海上石油基础知识培训

海上石油基础知识培训2目录石油地质基础知识1石油勘探基础知识2钻井基础知识3海上采油基础知识5海上安装基础知识43石油地质基础知识—油气成因油气成因无机论有机论泛宇宙说地球深部的无机合成说烃类有机化合物是在宇宙天体的无机演化过程中形成的，地球形成时就有。三种学说：宇宙说，岩浆说和地幔脱气说。油气是在地球的深处，由于高温、高压和催化剂的作用下，由H2O、CO2和H2等简单的无机物反应而成。多种学说，1876年门捷列夫提出的碳化物说。—最早的无机论。因为解释不了世界上90%以上的石油都存在沉积岩中，及石油具有的生物有机质特性（旋光性、生物标志化合物），实验室仅能合成一些简单的烃分子，无法合成石油复杂的合成物。早期有机成因论晚期有机成因论石油是在地质历史时期中生物有机质在还原环境中转化而成，且形成于沉积物成岩作用的早期。不过发现现代沉积岩中的烃类物质与石油不同，甲烷为主，缺乏碳2以上的重烃石油是沉积物(岩)中的不溶有机质(称为干酪根Kerogon)在成岩作用晚期，经过热解生成的。液态石油主要成因，天然气的成因条件较宽松，成因机制较多。为大多数人认可，主流学说。4石油地质基础知识—油气成因有机质沉积分解、缩合沉积岩沉积成岩作用油气不溶有机质（干酪根）成熟热解含有生命机能的有机物质，这里主要指远古水生低等植物（水藻）、陆生高等植物等。沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和有机溶剂的分散有机质。5石油地质基础知识—油气成因6石油地质基础知识—油气藏什么是油气藏？地下岩层中能够聚集并储藏石油和天然气的场所，称为油气藏。油气藏是油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中的聚集，具有统一的压力系统和油水界面。油气藏生成的条件？生油层：生成油气的物质基础。生油层是有机物质堆积、保存并转化成油气的场所。储集层：有一定的孔隙度和渗透率的储油气层。盖层：紧邻储集层的不渗透岩层，起阻止油气继续向上逸散的作用。油气运移：油气从生油层向储集层运移的过程。圈闭：能阻止油气继续运移并能使油气聚集起来形成油气藏的场所。圈闭由储集层、盖层、遮挡物三部分组成。7石油地质基础知识—油气藏8石油地质基础知识—油气运移定义：油气运移即油气在地下的流动，或在地下因自然因素所引起的位置移动。按油气运移所发生的场所可分为初次运移和二次运移。二次运移——油气进入储集层/运载层之后的一切运移。初次运移——油气自生油层向储集层（运载层）中的运移。9石油地质基础知识—油气运移油气藏中岩石孔隙裂缝溶洞储集空间渗流通道为油气提供孔隙性渗透性10石油地质基础知识—油气运移广义的孔隙是指岩石中未被固体物质所充填的空间，有人亦称之为空隙，包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝，它们构成了油气储存的场所及渗滤通道。开采过程，只有那些互相连通的孔隙才具有实际意义，因为它们不仅能储存油气，而且可以允许油气在其中渗滤。而那些孤立的互不连通的孔隙和微毛细管孔隙，即使其中储存有油和气，在现代工艺条件下，也不能开采出来，所以这些孔隙是没有实际意义的。11石油地质基础知识—油气藏有效孔隙度：是指那些互相连通的，且在一般压力条件下，可以允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩石总体积的比值，以百分数表示孔隙度(%)55～1010～1515～2020～25储层评价极差差一般好特好储层岩石(砂岩)孔隙度评价在一定的压差作用下，储层岩石让流体通过的能力。其大小用渗透率表示。级别渗透率（10-3μｍ2）评价油层气层11000极好常规储层21000-500好3500-100中等4100-10较差510-1差-可能低渗透储层61-0.1不渗透70.1致密储层12石油地质基础知识—驱动类型溶解气驱动水压驱动重力驱动气压驱动油气藏的驱动类型13石油地质基础知识—水压驱动14石油地质基础知识—其它驱动形式溶解气驱动当投入开发后，油层压力很快下降，油中溶解的气体就会分离出来，依靠这些气体不断膨胀而把石油从油层中挤出来或携带出来，这种油藏叫溶解气驱动油藏。气压驱动油藏中存在有较大的气顶，开发时主要靠气顶中压缩气体的能量把原油驱向井底，这种油藏叫气压驱动油藏。重力驱动在油田开发的末期，一切驱动能量都已耗尽，原油只能靠本身的重力流向井底，叫作重力驱动油藏。这时产量极低，失去了大规模工业开采的价值。油藏的驱动方式不是一成不变的，同一油田的不同部分也可能存在不同驱动方式。15目录石油地质基础知识1石油勘探基础知识2钻井基础知识3海上采油基础知识5海上安装基础知识416石油勘探基础知识—勘探手段石油勘探就是一个寻找油气田的过程。钻前手段：地质、化探、物探，主要是物探钻后手段：钻井、录井、测井和试油17石油勘探基础知识—勘探阶段划分油气藏评价阶段产能建设阶段区域普查阶段圈闭预探阶段油气生产阶段18石油勘探基础知识—基本方法地质法：是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，分析地质资料，评价含油气远景。物探法：重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探。地震勘探是最主要的方法。钻探法：直接取得最可靠的地质资料。19石油勘探基础知识—基本方法重力勘探利用地面重力加速度的变化与地球内部物质密度不均匀性的关系进行的勘探。磁力勘探组成地壳的岩石有着不同的磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化形成磁异常。电法勘探大地电流法垂向测深法根据不同岩层具有不同的导电性的特点来研究地下构造形态的方法通过测定地球内部的天然电流大小来研究地下构造根据不同岩层具有不同的导电性的特点来研究地下构造形态的方法实质是测定岩石的电阻率20石油勘探基础知识—基本方法定义用人工制造的、可移动的、可控制振动能量大小的地震波进行的地质探测方法反射波法、折射波法、透射波法21石油勘探基础知识—基本方法基本原理地下岩层一般是成层分布的，尤其是沉积岩地下岩层性质不同，传播的速度不同遇到不同岩层的界面，即会产生反射波或折射波，返回地面，便于检测22石油勘探基础知识—储量知识23目录石油地质基础知识1石油勘探基础知识2钻井基础知识3海上采油基础知识5海上安装基础知识424钻井基础知识—钻井分类按钻井目的勘探井生产井以获取地质资料而钻的井为油气生产而钻的井，也叫开发井地质井评价井边探井油气井注水井观察井按井身的轴向角度垂直井定向井斜直井水平井海上一般要钻一定向井簇，称为丛式井，包括一垂直井和多口定向井斜井钻机25钻井基础知识—海上钻井装置分类26钻井基础知识—海上钻井装置分类27钻井基础知识—装置的优缺点固定式钻井平台的优点是稳定，海洋气象条件影响较小，完井后可转为采油平台，降低了投资。缺点是灵活性差，造价高，作业水深适用性差。移动式钻井平台包括坐底式钻井平台/自升式钻井平台、半潜式钻井平台和浮式钻井浮船。可随意移动，多个油田反复使用。作业水深适用性好，可用于深海钻井。钻井模块即可放到固定式平台上，也可以采用移动式的，上部模块造价昂贵，所以一般都是发在移动式平台上，可以实现打一枪换一个地方的目的。固定式的生产平台一般没有钻井模块，多数仅配置修井机，满足生产期间的测井、下放泵、检泵、钢丝作业等。28钻井基础知识—井身结构内容下入套管的层次、直径、深度；各层套管所对应的钻头尺寸；各层套管的水泥返高等。确定原则预测的地层压力；复杂的地层深度；海洋钻井常用的井身结构；满足钻井和采油工艺的要求；节约钢材和水泥，降低成本。也叫技术套管29钻井基础知识—井身结构（导管）目的封隔地表疏松层，防止钻井液渗入海基影响钻井设施稳定，同时防止井液对海洋的污染;钻表层井眼时将钻井液从海床以下引导到钻井装置平面上来形成可控循环。说明也叫隔水导管，用作建立井口、支撑井口和防喷器。根据地层破裂强度确定其下入海床（泥面）以下的深度，一般为30-60米。隔水导管一般选30英寸套管。30钻井基础知识—井身结构（表层套管）目的封隔上部松软的复杂地层，防止淡水层污染;建立井口控制系统。说明下入深度一般为500米左右。表层导管常选20英寸套管，也用133/8套管。31钻井基础知识—井身结构（中间套管）目的用于封隔复杂地层，以保证顺利钻进；保证采油管不被地层流体腐蚀。说明也叫技术套管，针对目标为大段漏失层；严重垮塌地层；高压水层；压力相差悬殊的油和气层等。下入深度视地层情况而定。常选133/8英寸套管，也用95/8套管。32钻井基础知识—井身结构（油层套管）目的用于封隔油气层；建立油气通道。说明常选95/8英寸套管，也用41/2套管。33钻井基础知识—井身结构（标准类型）中间套管和尾管的尺寸是根据底层情况和井身确定的34钻井基础知识—固井混合水水泥水泥浆将水泥、水以及添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵送到预定深度的井壁与套管环形空间，使套管与井壁牢固粘结。泥线表层套管技术套管35钻井基础知识—固井目的封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行封隔油气水层，建立油气流出通道，防止产层间互窜进行增产措施保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染，安装井口固井的工作内容就是下套管和注水泥！36注水泥工艺流程示意图（a）循环钻井液（b）注隔离液和水泥浆（c）放胶塞（d）替泥浆（e）碰压/侯凝1——压力表2——上胶塞3——下胶塞4——钻井液5——浮箍6——引鞋7——水泥浆8——隔离液9——钻井液钻井基础知识—固井流程37钻井基础知识—钻井方法（1）人工掘井：1521年之前。（2）人力冲击钻：1521～1835年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。（3）机械顿钻（冲钻）：1859～1901年，靠机械冲击作用破岩，破岩和清岩相间进行。（4）旋转钻：1901年发展起来的，旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。38钻井基础知识—工艺过程目前海洋钻井普遍采用的就是旋转钻井法！钻进洗井固井完井试油39钻井基础知识—钻井设备40钻井基础知识—钻井设备41钻井基础知识—吊升系统吊升系统主要由井架(derrick)、天车(crownblock)、游车(travelingblock)和绞车(drawworks)等五部分组成。42钻井基础知识—旋转系统普通钻机的旋转系统，都用固定在钻台上的转盘驱动方钻杆带着井下钻具旋转。近几年来则在大型钻机上逐步装设直接与水龙头相接的顶部驱动装置，用以驱动井下钻具旋转。主要由转盘和顶驱组成。43钻井基础知识—循环系统循环系统由泥浆池、泥浆泵、水龙头，以及水龙带和立管等循环管汇组成。44钻井基础知识—动力系统钻井设备一般都配置独立的动力设备以及配电系统。45钻井基础知识—其它系统其它系统固控设备井控设备起下钻设备振动筛防喷器液压大钳46钻井基础知识—钻柱作用钻柱是钻头以上，水龙头以下各部分的管柱的总称。它包括方钻杆、钻杆、钻挺、各种接头、及稳定器等井下工具。1、为钻井液由井口流向钻头提供通道；2、给钻头施加适当的压力(钻压)，使钻头的工作刃不断吃入岩石；3、把地面动力(扭矩等)传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石；4、起下钻头；5、根据钻柱的长度计算井深。特殊作用：通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等；进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业；对地层流体及压力状况进行测试与评价，即钻杆测试，又称中途测试47钻井基础知识—钻柱组成方钻杆钻杆钻铤稳定器配合接头和保护接头其它井下工具：减震器、震击器、扩眼器、键槽破坏器48钻井基础知识—钻柱组件钻杆1、作用：传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱。2、结构：管体+接头49钻井基础知识—钻柱组件钻铤1、结构特点：管体两端直接车制丝扣，无专门接头；壁厚大(38-53毫米），重量大，是钻杆质量的4～6倍刚度大。2、主要作用：(1)给钻头施加钻压;(2)减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳；(3)控制井斜。3、类型：光钻铤、螺旋钻铤、扁钻铤。常用尺寸：6-1/4，6-1/2，7，8，9英寸有效长度50钻井基础知识—钻柱组件方钻杆1、类型：四