采油工程课件采油工程

采油工程课件采油工程第一页，共六十九页，2022年，8月28日1.采油工程的定义采油工程：

油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井所采取的工程技术措施的总称。油气高效入井经济有效举升油气田开发效益第一章、采油工程基础知识第二页，共六十九页，2022年，8月28日（1）油气高效入井技术措施：通过各种物理、化学作用处理油气层。酸处理技术压裂技术波场处理技术微生物技术热力技术……第一章、采油工程基础知识第三页，共六十九页，2022年，8月28日（2）经济有效举升实质：实现流体向高处流动保证生产系统运行效率和油气资源开发经济效益。实现入井油气等流体向地面的流动。第一章、采油工程基础知识第四页，共六十九页，2022年，8月28日采油工程系统组成油藏：具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介质系统人工建造系统：井底、井筒、井口装置、采油设备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。经济有效地提高油井产量和原油采收率采油工程目标第一章、采油工程基础知识第五页，共六十九页，2022年，8月28日采油工程特点：涉及的技术面广、综合性强而又复杂与油藏工程、地面工程和钻井工程等紧密联系工作对象是条件随油藏动态不断变化的采、注井难度大涉及油田开发的重要决策和经济效益第一章、采油工程基础知识第六页，共六十九页，2022年，8月28日2.采油工程技术水平情况采油工程技术是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。中国采油工程技术大致经历了5个阶段：（1）50～60年代初的探索、试验阶段（2）60～70年代分层开采工艺配套技术发展阶段（3）70～80年代多种油藏类型采油工艺技术发展阶段（4）80～90年代采油工程新技术重点突破发展阶段（5）90年代中期以来采油系统工程形成和发展阶段第一章、采油工程基础知识第七页，共六十九页，2022年，8月28日采油工程技术面临难题：高含水油田开采低渗透油田开发西部沙漠超深油田开采海洋和滩海油田开发建设稠油和超稠油油田开采……要求：采油工程技术达到更高的水平，以创造更高的效益。第一章、采油工程基础知识第八页，共六十九页，2022年，8月28日3.采油工程的任务当前和未来采油工程的两大任务：如何采用先进适用的技术提高已开发油气田采收率、提高油气井产量以及降低油气生产成本？如何依靠技术进步和技术创新将未投入开发的油田投入开发？第一章、采油工程基础知识第九页，共六十九页，2022年，8月28日学习目标：

掌握采油工程师的工作技能，接受严格的采油工程基本训练，具有分析和解决采油工程实际问题的能力，以胜任工程设计、生产管理、科技开发和应用研究等方面的工作。只有这样，才能适应和服务于不断发展的石油工业，才能运用自己的知识去迎接石油工业新技术的挑战。第一章、采油工程基础知识第十页，共六十九页，2022年，8月28日钻井、测井、下套管、固井、完成方法、下油管装井口、诱流。固井钻井下套管井地面与地下连通目的层与井筒连接油气井井壁井段井口井径井底井身井深完井第一节油水井结构第十一页，共六十九页，2022年，8月28日（1)定义——采油目的层以上井段须下入专用套管的层次、深度以及相应的井眼（钻头）尺寸。

一、井身结构（2)复杂地质条件的井身结构高压地层（油、气、水）易坍塌地层第一节油水井结构第十二页，共六十九页，2022年，8月28日导管1、加固地表松软地层、流砂层，保证钻井工作顺利进行。2、承担以后几层套管的部分重量。1、保护井口附近地表层；2、保证钻具正常钻进，及井眼垂直。表层套管技术套管封固高压气、水层，低压漏失层、易坍塌的层。防喷防漏。生产套管用以保护井壁，封固油气层，达到分层开采、分层测试、分层改造的目的。第一节油水井结构第十三页，共六十九页，2022年，8月28日二、油井完成方法１、定义——使油气井井底与生产目的层相连通的特定连通方式称油井完井方法。第一节油水井结构2、油井完成的内容：确定井深结构，下套管固井和给油流流入井底一个通道3、合理的油井完成方法：⑴具有较大的渗流面积⑵具有较好的出油条件⑶保护油层防止层间的串通第十四页，共六十九页，2022年，8月28日4、类型①裸眼完井方式先期裸眼完井复合型完井方式后期裸眼完井②射孔完井方式套管射孔完井尾管射孔完井③割缝衬管完井方式④砾石充填完井方式直接充填砾石预制充填砾石⑤贯眼完井方式第十五页，共六十九页，2022年，8月28日4、类型（1）裸眼完井方式裸眼完井方式分为先期裸眼完井复合型完井方式后期裸眼完井第十六页，共六十九页，2022年，8月28日4、类型（1）裸眼完井方式——先期裸眼完井方式

先期裸眼完井方式是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻开油层至设计井深完井表层套管生产套管水泥环油层第十七页，共六十九页，2022年，8月28日（1）裸眼完井方式——复合型完井方式

有的厚油层适合于裸眼完成，但上部有气顶或顶界附近又有水层时，可以将生产套管下过油气界面，使其封隔油气的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段，称之为复合型完井方式。4、类型第十八页，共六十九页，2022年，8月28日（1）裸眼完井方式——后期裸眼完井方式

不更换钻头，直至钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。4、类型第十九页，共六十九页，2022年，8月28日裸眼完井优点油层完全裸露，油层具有最大的渗流面积，产能较高，完善程度高。第二十页，共六十九页，2022年，8月28日裸眼完井缺点不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰无法进行选择性酸化或压裂第二十一页，共六十九页，2022年，8月28日（2）射孔完井方式套管射孔完井尾管射孔完井射孔完井方式分为4、类型第二十二页，共六十九页，2022年，8月28日（2)射孔完井方式——套管射孔完井

套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下生产套管至油层底部注水泥固井，最后射孔。射孔弹射穿油层套管，水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道4、类型第二十三页，共六十九页，2022年，8月28日****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************套管射孔完井优点

可选择性的射开不同压力，不同物性的油层，以避免层间干扰可避开夹层水，底水和气顶，避开夹层的坍塌具备实施分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件第二十四页，共六十九页，2022年，8月28日缺点：出油面积小，完善程度差对井深和射孔深度要求严格对固井质量要求高，水泥浆可能损害油气层第二十五页，共六十九页，2022年，8月28日（2)射孔完井方式——尾管射孔完井尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在套管上，再对尾管注水泥固井，然后射孔4、类型第二十六页，共六十九页，2022年，8月28日****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************尾管射孔完井优点

可以采用与油层相配伍的钻井液，以平衡压力，欠平衡压力的方法打开油层，有利于保护油层；可以减少套管重量和固井水泥的用量，从而降低完井成本第二十七页，共六十九页，2022年，8月28日完井方式适用的地质条件射孔完井有气顶，或有底水，或有含水夹层及易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的油层要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层含油层段长、夹层厚度大、不适于裸眼完井的构造复杂的油气藏裸眼完井岩性坚硬致密、天然裂隙发育、井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层不准备实施封隔层段及选择性处理的储层复合型完井同裸眼完井有气顶或储层顶届附近有高压水层，但无底水的储层第二十八页，共六十九页，2022年，8月28日（3)割缝衬管完井方式——改进前用同尺寸钻头钻穿油层后，套管柱下端连接衬管下入油层部位，通过套管外封隔器和注水泥接头固井封隔油层顶界以上的环形空间4、类型第二十九页，共六十九页，2022年，8月28日（3)割缝衬管完井方式——改进后钻头钻至油层顶界后，先下套管注水泥固井，再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深，最后在油层部位下入预选的割缝衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器，将衬管挂在套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。4、类型第三十页，共六十九页，2022年，8月28日****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************割缝衬管完井优点油层不会遭受固井水泥浆的损害；可以采用与油层相配伍的钻井液或其他保护油层的钻井技术钻开油层；当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。第三十一页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（4）砾石充填完井方式砾石充填直接充填砾石预制充填砾石裸眼砾石充填套管内砾石充填第三十二页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（4）砾石充填完井方式——直接砾石充填

直接充填是先将绕丝筛管或衬管下入油层井内部分，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管（或衬管）与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。第三十三页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（4）砾石充填完井方式——裸眼砾石充填钻头钻至油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管的1.5-2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果。第三十四页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（4）砾石充填完井方式——套管内砾石充填

钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底部，注水泥固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔密、大孔径射孔以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和充填砂混合而增大渗流阻力。第三十五页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（4）砾石充填完井方式——预制砾石充填

该方法是在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内、外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将此种筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。第三十六页，共六十九页，2022年，8月28日二、井底完成方法——类型（5）贯眼完井方式

该方法是现钻穿油层,然后在油层井段部位下入带眼套管。固井时采用特殊工艺，保证油层部位不注进水泥。第三十七页，共六十九页，2022年，8月28日完井方式适用的地质条件割缝衬管完井无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层不准备实施分隔层段及选择性处理的储层岩性较为疏松的中、粗砂粒储层裸眼砾石充填无气顶、无底水、无含水夹层的储层单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层不准备实施分隔层段及选择性处理的储层岩性疏松且出砂严重的中、粗、细砂粒储层套管内砾石充填有气顶，或有底水，或有含水夹层及易塌夹层等复杂地质条件，因而要求实施分隔层段的储层各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施选择性处理的储层岩性疏松且出砂严重的中、粗、细砂粒储层第三十八页，共六十九页，2022年，8月28日三、完井方法评价基本原则：针对油气藏具体地质条件，结合要求进行短期和长期的综合效益评价考虑工程。水力学不完善井：油流入井时，有附加阻力存在的油井。（表皮系数S›0）水力学不完善井类型：钻开程度不完善油井、钻开性质不完善油井、双重不完善油井。水力学完善井：若油井生产层段完全钻穿裸露，井壁周围岩层未受任何污染，仍保持其原有的渗滤性质，裸露的井眼半径等于钻开油层钻头的半径，这种油井被称为水力学完善井（表皮系数S=0）第三十九页，共六十九页，2022年，8月28日课后作业1、名词解释：油井、井身结构完井方法、水力学完善井、水力学不完善井。2、填空：（1)一口复杂井要下四层管即：

、

、

、

。（2)一口井从开钻到正常投入生产一般要经过

、

、

、

、

、

、

。

（3)一个合理完井方法，应使

，并且能保护

。

（4)常用的油井完井方法一般分

、

、

、

。（5)裸眼完井方法分为：

、

、

。（6)射孔完井方法分为：

、

。（7)砾石充填分为：

、

。（8)水力学不完善井有三种类型：

、

、

。（9)在一般情况下

，表示不完善井。

表示完善井，

表示超完善井（10)完善井产量常被称为油井的理论产量。是指

最大产量。不完善油井产量是

的产量，即油井实际产量3、优选完井方法的基本原则是什么？第四十页，共六十九页，2022年，8月28日96、钻井时的方补心与套管头的距离叫（）。A、射开油层顶部深度B、射开油层底部深度C、套补距D、人工井底97、油层套管的下入深度是根据（）的深度和完井的方法而决定的。A、钻井B、人工井底C、高压水层D、生产层位（）64、带套管四通的采油树，其油补距是四通下法兰面至补心上平面的距离。第四十一页，共六十九页，2022年，8月28日三、注水井结构及生产原理（一）注水井结构注水井结构——是指在完钻井基础上，在井筒套管内下入油管、配水管柱，再配以井口装置。××注水井管柱示意图空心配水器××××mY341封隔器××××m空心配水器××××m××××m底筛堵人工井底注入层注入层停注层Y341封隔器××××m3－5mm10mmссссp井口＋H井深×r注入水－p损失＞p油层注水能量传递过程：第四十二页，共六十九页，2022年，8月28日（1）套管规范：下入的套管直径与壁厚，如φ141mm×7.72mm。（2）油管规范及下入深度：下入油管的直径与壁厚（φ62mm×5.5mm）及下入油管的底部到方补心的距离（米）。（3）注水管柱深度及级数：即下入管柱有几级几段封隔器。（4）油层中部深度：主力油层深度至方补心的距离（米）。（5）井口装置：所采用的采油树型号。注水井井深结构数据第四十三页，共六十九页，2022年，8月28日一、自喷井结构自喷井结构——是指在完钻井基础上，在井筒套管内下入油管及喇叭口，再配以井口装置。油层井口装置油管套管喇叭口喷出液量四、采油井结构及生产原理第四十四页，共六十九页，2022年，8月28日四、采油井结构及生产原理指在完钻井深结构基础上，在井筒套管内下入的油管、抽油杆、抽油泵、筛管等分层管柱，再配以采油树、地面抽油机设备。抽油井结构示意图φ57泵1395.78泄油器凡尔1396.031798.78Y211-114F1395.582215.02224.1S37KXK623-71791.90磁防蜡器人工井底2464.56二、抽油井结构第四十五页，共六十九页，2022年，8月28日（1）抽油泵规格：泵径，mm。（2）抽油泵深度：泵筒下入深度，m。（3）吸入口深度：泵进液孔深度，m。（4）抽油杆深度及规范：活塞深度及抽油杆的直径。（5）油管规格：下入油管的直径。（6）套管规格及深度：下入套管直径及深度。（7）采油树型号：井口实际安装的。（8）抽油机型号：即井口实际安装的抽油机型号。第四十六页，共六十九页，2022年，8月28日98、在完钻井身结构井筒套管内下入油管及配水管柱与井口装置即采油树组成的叫（）A、注水井结构B、自喷井结构C、抽油机井结构D、电动潜油泵井结构99、在注水井内不下（）。A、配水器B、配产器C、油管D、丝堵100、注水井结构主要是由（）组成的。A、套管、油管、配水器B、套管、油管、配产器C、套管、油管、配水器、配产器D、套管、油管、配水器、采油树（）65、注水井结构是在完钻井身结构井筒套管内下入油管及配水管柱与井口装置，即采油树组成的。（）66、注水井结构是在完钻井身结构井筒油管内下入配水管柱与井口装置，即采油树组成的。第四十七页，共六十九页，2022年，8月28日第二章

自喷与气举采油第四十八页，共六十九页，2022年，8月28日人工举升采油自喷采油采油方法分类人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。第二章

自喷与气举采油第四十九页，共六十九页，2022年，8月28日一、自喷井结构及生产原理自喷井结构——是指在完钻井基础上，在井筒套管内下入油管及喇叭口，再配以井口装置。油层井口装置油管套管喇叭口喷出液量第一节自喷采油第五十页，共六十九页，2022年，8月28日一、自喷井结构及生产原理自喷井生产原理——油层流体依靠本身的压力从油层流到井底，剩余能量（井底压力）举升液体由井底到达井口，通过油嘴喷出。能量传递过程：P井底流压＝H井深×r混合液＋p损失+p井口油压井口装置油管套管喇叭口喷出液量第一节自喷采油第五十一页，共六十九页，2022年，8月28日自喷采油特点地层能量大，不需要外部补充能量，地面和井的设备简单，成本低、投资少、效益高、管理方便，但时间短第一节自喷采油第五十二页，共六十九页，2022年，8月28日自喷井生产的四个基本流动过程地面水平或倾斜管流地层渗流井筒多相管流嘴流—生产流体通过油嘴(节流器)的流动1、自喷井的流动方式二、自喷井的流动方式及能量消耗第一节自喷采油第五十三页，共六十九页，2022年，8月28日井口到分离器—地面水平或倾斜管流井底到井口的流动—井筒多相管流油层到井底的流动—地层渗流—生产流体通过油嘴(节流器)的流动嘴流雾流环流段塞流泡流纯油流1、自喷井的流动方式第五十四页，共六十九页，2022年，8月28日多相水平管流能量消耗—流体通过各种管线时产生的局部水利损失和沿管线流动的沿程水利损失等井筒多相管流能量消耗—流体克服井筒内液柱的重力和原油与井筒管壁的摩擦阻力地层渗流能量消耗是：流体克服在多孔介质-岩石中的渗硫阻力—原油经过嘴流时要消耗一定的能量嘴流2、自喷井能量消耗第五十五页，共六十九页，2022年，8月28日三、自喷井的主要地面设备组成：1、采油树2、加热炉3、油气分离器自喷井口流程的作用：1、调节和控制井口产量2、录取油井第一性动态资料3、对油井产物和井口设备加热保温4、计量油气的产量第一节自喷采油第五十六页，共六十九页，2022年，8月28日三、自喷井的主要地面设备采油树的组成（1）、油管头（2）、套管头（3）、采油树本体油嘴的作用：控制油井生产油嘴的种类：1、简易式油嘴2、可调节油嘴3、虑网式油嘴4、井下油嘴（1）、悬挂油管、承托井内全部油管的重量（2）、密封油、套管之间的环形空间（3）、控制和调节油井的生产；（4）、录取油、套压力资料，测试，清蜡等日常管理；（5）、保证各项作业的顺利进行。第一节自喷采油第五十七页，共六十九页，2022年，8月28日四、自喷井生产制度的制定自喷井合理的工作制度：（1）、保证油井在较长时间内以较高的产量保持稳定，使油田达到较高的采油速度。（2）、既能充分利用地层能量又不破坏油层结构。（3）、保证水线均匀推进，获得较长的无水采油期。（4）、对于饱和压力较高的油田，应使流饱压差控制合理。（5）、获得较好的经济效益。第一节自喷采油第五十八页，共六十九页，2022年，8月28日五、自喷井的管理(2)取全取准资料，搞好油井动态分析。(3)管好油井设备保，证油井生产。(1)管好生产压差，使油井在合理的压差下生产。第一节自喷采油第五十九页，共六十九页，2022年，8月28日小结(2)自喷井生产系统一般包括四个基本流动过程，每一过程遵循各自的流动规律。(3)在自喷井生长过程中是依靠油嘴来调节产量的。(4)自喷井生产系统设计的内容主要包括产量的预测、油嘴的选择、生产管柱的选择、出油管线的选择、停喷条件的预测等。(1)自喷井的能量来源是地层压力，流压（剩余油层压力）是举升原油的动力。第一节自喷井生产系统分析第六十页，共六十九页，2022年，8月28日101、在自喷井内不下（）。A、配水器B、配产器C、油管D、喇叭口102、自喷井结构主要是由（）组成的。A、套管、油管、配水器B、套管、油管、配产器C、套管、油管、配水器、配产器D、套管、油管、配产器、采油树（