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钻井过程


钻井过程

钻探一口油气井,因钻井深度、地质软硬、压力、井程須求 等不同因素,施工期从十几天到一年以上不等。钻井过程也相当 错综复杂,我们仅讨论较重要的关键。 1、下管套 管套设计可说是钻井的重头戏。任何一口井在钻井过程中常 会遭遇到數种不同的地质、深度或突发狀況、生产开发需求等, 所以須要數层套管来保护井孔,才能順利钻进目标钻进。 鑿孔井是由孔井钻进到某

地层深度或层次后,下一层管套, 再改以较小尺寸之钻头钻进。以出礦坑 141 号井为例,第一期 以 171/2" 钻头钻进到 1,500 公尺后,先下 133/8" 表层管 套后,只能用 121/4" 钻头钻进………等。 2、起钻、下钻 为了更换用钝了的钻头,或是准备采岩心样本、修理器材、 以及打算在井內做其他工作,需将钻跟钻头提升到地面之后,再

将用钝的旧钻头取下,另外接妥新选定的新钻头,并依起钻时的 相反順序,再下到原井底开使钻井。 钻井愈深, 起下钻愈费時, 真正钻井的时间反而相对減少了, 所以如何选用好的钻头, 以增加钻井的进度, 減少起下钻的次數, 縮短施工期限,也是工程人远的职责。 3、泥浆与钻井 旋转钻井法最大的特点,就是利用泥浆作为井內的循环流 体,最早使用在钻井的流体是「水」,远在古埃及時代,埃及人 在采石场以手动方式旋转钻头钻二十尺深度的井孔时, 就會用水 来移除岩屑。我国周朝时 (西元前一千一百多年) ,在四川地区 钻鑿鹽井, 也是以水来移除岩屑。 可說是最早用于钻井的 水, 「泥 浆」。直到目前,水仍旧是泥浆的主要成份。特別是在低比重的 泥浆中,水占全部组成的百分之八十五以上。 隨着油井钻井工业的发展,钻井也愈往深部钻井。泥浆除了 仍旧担任移除岩屑的重要任务外,必須再具备其它多种功能,才 能完成深井及困难井的钻井作业。 泥浆不但可以清除井孔、冷却钻头、循环带出钻碎的岩屑、 提高钻进率,更可在井孔內壁形成泥壁,以暫时保护井孔,使他 不易崩塌。 而若在泥浆中加入重晶石粉, 更可以提高泥浆的比重, 以抵抗地层的压力防止塌陷,阻止地层流体侵入井孔。如遇漏泥

层,也可以在泥浆中添加堵漏材料,以稳定井孔;而泥浆的黏性 更可悬浮钻屑,使井孔不致埋沒,所以泥浆的功能很多。 泥浆对钻井的重要性,有如血液之于人体,会直接影响钻井 工程的成败,因此如何在泥浆各項性质中取得平衡点,并选择适 当的泥浆,正是工程队现场队长及泥浆人员最大的考验。

世界石油知多少?

今年以来国际原油接连攀升,对各国经济产生重大影响。石 油的供求和价格的走势引起各国政府和经济界的强烈关注。 美国 能源信息署(EIA)4 月 8 日发表的月度能源报告调升了第二季 度全球石油日需求量的预测,从原来预计的 7810 万桶上升至 7840 万桶,对第三季度全球石油日需求量预测从原先的 8010 万桶上调为 8040 万桶。美国第二季度的石油日需求量预测从 2008 万桶调高至 2020 万桶,第三季度的石油日需求量预测则 从 2039 万桶调高至 2047 万桶。 全球石油储量:2003 年全球累计总探明石油储量为 1734 亿吨。全世界现有七大产油地区,依次为中东、北美、独联体、

非洲、 亚太、 欧洲和南美。 其中, 中东 995. 亿吨、 88 北美 297. 66 亿吨、非洲 119 亿吨、独联体 106 亿吨、南美 134 亿吨、亚太 52.44 亿吨、欧洲 26.22 亿吨。 全球石油产量:2003 年全球石油总产量达 34.04 亿吨。 其中,中东 10.4 亿吨、北美 5.7 亿吨、独联体 4.9 亿吨、 非洲 3.7 亿吨、亚太 3.6 亿吨、欧洲 2.9 亿吨、南美 2.7 亿吨。 中东地区是全球石油储藏最丰富的地区。截至 2003 年底, 中东地区累计探明石油储量 995.8 亿吨,占全球总探明储量的 57.4%。该地区 7 个主要产油国沙特阿拉伯、伊朗、科威特、 伊拉克、阿曼、卡塔尔和叙利亚的探明储量达 849.3 亿吨。石 油产量共计约达 10.4 亿吨,占世界总产量的 30.4%。

顶部驱动钻井装置

顶部驱动钻井装置是当今钻井装备中技术含量较高并且复 杂的机电液一体化的设备,已成为现代钻机的重要配置,是 21 世纪钻井三大技术装备之一, 全世界仅有少数几个国家拥有此项 技术。中国石油勘探开发研究院机械所继成功开发了 DQ60D、

DQ60P 直流电顶驱、DQ20Y 液压顶驱(共生产 7 台)后,又 与北京石油机械厂合作研制开发了我国首台交流变频 DQ70BS 型顶部驱动钻井装置。 该顶驱采用先进的设计手段和完善的试验 装置,运用多项自主知识产权技术,已通过有关部门和专家的验 收;目前已生产出三台该型号的顶驱装置。其中一台正在新疆霍 001 井使用, 另一台正在大港油田安装调试,即将开钻。 该装置主要技术参数: 名义钻井深度:7000 米(4?钻杆);最大载荷:4500KN 额定循环压力:35MPa(5000);系统重量:12 吨(主体, 不含单导轨和运移托架) 额定功率:400HPⅹ2; 工作扭矩:50KN.m(连续); 环境温度:-35℃-50℃ 最大扭矩: 75KN.m(间断)

结构组成:DQ70BS 顶部驱动钻井装置主要由动力水龙头、 管子处理装置、电气传动与控制系统,液压传动与控制系统、司 钻操作台、 单导轨与滑车, 以及运移架等辅助装置几大部分组成。 DQ70BS 顶驱的主要技术特点是:

1、主传动采用两个功率为 400HP 的 Reliance RPM AC 异 步感应电动机(北石顶驱专用电机),交流变频一对一驱动,可 以实现单、双电机运行。 2、动力水龙头装置采用 SKF 推力轴承,特殊结构设计,抗 钻柱纵向震动; 3、提升系统为双负荷通道,有利于延长主轴承寿命; 4、管子处理装置采用具有自主知识产权的环形加紧背钳,背 钳和内防喷器控制机构不随吊环转动;吊环倾斜机构可以前倾、 后倾或者旋转,有利于抓取钻杆以及钻进时使主轴更靠近台面, 钻柱使用充分。 5、导轨采用双销连接,使用锁紧销确保导轨销不窜动。 6、 采用 Siemens 可编程控制器(PLC)对辅助系统进行控 制, 能够安全互锁、 监控、 报警, 具有较强的自诊断和保护功能, 保证系统工作安全可靠; 7、液压系统全部采用进口液压元件,可靠性高,维修性好。 8、采用海洋钻井交流变频专用电缆和 Packer 液压管线,均 采用快速连接,带有明显的标识,现场作业安全方便,避免错误 连接。

9、整机采用模块化设计和包装,运移和现场安装方便快捷; 10、提供因特网远程技术支持。 这三台 DQ70BS 型顶驱设备,在指标和性能上与国际水平 不相上下,完全满足复杂井钻井的使用要求,解决了进口国外顶 驱设备的现状,其价格也比国外设备低。

石油勘探知识

石油是一种液态的,以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油 是从地下采出的石油,或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩 中提炼出的液态碳氢化合物。 组成原油的主要元素是碳、 硫、 氢、 氮、氧。 石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是 有机成因的。 生油岩 按照有机成因学说,大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉 淀物埋藏在地下,经过长时期的物理化学作用,形成富含有机质 的岩石,其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。 储集层

是指能够储存和渗滤油气的岩层, 它必须具有储存空间(孔隙 性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。 储集层中可以阻止油气向 前继续运移,并在其中贮存聚集起来的一种场所,称为圈闭或储 油气圈闭。 油气藏 圈闭内储集了相当多的油气,就称为油气藏。 油气田 在地质意义上, 油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的 总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单 位。 油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气 藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界。区,形成年产原油 430 万吨和天然气 3.8 亿立方米生产能力。 含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区,接受同一时期的沉积物, 有统一边界,其中可形成并储集油气的地质单元,称做含油气盆 地。 生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大,受到的压 力和温度增加,其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋 藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时,叫进入生

油门限。 油气地质储量及其分级 油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量,油以 重量(吨 )为计量单位,气以体积(立方米)为计量单位。地质储量 按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、 控制储量和探明储 量三级。地处豫西南的南阳盆地,矿区横跨南阳、驻马店、平顶 山三地市,分布在新野、唐河等 8 县境内。已累计找到 14 个油 田,探明石油地质储量 1.7 亿吨及含油面积 117.9 平方公里。 1995 年年产原油 192 万吨。 油(气)按储量可分 按最终可采储量值可分成 4 种: 特大油(气)田: 石油最终可采 储量大于 7 亿吨(50 亿桶)的油田。天然气可按 1137 米 3 气=1 吨原油折算。 大型油(气)田: 石油最终可采储量 0.7~7 亿吨(5~ 50 亿桶)的油(气)田。中型油(气)田:石油最终可采储量 710~ 7100 万吨(0.5~5 亿桶)的油(气)田。小型油(气)田:石油最终可 采储量小于 710 万吨(5000 万桶)的油(气)田。 按圈闭类型划分油气藏 有构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。后两类比 较难于发现,勘探难度大,称为隐蔽圈闭油气藏。 岩石分类 岩石分沉积岩、火成岩及变质岩三大类。多数油、气储存于 沉积岩中,火成岩及变质岩中也可以储存油、气。常见的沉积岩

有砂岩、砾岩、泥岩、页岩、石灰岩及白云岩等。 地层及其单位 岩石(特别是沉积岩)常常是由老到新呈现为层状排列的, 因而 把这些排列在一起的岩石统称为地层。地层的单位有大有小,因 其成因和时代及工作需要可把排列在一起的岩石划分为不同的 地层单位和系统。 地层时代划分 地层形成的年代有老有新,通常把地层的时代由老至新划分 为太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等,与“代”相对 应的地层单位则称为“界” ,如太古界、……新生界等。 “代”可 以细分为“纪” ,如中生代分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪,新生 代分为第三纪、 第四纪等, “纪” 与 相对应的地层单位称为 “系” , 如侏罗系、第三系等。 “纪”和“系”还可以再详细划分,如油、 气勘探开发工作中常用到的“×××组”和“×××层” ,就是 更小的地层单位。 三维地震勘探 由于地震勘探的测线只提供了二维的信息,要了解一定面积 内的地下情况需要把各条测线的地震剖面进行对比, 找出相关的 信息推断测线之间的地下情况,才能形成整体概念,这就可能产 生相当大的人为误差。 三维地震是在一定的面积上采用地下地震 信息的方法,它可从三维空间(立体的)了解地下地质构造情况。 这种方法可以提供剖面的、 平面的, 立体的地下地质图构造图象,

大大地提高了地震勘探的精确度, 对地下地质构造复杂多变的地 区特别有效。 高凝油 通常把凝固点在 40℃以上,含蜡量高的原油叫高凝油。辽宁 省的沈阳油田是我国最大的高凝油田,其原油的最高凝固点达 67℃。 稠油 稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把地 面密度大于 0.943、地下粘度大于 50 厘泊的原油叫稠油。因为 稠油的密度大,也叫做重油。我国第一个年产上百万吨的稠油油 田是辽宁省高升油田。 天然气 地下采出的可燃气体称做天然气。它是石蜡族低分子饱和烃 气体和少量非烃气体的混合物。天然气按成因一般分为三类:与 石油共生的叫油型气(石油伴生气);与煤共生的叫煤成气(煤型 气);有机质被细菌分解发酵生成的叫沼气。天然气主要成分是 甲烷。 干气和湿气 油田的伴生天然气,经过脱水、净化和轻烃回收工艺,提取 出液化气和轻质油以后,主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。 一般来说,天然气中甲烷含量在 90%以上的叫干气。甲烷含量 低于 90%,而乙烷、丙烷等烷烃的含量在 10%以上的叫湿气。

天然气与液化石油气区别 天然气是指蕴藏在地层内的可燃性气体,主要是低分子烷烃 的混合物,可分为干气天然气和湿天然气两种。干气成分主要是 甲烷,湿天然气除含大量甲烷外,还含有较多的乙烷、丙烷和丁 烷等。 液化石油气是指在炼油厂生产, 特别是催化裂化、 热裂化、 焦化时所产生的气体,经压缩、分离而得到的混合烃,主要成分 是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。 沉积相 指在一定的沉积环境下形成的岩石组合。在沉积环境中起决 定作用的是自然地理条件的不同,一般把沉积相分为陆相、海相 和海陆过渡相。 油气盆地数值模拟技术 油气盆地数值模拟技术主要是从盆地石油地质成因机制出 发,将油气的生成、运移、聚集合为一体,充分研究各种地质参 数,建立数字化动态模型,并形成一维~三维的计算机软件,全 方位的描述一个盆地的油气资源形成及地质演化过程。 石油勘探 所谓石油勘探,就是为了寻找和查明油气资源,而利用各种 勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、储油、油气运移、聚 集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地 区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和 产出能力的过程。

地震勘探 地震勘探是地球物理勘探中一种最重要的的方法。它的原理 是由人工制造强烈的震动(一般是在地下不深处的爆炸)所引起的 弹性波在岩石中传播时,当遇着岩层的分界面,便产生反射波或 折射波,在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来,根据波的 传播路线和时间, 确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深 度和形状,认识地下地质构造,以寻找油气圈闭。 多次覆盖 多次覆盖是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多 次重复观测的采集地震波讯号的方法。 它可以消除一些局部的干 扰,有利于求得较准确的讯号。 地震剖面 地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线,沿各条测线进 行地震施工采集地震信息, 然后经过电子计算机处理就得出一张 张地震剖面图。 经过地质解释的地震剖面图就象从地面向下切了 一刀,在二维空间(长度和深度方向)上显示了地下的地质构造情 况。 地震勘探的数据处理 把记录采集到地震信息的磁带上的大量数据输入到专用的电 子计算机中, 按照不同的要求用一系列功能不同的程序进行处理 运算,把数据进行归类编排,突出有效的,除去无效和错误的, 最后把经过各种处理的数据以波形、 线形的形式绘制在胶片上或

静电纸上,形成一张张地震剖面。这个过程就称做数据处理。 地震勘探中所说的速度 地震勘探所说的速度即是地震波的传播速度。常用的是平均 速度, 它是地震波垂直穿过某一岩层界面以上各地层的总厚度与 各层传播时间总和之比, 可以用来把地震记录的时间转换为深度 (距离)。此外,还有层速度、均方根速度、叠加速度等。 水平叠加剖面 在用多次覆盖方法采集的地震资料处理过程中,把共同反射 点的许多道的记录经动校正以后叠加起来,以提高讯噪比(高讯 号与噪声的比例),压制干扰,用这种方法处理所得到的地震剖 面叫水平叠加剖面。 叠加偏移剖面 在地震资料处理中,在水平叠加的基础上,实现反射层的空 间自动归位,用这种方法处理得到的地震剖面,就是叠加偏移剖 面。 垂直地震剖面 地震源放置于地面,接收的检波器置于深井中,地面激发震 动后由不同深度的检波器接收地震波讯号, 这种方法获得的地震 波讯号是单程的,而不是反射或折射回来的,对分析和认识地下 地质构造情况更为准确。 地震资料解释 地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过

程,包括运用波动理论和地质知识,综合地质、钻井、测井等各 项资料,做出构造解释、地层解释,岩性和烃类检测解释及综合 解释,绘出有关的成果图件,对测区作出含油气评价,提出钻井 位置等。 地震地层学 地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成 果,运用到地震解释工作中,把地震资料中蕴藏的地层和沉积特 征的信息充分利用起来,做出系统解释的方法。 地震层序 地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映。在地震剖面图 上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面, 则两个界面之间 的地层叫做一个地震层序。但因为受不整合面影响,其间的地层 即地震层序是不完整的,沿不整合面追踪到地层变成整合的之 后,这个地震层序才是完整的。 层序地层学 层序地层学是在地震地层学基础上进一步发展的新学科,是 综合地质、地震资料,详细划分并确立地下地层的层序,从而研 究其构造活动、沉积环境的变化、岩相分布等。 地震相 地震相是指沉积物(岩层)在地震剖面图上所反映的主要特征 的总和。地震相标志分为:内部反射结构;反射连续性;反射振 幅;反射频率;外部几何形态及其伴生关系。

合成地震记录 合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合 成转换成的地震记录(地震道)。它是地震模型技术中应用非常广 泛的一种,也是层位标定、油藏描述等工作的基础,是把地质模 型转化为地震信息的中间媒介。 油气检测技术 油气检测技术是一种综合利用烃类存在的多种地震特性参数 (速度、频率、振幅、相位等)来确定油气富集带的方法。这类技 术有许多种,目前常用的有亮点技术和 AVO 技术等。 储集层预测技术 储集层预测技术是综合应用地震、地质、钻井、测井等各项 资料对地下储集层的分布、 厚度及岩性和物理性质变化进行追踪 和预测的一项先进技术。 地震横波勘探 地震波(弹性波)的传播有纵波与横波两种, 纵波质点位移的方 向与波的传播方向平行, 横波的质点位移方向与波的传播方向垂 直。现在通用的地震勘探方法采集的是纵波的讯号,采集横波讯 号的称做地震横波勘探。横波在判断岩性、裂缝和含油气性方面 有其固有的优点。此种勘探方法在我国正处于研究和实验阶段。 重力勘探 各种岩石和矿物的密度(质量)是不同,根据万有引力定律,其 引力也不相同。椐此研究出重力测量仪器,测量地面上各个部位

的地球引力(即重力),排除区域性引力(重力场)的影响,就可得 出局部的重力差值,发现异常区,这一方法称做重力勘探。它就 是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间的内在联系来研究地 下的地质构造。 磁力勘探 各种岩石和矿物的磁性是不同的,测定地面上各部位的磁力 强弱以研究地下岩石矿物的分布和地质构造,称做磁力勘探。由 于地球本身就是个大磁体,所以对磁力的预测值应进行校正,求 出只与岩石矿物磁性有关的磁力异常。一般铁磁性矿物含量愈 高,磁性愈强。在油气田区,由于烃类向地面渗漏而形成还原环 境,可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿,用高精度的磁力 仪可以测出这种磁异常, 从而与其它勘探手段配合, 发现油气田。 ? 电法勘探 电法勘探的实质是利用岩石和矿物(包括其中的流体)的电阻 率不同,在地面测量地下不同深度地层介质电性差异,用以研究 各层地质构造的方法,对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。电 法勘探种类较多,我国目前石油电法勘探一般用直流电测深、大 地电磁测深、可控源声频大地电磁测深等方法,近期又发展了差 分标定电法、大地电场岩性探测法等新方法。 地球化学勘探 根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”

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石油单位换算

面积 体积 质量 密度 运动粘度 动力粘度 力 压力 温度 传热系数 热导率 长度 比容热 热功 功率 速度 渗透率 地温梯度 油气产量 气油比 热值 热当量

长度换算

1 千米(km)=0.621 英里(mile) 1 米(m)=3.281 英尺 (ft)=1.094 码(yd) 1 厘米(cm)=0.394 英寸(in) 1 英里(mile)=1.609 千 米(km) 1 英寸(fm)=1.829(m) 1 英寸(in)=2.54 厘米(cm) 1 海里 (n mile) =1.852 千米 (km) 1 码 (yd) 英尺 =3 (ft) 1 杆(rad)=16.5 英尺(ft) 1 英里(mile)=5280 英尺(ft) 1 海里(n mile)=1.1516 英里(mile) 1 英尺(ft)=12 英寸(in)

面积换算 1 平方公里(km2)=100 公顷(ha)=247.1 英亩(acre) =0.386 平方英里(mile2) 1 平方米(m2)=10.764 平方英尺(ft2) 1 公顷(ha)=10000 平方米(m2)=2.471 英亩(acre) 1 平方英寸(in2)=6.452 平方厘米(cm2) 1 英亩(acre)=0.4047 公顷(ha)=4.047×10-3 平方公 里(km2)=4047 平方米(m2) 1 平方英尺(ft2)=0.093 平方米(m2) 1 平方码(yd2)=0.8361 平方米(m2) 1 平方米(m2)=10.764 平方英尺(ft2) 1 平方英里(mile2)=2.590 平方公里(km2)

体积换算 1 美吉耳 (gi) =0.118 升 (1) 1 美品脱 (pt) =0.473 升 (1) 1 美夸脱(qt)=0.946 升(1) 1 美加仑(gal)=3.785 升 (1) 1 桶(bbl)=0.159 立方米(m3)=42 美加仑(gal) 1 英亩·英尺=1234 立方米(m3) 1 立方英寸(in3)=16.3871 立方厘米(cm3)

10 亿立方英尺(bcf)=2831.7 万立方米(m3) 1 万亿立方英尺(tcf)=283.17 亿立方米(m3) 1 百万立方英尺(MMcf)=2.8317 万立方米(m3) 1 千立方英尺(mcf)=28.317 立方米(m3) 1 英加仑(gal) =4.546 升(1) 1 立方英尺 (ft3) =0.0283 立方米 (m3) =28.317 升 (liter) 1 立方米(m3)=1000 升(liter)=35.315 立方英尺(ft3) =6.29 桶(bbl)

质量换算 1 长吨(long ton)=1.016 吨(t) 1 千克(kg)=2.205 磅 (lb) 1 磅(lb)=0.454 千克(kg)[常衡] 1 盎司(oz)=28.350 克(g) 1 短吨(sh.ton)=0.907 吨(t)=2000 磅(lb) 1 吨 =1000 千克 (t) (kg) =2205 磅 (lb) =1.102 短吨 (sh.ton) =0.984 长吨(long ton)

密度换算 1 磅/英尺 3(lb/ft3)=16.02 千克/米 3(kg/m3) API 度=141.5/15.5℃时的比重-131.5

1 磅/英加仑(lb/gal)=99.776 千克/米 3(kg/m3) 1 波美密度(B)=140/15.5℃时的比重-130 1 磅/英寸 3(lb/in3)=27679.9 千克/米 3(kg/m3) 1 磅/美加仑(lb/gal)=119.826 千克/米 3(kg/m3) 1 磅/(石油)桶(lb/bbl)=2.853 千克/米 3(kg/m3) 1 千克/米 3 (kg/m3) =0.001 克/厘米 3 (g/cm3) =0.0624 磅/英尺 3(lb/ft3)

运动粘度换算 1斯 (St) =10-4 米 2/秒 (m2/s) 厘米 2/秒 =1 (cm2/s) 1 英尺 2/秒(ft2/s)=9.29030×10-2 米 2/秒(m2/s) 1 厘斯 (cSt) =10-6 米 2/秒 (m2/s) 毫米 2/秒 =1 (mm2/s)

动力粘度换算 动力粘度 1 泊 (P) =0.1 帕· (Pa· 秒 s) 1 厘泊 (cP) =10-3 帕·秒(Pa·s) 1 磅力秒/英尺 2(lbf·s/ft2)=47.8803 帕·秒(Pa·s) 1 千克力秒/米 2(kgf·s、m2)=9.80665 帕·秒(Pa·s)

力换算

1 牛顿(N)=0.225 磅力(lbf)=0.102 千克力(kgf) 1 千克力(kgf)=9.81 牛(N) 1 磅力 (lbf) =4.45 牛顿 (N) 1 达因 (dyn) =10-5 牛顿 (N)

温度换算 K=5/9(°F+459.67) K=℃+273.15 n℃=(5/9·n+32) °F n°F=[(n-32)×5/9]℃ 1°F=5/9℃(温度差)

压力换算 压力 1 巴(bar)=105 帕(Pa) 1 达因/厘米 2(dyn/cm2) =0.1 帕(Pa) 1 托(Torr)=133.322 帕(Pa) 1 毫米汞柱(mmHg) =133.322 帕(Pa) 1 毫米水柱(mmH2O)=9.80665 帕(Pa) 1 工程大气压 =98.0665 千帕(kPa) 1 千帕(kPa)=0.145 磅力/英寸 2(psi)=0.0102 千克力/ 厘米 2(kgf/cm2) =0.0098 大气压(atm) 1 磅力/英寸 2(psi)=6.895 千帕(kPa)=0.0703 千克力/ 厘米 2 (kg/cm2) =0.0689 巴 (bar) =0.068 大气压 (atm) 1 物理大气压(atm)=101.325 千帕(kPa)=14.696 磅/

英寸 2(psi)=1.0333 巴(bar)

传热系数换算 1 千卡/米 2· (kcal/m2· =1.16279 瓦/米 2 时 h) (w/m2) 1 千卡/(米 2·时·℃)〔1kcal/(m2·h·℃)〕=1.16279 瓦/(米 2·开尔文)〔w/(m2·K)〕 1 英热单位/(英尺 2·时·°F)〔Btu/(ft2·h·°F)〕 =5.67826 瓦/ (米 2· 开尔文)(w/m2· 〕1 米 2· ℃ 〔 K) 时· /千卡(m2·h·℃/kcal) =0.86000 米 2·开尔文/瓦(m2·K/W)

热导率换算 1 千卡(米·时·℃)〔kcal/(m·h·℃)〕 =1.16279 瓦/(米·开尔文)〔W/(m·K)〕 1 英热单位/(英尺·时·°F)〔But/(ft·h·°F) =1.7303 瓦/(米·开尔文)〔W/(m·K)〕

比容热换算 1 千卡/(千克·℃)〔kcal/(kg·℃)〕 =1 英热单位/(磅·°F)〔Btu/(lb·°F)〕 =4186.8 焦耳/(千克·开尔文)〔J/(kg·K)〕

热功换算 1 卡(cal)=4.1868 焦耳(J) 1 大卡=4186.75 焦耳(J) 1 千克力米(kgf·m)=9.80665 焦耳(J) 1 英热单位(Btu)=1055.06 焦耳(J) 1 千瓦小时(kW·h)=3.6×106 焦耳(J) 1 英尺磅力(ft·lbf)=1.35582 焦耳(J) 1 米制马力小时(hp·h)=2.64779×106 焦耳(J) 1 英马力小时(UKHp·h)=2.68452×106 焦耳 1 焦耳=0.10204 千克·米 =2.778×10-7 千瓦·小时 =3.777×10-7 公制马力小时 =3.723×10-7 英制马力小时 =2.389×10-4 千卡 =9.48×10-4 英热单位

功率换算 1 英热单位/时(Btu/h)=0.293071 瓦(W) 1 千克力·米/秒(kgf·m/s)=9.80665 瓦(w) 1 卡/秒 (cal/s) =4.1868 瓦 (W)1 米制马力 (hp) =735.499 瓦(W)

速度换算 1 英里/时(mile/h)=0.44704 米/秒(m/s) 1 英尺/秒(ft/s)=0.3048 米/秒(m/s)

渗透率换算 1 达西=1000 毫达西 1 平方厘米(cm2)=9.81×107 达 西

地温梯度换算 1°F/100 英尺=1.8℃/100 米(℃/m) 1℃/公里=2.9°F/英里(°F/mile)=0.055°F/100 英尺 (°F/ft)

油气产量换算 1 桶(bbl)=0.14 吨(t)(原油,全球平均) 1 万亿立方英尺/日(tcfd) =283.2 亿立方米/日(m3/d) =10.336 万亿立方米/年(m3/a) 10 亿立方英尺/日(bcfd)

=0.2832 亿立方米/日(m3/d) =103.36 亿立方米/年(m3/a) 1 百万立方英尺/日(MMcfd) =2.832 万立方米/日(m3/d) =1033.55 万立方米/年(m3/a) 1 千立方英尺/日(Mcfd) =28.32 立方米/日(m3/d) =1.0336 万立米/年(m3/a) 1 桶/日(bpd)=50 吨/年(t/a)(原油,全球平均) 1 吨(t)=7.3 桶(bbl)(原油,全球平均)

气油比换算 1 立方英尺/桶(cuft/bbl)=0.2067 立方米/吨(m3/t)

热值换算 1 桶原油=5.8×106 英热单位(Btu) 1 吨煤=2.406×107 英热单位(Btu) 1 立方米湿气=3.909×104 英热单位(Btu) 1 千瓦小时水电=1.0235×104 英热(Btu) 1 立方米干气=3.577×104 英热单位 (Btu) (以上为 1990 年美国平均热值)

热当量换算 1 桶原油=5800 立方英尺天然气(按平均热值计算) 1 立方米天然气=1.3300 千克标准煤 1 千克原油=1.4286 千克标准煤

石油地质名词解释

油田------由单一构造控制下的同一面积范围内的一组油藏的 组合。 气田------单一构造控制几个或十几个汽藏的总和。 石油------具有不同结构的碳氢化合物的混和物为主要成份 的一种褐色。暗绿色或黑色液体。 天燃气----以碳氢化合物为主的各种汽体组成的可燃混和气 体。 生油层----在古代曾经生成过石油的岩层。 油气运移--在压力差和浓度差存在的条件下,石油和天然气 在地壳内任意移动的过程。 垂直运移--即油气运移的方向与地层层面近于垂直的上下 移动。 测向运移---即油气运移的方向与地层层面近于平行的横向 移动。

储集层-----能使石油和天然气在其孔隙和裂缝中流动, 聚集 和储存的岩层。 含油层-----含有油气的储集层。 圈闭----凡是能够阻止石油和天然气在储集层中流动并将其 聚集起来的场所。 盖层----紧邻储集层上下阻止油气扩散的不渗透岩层。 隔层----夹在两个相邻储集层之间阻隔二者串通的不渗透岩 层。 遮挡----阻止油气运移的条件或物体。 含油面积----由含油内边界所圈闭的面积。 油水边界----石油和水的接触边界。 储油面积-----储油构造中,含油边界以内的平面面积。 工业油气藏-----在目前枝术条件下,有开采价值的油气藏。 构造油气藏-----由与构造运动使岩层发生变形和移位而形 成的圈闭。 地层油气藏-----由地层因素造成的遮挡条件的圈闭。 岩性油气藏-----由于储集层岩性改变而造成圈闭。 储油构造-----凡是能够聚集油,气的地质构造。 地质构造-----地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变 位而遗留下来的形态。 沉积相----指在一定的沉积环境中形成的沉积特征的总和。 沉积环境-----指岩石在沉积和成岩过程中所处的自然地理

条件、气候状况、生物发育状况、沉积介质的物理的化学性质和 地球化学要条件。 单纯介质-----只存在一种孔隙结构的介质称为单纯介质。 如 孔隙介质、裂缝介质等。 多重介质----同时存在两种或两种以上孔隙结构的介质称为 多重介质。 均质油藏-----整个油藏具有相同的性质。 非均质油藏-----具有不同性质的油藏,包括双重介质油藏; 裂缝西个油藏;多层油藏 弹性趋动-----油井开井后压力下降, 油层中液体会发生弹性 膨账,体积增大,而把原油推向井底。 水压趋动----靠油藏边水。底水或注入水的压力作用把原油 推向井底。 地质储量----在地层原始条件下,具有产油气能力的储层中 所储原油总量。 可采储量----在目前工艺和经济条件下,能从储油层中采出 的油量。 剩余可采储量----油田投入开发后,可采储量与累计采出量 之差。 采收率-----油田采出的油量与地质储量的百分比。 最终采收率----油田开发解束累计采油量与地质储量的百分 比。

采出程度---油田在某时间的累计采油量与地质储量的比 值。 采油速度----年采出油量与地质储量之比。 原油密度----指在标准条件下(20 度,0.1MPa)每立方米原 油质量。 原油相对密度----指在地面标准条件(20 度,0.1MPa)下原 油密度与 4 度纯水密度的比值。 原油凝固点----在一定条件下失去了流动的最高温度。 原油粘度----原油流动时,分子间相互产生的摩檫阻力。 原油体积系数----地层条件下单位体积原油与地面标准条件 下脱汽体积比值。 原油压缩系数----单位体积地层原油在压力改变 0。1 兆帕 时的体积的变化率。 溶解系数----在一定温度下压力每争加 0。1 兆帕时单位体 积原油中溶解天燃汽的多少。 孔隙度----岩石中孔隙的体积与岩石总体积之比。 绝对孔隙度----岩石中全部孔隙的体积与岩石总体积之比。 有效孔隙度-----岩石中互相连通的孔隙的体积与岩石总体 积之比。 含油饱和度-----在油层中, 原油所占的孔隙的体积与岩石总 孔隙体积之比。 含水饱和度-----在油层中, 水所占的孔隙的体积与岩石孔隙

体积之比。 稳定渗流-----在渗流过程中,如果各运动要素与(如压力及 流速)时间无关,称为稳定。 不稳定渗流-----在渗流过程中,若各运动要素与时间有关, 则为不稳定渗流。 等压线----地层中压力相等的各个点的连接线称为等压线。 流线-----与等压线正交的线称为流线。 流场图----由一组等压线和一组流线构成的图形为流场图。 单相流动-----只有一种流体的流动叫单相流动。 多相流动------两种或两种以上的流体同时流动叫两相或多 相流动。 渗透率----在一定压差下,岩石允许液体通过的能力称渗透 性,渗透率的大小用渗透率表示。 绝对渗透率----用空汽测定的油层渗透率。 有效渗透率----用二种以上流体通过岩石时,所测出的某一 相流体的渗透率。 相对渗透率----有效渗透率与绝对渗透率的比值。 水包油----细小的油滴在水介质中存在的形式。 油包水----细小的油滴在水介质中存在的形式。 供油半径-----把油井供油面积转换成圆形面积后的圆形半 径。 地层系数----地层有效厚度与有效渗透率的乘积。

流动系数----地层系数与地下原油粘度的比值,表示流体在 岩层中流动的难易程度。 导压系数-----表示油层传递压力性能好坏的参数。 续流-----油井地面关井后,井下仍有油流从地层中继续流入 井眼,这种现象称为续流。 井筒储存效应-----油井刚关井时所出现的现象。 折算半径----把实际井的各个因素(不完善或超完善)对压 力的影响,变成一个由于某井径引起对压力的等效作用,这个等 效半径称为折算半径。 完善程度-----指理想完善井的工作压差与实际井工作压差 之比。 完善指数-----油井实际工作压差与压力恢复取限制线段斜 率之比。 表皮效应-----实际井的各个非完善因素造成的附加压力同 油层渗透阻力之比。它是当原油从油层流入井筒时,产生一个压 力降的现象。 井间干扰-----井与井之间产生的动态影响现象。 采油指数----油井生产压差每增大 0.1 兆帕, 所增加的油量。 栅状图-------表示油层各个方向的岩性,岩相变化情况,层 间;井间连通情况。 主力油层-----油层厚度大,渗透率高,的好油层。 接替层-----在油田稳产中起接替作用的油层。

见水层位-----注入水沿连通层向油井推进, 使油井某一层含 水。 来水方向-----采油井受某方向注水井注水效果而使动态变 化叫来水方向。 扫油面积系数-----指一个开采井组, 已被水淹的油层面积与 所控制面积的比值。 注采平衡----注入油层水量与采出油量的地下体积相等。 注采比-----油田注入剂(水,气)地下体积与采出液量(油, 气,水)的地下体积之比。 吸水指数----注水井在单位注水压差下的日注水量。 注水强度----注水井在单位有效厚度油层的日注水量。 压力平衡-----注水井所补给油层的压力与采出油。 水所削耗 的压力相等。 地下亏空----注入水的体积小于采出液量的地下体积。 含水率----含水油井,日产水量与日产液水量的百分比。 井别----根据钻井目的和开发的要求, 把井分为不同的类别。 探井----经过地球物理堪探证实有希望的地质构造为了探明 地下情况,寻找油。汽田而钻的井。 资料井-----为了编制油田开发方案所需要的资料而钻的取 心井。 生产井----用来采油的井。 注水井----用来向油层内注水的井。

观察井----专门用来观察油田地下动态的井。 检查井----为了检查油层开发效果而钻的井。 更新井-----为了注采系统完善,需要打新井,这些新钻的井 叫更新井。 调整井----在原有井网基础上,为改善油田开发效果,而补 充钻的一些另散井或成批成排的加密井。 正注井---从油管向地层注水的井称为正注井。 反注井---从套管向地层注水的井称为反注井。 井网----油气水井在油田上的排列和分布。 精度----反映测试仪器;仪表和计量器具误差大小的程度。 误差----测量值与真实值之差。 油补距----从油管挂平面到钻盘补心的距离。 套补距----从套管最末一根节箍上平面到钻盘补心的距离。 静水柱压力-----从井口到油层中部的水柱压力。 原始地层压力-----油田还没有投入开发, 在探井中测得的油 层中部压力。 目前地层压力-----油田投入开发以后, 某一时期测得的油层 中部压力。 油压----原油从井底流到井口的剩余压力。 套压----油套环形空间内的压缩汽体压力。 流压----油井正常生产时测得的油层中部压力。 静压----油井投入生产以后,利用短期关井,待井底压力恢

复稳定时,测得的油层中部压力。 饱和压力----溶解在原油中的天燃汽刚刚开始分离时的压 力。 基准面压力----在油田开发过程中,为了正确地对比井与井 之间的力高低,把压力折算到同一海拔深度进行比较,相同海拔 深度压力称基准面压力。 压力系数----指原始地层压力与静水柱压力的比值。 总压差-----目前地层压力与原始地层压力的差值。 采油压差------目前地层压力与流压的差值。 流饱压差----指流压与饱和压力的差值。 地饱压差----指目前地层压力与饱和压力的差值。 注水压差-----指注水井井底流压与静压的差值。 流压梯度----油井正常生产时每米液柱所产生的压力。 静压梯度-----油井关井以后,井底压力恢复稳定时,每米液 柱所产生的压力。 机戒采油-----用各种机戒将油采到地面上来的方法。 抽油机----是代动井下抽油泵工作的地面机戒。 抽油杆----是抽油机井的细长杆件,它上接总杆,下接抽油 泵起传递动力的作用。 光杆----是钢质圆形杆件,它上连抽油机下连抽油杆,起传 递动力的作用。 悬绳器----是驴头和光杆的连接装置。

抽油泵-----由抽油机带动把井内原油举升到地面的井下装 置。 套管----用水泥固定在井壁上的钢管,起封隔油汽水层。加 固油层。井壁的作用。 油管----下入套管中间的无缝钢管。 静液面----抽油机关井后,环空液面缓升到一定位置稳定下 来的液面。 动液面----抽油机正常生产时,井口至液面的距离。 泵效----抽油泵的实际排量与理论排量的比值。 沉没度-----泵深与动液面的差值。 冲程----驴头往复运动, 带动光杆运动的高点和低点的距离。 冲数----抽油泵活塞在工作筒内每分钟往复运动的次数。 充满系数----抽油泵活塞完成一次冲程时泵内进入油的体积 和活塞让出的体积的比。 气锁-----深当深井泵内进入气体后,使泵抽不出油的现象。 示功图----示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲 线。 压裂-----利用水力作用,使油层形成裂缝的方法。 合层压裂----指对日口井中的生产层组的各个小层同时压 裂。 单层选压-----是选择一个层组中的某一小层或某一段进行 压裂。

油层破裂压力-----指油层破裂时的压力或油层刚开始吸水 时的压力。 污染井---污染系数大于零的油层为污染井。 完善井---污染系数等于零的油层为完善井。 超完善井---污染系数小于零的油层为超完善井。 酸化井---污染系数小于-3 的油层为酸化井。 吸水启动压力----油层刚开始吸水时的压力称吸水启动压 力。 驱动方式----驱使原油流向井底的动力来源方式称驱动方 式。 注水强度-----单位有效厚度的日注水量称注水强度。 含水率-----日产水量与日产液量的比值称含水率。 串槽--各层段沿油井套管与水泥环或水泥环与井壁之间的 串通。 完钻井深----完钻井底至方补心顶面的距离。 水泥返高----套管和井壁之间水泥上升的高度。 人工井底----固井完成留在套管最下部的一段水泥的顶面。 水泥塞----从完钻井底至人工井底的水泥柱。 流度-----地层隙数与地下原油粘度的比值叫流度。 机诫采油----利用各种机诫将油采到地面上来的方法叫机诫 采油。 表皮因子-----表皮效应性质的严重程度称表皮因子。

油层中部深度----油水井井口至射孔井段 (顶部至底部) 1/2 处。 供油半径---在多井生产时,油水井在地下控制一定范围的 含油面积含油面积的半经称为供油半经

石油天然气产业技术介绍

一、研究开发技术 (一)塔里木盆地石油天然气勘探技术 “九五”期间主要对塔里木盆地区域构造演化与烃类运移聚 集关系、新构造运动对油气藏形成的控制作用、以及多次构造运 动背景下油气藏形成的控制机理及分布规律、 碳酸盐岩生烃机理 和油气运移保存条件进行深入研究,应用地质平衡剖面、层序地 层学、 沙漠地震钻探技术, 形成一套复杂构造综合勘探评价技术, 为塔里木盆地增储上产提供技术支持。 (二)中国大中型气田勘探开发技术 “九五”期间通过对四川盆地、陕甘宁盆地、准噶尔盆地、 柴达木盆地、 吐鲁番盆地、 松辽盆地深层、 渤海湾盆地富气凹陷, 碳酸盐气源岩二次成气条件、 多期构造运动下天然气藏的形成和

保存条件,以及大型天然气聚集带的形成和保存条件的研究,搞 清中国陆上大、中型天然气田的成藏模式,形成一套有效的勘探 开发技术,加快我国天然气工业发展。 (三)成像测井技术 成像测井技术是当前国外石油测井的先进技术, 特别是对地 下薄互层、裂缝等复杂储油层的测井效果很好,识别能力强。既 可用于裸眼测井满足油气勘探需要, 也可用于生产测井解决油田 开发中的问题。“九五”期间,主要研究内容是成像测井地面仪 器,包括主要硬件配置、液压绞车系统、地面数据采集、控制软 件系统;高速电缆传输系统;成像测井资料解释软件。研制具有 高分辨率阵列侧向测井和阵列声波测井井下仪器。 (四)三次采油新技术 进一步开展多元组份复合驱油机理及驱油体系、 渗流机理的 研究,研制高效廉价的驱油剂,如木质素磺酸盐、石油磺酸盐、 石油羧酸盐、生物表面活性剂等。筛选复配方案,研究复合驱油 产出液处理技术和防腐、防垢技术,扩大矿场先导试验。另外, 试验研究天然气回注、交替注水注气、非混相驱油提高采收率的 技术、气窜控制技术,研究影响混相驱油的主要因素和各种参数 的选择,以及混相驱油注入和采油工艺。应用复合驱油技术提高 原油采收率 15-20%。

(五)特种水平井钻采技术 特种水平井包括多底井、 分支井、 径向水平井、 侧钻水平井、 大位移水平井, 这类水平井具有生产井段长、 泄油面积大的特点, 可提高油井的单井产量和油藏最终采收率, 也可降低原油生产成 本,特别对薄油藏、块状底水油藏、超稠油藏、裂缝性油藏、特 低渗透油藏、 滩海油藏和老油田剩余油挖潜, 开采效果显著。 “九 五”期间将开展研究特种水平井钻井井眼轨迹控制、测量工具和 工艺、造斜工具和工艺、各种尺寸井眼侧钻工具、完井和固井工 艺、射孔防砂技术。研究特种水平井原油开采中油井酸化压裂工 艺、注水测试技术、油藏数值模拟、开发方案优化设计等。以胜 利和辽河油田为主要的试验研究基地, 2005 年形成我国应用 到 特种水平井开发各类油气藏的工业化配套技术, 单井产量可达直 井产量的 3—6 倍。 (六)油气水混相输送和液液旋流分离技术 为了降低沙漠、滩海、低渗透油气田油气集输工程造价,高 效处理油田高含水期大量采出液, “九五”期间开展油气水混相 输送和液-液旋流分离技术研究。油气水混相输送技术:一是研 究多相流动规律, 确定科学的计算方法; 二是研究适合我国沙漠、 滩海、低渗透油田的多相流混输的工艺;三是根据油气水混输增 压、计量、辅助等配套设备,优选出性能先进,质量可靠的多相 混输泵,该项技术实现后,可降低工程造价 10—40%。

液—液旋流分离技术: 一是研究液—液旋流分离器内流动规 律及分离机理,开发静态旋流分离设备设计软件;二是研制静态 旋流分离器;三是研究液—液旋流分离工艺配套技术,该项技术 与高含水期油水常规处理工程相比降低投资 25%。 二、产业化技术 (一)油田高含水后期剩余油分布的监测、描述和挖潜技术 “八五”末,陆上油田综合含水已达到 81%以上,高含水 油田产量占总产量的 88%,年产量自然递减 11.6%。为了实现 高含水油田后期稳油控水, 减缓产量递减, 提高油田最终采收率, 开展油田精细地质、开发地震、储层物性研究,对油藏进行精细 描述,建立三维定量地质模型。研究采用先进的生产测井、试井 方法, 提高剩余油监测技术水平, 建立三维定量动静态水淹模型。 研制大型油藏数值模拟软件,大型非均质水驱物理模型,进行室 内仿真试验研究,开展加密井网开采、厚油层剩余油挖潜、表外 储存挖潜、油田过渡带剩余油挖潜、水动力学方法开采等矿场试 验研究。研究高含水地面集输过程中油水高效分离、含油污水处 理等技术。 “九五” 末使水驱采收率提高 3%, 增加可采储量 1.3 亿吨。 (二)低渗透油气藏、稠油超稠油油藏开采技术

我国探明低渗透油藏储量 34 亿吨, 目前已动用 17.1 亿吨。 “九五” 期间, 在研究其渗流机理和提高水驱开发效果的基础上, 应用小井眼钻井、水平井钻井,采用深穿透射孔技术,连续油管 技术,低成本整体压裂技术,注氮、注烃非混相驱油技术,使水 驱采收率由 20%提高到 25%。 我国稠油蒸汽吞吐开采已进入中后期,产量递减加剧,采收 率仅为 15—20%,低于国外的水平。“九五”期间,普通稠油 开辟蒸汽驱油重点解剖试验区, 进一步研究热采机理和储层物性 变化,应用减缓超覆、防窜、调剖技术和提高注气干度方法,使 稠油采收率达到 40—50%。 深层稠油,在搞清剩余油分布的基础上,调整吸汽剖面,动 用纵向未吸气的稠油。打加密井、侧钻水平井,动用地下深层滞 留的稠油。 超稠油研究采用蒸汽辅助重力驱油、火烧油层、电磁加热、 井下蒸汽发生器、生物化学非热力开采技术。 (三)高分辨率地震勘探技术 当前地震勘探技术反射波主频小于 70HZ,地层分辨率 20 —30 米。“九五”期间,为提高地震勘探的分辨率,将研制采 用高位模数转换、 高采样率、 高频响应的地震仪器和高频检波器, 研究压制干扰,提高频带宽度的激发方法,提高数据采集水平。

研究应用理论物理模型、小波处理、人工智能、神经网络,高精 度动静校正、高保真去躁,测井约束反演、储集层识别预测,多 波分析、并行处理等先进方法和技术,提高数据处理和解释的技 术水平,使该项技术 3000 米深度可分辨地层厚度达到 10 米, 结合测井资料达到 3—5 米。 (四)天然气开发及综合利用技术 “八五”以来,我国天然气产量增长速度加快,所发现的天 然藏类型趋于多样性,给天然气的开采提出许多新的课题。 “九 五”期间,为了高效低耗的开采天然气田,将针对不同类型的气 田,研究天然气开采和综合利用的新技术。一是针对陕北低丰度 低渗透气藏开展提高单井产量和采收率技术的研究。 二是针对四 川水驱含硫气藏研究新的开采工艺和脱硫技术。三是针对塔里 木、吐哈油田开展深层凝析气藏相态、多组份数值模拟、开采方 式、循环注气工艺、气液采出后处理等技术问题。为了高效的开 发天然气,要进一步开展天然气综合利用技术,其中有天然气加 压吸附技术,甲烷甲醇技术,轻烃芳构化、异构化、氧化、醚化 技术,为天然气综合利用打基础,找出路。 (五)复杂地质条件深井、超深井钻井技术 在新疆准噶尔盆地研究提高地应力、坍塌压力预测精度,科 学设计合理井身结构,研究有效的防斜技术,提高钻井速度。研

究适合复杂条件的钻井液体系,解决小间隙固井质量。在新疆塔 西南研究适应山前构造带深井、超深井钻井技术,设计合理的井 身结构和泥浆密度,解决高温、高压气井的固井质量。塔里木地 区以研究地层压力预测、井壁稳定为基础,设计合理的井身结构 和钻井体系,提高钻井速度和固井质量,降低钻井成本,形成一 套适合塔里木地区复杂地质条件的深井、超深井钻井技术。针对 四川碳酸盐岩地层硬、易斜、多压力系统,高温、高含硫等复杂 情况,研究一套安全钻进、超深井固井、耐高温抗硫钻井液的深 井、超深井钻井技术。研究一套以安全经济和及时发现油气层为 目标的科学探索井钻井完井技术,井深为 6000 米。 (六)沙漠、滩海石油工程技术 沙漠石油工程技术:在风沙危害普查的基础上,研究塔里木 沙漠公路的清沙设备和不同路段生物、非生物、化学剂防沙固沙 技术,建立防沙示范工程试验区。研究和筛选沙漠腹地公路支线 和井场路的筑路材料、高效适用的固化材料,研究适应沙漠环境 石油工程建设砼基础和建筑材料。进行沙漠腹地水资源的勘察、 研究沙漠油田基地沙害防治和绿化种植技术。 滩海石油工程技术:针对滩海油田投资大、成本高的特点, 研究胜利埕岛油田经济合理的开发井网、井距,注水方式和注采 比,以及提高经济可采储量的途径和方法。研制适应于胜利油田 浅海 12 米水深的钢筋砼采油平台, 生产井最多为六口, 具有 50

年一遇的抗风浪能力。研制自升式轻型修井平台,工作水深 3— 15 米。研制一套适应滩海日产 100 吨原油生产能力的钢制筒式 负压桩基可移动试采平台,拖航水深大于等于2米,具有 50 年 一遇的抗风浪能力。 研究胜利滩海道路建设新技术及滩海铺管敷 缆装置。 (七)石油勘探开发应用软件工程化及集成化技术 为建立我国石油勘探开发的软件产业, “九五”期间建立石 油勘探开发软件开发的标准,研究软件集成技术,三维可视化、 数据库等工程软件,研究并行算法、人工智能等新的数学理论。 开发综合性应用软件,包括勘探综合评价系统、油田开发综合应 用系统、地震资料处理解释系统,测井资料分析评价系统、油气 资源评价软件、油藏数值模拟软件、油藏描述软件等。全系统建 成后, 将实现我国石油勘探开发软件产业化, 使专业软件模块化, 大大提高我国石油行业应用软件的水平。

石油开采知识

渗透率 有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗

透性,渗透率是岩石渗透性的数量表示。它表征了油气通过地层 岩石流向井底的能力,单位是平方米(或平方微米)。 绝对渗透率 绝对或物理渗透率是指当只有任何一相(气体或单一液体)在 岩石孔隙中流动而与岩石没有物理&#0;化学作用时所求得的渗 透率。通常则以气体渗透率为代表,又简称渗透率. 相(有效)渗透率与相对渗透率 多相流体共存和流动于地层中时, 其中某一相流体在岩石中 的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。 某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗 透率的比值。 地层压力及原始地层压力 油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力,称为 地层压力。地层压力可分三种:原始地层压力,目前地层压力和 油、气层静压力。油田未投入开发之前,整个油层处于均衡受压 状态,没有流动发生。在油田开发初期,第一口或第一批油井完 井, 放喷之后, 关井测压。 此时所测得的压力就是原始地层压力。 地层压力系数 地层的压力系数等于从地面算起,地层深度每增加 10 米时 压力的增量。 低压异常及高压异常 一般来说,油层埋藏愈深压力越大,大多数油藏的压力系数

在 0.7-1.2 之间, 小于 0.7 者为低压异常, 大于 1.2 者为高压异 常。 油井酸化处理

酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层, 从而在酸液 的作用下扩大孔隙空间,溶解空间内的颗粒堵塞物,消除井筒附 近使地层渗透率降低的不良影响,达到增产效果。 压裂酸化 在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对 地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。 压裂酸化主要用于堵塞范 围较深或者低渗透区的油气井。 压裂 所谓压裂就是利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法, 又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车,把高压大排 量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加 入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油层的渗透能力,以增 加注水量(注水井)或产油量(油井)。常用的压裂液有水基压裂液、 油基压裂液、 乳状压裂液、 泡沫压裂液及酸基压裂液 5 种基本类 型。 高能气体压裂 用固体火箭推进剂或液体的火药, 在井下油层部位引火爆燃 (而不是爆炸),产生大量的高压高温气体,在几个毫秒到几十毫

秒之内将油层压开多条辐射状,长达 2~5m 的裂缝,爆燃冲击 波消失后裂缝并不能完全闭合,从而解除油层部分堵塞,提高井 底附近地层渗透能力,这种工艺技术就是高能气体压裂。高能气 体压裂具有许多优点,主要的有以下几点,不用大型压裂设备; 不用大量的压裂液;不用注入支撑剂;施工作业方便快速;对地 层伤害小甚至无伤害;成本费用低等。 油田开发 油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础 上,在油藏上合理的分布油井和投产顺序,以及通过调整采油井 的工作制度和其它技术措施,把地下石油资源采到地面的全过 程。 油田开发程序 油田开发程序是指油田从详探到全面投入开发的工作顺序。 1.在见油的构造带上布置探井,迅速控制含油面积。2.在已控制 含油面积内,打资料井,了解油层的特征。3.分区分层试油,求 得油层产能参数。4.开辟生产试验区,进一步掌握油层特性及其 变化规律。5.根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合 研究,作出油层分层对比图、构造图和断层分布图,确定油藏类 型。6.油田开发设计。7.根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础 井网。钻完后不投产,根据井的全部资料,对全部油层的油砂体 进行对比研究,然后修改和调整原方案。8.在生产井和注水井投 产后,收集实际的产量和压力资料进行研究,修改原来的设计指

标,定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由于每个油田的 情况不同,开发程序不完全相同。 油藏驱动类型 油藏驱动类型是指油层开采时驱油主要动力。 驱油的动力不 同,驱动方式也就不同。油藏的驱动方式可以分为四类:水压驱 动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上,油藏的开采过 程中的不同阶段会有不同的驱动能量, 也就是同时存在着几种驱 动方式。 可采储量 可采储量是指在现有经济和技术条件下, 从油气藏中能采出 的那一部分油气量。 可采储量随着油气价格上涨及应用先进开采 工艺技术而增加。 采油速度 油田(油藏)年采出量与其地质储量的比例,以百分比表示, 称做采油速度。 采油强度 采油强度是单位油层厚度的日采油量, 就是每米油层每日采 出多少吨油。 采油指数 油井日产油量除以井底压力差,所得的商叫采油指数。采油 指数等于单位生产压差的油井日产油量, 它是表示油井产能大小 的重要参数。

采收率 可采储量占地质储量的百分率,称做采收率。 采油树 采油树是自喷井的井口装置。 它主要用于悬挂下入井中的油 管柱, 密封油套管的环形空间, 控制和调节油井生产, 保证作业, 施工,录取油、套压资料,测试及清蜡等日常生产管理。 递减率、自然递减率和综合递减率 油、气田开发一定时间后,产量将按照一定的规律递减,递 减率就是指单位时间内产量递减的百分数。 自然递减率是指不包 括各种增产措施增加的产量之后, 下阶段采油量与上阶段采油量 之比。 综合递减率是指包括各种增产措施增加的产量在内的递减 率。 油田日产水平 油田实际日产量的平均值称为日产水平。 由于油井间隔一定 时间需要在短期内检修或进行增产措施的施工等, 每日不是所有 的油井都在采油,所以日产水平要低于日产能力。 油井测气 测气是油井管理中极重要的工作之一, 只有掌握了准确的气 量和气油比,才能正确地分析和判断油井地下变化情况,掌握油 田、油井的注采等关系,更好地管好油井。目前现场上常用的测 气分放空测气和密闭测气两大类。测气方法常用的有三种:(1) 垫圈流量计放空测气法(压差计测气); (2)差动流量计(浮子式压差

计)密闭测压法;(3)波纹管自动测气法。 分层配产 分层配产就是根据油田开发要求, 在井内下封隔器把油层分 成几个开采层段。对各个不同层段下配产器,装不同直径的井下 油嘴,控制不同的生产压差,以求得不同的产量。 机械采油 当油层的能量不足以维护自喷时, 则必须人为地从地面补充 能量,才能把原油举升出井口。如果补充能量的方式是用机械能 量把油采出地面,就称为机械采油。目前,国内外机械采油装置 主要分有杆泵和无杆泵两大类。有杆泵&#0;&#0;地面动力设备 带动抽油机,并通过抽油杆带动深井泵。无杆泵&#0;&#0;不借 助抽油杆来传递动力的抽油设备。目前无杆泵的种类很多,如水 力活塞泵、电动潜油离心泵、射流泵、振动泵、螺杆泵等。目前 应用最广泛的还是游梁式抽油机&#0;深井泵装置。因为此装置 结构合理、经久耐用、管理方便、适用范围广。 泵效 抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。 其 计算公式为: ?η=Q 液 / Q 理×100% 式中η&#0;&#0;深井泵 效;Q 液&#0;&#0;油井实际产量(吨/日);Q 理&#0;&#0;泵的 理论排量(吨/日) ,泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数 的选择是否合适。影响泵效的因素有三个方面:(1)地质因素: 包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐

蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等;(2)设备因素:泵的制 造质量,安装质量,衬套与活塞间隙配合选择不当,或凡尔球与 凡尔座不严等都会使泵效降低。(3)工作方式的影响:泵的工作 参数选择不当也会降低泵效。如参数过大,理论排量远远大于油 层供液能力,造成供不应求,泵效自然很低。冲次过快会造成油 来不及进入泵工作筒,而使泵效降低。泵挂过深,使冲程损失过 大,也会降低泵效。 提高抽油泵泵效方法 (1)提高注水效果,保持地层能量,稳定地层压力,提高供 液能力。(2)合理选择深井泵,提高泵的质量(检修),保证泵的配 合间隙及凡尔不漏。(3)合理选择抽油井工作参数。(4)减少冲程 损失。(5)防止砂、蜡、水及腐蚀介质对泵的侵害。 气举采油 当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时, 油井 就停止自喷。为了使油井继续出油,需要人为地把气体(天然气) 压入井底,使原油喷出地面,这种采油方法称为气举采油。海上 采油,探井,斜井,含砂,气较多和含有腐蚀性成分因而不宜采 用其它机械采油方式的油井,都可采用气举采油。气举采油的优 点是井口、井下设备较简单,管理调节较方便。缺点是地面设备 系统复杂,投资大,而且气体能量的利用率较低。 油田注水 利用注水井把水注入油层, 以补充和保持油层压力的措施称

为注水。油田投入开发后,随着开采时间的增长,油层本身能量 将不断地被消耗, 致使油层压力不断地下降, 地下原油大量脱气, 粘度增加,油井产量大大减少,甚至会停喷停产,造成地下残留 大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空,保 持或提高油层压力,实现油田高产稳产,并获得较高的采收率, 必须对油田进行注水。 油田注水方式 注水方式即是注采系统, 其指注水井在油藏所处的部位和注 水井与生产井之间的排列关系, 可根据油田特点选择以下注水方 式:①边缘注水,其分为缘外注水、缘上注水和边内注水三种; ②切割注水;③面积注水,可分五点法注水,七点法注水,歪七 点法注水,四点法注水及九点法注水等。 分层配注 在注水井内下封隔器把油层分隔开几个注水层段。下配水 器,安装不同直径的水嘴的注水工艺叫分层配注。为了解决层间 的矛盾,把注水合理地分配到各层段,保持地层压力,对渗透性 好,吸水能力强的层控制注水;对渗透性差、吸水能力弱的层加 强注水。使高、中、低、渗透性的地层都能发挥注水的作用,实 现油田长期高产稳产,提高最终采收率。 井下作业 在油田开发过程中,根据油田调整、改造、完善、挖潜的需 要, 按照工艺设计要求, 利用一套地面和井下设备、 工具, 对油、

水井采取各种井下技术措施,达到提高注采量,改善油层渗流条 件及油、水井技术状况,提高采油速度和最终采收率的目的。这 一系列井下施工工艺技术统称为井下作业。 油层伤害类型 油层伤害是指油层渗透能力因某种原因造成了人们不期望 的下降。油层伤害有机械颗粒伤害,粘土膨胀伤害,油水乳化伤 害,石蜡、胶质、沥青、树脂沉积伤害,化学结垢沉淀伤害,油 水界面张力(毛管力)变化伤害,岩石润湿性变化伤害,生物细菌 堵塞伤害等。防止油层伤害最基本的方法是做入井流体与油层、 原油、油层水配伍性试验,避免油层发生不期望的变化;作业压 井液的密度要选择适当,避免漏入大量压井液,伤害油层。 试井 试井是通过改变油、气、水井的工作制度,同时进行产量、 压力、温度等参数的测试,来分析油、气层的特性,研究油、气 藏不同的发展变化规律的一种方法。它是掌握油、气藏动态的重 要手段,是制订合理的开采制度和开发方案的重要依据。 稳定试井 稳定试井是逐步地改变油井的工作制度(对自喷井是改变油 嘴直径;对气举井是改变注气量;对抽油井是改变冲程和冲数), 然后测量出每一工作制度下的井底压力,油、气、水产量,含砂 量和油气比。所谓稳定指的是产量基本上不随时间变化。 不稳定试井

不稳定试井是改变油井工作制度使井底压力发生变化, 并且 根据这些压力变化资料分析研究油井控制范围内的地层参数和 储量、油井的完善程度、推算目前的地层压力和判断油藏的边界 情况等。由于井底压力变化是一个不稳定过程,所以称做不稳定 试井。 生产动态测井 生产动态测井的主要任务是确定油气井的生产剖面,注水、 注汽井的注入剖面;确定水淹层情况,寻找漏掉的油气层;确定 井本身的工程技术状况;确定产油气层的孔隙度、渗透率和含油 饱和度的变化等。 碳氧比测井 碳氧比测井是一种新型的脉冲中子测井方法。 因为油中主要 含碳,水中主要含氧,通过碳氧比测井可以求出地层中碳氧相对 含量比例,可以在已经下了套管的井中发现遗漏的油气层,在已 采油的油井中确定油层的剩余饱和度等。 油田化学 在油田上使用化学剂或化学方法来改善工作状况, 解决生产 过程中发生的问题,简称为油田化学。 采油生产中清蜡作业 开采含蜡石油时,蜡在地层情况下都溶解在原油中。当原油 沿井筒上升时,因温度、压力降低和气体膨胀的冷却作用,在一 定深度上,蜡便开始从原油中析出,并集结在油管壁上,使油管

截面积变小,甚至堵塞,如不及时进行清蜡作业,就会使油井减 产。 地层出砂原因及对油层的危害 (1) 未胶结地层、地层流体的运动,使油井出砂;(2)油气井 产水,水溶解地层中的胶结物降低固结强度,使油气井出砂;(3) 地层压力下降,使胶结物和岩石破碎产生出砂;(4)滥用酸化等 措施,使胶结物破坏;(5)生产时抽吸过大或过快造成出砂。油 气层出砂的危害(1)降低了产量;(2)造成停产;(3)油气井损坏; (4)磨蚀设备。 井下动力钻具造斜原理 由钻头、井下动力钻具、造斜工具、钻铤、钻杆组成的钻柱 入井前处于自由弯曲状态。 入井后, 钻柱的弯曲受到井壁的限制, 而使钻头对井壁产生斜向力, 此外, 钻头轴线与井眼轴线不重合, 从而产生对井壁的横向破碎和对井底的不对称破碎, 在井下动力 钻具带动钻头旋转过程中,造斜工具不转动,这就保证井眼朝一 定方向偏斜一定角度而达到造斜的目的。 丛式井 丛式井是指在一个井场或平台上,钻出若干口甚至上百口 井,各井的井口相距不到数米,各井井底则伸向不同方位。丛式 井主要有以下优点:可满足钻井工程上某些特殊需要,如制服井 喷的抢险井;可加快油田勘探开发速度,节约钻井成本;便于完 井后油井的集中管理,减少集输流程,节省人、财、物的投资。

水平井采油 一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层,通过油层的井段比较 短。而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后,井筒转达接近于水 平,以与油层保持平行,得以长井段的在油层中钻进直到完井。 这样的油井穿过油层井段上百米以至二千余米,有利于多采油, 油层中流体流入井中的流动阻力减小,生产能力比普通直井、斜 井生产能力提高几倍,是近年发展起来的最新采油工艺之一。 开采稠油主要方法 主要有掺活性水降粘、 掺油降粘、 热水循环降粘、 电热降粘、 火烧油层、热水驱、蒸汽吞吐及蒸汽驱等。 热力采油法 热力采油系指向油藏注入热流体或使油层就地发生燃烧形 成移动热流,主要靠利用热能降低原油粘度,以增加原油流动能 力的方法。是开采地下粘度大的原油的有效方法。 蒸汽吞吐 蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激产等。所谓 蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽,关井一段时间,待蒸 汽的热能向油层扩散后,再开井生产的一种开采重油的增产方 法。 火烧油层 用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点,并向油层 注入空气或氧气使油层原油持续燃烧,这就是火烧油层。用这种

方法开采高粘度稠油或沥青砂。 它的优点是可把重质原油开采出 来,并通过燃烧部分地裂解重质油分,采出轻质油分。这种方法 的采收率很高,可达 80%以上。它的难点是实施工艺难度大, 不易控制地下燃烧,同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵。 最新采油工艺技术 最新的采油工艺有丛井式采油工艺;水平井采油工艺;高能 气体压裂采油工艺; 液体火药压裂采油工艺; 泡沫压裂采油工艺; CO2 压裂采油工艺;微生物采油工艺;微生物提高采收率采油 工艺;聚合物驱提高采收率采油工艺;CO2 驱提高采收率采油 工艺; 碱加聚合物提高采收率采油工艺; 声波及超声波采油工艺; 电磁加热油层采油工艺; 磁能清蜡、 除垢、 降粘、 增注采油工艺; 振动采油工艺;核能采油工艺等。 油藏工程 油藏工程是一门以油层物理、油气层渗流力学为基础,从事 油田开发设计和工程分析方法的综合性石油技术科学。 微生物采油法 微生物采油法通常指向油藏注入合适的菌种及营养物, 使菌 株在油藏中繁殖,代谢石油,产生气体或活性物质,可以降低油 水界面张力,以提高石油采收率。 什么是三次采油及其方法 通常把利用油层能量开采石油称为一次采油;向油层注入 水、气,给油层补充能量开采石油称为二次采油;而用化学的物

质来改善油、 水及岩石相互之间的性能, 气、 开采出更多的石油, 称为三次采油。又称提高采收率(EOR)方法。提高石油采收率的 方法很多,主要有以下一些:注表面活性剂;注聚合物稠化水; 注碱水驱;注 CO2 驱;注碱加聚合物驱;注惰性气体驱;注烃 类混相驱;火烧油层;注蒸汽驱等。用微生物方法提高采收率也 可归属三次采油,也有人称之为四次采油。 磁能技术在采油中的作用 磁能技术除了用作井下磁性定位、 打捞器及井口作业安全吊 卡销外,近年来又用作防止油井结蜡、水井增注、注水设备防结 垢、强磁降粘、磁密封防泵漏失等采油工艺许多环节中,并取得 很好的工艺效果。


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