石油工程与技术作业指导书

石油工程与技术作业指导书TOC\o"1-2"\h\u881第1章石油工程基础 4157691.1石油工程概述 411631.2石油工程发展历程 485461.3石油工程主要技术领域 516392第2章地质勘探与评价 5261222.1地质勘探技术 525222.1.1地震勘探技术 5189022.1.2遥感勘探技术 52032.1.3地面物探技术 6193582.1.4钻井勘探技术 6242572.2地质评价方法 6170092.2.1地质统计学方法 662172.2.2油气藏数值模拟方法 6193222.2.3油气藏动态评价方法 6116242.2.4风险评价方法 620612.3地质勘探风险分析 6240622.3.1风险识别 7135632.3.2风险评估 7179882.3.3风险应对 711677第3章钻井工程 7194933.1钻井工程设计 7164473.1.1设计原则 7195953.1.2设计内容 799323.1.3设计步骤 7122383.2钻井液与完井液 7199443.2.1钻井液 717713.2.2完井液 896973.3钻井工具与设备 879843.3.1钻头 8215323.3.2钻具 8103633.3.3钻井设备 843263.4钻井处理与预防 8108163.4.1钻井类型 873763.4.2钻井处理 897143.4.3钻井预防 921001第4章录井与测井 9311074.1录井技术 9146634.1.1基本概念 9274154.1.2录井方法 918584.1.3录井资料的应用 9202564.2测井技术 9201814.2.1基本概念 911444.2.2测井方法 9218144.2.3测井资料的应用 1077374.3录测井资料综合解释 1084254.3.1资料整理与分析 1044474.3.2综合解释方法 10249244.3.3应用实例 1011387第5章试井与产能评价 10318195.1试井方法 1046105.1.1压力恢复试井 10141745.1.2压力降落试井 10291725.1.3干扰试井 10265295.1.4流量试井 11261065.2试井解释 1176185.2.1压力恢复试井解释 11110455.2.2压力降落试井解释 11156725.2.3干扰试井解释 1138305.2.4流量试井解释 1176255.3产能评价与预测 11208255.3.1产能评价方法 1146095.3.2产能预测模型 1129935.3.3产能优化与提高 1217047第6章油气藏工程 12279576.1油气藏类型及特点 1235466.1.1碎屑岩油气藏 12243536.1.2碳酸盐岩油气藏 12213976.1.3火山岩油气藏 12306076.1.4深层油气藏 1264156.2油气藏评价 1261306.2.1地质评价 1236046.2.2地球物理评价 12154926.2.3工程评价 128016.3油气藏开发方案设计 13276986.3.1开发方式 1387556.3.2开发井网设计 13298926.3.3生产调控策略 1317346.3.4油气藏监测与评价 13156946.3.5环境保护与节能减排 1330466第7章油气藏改造与完井 1323537.1油气藏改造技术 13202727.1.1水力压裂技术 1362057.1.2酸化处理技术 13312077.1.3岩石物理性质调整技术 14134817.2完井工艺 14252347.2.1井筒设计 1415317.2.2井身结构 14320657.2.3完井方式 14307517.2.4生产设备配置 1456017.3油气藏改造与完井效果评价 14164417.3.1产能评价 14272127.3.2渗透率评价 1453617.3.3经济效益评价 14281207.3.4环境影响评价 147763第8章油气田开发生产 15190138.1油气田开发模式 153738.1.1常规油气田开发模式 1544148.1.2低渗透油气田开发模式 15200988.1.3稠油油气田开发模式 15273428.1.4深水油气田开发模式 1530298.2生产数据分析与处理 15123958.2.1生产数据收集 15121158.2.2数据预处理 1585958.2.3生产数据分析 1579668.2.4油气藏动态预测 1615458.3生产优化与调整 16238958.3.1生产制度优化 16294868.3.2生产工艺优化 16242118.3.3提高采收率技术 16217848.3.4生产管理优化 1618716第9章油气集输与处理 1685209.1油气集输工艺 1628879.1.1集输系统概述 1621009.1.2集输管线设计 16269739.1.3集输设备与设施 16256019.1.4集输系统自动化与信息化 16266039.2油气处理技术 17220439.2.1原油处理 17239269.2.2天然气处理 17211389.2.3油气产品质量提升 1738129.3油气产品质量控制 1739469.3.1质量检测方法 1751469.3.2质量控制措施 17161779.3.3质量管理体系 17283219.3.4油气产品质量分析与评价 1731143第10章安全、环保与节能减排 171901610.1安全生产管理 17261410.1.1安全生产责任制 172461910.1.2安全生产规章制度 172342810.1.3安全生产培训与教育 183033110.1.4安全生产监督检查 181241110.1.5调查与分析 18306910.2环境保护与治理 18777810.2.1环境保护政策与法规 182973010.2.2石油工程环境影响评价 18640810.2.3环境污染治理技术 18437510.2.4生态保护与恢复 181051710.2.5环境监测与管理 1884710.3节能减排措施与评价 182609610.3.1节能减排基本概念 18878210.3.2节能技术与管理 182250310.3.3减排技术与应用 182885110.3.4节能减排评价方法 181957410.3.5节能减排案例分析 18355810.4应急处理与预防 181379110.4.1应急预案与组织机构 183117810.4.2应急资源与设备 181445210.4.3预警与信息报告 182544210.4.4应急响应与救援 182336310.4.5预防措施 18第1章石油工程基础1.1石油工程概述石油工程是一门涉及石油勘探、开发、生产、加工及环境保护等多个环节的综合性工程技术学科。其主要目标是高效、安全地开采地下石油资源，为社会发展提供重要的能源保障。石油工程涵盖了地质、钻井、采油、油气储运、石油化工等多个领域，是现代能源工业的重要组成部分。1.2石油工程发展历程石油工程的发展始于19世纪中叶，其发展历程可以分为以下几个阶段：（1）初创阶段（19世纪中叶至20世纪初）：以美国宾夕法尼亚州石油发觉为标志，石油工程开始兴起。这一阶段主要依赖简单的钻井工具和采油技术，石油产量较低。（2）发展阶段（20世纪初至20世纪50年代）：第二次工业革命的推进，内燃机的广泛应用推动了石油需求的大幅增长，石油工程得到了快速发展。这一阶段，石油工程技术和理论逐渐完善，钻井、采油等技术取得显著进步。（3）技术创新阶段（20世纪50年代至今）：石油工程进入技术创新阶段，涌现出了一批具有革命性的技术和理论，如水平钻井、注水采油、油气藏工程、海洋石油工程等，极大地提高了石油开采效率和产量。1.3石油工程主要技术领域石油工程主要包括以下技术领域：（1）地质勘探技术：通过对地下地质结构的调查和研究，寻找石油资源，为钻井提供依据。（2）钻井技术：包括陆地和海洋钻井技术，是石油工程的核心技术之一。主要包括钻头设计、钻井液配制、钻进工艺、完井工艺等。（3）采油技术：包括常规采油、注水采油、热采、化学驱、气驱等提高采收率技术，以实现高效开采。（4）油气藏工程：研究油气藏的物理、化学性质，制定合理的开发方案，预测油气藏生产动态。（5）油气储运技术：涉及油气的储存、运输、分配等环节，保证油气安全、高效地到达用户。（6）石油化工技术：利用石油资源生产各种化工产品，满足社会经济发展需求。（7）环境保护与安全：在石油勘探、开发、生产过程中，采取措施保护生态环境，保证安全生产。第2章地质勘探与评价2.1地质勘探技术地质勘探是石油工程与技术领域的基础工作，其主要目的是为了解地下油气藏的地质结构、含油气性及其分布规律。本节主要介绍几种常用的地质勘探技术。2.1.1地震勘探技术地震勘探是通过人工激发地震波，利用地震波在地下介质中的传播特性，获取地下地质结构信息的一种方法。主要包括二维、三维地震勘探技术，以及近年发展起来的海洋地震勘探技术。2.1.2遥感勘探技术遥感勘探是利用卫星、飞机等载体搭载的遥感传感器，获取地表及地下地质信息的一种技术。遥感技术具有探测范围广、速度快、成本低等特点，常用于区域地质调查、油气藏远景区评价等。2.1.3地面物探技术地面物探是通过在地表布设测线，采用电磁法、重力法、磁法等物理方法，探测地下地质体的物理性质及其分布规律。地面物探技术在油气勘探中具有重要作用，特别是在地震资料品质较差的地区。2.1.4钻井勘探技术钻井勘探是通过钻探获取地下岩石样本，分析岩石的物理性质、化学成分、含油气性等，为油气藏评价提供直接依据。钻井勘探技术包括常规钻井、定向钻井、深海钻井等。2.2地质评价方法地质评价是对油气藏地质特征、储量规模、开发潜力等方面进行综合分析的过程。以下是几种常用的地质评价方法。2.2.1地质统计学方法地质统计学是利用统计学原理，研究地质现象及其空间分布规律的一种方法。地质统计学方法在油气藏评价中，可以用于储量计算、不确定性分析等。2.2.2油气藏数值模拟方法油气藏数值模拟是通过建立数学模型，模拟油气藏的流体流动、压力分布、温度场等物理过程，预测油气藏开发效果的一种方法。2.2.3油气藏动态评价方法油气藏动态评价是通过对油气藏生产数据的分析，研究油气藏的压力、产量、含水量等变化规律，为油气藏开发策略提供依据。2.2.4风险评价方法风险评价是对油气藏开发过程中可能遇到的风险因素进行识别、分析和评估的过程。常用的风险评价方法包括概率风险分析、敏感性分析等。2.3地质勘探风险分析地质勘探风险分析是在地质勘探过程中，对可能影响勘探成功率的风险因素进行识别、评估和应对的过程。以下为地质勘探风险分析的主要内容。2.3.1风险识别风险识别是识别地质勘探过程中可能出现的风险因素，如构造复杂、油气藏类型不确定、资料品质差等。2.3.2风险评估风险评估是对已识别的风险因素进行概率和影响程度的评估，确定各种风险的概率分布和潜在损失。2.3.3风险应对风险应对是根据风险评估结果，制定相应的风险应对措施，包括风险规避、风险降低、风险分担等。通过以上分析，可以有效地指导地质勘探与评价工作，为油气藏开发提供科学依据。第3章钻井工程3.1钻井工程设计3.1.1设计原则钻井工程设计应遵循安全、高效、经济、环保的原则，结合地质条件、油气藏特性及工程要求，制定合理的钻井方案。3.1.2设计内容钻井工程设计主要包括井身结构设计、钻具组合设计、钻井参数设计、钻井液设计、完井设计等方面。3.1.3设计步骤（1）收集地质、油气藏及相邻井的资料；（2）分析地层压力、岩石性质、油气藏类型等；（3）确定井身结构、井深、井斜等参数；（4）选择合适的钻具、钻井液和完井液；（5）制定钻井施工方案和应急预案。3.2钻井液与完井液3.2.1钻井液（1）钻井液的类型及特点；（2）钻井液功能指标及检测方法；（3）钻井液的选择与配制；（4）钻井液的处理和维护。3.2.2完井液（1）完井液的类型及特点；（2）完井液功能指标及检测方法；（3）完井液的选择与配制；（4）完井液的现场应用。3.3钻井工具与设备3.3.1钻头（1）钻头的类型及特点；（2）钻头选型原则；（3）钻头使用与维护。3.3.2钻具（1）钻具的类型及作用；（2）钻具的连接与使用；（3）钻具检查与维护。3.3.3钻井设备（1）钻井设备的类型及功能；（2）钻井设备的配置与操作；（3）钻井设备的安全检查与维护。3.4钻井处理与预防3.4.1钻井类型（1）井漏；（2）井涌；（3）卡钻；（4）断钻具；（5）井喷；（6）其他钻井。3.4.2钻井处理（1）识别与报告；（2）应急处理；（3）原因分析；（4）处理措施的制定与实施。3.4.3钻井预防（1）加强地质与工程研究；（2）严格执行钻井操作规程；（3）提高钻井设备功能；（4）强化钻井人员培训；（5）建立健全应急预案。第4章录井与测井4.1录井技术4.1.1基本概念录井，又称钻井液录井，是通过观察和分析钻井过程中钻井液携带的岩屑、岩心及气体等物质，获取地质、油气显示等信息的一种工程技术。4.1.2录井方法（1）直接观察法：观察岩屑的岩性、大小、形状、颜色等特征，初步判断地层岩性。（2）冲洗液分析法：分析冲洗液中的气体、液体和固体含量，判断油气水层。（3）岩心录井法：通过岩心观察和分析，获取更准确的地质信息。4.1.3录井资料的应用录井资料主要用于地层划分、岩性识别、油气水层评价、裂缝预测等方面。4.2测井技术4.2.1基本概念测井，又称地球物理测井，是利用地球物理方法对井筒进行测量，获取地层物性、含油气性、岩性等地质信息的一种技术。4.2.2测井方法（1）自然伽马测井：通过测量地层岩石的自然伽马射线强度，判断岩性和岩石成熟度。（2）电阻率测井：利用地层岩石的导电性差异，判断含油气性和岩性。（3）声波测井：通过测量地层岩石的声波传播速度，获取岩性和孔隙度信息。4.2.3测井资料的应用测井资料主要用于岩性识别、孔隙度计算、饱和度评价、油气水层划分等方面。4.3录测井资料综合解释4.3.1资料整理与分析将录井和测井资料进行整理，对比分析地层岩性、含油气性、岩相等方面的信息。4.3.2综合解释方法（1）图件编制：绘制录井、测井曲线图，直观展示地层岩性、含油气性等信息。（2）参数计算：利用录井和测井资料，计算孔隙度、饱和度等地质参数。（3）综合评价：结合地质、地震、钻井等资料，进行油气水层综合评价。4.3.3应用实例通过实际案例分析，阐述录测井资料综合解释在油气勘探开发中的应用效果。第5章试井与产能评价5.1试井方法试井是评估油气藏性质、确定油井产能的重要手段。本章主要介绍以下几种常见的试井方法：5.1.1压力恢复试井压力恢复试井是在关闭油井生产后，测量井底压力随时间的变化规律，以分析油气藏的渗透性、孔隙度等参数。5.1.2压力降落试井压力降落试井是在油井生产过程中，测量井底压力随生产时间的变化规律，用于分析油气藏的边界、裂缝等特征。5.1.3干扰试井干扰试井是通过观察一个井的生产对邻近井的产量和压力的影响，来分析油气藏的连通性、裂缝方向等特征。5.1.4流量试井流量试井是测量不同生产压差下的油井产量，以确定油井的产能方程和油气藏的渗透率。5.2试井解释试井解释是通过对试井数据的分析，反演出油气藏的物理参数和动态特征。以下是几种常见的试井解释方法：5.2.1压力恢复试井解释压力恢复试井解释主要包括：确定油气藏的渗透率、孔隙度、边界距离等参数；分析油气藏的类型、流体性质和相态；评估油井的污染程度和改善措施。5.2.2压力降落试井解释压力降落试井解释主要分析油气藏的边界、裂缝、连通性等特征，为油气藏的开发提供依据。5.2.3干扰试井解释干扰试井解释用于判断油气藏的连通性、裂缝方向和大小，为油气藏改造和开发策略提供依据。5.2.4流量试井解释流量试井解释主要是确定油井的产能方程，评估油气藏的渗透率、生产指数等参数。5.3产能评价与预测产能评价与预测是对油气藏开发过程中油井的产量进行预测和分析，为油气藏开发提供依据。5.3.1产能评价方法产能评价方法包括：经验公式法、解析法、数值模拟法等。这些方法可根据油气藏的特点和开发阶段进行选择。5.3.2产能预测模型产能预测模型主要包括：指数递减模型、双曲递减模型、幂律递减模型等。这些模型可对油井的产量进行预测，为油气藏开发策略提供参考。5.3.3产能优化与提高通过对油井生产数据的分析，优化生产参数，提高油气藏的产能。主要包括：调整生产制度、改善油井工作状态、实施油气藏改造等措施。第6章油气藏工程6.1油气藏类型及特点油气藏类型多样，根据储集层性质、流体性质及分布特征，可将其分为以下几种主要类型：6.1.1碎屑岩油气藏碎屑岩油气藏是指以砂、泥岩为主的沉积岩油气藏。其特点为：储集层具有较好的孔隙度和渗透率，油气分布广泛，易于开采。6.1.2碳酸盐岩油气藏碳酸盐岩油气藏是指以石灰岩、白云岩等碳酸盐岩为主的油气藏。其特点为：储集层孔隙度、渗透率较低，但裂缝和溶洞发育，油气富集程度高。6.1.3火山岩油气藏火山岩油气藏是指以火山碎屑岩、火山熔岩等为主的油气藏。其特点为：储集层孔隙度、渗透率较低，但裂缝发育，油气分布不均。6.1.4深层油气藏深层油气藏是指储集层埋深大于4500米的油气藏。其特点为：温度、压力高，油气品质好，但开采难度大。6.2油气藏评价油气藏评价是对油气藏的地质、地球物理、工程等参数进行全面分析，为油气藏开发提供依据。主要内容包括：6.2.1地质评价地质评价主要包括油气藏地质构造、岩性、孔隙度、渗透率等参数的分析。6.2.2地球物理评价地球物理评价是通过地震、电法、磁法等地球物理方法，对油气藏的构造、岩性、流体性质等进行研究。6.2.3工程评价工程评价主要包括油气藏的压力、温度、油气水分布等参数的研究，为油气藏开发提供工程技术支持。6.3油气藏开发方案设计油气藏开发方案设计是根据油气藏评价结果，结合经济效益、环境保护等因素，制定合理的开发策略。主要包括以下内容：6.3.1开发方式根据油气藏类型、特点及开发目标，选择合适的开发方式，如天然裂缝油气藏可采用注水开发，深层油气藏可采用热采等。6.3.2开发井网设计根据油气藏构造、岩性、流体性质等，设计合理的井网布局，保证油气藏高效开发。6.3.3生产调控策略制定油气藏生产调控策略，包括生产井的投产、调整、停产等，以实现油气藏的稳定生产。6.3.4油气藏监测与评价建立油气藏监测与评价体系，实时掌握油气藏开发动态，为开发调整提供依据。6.3.5环境保护与节能减排在油气藏开发过程中，充分考虑环境保护和节能减排，降低开发对环境的影响。第7章油气藏改造与完井7.1油气藏改造技术油气藏改造技术主要包括水力压裂、酸化处理、岩石物理性质调整等方法，以提高油气藏的渗透率和可采储量，从而提高油气田的开发效益。7.1.1水力压裂技术水力压裂技术是通过在地层中注入高压液体，使岩石产生裂缝，进而形成油气运移的通道。主要内容包括压裂液配方、压裂设计、施工参数优化等。7.1.2酸化处理技术酸化处理技术是通过向地层注入酸性液体，溶解岩石中的矿物质，从而提高地层渗透率。主要包括酸液配方、酸化工艺、施工参数优化等。7.1.3岩石物理性质调整技术岩石物理性质调整技术是通过改变岩石的孔隙结构、渗透率等性质，提高油气藏的产能。主要包括物理法、化学法、生物法等。7.2完井工艺完井工艺是油气井建设过程中的重要环节，主要包括井筒设计、井身结构、完井方式、生产设备配置等。7.2.1井筒设计井筒设计要考虑地质条件、开发目标、生产需求等因素，合理确定井深、井斜、井径等参数。7.2.2井身结构井身结构设计要根据地层压力、岩石性质、开发要求等因素，选择合适的井壁稳定措施、套管程序等。7.2.3完井方式根据油气藏类型、开发策略等因素，选择合适的完井方式，如裸眼完井、射孔完井、砾石充填完井等。7.2.4生产设备配置根据油气井的生产能力、流体性质等因素，选择合适的油管、泵、分离器等生产设备。7.3油气藏改造与完井效果评价油气藏改造与完井效果评价是对改造与完井工艺的实际应用效果进行评估，主要包括以下方面：7.3.1产能评价通过分析油气井的生产数据，评价油气藏改造与完井工艺对产能的影响。7.3.2渗透率评价通过实验室测试、现场测试等方法，评价油气藏改造工艺对渗透率的改善效果。7.3.3经济效益评价从投资、成本、收益等方面，对油气藏改造与完井工艺的经济效益进行评价。7.3.4环境影响评价分析油气藏改造与完井工艺对地下水、土壤、大气等环境因素的影响，为环境保护提供依据。第8章油气田开发生产8.1油气田开发模式油气田开发模式是根据油气藏的地质特征、流体性质、开发阶段及经济效益等因素，科学合理地制定的一套开发策略和技术措施。本章主要介绍以下几种典型油气田开发模式：8.1.1常规油气田开发模式常规油气田开发模式主要包括：勘探、评价、设计、开发、生产及废弃等阶段。在开发过程中，重点关注储量规模、油气藏类型、驱动机制、生产策略等方面。8.1.2低渗透油气田开发模式低渗透油气田开发模式主要包括：精细勘探、评价、改造、开发、生产及提高采收率等阶段。重点研究压裂改造、注水政策、生产调控等技术措施。8.1.3稠油油气田开发模式稠油油气田开发模式主要包括：热采、冷采、化学驱、微生物驱等开发方式。重点关注加热方式、开采工艺、提高采收率技术等方面。8.1.4深水油气田开发模式深水油气田开发模式主要包括：勘探、评价、设计、开发、生产及海底油气集输等阶段。重点研究深水油气藏的地质特征、开发工艺、安全环保等技术问题。8.2生产数据分析与处理生产数据分析与处理是油气田开发生产过程中的重要环节，对于掌握油气藏动态、优化生产措施具有重要意义。主要包括以下内容：8.2.1生产数据收集收集油气田生产数据，包括产量、压力、含水率、气油比等参数，为后续数据分析提供基础。8.2.2数据预处理对收集到的生产数据进行清洗、筛选、归一化等预处理，提高数据质量。8.2.3生产数据分析运用统计学、人工智能等方法对生产数据进行分析，提取有用信息，为生产优化提供依据。8.2.4油气藏动态预测基于生产数据分析结果，建立油气藏动态模型，预测油气藏未来生产趋势。8.3生产优化与调整根据生产数据分析结果，对油气田生产进行优化与调整，以提高产量、降低成本、延长油气田寿命。主要包括以下方面：8.3.1生产制度优化根据油气藏动态，调整生产制度，包括产量、注水量、采油速度等参数。8.3.2生产工艺优化改进油气田生产工艺，提高生产效率，包括油气分离、脱水、注水、污水处理等环节。8.3.3提高采收率技术采用压裂、注气、化学驱、微生物驱等提高采收率技术，提高油气田可采储量