海上油田平台油井生产基本知识介绍

海上油田内部培训平台油井生产基本知识介绍海上油田内部培训一、油井的成井过程二、钻井、完井工艺介绍三、典型井下管柱介绍四、几种井下工具设备介绍一、油井的成井过程海上油田内部培训采油树单管双翼采油树1—底法兰;2—底法兰顶丝;3—油管头;4—顶丝;5—悬挂器;6—上法兰;7—电缆孔密封堵头;8—卡箍;9—安全阀;10—闸阀;11—节流器;12—小四通;13—截止阀;14—液控管线接头海上油井井身结构示例图变压器电控柜接线盒井口动力电缆安全阀电缆封隔器电缆穿透器生产油管泵油气分离器保护器潜油电机控制管线放气阀卸油阀单流阀油层套管ABC井下基本示意图1.下隔水套管，做好钻前准备在钻井平台就位、钻井机械设备调试完毕后，开始下隔水套管。隔水套管的功用是隔离海水、控制钻具方向和提供泥浆循环返闪平台的通路。隔水套管采用直径500mm以上的大直径钢管，一般是螺纹焊接管。下隔水套管的方法有两种:桩入法和钻进法.2.第一次开钻，下表层套管用小于隔水导管内径的钻头，在隔水导管内钻进.钻过未成岩的第四纪地层，根据土层厚度或钻定向并造斜的需要，往往钻入深度在100～1500m，然后下入表层套管，固井。习惯上将在隔水导管中钻进称为第一次开钻，而把下隔水导管的工作称为钻前准备工作。3.第二次开钻，下技术套管在完成下表层套管和固井工作后，安装防喷器。在表层套管内下入小一级的钻头，继续钻进，称为第二次开钻.当钻遇用泥浆难以控制且影响继续钻进的地层时，需要下入技术套管(中间套管)，其目的是隔离复杂地层，加固井壁，保证定问井方向，以确保顺利钻达目的层。技术套管的下入深度，视需要加固和封隔的地层深度而定，要求它必须穿过复杂地层，而且坐落在比较坚硬稳定的井段上。4.第三次开钻，下油层套管在下完技术套管固井后，仍装好防喷器。用再小一号的钻头在技术套管内继续钻进，称为第三次开钻。第三次升钻钻至设计井深后下入油层套管(生产套管)。下油层套管的目的是加固井壁，封隔不同压力的油、气、水层，给油气生产提供稳定的通道，确保采油生产的安全。因此，每口油井必须下入油层套管。5.下油管、安装采油树、试油，钻井完成油层套管固井后，在油层套管内下入油管。油管常用直径为50mm或64mm。油管是油气从井底流至井口的通道。下完油管在井口装上采油树。采油树是控制油流生产的阀组。经试油确定油井的生产参数，至此一口油井钻井完成，下一步进行完井作业。二、钻完井工艺介绍完井的定义衔接钻井工程与采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始到下套管注水泥、固井、射孔先期防砂，下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。笼统的讲，它是指裸眼井段钻达到设计深度后，使井底和油气层以一定的结构方式连通起来的整个作业工艺。完井又可细分为钻井完井和生产完井。完井的分类射孔完井：能有效地封隔含水夹层、易塌夹层、气顶和底水；能完全分隔和选择性地射开不同压力、不同物性的油气层，避免层间干扰；能具备实施分层注采和选择性增产措施的条件。裸眼完井：油气层完全裸露，具有最大渗流面积。不能阻挡油层出砂、不能避免层间干扰，也不能有效地实施分层措施。适用于岩性坚硬、井壁稳定、无气顶或底水、无含水夹层的块状碳酸岩或硬质砂岩油藏，和层间差异不大的层状油藏。完井的分类砾石充填完井：是最有效的早期防砂完井方式，主要用于胶结疏松、易出砂的砂岩油藏，特别是稠油砂岩油藏。分为套管砾石充填和裸眼砾石充填完井，在渤海油田完井中，套管内射孔和砾石充填防砂完井所占比例较大，裸眼砾石充填完井和裸眼特殊筛管完井等方式。多级复合完井：根据油藏的具体特点选用以上多种完井方式的组合。渤海油田地层划分30或24”隔水导管13-3/8套管9-5/8或7套管平原组砂岩,粘土,砂砾岩明化镇组砂砾岩与泥岩互层馆陶组大套砂砾岩,含砾砂岩东营组上部砂泥岩互层,下部砂泥岩互层,页岩油页岩沙河街组砂泥岩互层完井方式选择的依据序号油藏类型油田代表深度（米）岩石性质流体特性油层物性油气水关系采油方式完井方式1沙河街BZ34、BZ28-1、BZ25-1、JZ20-2、QK18-13200-3600灰岩/裂缝型比重轻、粘度低、含硫、含CO2高温高压边水、气油比高自喷射孔2东营组CB、SZ36-1、JZ9-3、QK17-21700-2000砂岩/胶结疏松比重大、粘度高常温常压、高孔高渗底水、气顶电潜泵防砂3馆陶组QHD32-6、CB1600-1800砂岩/胶结疏松比重大、粘度高常温常压底水电潜泵防砂4明化镇组QHD32-6、BZ25-1S、NB35-21300-1600砂岩/胶结疏松比重大、粘度高常温常压、高孔高渗边底水复杂电潜泵防砂射孔完井直井套管射孔完井示意图直井尾管射孔完井示意图射孔完井套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部并注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道.尾管射孔完井是在在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，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技术套管上。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m。再对尾管注水泥固井，然后射孔。裸眼完井直井先期裸眼完井直井后期裸眼完井裸眼完井先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井。水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井后期裸眼完井不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术套管至油层顶界附近，注水泥固井。砾石充填完井裸眼砾石充填完井示意图套管砾石充填完井示意图砾石充填完井裸眼砾石充填完井在地质条件允许使用裸眼，而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井方法。其工序是：钻头钻达油层顶界以上约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外径的1.5至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，套管砾石充填完井套管砾石充填的完井工序是：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（30孔/m左右），大孔径（20mm左右）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层砂混和增大渗流阻力。由于高密度充填（高粘充填液）紧实，充填效率高，防砂效果好，有效期长，故当前大多采用高密度充填。射孔工艺技术射孔方式电缆输送套管枪射孔(WCG)电缆输送过油管射孔(TTP)TCP射孔(油管传输射孔)按传输方式分:射孔方式正压射孔:用高密度射孔液使液柱压力高于地层压力的射孔.负压射孔:将井筒液面降低到一定深度,形成低于地层液柱压力的射孔.按工艺分:射孔开始射孔开始穿套管射孔完成WhatYouWantWhatYouGet防砂工艺技术不同类型的出砂地层零强度干砂毛管力强度潮湿砂异常弱胶结弱胶结较弱胶结•产出的液体中含有少量或大量固相颗粒称为出砂。•除了砂子之外,固相可能包括石灰岩、白云岩等。1.剪切破坏•过低的井底压力•近井筒地层性质的变化•近井筒应力的变化•剪切导致的胶结物和地层性质的变化2.拉伸破坏•过高的生产速率•出砂与地层的拖拉力有关•自稳定性（由于空穴的增长，流体梯度变小和出砂趋于停止）•空穴导致的破坏,可能导致进一步的应力集中和出砂。地层出砂机理就地应力地层中的应力无处不在。外来的破坏会导致应力的重新分布和集中。当集中的应力超过了岩石的强度的时候，出砂就发生了。地应力分析裁判各种典型的防砂完井类型单独下筛管裸眼砾石充填-分选差-产能高-无敏感粘土选择性射孔/定向射孔-压实地层/含弱胶结地层-避气或避水管内压裂充填管内砾石充填/高速水充填-便于分层-分选好至差-中等投资-干净的分选好的-产能高-分选好-产能高膨胀筛管-便于分层-分选好至差-投资大井型防沙简介JX1-1现已完成井的井型主要有：水源井、注水井、生产井（裸眼井、套管井）1、水源井：套管内射孔，下优质筛管防砂。2、注水井（包括先期排液注水井）：套管内射孔，下优质筛管防砂。3、套管生产井：套管内射孔，压裂充填或高速水充填进行防砂。4、裸眼生产井：8-1/2“裸眼＋优质筛管＋管外封隔器。防砂完井现场作业示例海上油田内部培训1）按设计要求摆放地面设备2）立钻杆或管柱3）装防喷器/功能/压力试验4）刮管洗井（见图示）为了最大限度的降低油气层的污染，射孔前彻底清洗套管，确保最后清洗后的返出液在半小时内的连续浊度值≤30μm5）射孔校深6）投棒点火主要作业步骤7）反涌/洗井8）刮管洗井9）下定位封隔器10）下防砂管柱11）泵送砂浆作业12）下生产管柱13）撤井口防喷器14）装井口采油树15）卸载荷16）验收交井17）交完井总结/存档防砂完井现场作业示例套管闸门井内赃物钻头返出（赃）液套管清洗示意图刮管洗井为了最大限度的降低油气层的污染，射孔前彻底清洗套管，确保最后清洗后的返出液在半小时内的连续浊度值≤30μm用不同的清洗液清洗人工井底套管钻杆主要作业步骤同位素源接头射孔封隔器(尚未坐封）安全接头测井仪负压阀测井电缆点火头同位素源套管钻杆吸震器投点火棒射孔射孔炮眼射孔管柱校深及射孔示意图射孔校深射孔段1500m1550m1420m80m1400m100m投棒点火射孔枪完井液缸泵柴油机输砂泵柱塞泵管汇污液池油嘴放空进油气分离器压力表（管线）闸门BOP钻杆反循环时来自平台泥浆泵动力机组密封件砾石充填封隔器砾石充填转换工具总成密封孔生产筛管冲洗管套管底部封隔器密封件泵送砾石作业流程示意图射孔段套管闸门图例：砂浆；反出液；井口砾石砂浆输砂泵混合水正常循环充填充填即将结束（立即）反循环操作失误射孔段砂浆脱水砾石封隔器生产筛管裸眼筛管防砂油管挂安全阀过电缆封隔器滑套坐落接头封隔器STAR放气阀3-1/2“油管螺杆泵裸眼封隔器盲管裸眼封隔器STAR油层油层裸眼优质筛管管柱水平分支井防砂水平分支井管柱引鞋油管井下安全阀封隔器95/8套管STAR筛管滑套电缆电潜泵下沉砂封隔器射孔完毕，再次刮管洗井冲砂后即可下入沉砂封隔器。一般油井用电缆下入，井斜大的井可以用钻杆下入。下入深度：射孔底界以下1.5米。砾石充填防砂下防砂管柱下定位密封总成。下筛管，下入时检查筛管的筛缝。下盲管。下隔离封隔器总成。砾石充填防砂下防砂管柱下中层筛管、盲管及隔离封隔器总成。下上层筛管、盲管。砾石充填防砂下服务工具所有的筛管、盲管及隔离封隔器已经下入完毕，将整个管串悬挂于井口，即可下服务工具。下底部密封总成。下冲管。下砾石充填转换工具。下冲管。下中间密封总成。下冲管。下中心管试压所有的隔离密封、充填转换工具及冲管已经下入完毕，将整个管串悬挂于盲管顶部，即可在服务工具内部下入中心管。下完中心管后，中心管插入充填转换工具内；在中心管顶部装盲堵，在下入位置和循环位置对中心管与冲管环空试压。砾石充填防砂下顶部封隔器总成冲管试压完毕，即可将中心管、顶部转换工具及顶部封隔器的总成逐层连接。先连接中心管，再连接转换工具与冲管，最后连接封隔器总成与盲管。砾石充填防砂下钻、座封顶部封隔器连接完顶部封隔器总成，连接钻杆，下钻使定位密封插入沉砂封隔器。连接地面管线，钻杆内打压，座封顶部封隔器。关闭防喷器，环空打压验封。砾石充填防砂服务工具脱手验封完毕，打开防喷器，正转管柱12-15圈。上提管柱服务工具脱手。砾石充填防砂座封隔离封隔器服务工具脱手后，再次下放至最低位置，上提至第二负荷显示位置。钻杆打压，座封底层隔离封隔器。砾石充填防砂隔离封隔器验封在座封位置上提管柱至压力下降，钻杆打入液体，环空无返出，验封。砾石充填防砂底层砾石充填服务工具再次下放到底，上提找好循环位置和反循环位置，在循环位置关闭万能防喷器，先做循环测试和挤注测试，测试完毕即可进行砾石充填。砾石充填防砂底层反循环冲砂出现脱砂压力后，停止泵砂；环空打压，保持压力上提管柱至压力下降，开泵环空替入液体反循环冲砂。砾石充填防砂底层检验充填效