修井基础知识.ppt1

石油、天然气基础石油石油是以液态碳氢化合物为主的复杂混合物，是有机可燃液体。它包括天然气和原油，有时也把原油称为石油。从物理状态上分为气态、液态、固态。气态的以天然气为代表，液态的以石油为代表，固态有地沥青、地蜡和各种煤、油页岩势石油地质学研究的对象仅限于天然气、石油及其固态衍生物。密度：0.75-1.0之间表-1原油分类标准分类名称俗称粘度，cP相对密度轻原油低粘油＜20(油层)＜0．9000中质原油中等粘油20—50(油层)0．900—0．934重质原油稠油＞50(油层)102.一104(脱气油)0．934—1．000特重质原油特稠油＜104(脱气油)＞104(脱气油)＞1．000＜1．000沥青天然沥青＞104(油层)＞1．000石油主要由碳氢以及少量的氧、硫和氮等元素组成。其中碳占80％一88％，氢占10％一14％，氧、硫、氮等其它元素.①油质。油质为石油的主要组成部分，几乎全部为碳氢化合物组成的深色粘性液体(有时呈固体结晶)，它溶于石油醚而不被硅胶吸附。②胶质。它一般为粘性或玻璃状的半固体物质，主要成分仍以碳氢化合物为主。胶质易溶于石油醚、润滑油、苯、三氯甲烷、乙醚等有机溶剂内，并可被硅胶吸附。③沥青质。它为暗褐色或黑色固体物质，溶于氯仿但不溶于石油醚。天然气天然气的主要成分是那些小分子量的碳氢化合物，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，另外还有少量的氢、氮和二氧化碳等。密度：0.6-1.0间特点：1、无色2、有特殊气味3、易燃易爆地质基础1、地层岩石的分类：变质岩岩浆岩沉积岩2、储油岩层碎屑岩：主要的储油气层粘土岩：良好的生油层和盖层碳酸盐岩：富集储层石油的生成有机生成：丰富的有机质的堆积和保存是油气生成的前提。首先要有生物的大量繁殖，其次这些大量繁殖的生物不被破坏。在氧气充足的情况下，即使生物大量繁殖，但在其死亡之后，由于氧化破坏r也难以使其作为有机质大量堆积起来，只有在还原条件下，有机质才得以保存并向油气转化。生成条件：温度、压力，油、气、水分布剖面示意图油藏中的第1区为气顶区，含气饱和度为80%，含油饱和度20%。第2区为油气过度带，含气饱和度为80%随高度下降迅速下降，由80%变为0。第3区为含油带，含水饱和度20%，含气饱和度为80%。第4区为油水过度带，含油饱和度随高度下降而下降，含油饱和度由80%—0%。第5区为纯水区，含水饱和度为100%油气井第一节井1、概念：在地面和地层间建立的油气通道。2、井身结构：是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。3、组成：导管表层套管技术套管油层套管概念人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面。完钻井深：从转盘上平面到钻井完成时钻头所钻进地最后位置。水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁间的环形空间上返面到与转盘上平面间的距离。油补距：钻井转盘上平面到套管四通上法兰平面间的距离。井身结构图：。表层套管技术套管完钻井深水泥返深人工井底油层套管一、工程测井所要解决的问题：1、完井固井质量的检测，如水泥胶结程度，水泥返高。2、油水井异常生产状态的检测，如管外串槽等3、出砂位置，砂堵效果及酸化压裂效果检测。4、套管技术状况的检测，如封隔器位置，射孔位置及质量，套管变形，腐蚀、破裂等。工程测井二、工程测井方法：水泥胶结测井、井温测井、微井径测井、磁测井、超声波井下电视测井等⑴水泥胶结测井的目的是检查完井固井后水泥环与套管胶结的情况。采用声幅测井方法记录从发射器发射的声波信号的首波的幅度变化。当水泥与套管胶结良好时，由于声耦合良好，声能大部分可以传到地层中去。所以接收到的首波幅度较低；反之，当水泥与套管之间有缝隙或水泥环有孔洞时，声耦合不好，致使大部分声能反射到接收器，首波幅度较高；当套管外无水泥环时，即为自由套管，首波幅度最大。⑵微井径测井是测量油、水井内套管内径变化情况及接箍位置的一种测井方法，它可以检查射孔质量，套管变形、断裂、损坏等工程问题。⑶超声波井下电视测井是利用超声波的传播特性和井壁对超声波的反射特性来研究井深剖面的一种测井方法。在套管井中可以拍摄套管内壁照片，了解射孔、井下作业及井液腐蚀所造成的套管损坏情况。一、深井泵结构及工作原理抽油泵图2-24工作原理：当活塞上行时，游动凡尔在油管内的液柱压力下关闭。当活塞上行至上死点后，活塞上面的液体排除。泵筒内压力降低，在压差作用下，井内液体将固定凡尔顶开而进入泵内，完成吸液过程。当活塞下行时，由于泵筒内液体受到压缩使压力增高，将固定凡尔关闭。同时，泵内液体顶开活塞上的游动凡尔进入油管完成排液过程。结构：抽油泵由上接头，泵体，下接头，固定凡尔，游动凡尔，柱塞组成。1、作业施工时将抽油杆和油管排放整齐，支点得当，以免压弯抽油杆。2、内外清洁，丝扣完好无损。3、运送泵体时，防止砸、撞、颠及剧烈震动，以防泵体损坏及管式泵衬套震乱。4、下井时应详细检查各部件规范尺寸及完好情况。1、油井结蜡检泵。2、由于泵的漏失使抽油井产量下降。3、游动凡尔被砂、蜡或其它脏物卡住，泵失灵。4、当油井液面、产量突然发生变化时，为查明原因需要进行探砂面与冲砂工作。5、改换泵的参数或提高泵的效率。6、改变泵的工作制度，加深或上提泵挂深度等。7、发生抽油杆断脱，抽油泵不能进行工作。抽油井检泵原因对管柱的要求二、修井检泵1.地质方面油层疏松引起出砂流体物理性质影响地层构造上急剧变化2.开发方面油井工作制度不合理油井出水引起出砂措施不当引起出砂清砂与防砂1、掩埋油藏，影响产量；2、磨损与破坏井下设备和工具；3、掩埋或卡住井下钻具造成井下事故；4、增加修井工作量；5、影响开发方案的实施；6、地层坍塌减低井的寿命。油井出砂危害（一）水力冲砂A、要求：粘度、密度、性能稳定、易返排B、方法：正冲、反冲、正反冲、油管冲砂、冲管冲砂、气化液冲砂。C、冲砂的水力计算：V砂=V液-V降Q最小=3600FQ最小=3600FV液最小；T=H/V砂Q最小冲砂要求的最低排量；F冲砂液上返流动截面；V液最小保持砂子上升所需要的最低液流速度。（二）机械捞砂低压油层采取冲砂办法易造成漏失，一般取出原井内管柱，用钢丝绳下入捞砂筒，将井底积砂捞至地面。防砂方法分类1、给日常管理带来很大麻烦，增加了井下事故发生的可能性。2、油井结蜡后，使出油通道变小，给油流增大了阻力，降低了油井产能。3、油井结蜡将堵塞油层孔隙，妨碍油流入井，使油井减产。4、抽油机采油井结蜡后会使抽油泵失灵，降低抽油效率。5、油井结蜡严重时会给清蜡带来困难，并易发生顶钻、卡钻及井下落物事故。6、油井结蜡增加了日常清蜡或作业清蜡时间，降低油井采油时率，影响产油量和油田开发速度。7、油井结蜡给油气集输、油田开发带来许多困难，增加开发成本，影响开发效果。作业清蜡一、油井结蜡的危害及规律1、油层、井底和油管下部不易结蜡2、700米处管壁开始有少量蜡沉淀3、结蜡区段和结蜡点4、井口部分很少结蜡结蜡规律1、热洗清蜡㈠基本原理：将预先加热好的热载体（如液体或气体）通过泵打入井内形成循环，即可不断将结蜡熔化并带至地面。㈡热洗方式正循环热洗，反循环热洗和正反循环热洗三种。㈢施工工艺方法和要求⑴确定热洗液用量：在施工现场均以计算结果为基础，附加施工中的损失和备用量。一般采用井筒容积的4-5倍。⑵确定热洗液的类型：一般由油井含水状况确定。当处理低含水油井结蜡时，用原油做热洗液载体。⑶热载体的温度：一般大于80℃效果较好。⑷热洗清蜡开始时要求卸掉油嘴，抽油机井要开动抽油机。⑸热洗液循环一周后应加大泵的排量，并保持出口温度在40-60℃之间循环4小时。⑹在热洗过程中随时观察有无井喷、井漏现象发生。⑺热洗完毕，应尽量排净井内的热洗液。二、清蜡方法2、作业清蜡⑴应用时机：A采油清蜡处理不了的结蜡井；B长期停产的油井，清蜡造成卡钻或井下有落物的井等。⑵清蜡方法：采用不压井起下作业的方法，利用动力设备将井内油管起出，然后，利用锅炉或蒸汽车的高压蒸汽溶化与刺净油管内外的蜡；逐根刺洗净后，涂抹丝扣油。再将油管重新下入井内投产。优缺点清蜡彻底，干净！耗费大，可能侵害油层！组配管柱泵挂深度=油补距+油管挂短节+泵以上油管总长+泄油器长+泵长音标位置=油补距+油管挂短节+音标上平面以上油管总长尾管深度=油补距+油管挂短节+泵以上油管总长+泄油器长+泵长+滤砂器长+尾管长抽油杆和油管组装光杆伸入油管头法兰长（驴头处于下死点时）+抽油杆总长+泄油器长+活塞拉杆长+活塞长+防冲距=油管挂短节+油管总长+泄油器长+泵长施工步骤及要求油井出水造成油井出砂，降低自喷能力产液量上升，产油量会大幅度减少使油气集输和原油脱水工作复杂化降低油田的采收率地层水的腐蚀性使油井设备及井身结构破坏上层水或下层水窜入，夹层水进入，边水推进底水锥进，注入水进入原因含水猛增，含油下降产油量会大幅度减少1、综合资料对比法：是一种间接方法，即是用油井的地质资料和生产过程中地面和地下的测试资料进行分析、对比，确定出水层位。2、水化学分析法：是根据油井产液中水的化学成份判断出水层位。3、封隔器找水法：其下井管柱结构和分层管柱相同，将各个油层分开，然后分层求产、取样化验、分析对比，确定出水层位。4、测量井温法：根据地层水比人为灌入井中水温度高的特点，应用井下温度仪测量地层水和灌入水温度的相对变化曲线，确定出水层位。5、流体电阻法：是根据不同矿化度的水有不同导电率的性质，用电阻仪测量井内液体的电阻率变化曲线确定出水层位。6、同位素法：放射性同位素法是在出水层位自然放射性强度基础上，人为提高其放射性强度，然后应用脉冲计数仪测量施工前后地层的放射性强度变化，确定出水层位。二、油井出水层位的判断1、机械堵水：是指用封隔器将水层单独卡开，靠工具的作用使出水层的水不再进入油井。当抽油井见水时，若出水层在油井内各油层的下部时，可采用一级丢手封隔器或永久式封隔器下在出水层上部，并带有适当的尾管。尾管端部装上丝堵，便可将出水层挡住。若出水层在各油层中间时，需采用二级卡瓦式丢手封隔器，双卡出水层。在双封隔器卡距之间一般以光油管通过的方式阻挡出水层的水进入出油通道。若出水层在所有油层之上，下入一级封隔器于出水层的下部，将出水层与出油层分隔开，以实现堵水的目的。2、化学堵水将化学堵水剂或降水剂挤入出水层，利用其反应或反应产物堵塞出水孔隙或改变水的流度从而堵水。非选择性堵水工艺方法：采用封隔器或其他措施。水泥浆堵水：水泥遇水变硬，造成一个不透水的封隔层。酚醛树脂堵水：在219号酚醛树脂中加入触剂氧化钠和固化剂草酸，挤入地层，形成坚固的不透水的人工井壁。水玻璃加氯化钙堵水：水玻璃与氯化钙溶液反应，生成不溶于水的沉淀物硅酸钙和膨胀性胶体。选择性堵水1、工艺方法：只堵水不堵油2、堵水原理3、堵水机理卡钻计算卡点预测：砂卡在管柱底部或两个封隔器卡距之间泥饼粘吸卡在井壁不规则凹凸的裸眼井部位井下落物卡多在井下管柱凸起部位套管变形卡多在套管变形处或破损部位卡点计算理论公式：L=E×F×/P经验公式：L=K×/P中和点计算L=p/q井下事故处理井下探视调查仪器探视：用地球物理测井仪，通过测井资料分析井下事故情况直接探视：铅模探视泥模探视铅锥探视井下落物事故处理打捞管类落物：公锥、母锥、捞矛、卡瓦打捞筒、水力锚、大头锥打捞杆类落物：对扣打捞、卡瓦打捞筒、活页打捞筒、捞钩、套磨捞组合法打捞小件落物：磁铁打捞器、一把抓、反循环打捞篮、老虎嘴打捞绳类落物：内钩、外钩、钨钢套铣管、井下割绳器卡钻事故处理解除砂卡的方法：活动管柱解卡、蹩压反循环解卡、冲管解卡、诱喷法解卡、大力上提解卡套管外漏串及处理影响正常生产给管理造成麻烦地层窜通不能进行分层开采管外窜通影响油田开发速度降低井的使用寿命影响油田最终采收率油井大量出水产液量增加，但含水上升套管突然下陷或上升不能进行分层作业找串工艺声幅测井找串放射性同位素找串封隔器找串封串方法循环法封串挤入法封串循环挤入法封串填料水泥浆封串