石油工程

1、地静压力：上覆岩石重力所产生的岩石压力称为地静压力。静水压力：地层孔隙空间内地层水的重力所产生的水柱压力。地层压力：作用在地层所含流体上的压力称为地层压力或孔隙流体压力套压:流动压力把油气从井底，经过油管和套管之间的环形空间举升到井口后的剩余压力称为套管压力，简称套压。油压：油气从井底流到井口后的剩余压力称为油管压力，简称油压。回压：下游压力对流动的上游压力来说都可看成是回压。回压是流体在管道中的流动阻力造成的。流压：油井正常生产时所测得的油层中部的压力称为流动压力，简称流压。2、储量计算N-地质储量，104t；A-含油面积，km2；h-油层有效厚度，m3、勘探阶段划分阶段划分工作范围主要任务工作方法区域勘探普查盆地或地区对盆地整体调查，从大方向上了解指出有利区域地质、物探、化探、钻井详查有利的远景区指出有利的含油构造地质、物探、化探、钻井工业勘探预探有利的局部构造寻找油气田钻探为主详探已见工业油流的局部构造查明油气田钻探为主4、勘探方法a)地面地质法运用地质知识，通过野外地质露头观察、油气苗的研究，了解勘探区域的地层、构造、油气显示、水文地理等情况，查明有利于油气生成和聚集的条件，从而达到找油找气的目的。该方法是在地层出露区或薄层覆盖区找油的一种经济有效的方法。b)地球物理勘探利用各种物理仪器，在地面观测地壳上的各种物理现象，从而推断、了解地质构造特点，寻找可能的储油构造。是一种间接的找油气方法。定义：依据地下岩石物理性质（密度、速度、电阻率、磁性、弹性）的差别，运用物理规律来进行数学推演、推断地下圈闭的位置，此法叫物探法。包括：重力勘探、磁力勘探、电法勘探、地震勘探。oiooiBShAN100原油c)地球化学勘探通过系统测试分析自然界中与油气有关的化学异常，来评价区域油气资源远景，寻找油气藏的一种直接找油技术。包括：气测法、土壤法、细菌法、水化学法等。d)钻井勘探法5、岩石物性参数（孔渗饱、达西定律）1、岩石的孔隙度φ1)定义：孔隙度是指岩石中孔隙体积(Vp)与岩石外观体积（Vb）之比。•绝对孔隙度：总孔隙体积与岩石外表体积之比。•有效孔隙度：有效孔隙体积与岩石外表体积之比。流动孔隙度：含油岩石中，流体能在其内流动的孔隙体积与岩石外表体积之比影响孔隙度大小的因素1、岩石的矿物成分2、颗粒的排列方式3、颗粒的分选系数4、圆度5、埋藏深度6、胶结程度（粘土）7、裂缝发育程度2、饱和度：流体饱和度是指储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。3、渗透率：K—渗透率，对于同一岩心，K与液体性质无关，仅仅与孔隙性质和大小有关，反映岩石允许流体通过能力的大小。单位→达西：由公式确定6、石油生成过程:生物化学阶段1500m，60℃热催化生油阶段1500h3000m热裂解生气阶段6000m，210℃这是一个漫长的复杂的变化过程，一直持续到有机淤泥经过压实和固结作用而变成沉积岩石，形成石油岩层。在时间上往往是经过了数百万年。原始有机物质在一定的环境和条件下被埋藏下来，在一定的深度、温度等适宜条件下，经历了生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段，陆续转化为石油和天然气。7、转盘钻机组成：动力系统、旋转系统、提升系统、循环系统、井控系统旋转系统：功用：使钻头旋转以便活动钻具、破碎岩石。包括：转盘、方补心、方钻杆、钻柱、钻头。8、钻井液作用:清洁井底携带岩屑冷却钻头保护井壁防止井喷协助破岩泥浆录井9、钻头类型:刮刀钻头牙轮钻头金刚石钻头[天然金刚石钻头人造聚晶金刚石钻头热稳定聚晶金刚石钻头]特殊用途钻头[取心钻头扩眼钻头]牙轮钻头的破岩机理：牙轮钻头在井底工作的复合运动、钻头的公转（牵连速度）、牙轮绕牙轮轴的自转（相对运动）、轮齿相对于岩石的滑动切削速度、钻头的纵向振动10、何为定向井?作用？定向钻井是使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。定向钻井技术是在井口和井底需要有一定的水平位移时，采用合理的井身轨迹及特殊的钻井措施钻达目的层的一种钻井技术。作用：(1)地下地质条件特殊，钻直井的勘探开发效果不好。采用定向钻井技术钻出%100)1(%100bsbpVVVV%100bptaVV%100bpeeVVffea；；；%100%100%100wpggpwpooVVSVVSVVSPALQK大斜度井、水平井，能最大限度地穿越油气层，暴露油气层；最大限度地提高产量和采收率。(2)地面条件限制。钻探高山、湖泊、海洋、荒漠地区的油气藏时，采用定向钻井技术，钻成从式井，多底井，可极大地节省投资，降低生产成本。（3）钻井技术的需要。处理钻井事故时，常常采用定向钻井技术。对井下落物长期不能捞获的井进行侧钻；对井口失控、井喷失火的井，钻救援井沟通进行压井处理，从而保证钻井生产的安全。11、常用的油气井完井方式:油层与井底的连通方式、井底结构及完井工艺。裸眼完井、套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、套管或尾管射孔完井12、自喷井的四个基本流动过程:地层渗流地层渗流地面水平或倾斜管流嘴流—生产流体通过油嘴(节流器)的流动13、注水井投注程序:投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面1.排液①清除油层内的堵塞物；②在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件;③采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排拉成水线。2.洗井洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞影响注水。洗井方式：一种是正洗，水从油管进井，从油套环形空间返回地面；另一种是反洗，水从油套环形空间进井，从油管返回地面。3.预处理预处理目的：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投注或油井转注前需进行防膨处理。4.试注试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力。5.正常注水注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经过配水就可以转为正常注水。14、压裂液滤失于地层主要受三种机理的控制:压裂液的造壁性、压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性15、压裂液分类：a)水基压裂液：用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂交链后形成的冻胶。施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。不适用于水敏性地层。b)油基压裂液：多用稠化油，遇地层水后自动破胶。缺点是悬砂能力差、性能达不到要求、价格昂贵、施工困难和易燃等。c)泡沫压裂液：基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液；气相为二氧化碳、氮气、天然气；发泡剂用非离子型活性剂。特点是易于返排、滤失少以及摩阻低等。缺点是砂比不能过高、井深不能过大。16、油井诱喷排液的常用方法替喷法：(1)一般替喷法(2)一次替喷法(3)二次替喷法•抽汲排液•气举排液：(1)常规气举排液(2)多级气举凡尔气举排液(3)连续油管气举排液17、气液两相流动的流动形态①纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。②泡流：井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。③段塞流：当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。④环流：油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。⑤雾流:气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。18、抽油机的主要组成：游梁式抽油机主要由游梁—连杆—曲柄（四连杆）机构、减速机构（减速器）、动力设备（电动机）和辅助装置等四部分组成。19、抽油机的平衡方式：平衡方式不同—后置式多采用机械平衡；前置式多采用气动平衡。20、水力压裂的增产原理a)改变流体的渗流状态：使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗。b)降低了井底附近地层中流体的渗流阻力：裂缝内流体流动阻力小。裂缝影响，使得近井地带平均渗透率增加。径向流动改变单向流动，流体流动阻力减小。21、支撑剂的选用：内容:—支撑剂强度支撑剂颗粒大小支撑剂密度支撑剂浓度（排列方式）考虑因素：地质条件（如闭合压力、岩石硬度、温度、物性）工程条件（压裂液性质、泵注设备）、经济效益选用：在闭合压力较高时，应考虑使用高强度支撑剂如陶粒等。在闭合压力较低时，低强度支撑剂仍能起到支撑裂缝的作用，只要砂子不破碎，它在浅井浅层应用的特别广泛当闭合压力达到４0ＭＰａ时，原则上不再使用石英砂，应使用象陶粒等更高强度的支撑剂，陶粒在闭合压力为７０ＭＰａ时也很少破碎。22、酸化增产工艺分类：酸洗基质酸化压裂酸化23、注入水处理技术:（1）沉淀悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。常用的聚凝剂:硫酸铝硫酸铁三氯化铁偏铝酸钠（2）过滤压力滤罐：滤池完全密封，水在一定压力下通过滤池。重力式滤池：滤池中的水面与大气接触，利用滤池与底部水管出口，或水管相连的清水池水位标高差进行过滤。（3）杀菌常用的杀菌剂:氯及其化合物(如次氯酸、次氯酸盐等)甲醛(既有杀菌又有防腐作用)（4）脱氧除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。脱氧方法：化学脱氧法；天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；真空脱氧法。（5）曝晒(提高温度)：处理过饱和碳酸盐(高温下不稳定，易产生沉淀)。（6）除油含油污水处理的措施。污水回注的优点：a)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；b)高矿化度污水回注不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；c)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。24、气体滑脱效应：混合流体井筒流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。25、气举启动压力：当环形空间内的液面达到管鞋(注气点)时的井口注入压力。26、填砂裂缝的导流能力：裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）流体的能力。填砂裂缝的导流能力定义为支撑后的裂缝渗透率Ｋｆ与支撑后的裂缝宽度Ｗｆ之积。即填砂裂缝导流能力（ＫＷ）ｆ或ＦＲＣＤ＝ＫｆＷｆ类型：长期导流能力、短期导流能力1、支撑剂性质对FRCD的因素(1)支撑剂类型和形状(2)支撑剂粒度组成(3)铺砂浓度(4)支撑剂质量2地层条件对FRCD的影响（1）闭合压力（2）地层岩石硬度(3)环境条件：温度流体介质3压裂液性能对FRCD的影响：残渣降低支撑带渗透率。4流动条件对FRCD的因素：非达西流动、多相流效应5承压时间对FRCD的因素27、气锁现象:28、注水井调剖：由于油层的不均质，注入的85%的水都被高渗透层吸收，为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施。29、初始结晶温度:当温度降低到某一值时，原油中溶解的蜡便开始析出，蜡开始析出的温度。30、冲程(S):光杆冲程，为光杆运动的最高点和最低点之间的距离。冲次（n）:为活塞在工作筒内每分钟往复运动的次数。31、常用的无杆泵采油方式有哪些？它们都是如何实现井下流体增压的？一、电潜泵采油：潜油多级离心泵的工作原理与地面离心泵相同。当充满在叶轮流道内的液体在离心力作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时，液体受叶片的作用，使压力和速度同时增加，并经导轮的流道被引向次一级叶轮，这样，逐级流过所有的叶轮和导轮，进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。二、水力活塞泵采油：动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下液马达处；滑阀控制机构换向；动力液驱动液马达；液马达做往复运动；液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动；原油被增压举升。三、水力射流泵采油：通过注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液。32、影响油井结蜡的因素有哪些？1.原油的性质及含蜡量2.原油中的胶质、沥青质3.压力和溶解气4.原油中的水和机械杂质防止油井结蜡应主要从哪三个方面考虑？