖(世界99%以上)沉積巖層碎屑巖儲集層碳酸鹽巖儲集層我國大部分油田波斯灣盆地華北古潛山油田決定于碳酸鹽巖的結構組分及其組合或結合關系決定于碎屑顆粒的大小及其組合或結合關系碎屑巖的孔滲特性碳酸鹽巖的孔滲特性第一節(jié)砂巖的骨架性質(zhì)砂粒的大小、形狀、排列方式、膠結物的數(shù)量、性質(zhì)及其膠結方式都將影響到巖石的孔滲特性。性質(zhì)不同、形狀各異、大小不等巖石的骨架砂粒膠結物孔隙：砂粒間未被膠結物或固體物質(zhì)充填的空間

砂巖的粒度組成：構成砂巖的各種顆粒的相對含量。描述巖石顆粒大小的均勻程度。

粒度組成分析結果的表示方法：粒度頻率分布曲線(或直方圖),粒度組成累計曲線粒度組成概率曲線

粒度評價指標：①不均勻系數(shù)②分選系數(shù)泥質(zhì)粘土礦物(遇水膨脹)灰質(zhì)碳酸鹽類礦物(遇酸反應)硫酸鹽石膏和硬石膏(高溫脫水)硅質(zhì)硅酸鹽(膠結最結實)

巖石的膠結物：

膠結類型：基底膠結孔隙膠結接觸膠結雜亂膠結第二節(jié)油藏巖石的孔隙性一、儲層巖石的孔隙和孔隙結構1、孔隙巖石中未被碎屑顆粒、膠結物或其它固體物質(zhì)充填的空間。裂隙(縫)孔隙空洞空隙砂巖的孔隙大小和形態(tài)取決于砂粒的相互接觸關系、后來的成巖后生作用引起的變化以及膠結狀況孔隙2、孔隙結構：巖石中孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關系

孔隙結構對巖石儲集性能和滲透能力有影響。

巖石的孔隙結構與顆粒的大小、分選性質(zhì)、顆粒接觸方式等密切相關。二、儲層巖石的孔隙度或：單位巖石體積中孔隙體積所占的比例。1.定義：巖石孔隙體積與巖石外表體積之比；2.孔隙度的分類(1)絕對孔隙度(2)有效孔隙度巖石總孔隙體積或絕對孔隙體積巖石外表體積或視體積被油、氣、水飽和且連通的孔隙體積巖石外表體積或視體積儲層巖石(砂巖)孔隙度評價巖石流動孔隙度與作用壓差大小有關：壓差越大,巖石孔隙中發(fā)生流動的流體體積越大,則流動孔隙度越大。(3)流動孔隙度與可動流體體積相當?shù)哪遣糠挚紫扼w積巖石外表體積或視體積三種孔隙度的關系：礦場資料和文獻上不特別標明的孔隙度均指有效孔隙度。三、碳酸鹽巖儲層孔隙度φf——

次生孔隙度(裂縫或孔洞孔隙度),小數(shù)。φp——

原生孔隙度,小數(shù)；φt——

總孔隙度,小數(shù)；第三節(jié)油藏流體飽和度一、油藏流體飽和度單位孔隙體積中流體所占的比例。(同一油藏)二、束縛水飽和度分布和殘存在巖石顆粒接觸處角隅和微細孔隙中或吸附在巖石骨架顆粒表面，不可流動的水1、束縛水單位孔隙體積中束縛水所占的比例2、束縛水飽和度Swc3、束縛水飽和度影響因素分析：①巖石的孔隙結構②巖石中泥質(zhì)含量③巖石的潤濕性巖石孔隙小，連通性差，束縛水飽和度大。隨巖石親水性的增強，束縛水飽和度增加。泥質(zhì)含量增加，束縛水飽和度增大。油藏的原始含油飽和度4、儲量計算油藏的地質(zhì)儲量三、殘余油飽和度1、殘余油被工作劑驅(qū)洗過的地層中被滯留或閉鎖在巖石孔隙中的油。殘余油占儲層的孔隙體積的比例。2、殘余油飽和度第四節(jié)油藏巖石的壓縮系數(shù)一、油藏巖石的壓縮系數(shù)Cp以巖石的孔隙體積為基數(shù)的壓縮系數(shù)，1/MPa；礦場常用：油藏壓力每變化單位壓降時巖石孔隙體積的變化率。二、油藏的綜合壓縮系數(shù)計算油藏的彈性可采儲量：第五節(jié)油藏巖石的滲透性巖石的滲透性：在一定的壓差作用下，儲層巖石讓流體在其中流動的性質(zhì)。其大小用滲透率表示。一、達西定律1856年、法國人、享利·達西未膠結砂充填模型水流滲濾試驗達西實驗裝置達西方程：滲透率絕對滲透率：滲透率是油藏巖石的性能參數(shù)，其大小只取決于巖石本身，而與實驗流體無關。二、氣測滲透率在巖石長度L的每一斷面的壓力不同，氣體體積流量在巖石內(nèi)各點上是變化的，是沿著壓力下降的方向不斷膨脹。玻義爾—馬略特定律則：分離變量并積分，則：氣測滲透率的計算公式：液體在孔道中心的液體分子比靠近孔道壁表面的分子流速要高；而且,越靠近孔道壁表面,分子流速越低；靠近孔壁表面的氣體分子與孔道中心的分子流速幾乎沒有什么差別。氣體氣體滲透率大于液體滲透率的根本原因Klinkenberg效應滑動效應或三、克林肯柏格效應同一巖石，氣測滲透率總比液測滲透率高。實踐發(fā)現(xiàn)：氣體滑動效應示意圖a-孔道中的液體流動；b-同一孔道中氣體流動Klinkenbeger實驗結果(1)不同平均壓力下測得的氣體滲透率不同；(2)不同氣體測得的滲透率不同；(3)不同氣體測得滲透率和平均壓力的直線關系，當平均壓力趨于無窮大時，交縱坐標于一點。等價液體滲透率Klinkenberg滲透率或Klinkenberg滲透率：K∞—Klinbenberg滲透率,μm2；式中Kg—

在平均壓力和流量下測得的氣體滲透率,μm2；b—

與巖石孔隙結構及氣體分子平均自由程有關的系數(shù),亦稱Klinkenberg系數(shù)。c—

比例系數(shù)；λ—

氣體分子平均自由程；r—

巖石孔隙半徑；—平均氣體壓力。四、油藏巖石滲透率的評價五、影響滲透率的因素1、沉積作用對滲透率的影響砂巖的粒度分布范圍越廣，顆粒分選性越差，膠結物質(zhì)含量越多，其滲透率就越低。(1)巖石結構和構造特征對滲透率的影響式中C——

常系數(shù),具體數(shù)值與巖石粒度有關；d——

巖石平均顆粒直徑,μm；a——

巖石顆粒的標準偏差；K——

巖石滲透率,10-3×μm2。滲透率與平均顆粒直徑的平方成正比，與顆粒的分選性成反比。(2)巖石孔隙結構對滲透率的影響式中：φ——

巖石孔隙度,小數(shù)；r——

孔喉半徑,μm；τ——迂曲度，表示孔道的曲折程度，τ=1.5～5.5。2、成巖作用對巖石滲透率的影響主要表現(xiàn)為壓實作用，膠結作用和溶蝕作用等方面(1)壓實作用：滲透率隨上覆壓力增加而降低(2)膠結作用：膠結物質(zhì)的沉淀和膠結作用都會使巖石的孔隙通道變小，喉道變細，孔隙曲折性增加，孔隙內(nèi)表面粗糙度增大，因而引起巖石滲透率顯著降低。(3)溶蝕作用：溶蝕作用對巖石滲透率有影響，一般使其變大。3、構造(地應力)作用對滲透率的影響儲層巖石在地下應力場的作用下，會形成斷裂和微裂縫，裂縫對巖石滲透率的影響是巨大的：式中Kf——

裂縫滲透率，μm2；b——

裂縫寬度，μm；φr——裂縫孔隙度，小數(shù)。低滲、特低滲儲層，若在構造(地應力)作用產(chǎn)生或存在微裂縫時極有可能變成具有中高滲透率的儲層。4、流體—巖石系統(tǒng)的相互作用對滲透率的影響流體和巖石接觸以后或多或少地發(fā)生物理和物理化學作用水＋粘土礦物懸浮物沉淀膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和石蠟吸附流體流速過大造成微粒剝落運移滲透率下降六、有效滲透率和相對滲透率1、有效滲透率(1)定義：多相流體共存時，巖石允許每一相流體通過的能力。(2)有效滲透率與絕對滲透率之間的關系2、相對滲透率(2)相對滲透率的大小(1)定義：多相流體共存時，每一相的有效滲透率與巖石絕對滲透率的比值。多相流體共存時，各相流體相對滲透率之和總是小于1。3、相對滲透率曲線(1)定義：相對滲透率與流體飽和度關系曲線(2)典型的相對滲透率曲線油水相對滲透率A區(qū)：Sw≤Swi；B區(qū)：Swi<Sw<1-Sor；C區(qū)：Sw≥1-Sor；(3)相對滲透率曲線的應用①預測水驅(qū)油藏的最終采收率最終采收率＝＝②計算含水率===第六節(jié)油藏巖石潤濕性和油水微觀分布潤濕現(xiàn)象:干凈的玻璃板上滴一滴水水迅速散成薄薄的一層干凈的玻璃板上滴一滴水銀水銀聚攏形成球狀在銅片上滴一滴水銀水銀呈饅頭狀一、巖石的潤濕性1、潤濕的定義液體在表面分子力作用下在固體表面的流散現(xiàn)象。2、衡量潤濕性的參數(shù)潤濕角θ過氣液固或液液固三相交點對液滴表面所作的切線與液固表面所夾的角。定義：油水對固體表面的潤濕平衡1－水2－油3－固體(從極性大的一端算起)所以由于潤濕的實質(zhì)是三相界面張力作用的結果。3－固體1－水2－油油水對固體表面的潤濕平衡3、潤濕性的判斷θ<90°巖石表面親水θ=90°巖石表面中間潤濕θ>90°巖石表面親油θ＝0°巖石表面完全水濕巖石表面完全油濕θ=180°天然巖石的表面性質(zhì)（礦物成份和粗糙度等）大量實驗表明：巖石的潤濕性主要取決于原油中極性組分的含量二、油水的微觀分布1、親水巖石中的油水分布2、親油巖石中的油水分布注水開發(fā)油田親水巖石:親油巖石:位于孔道中間的油很容易被驅(qū)替出位于巖石顆粒表面和微孔隙中的油很難驅(qū)替出來水驅(qū)結束后孔隙空間只剩下被分割的油滴親水巖石的水驅(qū)采收率大于親油巖石的水驅(qū)采收率。同樣條件下(完)對于具有工業(yè)開采價值的油田，依據(jù)詳探成果和必要的生產(chǎn)性開發(fā)試驗，在綜合研究的基礎上，按照國民經(jīng)濟發(fā)展對原油生產(chǎn)的要求，從油田的實際情況和生產(chǎn)規(guī)律出發(fā)，制訂出合理的開發(fā)方案并對油田進行建設和投產(chǎn)，使油田按預定的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效果長期生產(chǎn)，第四章油田開發(fā)設計基礎油田開發(fā)直至開發(fā)結束的全過程。開發(fā)方案的調(diào)整和完善一個油田的正規(guī)開發(fā)一般要經(jīng)歷三個階段：開發(fā)前的準備階段開發(fā)設計和投產(chǎn)詳探開發(fā)試驗油層研究和評價全面布置開發(fā)井制訂和實施完井方案、注采方案(開發(fā)方案的制訂和實施)工藝技術措施調(diào)整井網(wǎng)層系調(diào)整開發(fā)方式調(diào)整第一節(jié)油田開發(fā)準備

通過油田詳探和開辟開發(fā)先導試驗區(qū)認識油藏，油田開發(fā)準備階段的主要目的：

落實地質(zhì)儲量，

掌握一定的油田生產(chǎn)規(guī)律，

為編制正式開發(fā)方案提供切實可行的依據(jù)。一、油田詳探含油層系巖石和流體物性研究、工藝技術實施的模擬試驗等。地質(zhì)研究工作以含油層系為基礎的地質(zhì)研究、儲油層的構造特征研究、油水分布關系分析、分區(qū)分層組的儲量計算等開發(fā)工程技術研究包括油井生產(chǎn)能力和動態(tài)研究、油層邊界的性質(zhì)研究以及油層天然能量、驅(qū)動類型和壓力系統(tǒng)確定、合理工藝技術和油層改造措施研究等。室內(nèi)試驗研究詳探階段的主要任務詳探方法地震細測詳探資料井取芯資料井測井試油和試采分析化驗及室內(nèi)試驗研究詳探目的:對油藏地質(zhì)情況和生產(chǎn)動態(tài)的認識，是編制開發(fā)方案的必備基礎落實構造形態(tài)、斷層狀況等。直接認識油層。取得巖心與流體的樣品。各油層及其中流體的物性。生產(chǎn)試驗。二、油田生產(chǎn)試驗區(qū)和開發(fā)試驗②驗證正式開發(fā)過程中所采取措施和決策的正確性與完善性。目的：①選擇應具有代表性的試驗區(qū)，通過生產(chǎn)實踐和綜合研究，充分認識油藏地質(zhì)情況，掌握其生產(chǎn)的動態(tài)規(guī)律。第二節(jié)油藏驅(qū)動方式及其開采特征一、油藏驅(qū)油能量人工向油層注水、注氣來增加油層驅(qū)油能量①邊水壓頭所具有的驅(qū)油能量②原油中的溶解氣析出并發(fā)生膨脹所產(chǎn)生的驅(qū)油能量③氣頂中壓縮氣體膨脹所產(chǎn)生的驅(qū)油能量④油層中的流體和巖石發(fā)生膨脹而產(chǎn)生的驅(qū)油能量⑤原油在油層內(nèi)由于位差而具有的重力驅(qū)油能量天然能量人工能量驅(qū)動石油流動的能量可以是幾種能量的綜合作用二、油藏的驅(qū)動類型不同油田，甚至同一油田的不同油藏之間或不同的開發(fā)階段，驅(qū)動方式是不同的油層的地質(zhì)條件和油氣性質(zhì)上的差異開發(fā)過程中油田的產(chǎn)量、壓力、氣油比等有著不同的變化特征油田開發(fā)過程中主要依靠哪一種能量來驅(qū)油一個油田投入開發(fā)之后，其原來的驅(qū)動方式會因開發(fā)條件的改變而改變。油田開發(fā)初期就需要根據(jù)地質(zhì)勘探成果和高壓物性資料，以及開發(fā)之后所表現(xiàn)出來的開采特點來確定油藏屬于何種驅(qū)動方式。研究油藏驅(qū)動類型的意義：掌握不同類型的驅(qū)動方式及其動態(tài)變化規(guī)律，對于制訂合理的油田開發(fā)方案具有重要意義。1、彈性驅(qū)動：依靠油藏流體和巖石的彈性能量為主要驅(qū)油能量的驅(qū)動方式。原油被排擠到生產(chǎn)井中油藏投入開發(fā)油層壓力開始下降液體、巖石體積發(fā)生膨脹儲油層的孔隙體積縮小彈性驅(qū)油藏開采特征曲線2、溶解氣驅(qū)動主要依靠原油中分離出天然氣的彈性膨脹能量驅(qū)油的驅(qū)動方式。溶解氣驅(qū)油藏開采特征曲線油層壓力低于飽和壓力溶解在原油中的天然氣將從原油中分離出來天然氣體積發(fā)生膨脹原油被排擠流入井3、水壓驅(qū)動依靠邊底水和（或）注入水為主要驅(qū)油動力的驅(qū)動方式。剛性水壓驅(qū)動油藏開采特征曲線地層壓力高于飽和壓力邊底水和（或）注入水將原油驅(qū)入油井(1)剛性水壓驅(qū)動能量供給充分，水侵量完全補償采出量。彈性水驅(qū)油藏開采特征曲線(2)彈性水壓驅(qū)動能量供給不充分，水侵量不能補償采出量。4、氣壓驅(qū)動主要靠氣頂氣的膨脹能或注入氣驅(qū)油的驅(qū)動方式。注入氣量足以保持油藏壓力穩(wěn)定，或氣頂體積比含油區(qū)體積大得多能夠保持油藏壓力基本保持不變。(1)剛性氣驅(qū)剛性氣壓驅(qū)動可采特征曲線(2)彈性氣壓驅(qū)動彈性氣壓驅(qū)動開采特征曲線氣頂體積體積小，不能夠保持油藏壓力基本保持不變。5、重力驅(qū)動重力驅(qū)動油藏開采特征曲線依靠原油在油層內(nèi)存在位差而具有的重力驅(qū)油能量驅(qū)油的方式。當一個油藏的油層傾角比較大或油層厚度大時，重力驅(qū)動才能發(fā)揮作用。溶解氣驅(qū)采收率最低。各種驅(qū)動方式的驅(qū)油能量來源不同最終采收率也不同水壓驅(qū)動方式的驅(qū)油效率最高，采收率最大。一般情況下油藏的驅(qū)動方式并不是一成不變的同一時間內(nèi)，同一油藏的不同部位可以表現(xiàn)為不同的驅(qū)動方式；同一油藏在不同時間可以表現(xiàn)為不同的驅(qū)動方式。國內(nèi)外許多油田都采用人工注水保持壓力的開發(fā)方式。第三節(jié)油田開發(fā)層系的劃分與組合不同油藏的驅(qū)油機理、開采特點有很大區(qū)別，它們對油田開發(fā)的部署、開采條件的控制、采油工藝技術、開采方式、甚至對地面油氣集輸流程都有不同的要求。在制訂開發(fā)方案時，需要將油田的各層進行劃分和組合，緩解層間差異一個油田往往是由幾個油藏組成，而組成油田的各個油藏在油層性質(zhì)、圈閉條件、驅(qū)動類型、油水分布、壓力系統(tǒng)、埋藏深度等方面都不同，有時差別很大。一、劃分開發(fā)層系的意義把特征相近的油層組合在一起，用單獨一套開發(fā)系統(tǒng)進行開發(fā)，并以此為基礎進行生產(chǎn)規(guī)劃、動態(tài)分析和調(diào)整。劃分開發(fā)層系：（4）劃分開發(fā)層系，能更好地發(fā)揮采油工藝手段的作用，進行分層注水、分層采油和分層控制的措施。（1）合理劃分開發(fā)層系，有利于充分發(fā)揮各類油層的作用，從而緩和層間矛盾，改善油田開發(fā)效果。（2）劃分開發(fā)層系后，可以針對不同層系的特殊要求設計井網(wǎng)和進行地面生產(chǎn)設施規(guī)劃和建設。（3）劃分開發(fā)層系，可以提高采油速度，加速油田生產(chǎn)，縮短開發(fā)時間，并提高投資回收期。二、劃分開發(fā)層系的原則（1）多油層油田，如具有以下地質(zhì)特征時，原則上不能合并到同一開發(fā)層系中：①儲油層巖石和物性差異較大；②油氣水的物理化學性質(zhì)不同；③油層壓力系統(tǒng)和驅(qū)動類型不同；④油層層數(shù)太多，含油井段的深度差別過大；（2）每套層系應具有一定的厚度和儲量，保證每口井具有一定的生產(chǎn)能力，并達到較好的經(jīng)濟指標。（3）一個開發(fā)層系上下必須具有良好的隔層，在注水開發(fā)過程中層系間能嚴格分開，上下層系不會串通和干擾。（5）在采油工藝所能解決的范圍內(nèi)，開發(fā)層系不宜劃分過細，以減少建設工作量，提高經(jīng)濟效益。（4）同一開發(fā)層系內(nèi)各油層的構造形態(tài)應基本一致，不應把大面積分布和少量分布的油砂體組合在同一開發(fā)層系，否則將有一部分儲量不能充分發(fā)揮作用。在開發(fā)非均質(zhì)多油層油田時，劃分開發(fā)層系后，一套開發(fā)層系中仍然包括幾個到十幾個油層。層間差異仍是不可避免的。為進一步改善油田開發(fā)效果，對它們實施分層注水和分層采油工藝，緩解層間矛盾。第四節(jié)砂巖油田的注水開發(fā)在進行油田開發(fā)方案設計時，首先要確定油田開發(fā)方式，且應當盡可能充分利用油藏本身的天然能量來開發(fā)油田。我國現(xiàn)有油田絕大多數(shù)不具備充足的天然能量補給條件世界油田開發(fā)的歷史也表明，若只依靠油田本身的能量開發(fā)，采油速度低，采收率小，原油產(chǎn)量不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求國內(nèi)油田開發(fā)中廣泛采用人工注水保持或補充地層能量，使油田處于水壓驅(qū)動方式開發(fā)。選擇合適的注水時機對于充分利用天然能量，提高注水開發(fā)效果具有重要意義一、注水時間地層中原油的少量脫氣會減少水相的相對滲透率，使得水油比降低，從而減少高滲透層的產(chǎn)水量地層中強烈脫氣是有害的，因為它可使原油粘度上升，導致最終采收率下降注水井在油藏所處的部位和注水井與生產(chǎn)井之間的排列關系。二、注水方式油田的油層性質(zhì)和構造條件確定注水方式的主要依據(jù)：目前國內(nèi)外油田所采用的注水方式邊緣注水邊內(nèi)切割注水面積注水不規(guī)則點狀注水注水井分布在含油區(qū)上1、邊緣注水注水井部署在含水區(qū)內(nèi)或油水過渡帶上或含油邊界以內(nèi)不遠處。注水井分布在含水區(qū)邊（緣）外注水分類緣上注水注水井分布在油水過渡帶上邊（緣）內(nèi)注水圖4-8邊緣注水示意圖位于油藏構造頂部的生產(chǎn)井往往得不到注入水能量的補充，在頂部易形成低壓區(qū)，使油藏的驅(qū)動方式由水驅(qū)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥则?qū)或溶解氣驅(qū)等消耗開發(fā)方式。油藏構造比較完整，油層分布穩(wěn)定，邊部和內(nèi)部連通性好，油層流動系數(shù)較高，邊水比較活躍的中小油田。特別是邊緣地區(qū)吸水能力要好，以保證壓力有效傳播，使油田內(nèi)部受到良好的注水效果。適用條件優(yōu)點缺點油水界面比較完整，能夠逐步向油藏內(nèi)部推進，易于控制，無水采收率和低含水采收率比較高，最終采收率也比較高。邊緣注水利用注水井排將含油面積切割成許多塊（切割區(qū)），每個切割區(qū)可以作為一個獨立的開發(fā)單元。2、切割注水切割注水示意圖不能很好地適應非均質(zhì)油層；注水井間干擾大；注水井排兩邊地質(zhì)條件不同時，容易出現(xiàn)區(qū)間不平衡現(xiàn)象。油層大面積分布，并具有一定的延伸長度，在注水井排上可以形成比較完整的切割線；保證在一個切割區(qū)內(nèi)部署的生產(chǎn)井與注水井之間都有較好的連通性；油層具有一定的流動系數(shù)，保證在一定的切割區(qū)和一定的井排內(nèi)生產(chǎn)井能見到較好的注水效果。適用條件優(yōu)點缺點可根據(jù)油田的地質(zhì)特征來選擇切割井排的最佳方向及切割距；可優(yōu)先開發(fā)儲量最豐富、油井產(chǎn)量高的區(qū)塊，使油田很快具有一定的生產(chǎn)能力。緣內(nèi)切割注水將注水井和生產(chǎn)井按一定的幾何形狀和密度均勻地布置在整個含油面積進行開發(fā)。3、面積注水(a)正對式排狀注水(b)交錯式排狀注水線性注水示意圖注采井數(shù)比為1：1（1）線狀注水系統(tǒng)注水井和生產(chǎn)井都等距地沿著直線分布，一排注水井對應一排生產(chǎn)井。注水井與生產(chǎn)井即可以正對也可以交錯。強化面積注水示意圖（2）強化面積注水系統(tǒng)根據(jù)油水井相互位置和所構成的井網(wǎng)形狀不同五點法七點法九點法反九點法四點法對于面積注水井網(wǎng)式中系統(tǒng)的注水井與采油井數(shù)之比m注水井數(shù)n基本單元的所有井數(shù)N不同注水系統(tǒng)的m和n值及井網(wǎng)形式由于面積注水井網(wǎng)的靈活性較大，因此具有較強的適應性。第五節(jié)油田開發(fā)方案的編制根據(jù)油田地質(zhì)、地理等客觀條件以及國民經(jīng)濟發(fā)展的需要和技術及經(jīng)濟可行性而編制的一整套開發(fā)油田的原則、辦法和要求。它是對一個要進行開發(fā)的油田制訂出使油田投入長期和正式生產(chǎn)的一個總體部署和設計，是決定原油從油層流到生產(chǎn)井井底并采出地面的各種條件的綜合。油田開發(fā)方案一、開發(fā)方案編制的基本原則(1)在油田客觀條件允許的條件下，滿足國民經(jīng)濟對原油生產(chǎn)的要求；(2)充分利用油田天然能量資源，保證獲得原油采收率；(3)油田要長期穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；(4)經(jīng)濟效益好；二、開發(fā)方案的主要內(nèi)容油田地質(zhì)情況儲量計算開發(fā)原則開發(fā)程序開發(fā)層系、井網(wǎng)、開采方式和注采系統(tǒng)鉆井工程和完井方法采油工藝技術地面集輸系統(tǒng)開發(fā)指標經(jīng)濟評價方案實施要求第六節(jié)油田開發(fā)調(diào)整油田開發(fā)過程中地下狀況始終在不斷變化，為了改善油田的開發(fā)效果，適應地下變化的狀況，必須不斷地對油層施加人為作用，各種人為作用統(tǒng)稱為油田開發(fā)調(diào)整。滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，充分而合理地利用天然資源，并具有較好的經(jīng)濟效益。油田開發(fā)調(diào)整的原則：一、油田開發(fā)綜合調(diào)整的任務⒋改變開發(fā)方式，提高油田最終采收率，如由依靠天然能量開采方式調(diào)整為人工注水、注氣或轉(zhuǎn)換為三次采油開采技術。不同油田或同一油田的不同開發(fā)時期，調(diào)整的任務和目的是不相同的⒈原油田開發(fā)設計與實際開采情況出入較大，采油速度達不到設計要求，開發(fā)過程中出現(xiàn)了許多未預料到的問題，需要對開發(fā)設計進行調(diào)整和改動。⒉國民經(jīng)濟發(fā)展要求油田提高采油速度，增加原油產(chǎn)量，采取提高注采強度或加密井網(wǎng)等。⒊改善開發(fā)效果，延長穩(wěn)產(chǎn)期或減緩油田產(chǎn)量遞減，這種調(diào)整是大量的、經(jīng)常性的。二、油田開發(fā)綜合調(diào)整的內(nèi)容③開發(fā)方式調(diào)整。①立足現(xiàn)有井網(wǎng)層系的綜合調(diào)整，主要為各種工藝措施調(diào)整；②井網(wǎng)層系調(diào)整；1、工藝技術措施綜合調(diào)整(1)分層注水、分層采油；(2)采取水井調(diào)剖、油井堵水措施；(3)采取壓裂、酸化等油層改造措施,提高較差油層的吸水能力和產(chǎn)油能力；(4)改變油水井的工作制度(包括關井)，調(diào)整注采壓差，以改變液流方向，提高水驅(qū)波及體積。(5)改變采油方式，對自噴能力低的井轉(zhuǎn)化為機械采油方式，通過提高排液量來減緩產(chǎn)量遞減。2、井網(wǎng)層系調(diào)整(1)鉆加密調(diào)整井補充開發(fā)井層系調(diào)整井加密調(diào)整井更新調(diào)整井(2)注水方式調(diào)整內(nèi)部切割注水的切割距減小邊外注水或邊緣注水內(nèi)部注水行列注水面積注水或輔助以點狀注水進行強化注水線更加接近采油區(qū)，提高注水效率移動注水線(3)層系調(diào)整在開采過程中，一個層系中的各單層之間，由于注采不均衡產(chǎn)生了新的不均衡，需要進行層系調(diào)整。細分開發(fā)層系在原開發(fā)層系內(nèi)進一步劃出若干開發(fā)層系層系再組合把開發(fā)較差的單層組合在一起，形成獨立的開發(fā)層系在進行層系調(diào)整時，仍然遵循開發(fā)設計中的原則。3、開發(fā)方式調(diào)整人工注水、注氣開發(fā)方式三次采油開發(fā)方式天然能量開采方式(完)第五章油藏開發(fā)動態(tài)分析方法油田動態(tài)分析的目的：認識油田開采過程中開發(fā)指標的變化規(guī)律油田動態(tài)分析的方法：試井分析方法、物質(zhì)平衡方法、經(jīng)驗方法和數(shù)值模擬方法。完善開發(fā)方案或?qū)υ桨高M行調(diào)整檢驗開發(fā)方案的合理性獲得較好的開發(fā)效果動態(tài)分析的主要內(nèi)容：①通過油田生產(chǎn)實際情況不斷加深對油藏的認識，核實和補充各項基礎資料，進一步落實地質(zhì)儲量；②分析分區(qū)及分層的油氣水飽和度和壓力分布規(guī)律；③分析影響油藏最終采收率的各種因素；④預測油藏動態(tài)，提出進一步提高油藏開發(fā)效果的合理措施。第一節(jié)試井分析方法試井：為確定油井的生產(chǎn)能力和研究油層參數(shù)及地下動態(tài)而進行的專門測試工作。

穩(wěn)定試井(系統(tǒng)試井)不穩(wěn)定試井在幾個不同穩(wěn)定工作制度下取得油井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來研究油層和油井的生產(chǎn)特征；需要測得產(chǎn)量、壓力以及含砂、含水、氣油比等資料。通過改變油井工作制度，測得井底壓力的變化資料，以不穩(wěn)定滲流理論為基礎來反求油層參數(shù)，研究油層和油井特征。目前不穩(wěn)定試井方法應用比較廣泛，它可以確定油層參數(shù)、研究油井不完善程度及判斷增產(chǎn)措施效果、推算地層壓力、確定油層邊界和估算泄油區(qū)內(nèi)的原油儲量。進一步完善了常規(guī)試井分析方法，提高了整個測試資料解釋的可靠性。(1)常規(guī)試井分析方法(2)現(xiàn)代試井分析方法起步早，發(fā)展完善，且簡單易用；①以分析中、晚期資料為主，要求測試時間長；②實測井底壓力和對應時間在半對數(shù)坐標系中出現(xiàn)直線段，直線段的起點難以確定；③難以分析早期資料，不能取得井筒附近的信息。優(yōu)點：缺點：試井資料的處理方法無因次距離：一、基本概念（1）無因次量無因次壓力：無因次時間：無因次井筒存儲系數(shù)：（2）表皮效應與表皮系數(shù)表皮效應：地層受到損害或改善，井筒附近地層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象。S值為正S值為零井底附近地層因污染滲透率下降S值為負采用增產(chǎn)措施后，井底附近的滲透率提高不完善井超完善井理想狀況表皮系數(shù)：完善井（3）井筒存儲效應與井筒存儲系數(shù)在壓力恢復試井中，由于井筒內(nèi)的氣體和液體的可壓縮性，油井關井時，地層中的液體繼續(xù)流入井內(nèi)，并壓縮井筒流體的現(xiàn)象。續(xù)流：井筒存儲：在壓降試井中，油井一開井，首先流出井筒的是原先壓縮的流體，而地層流體不流入井筒的現(xiàn)象續(xù)流和井筒存儲對壓力曲線的影響是等效的，均表現(xiàn)為壓力曲線直線段滯后井筒存儲效應井筒存儲系數(shù)新井或油井關井時間較長，地層中壓力分布穩(wěn)定后，油井以定產(chǎn)量進行生產(chǎn)，獲取井底壓力隨時間變化規(guī)律的試井方法。二、常規(guī)試井分析方法1、壓降試井:圖5-3壓降試井的產(chǎn)量和壓力隨時間變化曲線圖5-4壓降分析半對數(shù)曲線直線的斜率為：②在半對數(shù)直線段取一點，已知時間和對應壓力可求表皮系數(shù)S。①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K；應用在油井以定產(chǎn)量生產(chǎn)一定時間后，突然關井測量井底壓力隨時間的變化曲線的試井方法（2）壓力恢復試井圖5－5壓力恢復試井的產(chǎn)量和井底壓力歷史目前油田最常用的試井方法假定油井產(chǎn)量為q，生產(chǎn)時間T后關井，關井后地層液體立即停止向井內(nèi)流動(即砂層面關井)，地層壓力重新分布，壓力的變化過程滿足彈性不穩(wěn)定滲流規(guī)律。關井后井底壓力變化規(guī)律彈性不穩(wěn)定滲流基本方程壓力恢復公式或Horner公式②外推直線段至縱坐標,可以直接推算原始地層壓力；①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K；應用迭加原理井底壓力與成直線關系圖5－6Horner曲線斜率③求斷層距離。目前一般采用現(xiàn)代試井分析軟件計算分析。三、現(xiàn)代試井分析方法(課本p47)

現(xiàn)代試井分析方法的重要手段之一是圖版擬合。通過圖版擬合，可以得到關于油藏及油井類型、流動階段等方面的信息，還可以算出K、S、C等參數(shù)。自學第二節(jié)經(jīng)驗方法經(jīng)驗方法來源于對生產(chǎn)規(guī)律的分析與總結。它要求系統(tǒng)觀察油藏生產(chǎn)動態(tài)，詳細收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過分析與研究油田生產(chǎn)規(guī)律，主要是產(chǎn)量、壓力和含水等指標的變化規(guī)律。一、油田產(chǎn)量遞減規(guī)律及其應用圖5－10油田產(chǎn)量變化曲線油氣田開發(fā)的基本模式產(chǎn)量上升階段產(chǎn)量穩(wěn)定階段產(chǎn)量遞減階段油田經(jīng)過穩(wěn)產(chǎn)期后，產(chǎn)量將以某種規(guī)律遞減，產(chǎn)量的遞減速度通常用遞減率表示。1、遞減率單位時間的產(chǎn)量變化率，或單位時間內(nèi)產(chǎn)量遞減的百分數(shù)圖5－11遞減率定義示意圖a——產(chǎn)量遞減率；n——遞減指數(shù)；k——比例常數(shù)；2、產(chǎn)量遞減規(guī)律分類(1)指數(shù)遞減產(chǎn)量隨時間變化關系：累積產(chǎn)量隨時間的變化關系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關系：遞減率變化關系：n=∞(2)調(diào)和遞減n=1產(chǎn)量隨時間變化關系：累積產(chǎn)量隨時間的變化關系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關系：遞減率變化關系：(3)雙曲遞減產(chǎn)量隨時間變化關系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關系：1<n<∞遞減率變化關系：累積產(chǎn)量隨時間的變化關系：3、產(chǎn)量遞減規(guī)律的應用應用產(chǎn)量遞減規(guī)律可以預測未來的產(chǎn)量指標和可采儲量二、水驅(qū)特征曲線分析注水或天然水侵油田的開發(fā)，在無水采油期結束后，油田將長期處于含水期的開采，且采水率將逐步上升，這是影響油田穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。1、水驅(qū)油田含水采油期的劃分(5)特高含水采油期：含水率>90%。(1)無水采油期：含水率<2%。(2)低含水采油期：含水率2%～20%。(3)中含水采油期：含水率20%～75%。(4)高含水采油期：含水率75%～90%。2、水驅(qū)曲線圖5－17水驅(qū)曲線（1）預測油田生產(chǎn)過程中的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水亮、累積產(chǎn)油量以及采出程度等與開發(fā)時間的關系；（2）預測油藏最終采收率。根據(jù)開發(fā)過程中的實際生產(chǎn)動態(tài)資料和必要的油氣水分析資料預測各種驅(qū)動類型油氣田的地質(zhì)儲量、油氣開采速度、油藏壓力變化、天然水侵量和油氣采收率等。第三節(jié)物質(zhì)平衡分析方法基本原理：將油藏看成體積不變的容器，油藏開發(fā)到某一時刻，采出的流體量加上地下剩余的儲存量，等于流體的原始儲量。主要用途：②油藏溫度在開發(fā)過程中保持不變，油藏動態(tài)僅與壓力有關?；炯僭O條件：①油氣水三相之間在任一壓力下均能瞬間達到平衡；原油體積變化(DVO)＋氣體體積變化(DVG)＋孔隙體積變化(DVR)＋水體積變化(DVW)＝0根據(jù)物質(zhì)平衡的基本原理綜合驅(qū)動油藏剖面示意圖(1)油藏壓力為P時原油體積的變化(2)油藏壓力為P時氣體體積的變化(3)油藏壓力為P時孔隙體積的變化(4)油藏壓力為P時水體積的變化物質(zhì)平衡方程通式：不同驅(qū)動類型物質(zhì)平衡方程可根據(jù)通式導出。動態(tài)預測物質(zhì)平衡方程的應用：天然能量分析計算地質(zhì)儲量計算水侵量物質(zhì)平衡的局限性：生產(chǎn)數(shù)據(jù)壓力數(shù)據(jù)與壓力有關的參數(shù)(完)影響計算精度第六章油氣鉆井方法及工藝利用一定的工具和技術在地層中鉆出一個較大孔眼的過程。第一節(jié)鉆井方法為了在地下巖層中鉆出所要求的孔眼而采用的鉆孔方法。人工掘井人力沖擊鉆井法頓鉆鉆井法旋轉(zhuǎn)鉆井法連續(xù)管鉆井法目前普遍使用鉆井鉆井方法鉆井方法分類一、頓鉆鉆井法1.工藝過程鋼絲繩提升鉆頭沖擊井底，擊碎巖石巖屑、泥土混合成泥水漿提出鉆頭撈出井內(nèi)的泥水漿暴露新井底下放下?lián)粕巴蚕蚓畠?nèi)注水積累到一定量設計井深圖6－1頓鉆鉆井示意圖2.特點起、下鉆費時少，設備簡單(1)破碎巖石，取出巖屑的作業(yè)都是不連續(xù)的；優(yōu)點：缺點：(2)鉆頭功率小，破巖效率低，鉆井速度慢；(3)不能進行井內(nèi)壓力控制；(4)只適用于鉆直井。二、旋轉(zhuǎn)鉆井法轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井法井底動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井法1.轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井法(1)工藝過程鉆頭吃入地層破碎巖石清洗井底循環(huán)洗井液轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆柱加壓設計井深圖6－2轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井法(2)特點目前這種方法在世界各國被廣泛使用。①鉆桿完成起下鉆具、傳遞扭矩、為鉆頭施加鉆壓、提供洗井液的入井渠道等任務；②鉆頭在一定的鉆壓作用下旋轉(zhuǎn)破巖，提高了破巖效率；③在破巖的同時，井底巖屑被清除出來；④提高了鉆井速度和效益。鉆頭吃入地層破碎巖石清洗井底循環(huán)洗井液動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆柱加壓設計井深2.井底動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井法(1)工藝過程(2)分類渦輪鉆具螺桿鉆具電動鉆具①轉(zhuǎn)動鉆頭的動力由地面移到井下，直接接在鉆頭之上；②鉆柱的功能只是給鉆頭施加一定的鉆壓、形成洗井液通路和承受井下動力鉆具外殼的反扭矩；③井底動力鉆具的動力是由電源或地面泥漿泵提供的、通過鉆柱內(nèi)孔傳遞到井下的具有一定動能和壓力的洗井液流體或交流電。(3)特點三、連續(xù)管鉆井法(柔桿鉆井法)1.工藝過程鉆頭、加壓裝置、動力機下放至井底循環(huán)洗井液延伸井眼鉆頭旋轉(zhuǎn)，破碎巖石為動力機提供動力清洗井底連續(xù)管圖6－3連續(xù)管鉆井示意圖2.特點(5)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ壳罢诎l(fā)展、完善中。(1)連續(xù)管鉆井實現(xiàn)了起、下鉆的連續(xù)機械化，節(jié)省了時間和勞動量；(2)在起下鉆時仍能保持洗井液的正常循環(huán)；(3)由洗井液直接提供破巖鉆進的能量，大大提高了能量的有效利用率；(4)為全自動化控制提供了很好的條件；第二節(jié)鉆井類型井的類型：由于鉆井的目的、要求不同而產(chǎn)生的1.探井通過鉆井而達到探明地質(zhì)情況，獲取地下地層油氣資源分布及相應性質(zhì)等方面資料的井地質(zhì)淺井地質(zhì)探井預探井詳探井資料井為配合地面地質(zhì)和地球物理工作，以了解區(qū)域地質(zhì)構造，地層剖面和局部構造為目的的淺井以了解地層的時代、巖性、厚度、生儲蓋層組合，并為地球物理解釋提供各種參數(shù)為目的而鉆的井在地震詳查和地質(zhì)綜合研究所確定的有利構造上以發(fā)現(xiàn)油氣藏為目的所鉆的探井在已發(fā)現(xiàn)油氣的構造上，以探明含油氣的面積和儲量，了解油氣層結構變化和產(chǎn)能為目的所鉆的井為編制油氣田開發(fā)方案，或在開發(fā)過程中為某些專題研究取得第一手資料數(shù)據(jù)而鉆的井2.開發(fā)井以開發(fā)為目的，為了給已探明的地下油氣提供通道，或為了采用各種措施使油氣被開采出來所鉆的井油氣井注入井觀察井為開發(fā)油氣田，用大中型鉆機所鉆的采油、采氣井，也叫生產(chǎn)井。為合理開發(fā)油氣田，提高采收率及開發(fā)速度，用以對油氣田進行注氣、注水以補充和合理利用地層能量所鉆的井。在已開發(fā)的油氣田內(nèi)，為了研究開發(fā)過程中地下情況的變化所鉆的井。第三節(jié)鉆井設備鉆機：石油鉆井的地面配套設備，由多種機器設備組成的一套大功率重型聯(lián)合工作機組，可以滿足完成鉆進、接單根、起下鉆、循環(huán)洗井、下套管、固井、完井及特殊作業(yè)和處理井下事故等要求。圖6－4大慶I－130型鉆機一、鉆機的分類1.鉆井深度大型鉆機超重型鉆機重型鉆機中型鉆機H>5000m，W>2500kNH＝1000～2500mW＝800～1600kNH＝3000～5000mW＝2000～2500kN輕便鉆機H>5000m，W>800kN，89～140mm鉆桿，井徑>160mm，深井H<3000m，W<300kN，42～89mm鉆桿，井徑<150mm，勘探井、水井2.動力設備柴油機驅(qū)動鉆機直流電驅(qū)動鉆機交流電驅(qū)動鉆機以柴油機為動力，通過機械傳動或液力傳動的鉆機工作機用直流電動機驅(qū)動。通常用于海上鉆井工作機用交流電動機驅(qū)動3.使用地區(qū)陸地鉆機海洋鉆機陸地（包括沙漠、沼澤等）使用的鉆機自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺、鉆井船和鉆井固定平臺上的各種類型的鉆機二、鉆機的組成及功能1、起升系統(tǒng)(1)組成(2)功能②起下鉆、接單根和鉆進時的鉆壓控制。①下放、懸吊或起升鉆柱、套管柱和其它井下設備進、出井眼；井架、天車、游動滑車、大繩、大鉤及絞車水龍頭、轉(zhuǎn)盤2、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(1)組成(2)功能保證在洗井液高壓循環(huán)的情況下給井下鉆具提供足夠的旋轉(zhuǎn)扭矩和動力，以滿足破巖鉆進和井下其它要求保證在洗井液循環(huán)時鉆柱能夠旋轉(zhuǎn)帶動整個鉆柱及鉆頭旋轉(zhuǎn)的設備泥漿泵、泥漿凈化裝置(固相控制設備)和泥漿槽、罐等3、循環(huán)系統(tǒng)(1)組成(2)功能①從井底清除巖屑；②冷卻鉆頭和潤滑鉆具。圖6－5洗井液循環(huán)系統(tǒng)示意圖動力機、傳動部分4、驅(qū)動與傳動系統(tǒng)(1)組成(2)功能產(chǎn)生動力，并把動力傳遞給泥漿泵、絞車和轉(zhuǎn)盤。柴油機或電動機聯(lián)軸器、離合器、變速箱、皮帶傳動及鏈條傳動等裝置5、氣控系統(tǒng)控制面板(控制機構)、傳輸管線和閥門、執(zhí)行機構以及壓氣機等。(1)組成：(2)功能：確保對整個鉆機各個工作機構及其部件的準確、迅速控制，使整機協(xié)調(diào)一致的工作。6、井控系統(tǒng)(1)組成：防噴器組、鉆井四通、節(jié)流管匯、壓井管線以及液、氣壓控制機構組成。(2)功能：控制井內(nèi)的壓力，防止地層流體無控制地流入井中。鉆井現(xiàn)場井架十大件天車游動滑車大鉤水龍頭轉(zhuǎn)盤絞車泥漿泵柴油機傳動裝置第四節(jié)鉆井工具井下鉆具井口工具一、井下工具水龍頭以下至鉆頭的管柱和工具的總稱。主要包括鉆頭和鉆柱。1、鉆頭直接破碎巖石形成井眼的工具。影響鉆井速度最直接的因素之一用鉆頭的進尺除以純鉆進時間，即單位純鉆進時間的鉆頭進尺，表示鉆頭破碎巖石的能力和效率，單位為m／h。衡量鉆頭破巖效率高低的主要指標有鉆頭進尺和機械鉆速。鉆頭壽命：在整個使用過程中，鉆頭在井下的純鉆進時間(包括劃眼——在已鉆出的井眼內(nèi)旋轉(zhuǎn)送鉆、修整井壁的過程)，單位為h；鉆頭進尺：在鉆頭壽命內(nèi)，其鉆進的井段長度，單位為m；機械鉆速：按照鉆切巖石面積及形狀的不同：鉆頭的分類全面鉆進鉆頭取芯鉆頭特種鉆頭按照結構特點和破巖機理的不同：刮刀鉆頭牙輪鉆頭金剛石鉆頭(1)刮刀鉆頭圖6－6刮刀鉆頭切削型鉆頭適用地層：松軟地層工作原理：工作時其刀翼在鉆壓作用下吃入巖石，并在扭矩作用下剪切破碎巖石。破巖方式：以刮削、擠壓和剪切為主的方式刀翼數(shù)刀冀底刃的形狀兩翼(魚尾式)刮刀鉆頭三翼刮刀鉆頭四翼刮刀鉆頭階梯式刮刀鉆頭平底式刮刀鉆頭最常用分類優(yōu)點：缺點：機械鉆速較高扭矩較大，控制不當易造成井斜刮刀鉆頭的壽命取決于刀翼的壽命(2)牙輪鉆頭圖6－7牙輪鉆頭破巖形式：具有沖擊、壓碎和剪切等多種形式。適用地層：從軟到堅硬的各種地層。組成：鉆頭體、水眼、巴掌、軸承和牙輪等。工作原理：牙輪鉆頭在鉆壓和鉆柱旋轉(zhuǎn)的作用下，牙齒壓碎并吃入巖石，同時產(chǎn)生一定的滑動而剪切巖石。當牙輪在井底滾動時，牙輪上的牙齒依次沖擊、壓入地層，這個作用可以將井底巖石壓碎一部分，同時靠牙輪滑動帶來的剪切作用削掉牙齒間殘留的另一部分巖石，使井底巖石全面破碎，井眼得以延伸。牙齒與井底接觸面積小、比壓高、工作扭矩小等特點多牙輪鉆頭牙輪數(shù)目分類單牙輪鉆頭雙牙輪鉆頭三牙輪鉆頭最常用(3)金剛石鉆頭圖6－9金剛石鉆頭圖6－10PDC鉆頭磨銑型鉆頭金剛石作切削刃的鉆頭破巖形式：破磨和銑削。適用地層：堅硬地層。鉆頭體、切削齒、水眼、水槽等。組成：分類：金剛石的來源天然金剛石鉆頭人造金剛石鉆頭鉆頭的結構形狀金剛石鉆頭金剛石刮刀鉆頭聚晶金剛石復合片鉆頭(PDC鉆頭)金剛石鑲裝特點表鑲金剛石鉆頭孕鑲金剛石鉆頭如用鉆柱擠注水泥、中途測試、處理事故等。2．鉆柱(1)定義鉆柱是用各種接頭將方鉆桿、鉆桿和鉆鋌等部件連接起來組成的入井管柱，通常指鉆頭以上的鉆具。(2)功能①傳遞扭矩通過鉆柱將地面動力機的能量傳給鉆頭，使鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎井底巖石，加深井眼。②施加鉆壓依靠鉆柱中鉆鋌部分在洗井液中的自重對鉆頭施加鉆壓，使鉆頭工作刃不斷吃入地層，破碎巖石。③輸送洗井液通過鉆柱的中心孔腔將洗井液輸送到鉆頭，由水眼噴射出，沖擊到井底，攜帶巖屑后由環(huán)空返回地面。④延伸井眼在鉆進中通過不斷地增加鉆柱長度(接單根)以達到延伸井眼的目的。通常井眼的深度用下入井內(nèi)的鉆柱長度測量。⑤起下鉆頭鉆頭在井下工作是靠鉆柱連接并傳遞扭矩和壓力的。起出已磨損的鉆頭和下入新鉆頭都必須由鉆柱完成。另外，針對不同的目的，還可以起下其它井下工具。⑥特殊作業(yè)(3)組成①方鉆桿位于鉆柱的最上端，其上部與水龍頭相接，下部與鉆桿連接。傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量。作用：斷面為中空的正方形或六邊形，壁厚比一般鉆桿大三倍左右，而且由強度較大的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成。一般長度為13～16米，比一般鉆桿長2米以上。性能：具有較高的抗拉強度和抗扭強度形狀：圖6－11國產(chǎn)方鉆桿壁厚而粗大，一般是38～53mm，單位長度重量大，相當于同尺寸鉆桿的4～6倍。以滿足給鉆頭施加鉆壓、增強剛度的要求，在加壓時可以減小彎曲，防止井斜和鉆具折斷。②鉆桿與鉆桿接頭位于方鉆桿與鉆鋌之間，是組成鉆柱的基本部分，無縫圓鋼管制成的。作用：傳遞扭矩與輸送洗井液形狀：壁厚比方鉆桿和鉆鋌薄，壁厚一般為9～11mm，內(nèi)徑大，兩端分別接上帶粗扣的鉆桿接頭各一只(合稱一副)，稱為鉆桿單根。一般將三根鉆桿連接在一起做為一個單元，稱之為立根(或立柱)。③鉆鋌作用：給鉆頭施加壓力并保持自身處于不彎曲狀態(tài)以防止井斜。形狀：二、井口工具指在起下鉆過程中井口所用的工具。主要有吊鉗、吊卡、吊環(huán)、卡瓦、安全卡瓦、提升短節(jié)等。(1)吊鉗指用手動卡緊機構來上、卸鉆桿、鉆鋌絲扣和套管絲扣的專用工具。(2)吊卡和吊環(huán)吊卡用來卡住鉆桿接頭，提升鉆柱或懸吊鉆柱。吊環(huán)是懸掛在大鉤上，用以懸掛吊卡的專用工具。第五節(jié)基本鉆井工藝過程三個階段：即鉆前淮備、鉆進以及固井與完井1．鉆前準備修公路、平井場及打水泥基礎、鉆井設備的搬運和安排、井口準備（打?qū)Ч芎豌@鼠洞）、備足鉆井所需要的各種工具、器材等。2．鉆進鉆進是進行鉆井生產(chǎn)取得進尺的唯一過程。其基本工藝過程有：①第一次開鉆(一開)②第二次開鉆(二開)③第三次開鉆(三開)從地面鉆出一個大井眼，然后下表層套管。用較小一些的鉆頭繼續(xù)鉆進，若遇到復雜地層，用洗井液難以控制時，便要下技術套管(中間套管)。再用小一些的鉆頭往下鉆進，直到設計井深，下油層套管，進行固井、完井作業(yè)。每改變一次鉆頭尺寸，開始鉆一新的井段的工藝叫開鉆3、固井與完井固井即是在已鉆成的井眼內(nèi)下入套管，而后在套管與井眼間的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿，將套管和地層固結成一體的工藝過程。只有通過下套管、固井，才能防止井眼的坍塌，形成永久的油氣通道，并防止地下各層流體的互竄，達到開采油氣的目的。完井包括用特定的方法連通油、氣層和井筒，替噴或抽汲等方法誘導油、氣流進入井筒，然后進行油氣生產(chǎn)。圖6－15固井后井眼狀況示意圖（完）第七章鉆進工藝技術鉆進的任務是破碎巖石，鉆進的速度快慢、質(zhì)量和成本的高低，受到地層的物理機械性能的制約，同時也受到鉆進設備、工具的性能及鉆進工藝技術措施的影響。鉆進是通過選擇和使用合適的工具，根據(jù)所鉆地層的特點，選擇合理的工藝技術，使鉆頭在地層中沿預定的軌道前進的過程，是一口井建井過程的最主要的環(huán)節(jié)。第一節(jié)影響鉆進的主要因素影響鉆進的因素按其本身可否改變可分為兩大類：指已經(jīng)客觀存在、無法改變的因素，如所要鉆進地層的巖石物理機械性質(zhì)、地質(zhì)構造、地下壓力分布及地層中的流體性質(zhì)等。不可變因素可變因素指可以人為的選擇和改變的因素，如鉆頭和鉆具、鉆壓、轉(zhuǎn)速、水力參數(shù)、洗井液性能及洗井技術等。利用其有利方面，并調(diào)節(jié)可變因素適應之優(yōu)選、設計是直接作用于鉆頭上的壓力，是使鉆頭破碎巖石的最基本參數(shù)，也是最活躍的因素。一、鉆壓鉆進速度鉆頭的磨損速度和工作壽命確定鉆壓的大小圖7－1鉆壓與鉆速的關系曲線鉆壓(W)與鉆速(Vm)(直線ab段)的關系：W。稱為門限鉆壓。它是ab線在鉆壓鈾上的截距，相當于牙齒開始壓入巖石時的鉆壓，其數(shù)值主要與巖石性質(zhì)有關。鉆壓對鉆頭牙齒磨損速度的影響關系式為：鉆壓與軸承磨損速度的關系式為：鉆頭牙齒的磨損量對鉆速的影響關系式：h為牙齒的磨損量；Dl和D2為鉆壓影響系數(shù)，與鉆頭的尺寸有關；B為軸承的磨損量；y是鉆壓指數(shù)，對于普通的水基洗井液y=1.5；C2為牙齒磨損系數(shù)，與牙齒結構及地層巖性有關。二、轉(zhuǎn)速圖7－2轉(zhuǎn)速與鉆速的關系曲線1－軟地層，井底清潔；2－軟地層，井底不凈；3－硬地層，凈化不充分。如果每旋轉(zhuǎn)一周都有相同的破碎深度，那么鉆速將會隨轉(zhuǎn)速的增加而直線地增大。但實際上并非如此。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速的關系：λ為轉(zhuǎn)速指數(shù)，一般小于1，其值與巖性有關。n為轉(zhuǎn)速；在鉆壓一定時，如果增加轉(zhuǎn)速，牙齒和軸承的磨損速度也將加快，它反過來又會影響到機械鉆速和鉆頭壽命等。三、水力因素在鉆進過程中，從鉆頭上的噴嘴中噴射出的洗井液(射流)，對鉆進過程發(fā)揮著三種作用：清潔、凈化井底，避免重復切削；保持和擴大預破碎帶裂縫；直接水力破巖。最主要的作用保持井底清潔要經(jīng)過三個過程：首先是使破碎的巖屑離開巖石母體；然后是巖屑在井底被移動；最后由上返的洗井液將其從環(huán)空舉升到地面。對鉆速的影響最大常用鉆頭水功率表示：壓持效應：由于井內(nèi)洗井液柱所形成的靜液壓力大于地層壓力，使得巖屑被壓持在井底不易脫離的現(xiàn)象?？朔撼中揽可淞鞯臎_擊壓力和漫流的橫向推力。射流噴速和流量(洗井液的水力能量)Nb——鉆頭水功率，kW；Pb——鉆頭噴嘴壓降，MPa；Q——排量，L／S。鉆頭水功率大，就會使井底的清潔程度高，從而減小重復破碎所消耗的機械能，并能在一定程度上增加水力破碎和使破碎帶裂縫擴大的效果，使機械鉆速提高。圖7－3鉆速與水力參數(shù)的關系曲線四、洗井液性能洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性等性能指標對鉆速都有明顯的影響。(1)洗井液密度對鉆速的影響洗井液密度↗，壓持效應↗，鉆頭的破碎效率↘，鉆速↘。(2)洗井液粘度對鉆速的影響洗井液粘度↘，循環(huán)系統(tǒng)的壓耗↘，鉆頭噴嘴的壓降↘，射流對井底的沖擊作用↗，改善清巖效果，鉆進速度↗。(3)洗井液固相含量及其分散性對鉆速的影響固相含量增加會降低鉆進速度和鉆頭、泥漿泵壽命；小于lμm的膠體顆粒越多，對鉆速的影響越大。為了提高鉆速，應盡可能采用低固相不分散體系洗井液。第二節(jié)鉆進參數(shù)選擇鉆進是鉆壓、鉆速、水力參數(shù)、洗井液性能等共同作用的過程。要達到高效率、低成本鉆井的目的，必須合理確定出鉆進施工中的各參數(shù)值及其相互的配合關系，采用先進技術，提高鉆進效益。

一、平衡壓力鉆井技術基本內(nèi)容：在井內(nèi)洗井液壓力與地層壓力相平衡的條件下進行鉆進，以便有效地保護油、氣層不受洗井液的侵污，保證油氣井的生產(chǎn)能力，同時保證較高的鉆進速度，縮短建井周期，降低鉆井成本?？茖W依據(jù)：根據(jù)地層的壓力來確定所用洗井液的密度。二、高壓噴射鉆井技術基本原理：使用新型噴射式鉆頭，改善井底流場，提高水力清巖效率，并使水力作用與機械破碎相結合，提高鉆進速度與進尺。三種不同的噴射鉆井工作方式：(1)最大水功率理論及其工作方式(2)最大沖擊力理論及其工作方式(3)最大噴射速度理論用得最多有時使用三、優(yōu)選參數(shù)鉆井技術1．鉆速模式楊格(YoungF．S)修正公式K───巖石可鉆性系數(shù)，與巖石硬度、鉆頭類型及洗井液性能有關，可由實驗確定；Cp───壓差影響系數(shù)，當壓力平衡時，Cp＝1；Ch───水力參數(shù)影響系數(shù)，井底達到充分凈化時，Ch＝1．使用最廣泛2．鉆頭牙齒磨損速度模式Af───地層研磨性系數(shù)，其含義是當鉆壓、轉(zhuǎn)速和牙齒的磨損狀況一定時，牙輪鉆頭牙齒的磨損速度與地層的研磨性成正比，具體數(shù)值可由實驗確定；Q1和Q2───由鉆頭類型決定的轉(zhuǎn)速影響系數(shù)；D1和D2───由其直徑?jīng)Q定的鉆壓影響系數(shù)；C1───牙齒磨損減慢系數(shù)，均可從相應表中查得。3．鉆頭軸承磨損速度模式b為軸承工作系數(shù)，它取決于軸承結構、鉆頭類型、尺寸以及洗井液性能等因素，由實際鉆井資料中求出。B為鉆頭的軸承磨損量，單位時間內(nèi)的磨損量即為磨損速度，新鉆頭B＝0，軸承損壞則B＝1。4．鉆進成本模式Ct───每米鉆進成本，元／米；Cb───鉆頭成本，元／只；Cr───鉆機作業(yè)費，元／時；Tt、Ts、Td───分別為起下鉆時間，接單根時間和純鉆進時間，時；H───鉆頭總進尺，米。第三節(jié)井斜及控制一、井斜的基本概念井斜：井眼軸線和鉛垂線之間的偏離。井斜角α：井眼軸線的切線與鉛垂線之間的夾角。圖7－4井身軸線的垂直投影和水平投影圖方位角θ：井眼軸線在水平面上投影的切線與正北方向的夾角(順時針方向)。井底水平位移S：指井眼軌道上某點至井口的距離在水平面上的投影。井斜變化率：指單位井眼長度井斜角變化值。指單位井眼長度方位角變化值。指單位井眼長度內(nèi)井眼全角的變化值，通常也叫狗腿度。方位變化率：井眼曲率：二、井斜的危害井深會被歪曲，地質(zhì)資料不真實，甚至會漏掉油、氣層；由于實際鉆開點和設計點偏離較遠，可能會打亂油、氣田的開發(fā)方案，降低原油采收率。起下鉆困難，鉆柱工作條件惡化，還會造成粘附卡鉆、鍵槽卡鉆等復雜情況。固井時，下套管遇阻，套管不能居中，固井質(zhì)量難以保證。會對以后的采油、修井等作業(yè)帶來困難。三、井斜的標準表7－1勝利油田生產(chǎn)井的井斜標準勝利油田探井的井斜標準：2000m井深最大井斜角不得超過5°；2500m井深最大井斜角不超過6°；3200m井深最大井斜角不超過8°。我國已規(guī)定了井斜變化率要小于3°／100米的標準。四、井斜的原因1．地質(zhì)條件對井斜的影響

沉積巖大都是非均質(zhì)的，具有典型的各向異性。

平行于層理方向的巖石強度大，破碎比較困難。

由于巖性的變化、軟硬交錯而引起井斜。2．下部鉆柱彎曲對井斜的影響3．鉆井設備安裝不合適，鉆具本體彎曲，絲扣歪曲等也會引起井斜五、井斜的控制井斜出現(xiàn)后采取相應的糾斜鉆具和措施進行糾斜。通過使用防斜鉆具和措施防止井斜的出現(xiàn)；1．防斜鉆具及原理防斜原理：使鉆頭上面的一段鉆鋌具有盡可能大的剛度和大的直徑，與井眼保持較小的間隙，以便在鉆進過程中受鉆壓作用時不易彎曲，并保持鉆柱始終居于井眼中心，使鉆頭軸線與井眼軸線基本一致，迫使鉆頭沿著原來的井眼方向鉆進。防斜鉆具：一般是采用剛性強的大尺寸鉆具，常用的有扶正器組合剛性滿