石油工程概论综述教学课件.pptx

1、天然气的组成与分类a、天然气的组成 石蜡族低分子饱和烷烃(alkane)（主要）CH47098C2H6C3H8C4H10 非烃气体（少量）（nonhydrocarbon gas）H2SH2ON2COCO2C5惰性气体(inert gas):He、Ar凝析气(condensate gas):具有反凝析作用能形成凝析油的气田气油藏气(gas of oil reservoir):又叫油田气,伴生气,溶解或气顶中的气气藏气(gas of gas reservoir):又叫气田气,单独聚集成气藏b、天然气的分类干气 （CH498%）湿气（富气）（C2+5%，汽油蒸气）酸气1g/m3净气1。用接触脱气法得

2、到的地层原油溶解气量的标准体积与地面脱气原油的体积之比，m3/m3。Vg地层油在地面脱出的气量（标准状态）m3Vo地面脱气原油体积，m3。Rs在地层条件下的原油溶解气油比，ogVVRs 地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。溶解气油比（Rs）(solution gas-oil ratio,SGOR)压缩系数（Co）(coefficient of compressibility)在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化率，1/MPa。粘度（）(viscosity)当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力，单位：mPa.s。地层水矿化度(formation water sali

3、nity)地层水是指处于油藏边部和底部的边水和底水、层间水及与油共存的束缚水等。单位体积地层水中所含各种离子、分子、盐类、胶体的总含量，称为地层水矿化度，以mg/L或mol/L表示。水力压裂增产增注的原理:（4）热力采油也是最早提出的EOR方法之一。从地面向井筒注入高压气体,将原油举升至地面的一种人工举升方式。通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎井底岩石，加深井眼。岩石的润湿性主要取决于固井：在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协

4、调一致的工作。小于lm的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。（1）水驱是在19世纪80年代提出的EOR方法，加上后来发展的调剖堵水技术，它已成为成熟的EOR方法；一般要求水泥环在最上部油层50100m以上。确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协调一致的工作。适用条件：供液能力较好、产量较高的油井。M1,工作液出现粘滞指进现象，波及系数降低。1、达西定律(Darcys law)(2)弹性水压驱动(elastic water drive)注水井和生产井都等距地沿着直线分布，一排注水井对应一排生产井。（酸液同时起溶蚀作用和水力压裂作用）(5)冷却、润滑钻头和钻柱如用钻柱挤注水泥、中

5、途测试、处理事故等。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，可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。Vo地面脱气原油体积，m3。砂岩的孔隙和粒度组成砂岩的孔隙和粒度组成油藏岩石的孔隙度1.1.砂岩的孔隙和粒度组成砂岩的孔隙和粒度组成绝对孔隙度（）a总孔隙体积Va与岩石总体积Vb的比值%)100(baaVV有效孔隙度（）e流动孔隙度（）f有效孔隙体积Ve与岩石总体积Vb的比值%)100(beeVV可流动的孔隙体积Vf与岩石总体积Vb的比值%)100(bffVV大小岩石孔隙度的分类孔隙度是指岩石中孔隙体积与岩

6、石总体积的比值。储层岩石(砂岩)孔隙度评价油藏岩石流体饱和度(saturation)油层孔隙里含油（水、气）的体积与孔隙体积的比值。是计算油田储量的重要数据。含油饱和度越大，说明地层中含油越多。toPooVVVVStwpwwVVVVStgpggVVVVS1gwoSSS1、油藏含油（水、气）饱和度So、Sw、Sg分别为油、气、水的饱和度；Vo、Vw、Vg分别为油、气、水的体积；Vp、Vt分别为孔隙体积和岩石总体积；是指分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水，称为束缚水。单位孔隙体积中束缚水所占的比例称为束缚水饱和度。%100pwiwiVVS2、束缚水饱和

7、度（Swi)Swi束缚水饱和度；Vwi束缚水体积；Vp孔隙体积；束缚水饱和度影响因素分析：岩石的孔隙结构岩石中泥质含量岩石的润湿性岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。泥质含量增加，束缚水饱和度增大。岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体在其中流动的性质。其大小用渗透率(permeability)表示。适用条件：适用条件：（1）流体必须为牛顿流体；）流体必须为牛顿流体；（2）渗流速度必须在适当范围；（渗流阻力主要由粘滞力引起）渗流速度必须在适当范围；（渗流阻力主要由粘滞力引起）1、达西定律(Darcys law)达西定律(Darcys law)L

8、PAKQQ通过砂层的渗流流量，cm3/s；K砂层渗透率，它反映液体渗过砂层的通过能力，m2；A渗流横截面积，cm2；P两渗流面截间的折算压力差，大气压；液体粘度，mPas；L两渗流截面间的距离，cm。2、绝对渗透率：指单相流体在多孔介质中流动，不与之发生物理化学作用的 渗透率。绝对渗透率是油藏岩石本身固有的特性参数，其大小只取决于岩石 本身，而与实验流体无关。3、有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的通过 能力，又称相渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身性质有关，而且与流体 性质及其数量比例有关。owgKKKK4、相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透率与

9、 绝对渗透率的比值，以小数或百分数表示。KKKlrl1 rgrwroKKK四、油藏岩石压缩系数(coefficient of compressibility)1、油藏岩石压缩系数 油藏压力每变化单位压降时，油藏岩石内孔隙体积的变化率。通常用Cr来表示：2、油藏综合压缩系数 指油藏岩石压缩系数和油藏流体压缩系数之和。通常用C来表示：硅酸钠（Na2SiO3）能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。图128 注液化石油气混相驱油过程(1)常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。国内外许多油田都采用人工注水保持压力的开发方式。第二节 注水井吸水能力分析摩阻愈小，用于造缝的有效功率

10、愈大反应沉淀池结构示意图工艺流程：来水进站计量水质处理储水罐泵出表示产量与井底流压关系的曲线。火烧油层燃烧过程示意图指单位井眼长度井斜角变化值。向油藏注入以丙烷为主的液化石油气，与原油形成混相段塞，然后用天然气驱动段塞。4、相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透率与孔隙：砂粒间未被胶结物或固体物质充填的空间。(4)保护井壁，防止井壁坍塌从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管。近几年在国际上，“提高采收率”逐渐取代了“三次采油”。岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩

11、石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。另一种是反洗，水从油套环形空间进井，从油管返回地面。1 1、润湿的定义、润湿的定义2 2、衡量润湿性的参数、衡量润湿性的参数（润湿角）（润湿角）过气液固或液液固三相交点对液滴过气液固或液液固三相交点对液滴表面所作的切线与液固表面所夹的角。表面所作的切线与液固表面所夹的角。指液体在分子力作用下在固体表面的流散现象。指液体在分子力作用下在固体表面的流散现象。储层岩石成分、流体成储层岩石成分、流体成分、矿物表面粗糙度以及孔隙结构的非均质性等因素都会影响储层的润湿性。分、矿物表面粗糙度以及孔隙结构

12、的非均质性等因素都会影响储层的润湿性。油层润湿性与石油采收率密切相关。油层润湿性与石油采收率密切相关。五、润湿性(wettability)3 3、润湿性的判断、润湿性的判断五、润湿性(wettability)油藏驱动能量：油藏驱动能量：1、天然能量、天然能量2、人工补充能量、人工补充能量 人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量(elastic drive)天然能量开采的几种开采方式天然能量开采的几种开采方式第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式及其开采特征(solution gas drive)第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式

13、及其开采特征(water drive)(1)(1)刚性水压驱动刚性水压驱动(rigid water drive)能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式及其开采特征(2)(2)弹性水压驱动弹性水压驱动(elastic water drive)能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。(gas drive)(gravity drive)(ultimate recovery)第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发(development mode)注好水、注够水和有效注水是注

14、水工程的基本任务。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。3、物理热法：利用物理场加热油层中的原油，如电磁波加热、电加热等。非烃气体（少量）（nonhydrocarbon gas）指井内所下套管层数、尺寸、深度、水泥返高等。至今，主要发展了聚合物驱和复合驱；湿气（富气）（C2+5%，汽油蒸气）对于地层中原油组分含重质轻组分较多时，可向油藏高压注干气，与原油充分接触，油中的轻质组分C2-6逆行到气体前缘，并使之富化，富化的气体在推进过程中不断与新原油接触，进一步被富化，最后达到混相。胶结物：除砂粒以外的化学沉淀物质。按照结构特点和破岩机理的不同：能量供

15、给不充分，水侵量不能补偿采出量。清除油层内的堵塞物；第三节 物质平衡分析方法注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。液化石油气段塞前缘可与地层油混相，后面与天然气混溶，形成良好的混相带。（渗流阻力主要由粘滞力引起）指油藏岩石压缩系数和油藏流体压缩系数之和。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。货源广、便于配制、价钱便宜。一、注水时间(waterflooding time)包括泥浆、清水、空气和天然气。（2

16、）强化面积注水系统1、油藏含油（水、气）饱和度(waterflooding time)1、，一般比油田投入开发时间晚，一般比油田投入开发时间晚1-2年；年；2、油田开发后期，天然能量枯竭后作为二次采油方法。、油田开发后期，天然能量枯竭后作为二次采油方法。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。(waterflooding mode)第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发(marginal flooding)第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发(Cutting flooding)第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发(

17、pattern flooding)(Line flooding)第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发（2 2）强化面积注水系统）强化面积注水系统根据油水井相互位置和所构成的井网形状不同根据油水井相互位置和所构成的井网形状不同由于面积注水井网的灵活性较大，因此具有较强的适应性。由于面积注水井网的灵活性较大，因此具有较强的适应性。第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发1:21:12:13:1第五节第五节 油田开发方案的编制油田开发方案的编制五、润湿性(wettability)二、油田含水规律及其预测1、热流体法：以在地面加热后的流体作为热载体注入油层中，如蒸汽吞吐、蒸汽驱、注热水

18、等。岩石的润湿性主要取决于用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地层，用洗井液难以控制时，便要下技术套管(中间套管)。石蜡族低分子饱和烷烃(alkane)（主要）指液体在分子力作用下在固体表面的流散现象。碱表面活性剂驱（二元复合驱）循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空中携带岩屑上返到地面。第四节 砂岩油田注水开发Vp、Vt分别为孔隙体积和岩石总体积；3、物理热法：利用物理场加热油层中的原油，如电磁波加热、电加热等。按照结构特点和破岩机理的不同：轻烃驱采油方法是指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式。在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间(包括划眼、在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的

19、过程)，单位为h；保持井底清洁要经过三个过程：四、油藏岩石压缩系数(coefficient of compressibility)(2)低含水采油期：含水率2%20%。常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式，大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。砂岩的孔隙和粒度组成控制面板(控制机构)、传输管线和阀门、执行机构以及压气机等。（1 1）无因次量）无因次量（因次即量纲）把有因次的量无因次化，用下标D表示，一般来说，引进的物理量是原物理量的组合，并与原物理量本身成正比。aPBqKhSs井筒存储系数井筒存储系数(C,(C,衡衡量井筒存储效应大量井筒存储效应大小的物理量小的物理量)油气水三相之

20、间在任一压力下均能瞬间达到平衡；油气水三相之间在任一压力下均能瞬间达到平衡；油藏温度在开发过程中保持不变，油藏动态仅与压力有关。油藏温度在开发过程中保持不变，油藏动态仅与压力有关。1.1.转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法第四节 砂岩油田注水开发以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井3、有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的通过目前国内外油田所采用的注水方式目前，CO2驱和烃类混相驱已成为得力的EOR方法；人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量取决于它的粘度与造壁性保持和扩大预破碎带裂缝；图69 金刚石钻头（1）从油层到井底的地

21、下渗流；为采油工程的下一步工作提供依据。向油藏注入以丙烷为主的液化石油气，与原油形成混相段塞，然后用天然气驱动段塞。注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。(1)清洗井底携带岩屑钻一新的井段的工艺叫开钻图6-2 转盘旋转钻井法以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程称为一个周期。注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。2、衡量润湿性的参数（润湿角）控制面板(控制机构)、

22、传输管线和阀门、执行机构以及压气机等。吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。固定凡尔(吸入阀)通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎井底岩石，加深井眼。小于lm的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。绝对渗透率是油藏岩石本身固有的特性参数，其大小只取决于岩石轻烃驱碱表面活性剂驱（二元复合驱）表面活性剂聚合物驱至今

23、，主要发展了注蒸汽采油法，它在稠油开采中起重要的作用。指已经客观存在、无法改变的因素，如所要钻进地层的岩石物理机械性质、地质构造、地下压力分布及地层中的流体性质等。（1）水驱是在19世纪80年代提出的EOR方法，加上后来发展的调剖堵水技术，它已成为成熟的EOR方法；（Inflow performance relationship curve,IPR曲线）依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。（3）经油嘴流出井口的嘴流；吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。货源广、便于配制、价钱便宜。驱动石油流动的能量可以

24、是几种能量的综合作用钻机：石油钻井的地面配套设备，由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组，可以满足完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、固井、完井及特殊作业和处理井下事故等要求。第五章 油藏动态分析方法钻一新的井段的工艺叫开钻把有因次的量无因次化，用下标D表示，一般来说，引进的一、注水时间(waterflooding time)3、物理热法：利用物理场加热油层中的原油，如电磁波加热、电加热等。岩石物理机械性质、地质构造、地下压力分布及地岩石物理机械性质、地质构造、地下压力分布及地层中的流体性质层中的流体性质等。等。钻头钻头和和钻具钻具、钻钻压压、转速转速、水力参数水力参数、洗井液

25、性能洗井液性能及及洗井技术洗井技术等。等。HTTTCCCdstrbt)(确定最优的钻进技术参数配合，始终应以每米进确定最优的钻进技术参数配合，始终应以每米进尺成本最低为标准。尺成本最低为标准。我国已规定了井斜变化率要小于我国已规定了井斜变化率要小于3 3/100/100米的标准。米的标准。四、油藏岩石压缩系数(coefficient of compressibility)采油方法是指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式。（1）水驱是在19世纪80年代提出的EOR方法，加上后来发展的调剖堵水技术，它已成为成熟的EOR方法；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，可

26、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。国内外许多油田都采用人工注水保持压力的开发方式。钻一新的井段的工艺叫开钻1、油藏含油（水、气）饱和度蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程。图6-2 转盘旋转钻井法洗井液密度，压持效应，钻头的破碎效率，钻速。随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。压力滤罐：滤池完全密封，水在一定压力下通过滤池。高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；M 能量损失之和能量损失之和自喷自喷地层能量与能量损失之和的差值越大，产量越大地层能量与能量损失之和的差值越大，产量越大 一、油井流入动态：一、

27、油井流入动态：（1 1）从油层到井底的）从油层到井底的地下渗流地下渗流；（2 2）从井底到井口的）从井底到井口的垂直管流垂直管流；（3 3）经油嘴流出井口的）经油嘴流出井口的嘴流嘴流；（4 4）通过井口地面出油管线流至）通过井口地面出油管线流至集油站分离器的集油站分离器的水平管流水平管流。1 1、自喷井生产过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流、自喷井生产过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程：动过程：第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 2 2、油井流入动态、油井流入动态 油井产量与井底流动压力的关系。油井产量与井底流动压力的关系。它反映了油藏向油井的供油能力它反映了油藏向油

28、井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通过油井流入动态研究，可以为影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通过油井流入动态研究，可以为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据。油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据。3 3、油井流入动态曲线、油井流入动态曲线（Inflow performance Inflow performance relationship curve,relationship curve,IPRIPR曲线）曲线）表示

29、产量与井底流压关系的曲线。表示产量与井底流压关系的曲线。第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 单位生产压差下的油井日产油单位生产压差下的油井日产油(液液)量，量，反映油层性质、厚度、反映油层性质、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量关系的综合指标。流体物性、完井条件及泄油面积等与产量关系的综合指标。第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。(1)洗井液密度对钻速的影响波及系数：驱油剂波及的油藏体积与油藏总体积的比值。确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协调一致的工作。在地震详查和地质综合研究所确定的有

30、利构造上以发现油气藏为目的所钻的探井原油饱和压力系指在地层条件下，原油中的溶解气开始分离出来时的压力，又称泡点压力。活性水与普通水的粘度差很小。确定最优的钻进技术参数配合，始终应以每米进尺成本最低为标准。单位孔隙体积中束缚水所占的比例称为束缚水饱和度。图69 金刚石钻头水源选择要求：水量充足、水质稳定。（3）混相驱是20世纪30年代提出的EOR方法。取决于它的粘度与造壁性Rs在地层条件下的原油溶解气油比，在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间(包括划眼、在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程)，单位为h；天然能量开采的几种开采方式束缚水饱和度影响因素分析：Vo地面脱气原油体积，m3。把有因

31、次的量无因次化，用下标D表示，一般来说，引进的2、油藏综合压缩系数图6-2 转盘旋转钻井法第四节第四节 气举采油原理气举采油原理 依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，将流到井内的原油举升到地面。适用条件：适用条件：供液能力较好、产量较高的油井。供液能力较好、产量较高的油井。适用条件：适用条件：油层供给能力差，产量低的油井。油层供给能力差，产量低的油井。有杆泵采油典型特点：地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体。(1)常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。(2)地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。有杆泵采油分类：常规

32、有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式，大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。一、抽油装置一、抽油装置 抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转电能转化为机械能化为机械能，包括，包括游梁式抽油机游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。和无游梁式抽油机两种。工作筒工作筒(外筒和衬套外筒和衬套)柱塞柱塞 游动凡尔游动凡尔固定凡尔固定凡尔主主 要要 组组 成成抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。柱塞柱塞游动凡尔游动凡尔工作筒工作筒固定凡尔固定凡尔 工作原理动画工作原理动画*2潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电

33、缆井下机组部分井下机组部分变压器控制屏接线盒地面控制部分地面控制部分泄油阀单流阀电力传电力传输部分输部分电电潜潜泵泵采采油油系系统统示示意意图图一、电潜泵一、电潜泵工作原理动画工作原理动画第一节 水源、水质及注水系统一、水源选择水源选择要求：水量充足、水质稳定。水源类型 地面水源地面淡水水源海水水源 来自河床等冲积层水源 地层水水源 油层采出水1.粘土膨胀2.机械杂质3.微粒运移4.细菌堵塞5.反应沉淀物6.原油1.溶解氧2.CO、CO23.H2S4.细菌1.无机垢2.有机垢二、水质要求注水引起的油层损害主要类型：基本水质指标：机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；铁离子含量；细菌含量：腐生菌、硫酸还

34、原菌、铁菌；溶解氧含量；硫化物含量；含油量；pH值；堵塞、腐蚀、结垢。矿化度。三、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 反应沉淀池结构示意图硫酸铝，硫酸铁三氯化铁偏铝酸钠（2）过滤 压力式滤罐示意图重力式滤池：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。压力滤罐：滤池完全密封，水在一定压力下通过滤池。常用的杀菌剂（3）杀菌（4）脱氧除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。脱氧方法氯及其化合物 如次氯酸、次氯酸盐等；甲醛 既有杀菌又有防腐作用。化学脱氧法；天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；真空脱氧法。（5）曝晒处理过饱和碳酸

35、盐。含油污水处理的措施。污水回注的优点：污水回注的优点：污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀 而降低渗透率；污水回注保护了环境，提高了水的利用率。（6）除油四、注水系统注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。1.注水站主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求工艺流程：来水进站计量水质处理储水罐泵出储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用高压泵组：给注入水增压流量计：计量水量分水器：将高压水分配给各配水间主要设施：2.配水间主要作用：用来调节、控制和计量各注水井的注水量主要设施：分类：配水间一般

36、分为单井配水间和多井配水间两种3.注水井主要作用：注入水从地面进入地层的通道主要设施：井口装置和井下注水管柱正常注水和旁通备用管汇压力表和流量计 分水器五、注水井投注程序：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 清除油层内的堵塞物；在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；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，水从油管进井，从油套环形空间返回地面；另一种是，水从油套环形空间进井，从油管返回地

37、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。第二节 注水井吸水能力分析一、注水井吸水能力注水井指示曲线：在稳定流动条件下，注入压力与日注水量之间的关系曲线。注入量，m3/d注入压力(MPa)图11-1 注水井指示曲线吸水指数：单位注水压差下的日注水量，表示地层吸水能力的强弱。注水井静压注水井流压日注水量注水压差日注水量吸水指数-=压之差相应两种工作制度

38、下流量之差两种工作制度下日注水吸水指数=三、注水井调剖注水井存在的问题注水井存在的问题（1 1）出砂）出砂（2 2）吸水剖面不均匀）吸水剖面不均匀（3 3）水注不进去）水注不进去 为了调整注水井的吸水剖面、提高注入水的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，可向地层中的高渗透波及系数，改善水驱效果，可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的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用。作用。1、什么叫注水井调剖、什么叫注水井调剖（1）单液法）单液法常用堵剂：常用堵剂：石

39、灰乳、硅酸溶胶、铬冻胶、水包稠油、硫酸石灰乳、硅酸溶胶、铬冻胶、水包稠油、硫酸流流 体体流动性降低流动性降低 溶液、乳状液、溶液、乳状液、溶胶、悬浮体溶胶、悬浮体凝胶、冻胶、凝胶、冻胶、沉淀、固化物沉淀、固化物注入过程中注入过程中进入地层后进入地层后基本原理：基本原理：定义：定义：向油层注人一种工作液，这种工作液所带的物质向油层注人一种工作液，这种工作液所带的物质 或随后变成的物质可封堵高渗透层。或随后变成的物质可封堵高渗透层。（2）双液法）双液法 向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。工作液（或工作流体）。定义：定义：注水注水注水注水第

40、一工作液第一工作液第二工作液第二工作液隔离液隔离液封堵物质封堵物质注入水注入水基本原理：基本原理：调节封堵位置调节封堵位置 隔离液作用：隔离液作用：n处理层吸水指数较调剖前下降处理层吸水指数较调剖前下降50%50%以上；以上；n吸水剖面发生明显合理的变化，高吸水层降低吸吸水剖面发生明显合理的变化，高吸水层降低吸水量，低吸水层增加吸水量水量，低吸水层增加吸水量10%10%以上；以上；n压降曲线明显变缓。压降曲线明显变缓。3、调剖有效的判断标准、调剖有效的判断标准（1 1）砂、（）砂、（2 2）蜡、）蜡、（3 3）水、（）水、（4 4）稠、）稠、（5 5）低。）低。（1 1）出砂）出砂（2 2）吸

41、水剖面不均匀）吸水剖面不均匀（3 3）水注不进去）水注不进去油井问题油井问题水井问题水井问题第四节 油水井措施 用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。1.水力压裂的工艺过程：憋压造缝裂缝延伸充填支撑剂裂缝闭合(2)降低了井底附近地层中流体的渗流阻力。2.水力压裂增产增注的原理:(1)改变流体的渗流状态；3.压裂液压裂液任务：压裂液任务：破裂地层、造缝、降温作用。一般用未交联的溶胶。携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。末尾顶替液：替液入缝，提高携砂

42、液效率和防止井筒沉砂。中间顶替液：携砂液、防砂卡；压裂液的性能要求：压裂液的性能要求：滤失少：悬砂能力强：摩阻低：稳定性好：配伍性好：低残渣：易返排：货源广、便于配制、价钱便宜。造长缝、宽缝取决于它的粘度与造壁性取决于粘度摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大热稳定性和抗机械剪切稳定性不应引起粘土膨胀或产生沉淀而堵塞油层以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率减少压裂液的损害二、油层酸化工艺技术二、油层酸化工艺技术 通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。在低于岩石破裂压

43、力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。（酸液同时起溶蚀（酸液同时起溶蚀作用和水力压裂作用）作用和水力压裂作用）（常规酸化、（常规酸化、解堵酸化）解堵酸化）三次采油:除了除了利用天然能量开采利用天然能量开采和和注水（注气）开采注水（注气）开采以外，以外，采用其他方法进行的采油阶段。采用其他方法进行的采油阶段。概概 述述一次采油：原油是利用天然能量来开采的原油是利用天然能量来开采的,其最其最终采收率一般只能达到终采收率一般只能达到15%15%左右。左右

44、。二次采油：当天然能量衰竭时当天然能量衰竭时,通过注水（或注气）通过注水（或注气）向油层提供补充能量，采收率远比能量衰竭法高向油层提供补充能量，采收率远比能量衰竭法高,最最终采收率通常为终采收率通常为30%30%40%40%。第一节第一节 基本概念基本概念“提高采收率提高采收率”作为一个术语，已被广泛普遍接作为一个术语，已被广泛普遍接受和使用。近几年在国际上，受和使用。近几年在国际上，“提高采收率提高采收率”逐逐渐取代了渐取代了“三次采油三次采油”。提高采收率方法包括除了提高采收率方法包括除了利用天然能量开利用天然能量开采采和以补充地层能量、保持地层压力为目的的和以补充地层能量、保持地层压力为

45、目的的注水（注气）开采注水（注气）开采以外的各种采油方法。以外的各种采油方法。二、驱油剂及驱油效率二、驱油剂及驱油效率驱油剂驱油剂泛指由地面注入到油层中用于驱油的泛指由地面注入到油层中用于驱油的所有液体、气体和复合体系。所有液体、气体和复合体系。波及系数：波及系数：驱油剂波及的油藏体积与油藏驱油剂波及的油藏体积与油藏总体积的比值。也常被称为宏观波及效率。总体积的比值。也常被称为宏观波及效率。影响波及系数的主要因素：流度比、储层的非均质影响波及系数的主要因素：流度比、储层的非均质性、注采井网对非均质性的适应程度等。性、注采井网对非均质性的适应程度等。二、驱油剂及驱油效率二、驱油剂及驱油效率流度比

46、：流度比：指注入工作剂的流度与油藏内未波指注入工作剂的流度与油藏内未波及区域中油的流度之比。及区域中油的流度之比。流度：流度：流体的渗透率与其粘度之比，流体的渗透率与其粘度之比，owMkM1,工作液出现粘滞指进现象，波及系数降低。工作液出现粘滞指进现象，波及系数降低。剩余油：剩余油：驱油剂未波及到的区域内所剩下的原油。驱油剂未波及到的区域内所剩下的原油。残余油：残余油：驱油剂波及到的区域中没有被驱出的原油。驱油剂波及到的区域中没有被驱出的原油。驱油效率：驱油效率：在驱油剂的波及范围内，所驱替在驱油剂的波及范围内，所驱替出的原油体积与地层总含油体积的比值，也出的原油体积与地层总含油体积的比值，也

47、称为微观波及效率。称为微观波及效率。原油采收率（原油采收率（E ER R）=采出储量（采出储量（N NR R）/地质储量（地质储量（N N ）100水驱采收率（水驱采收率（E ER R）=波及系数（波及系数（E EV V）X X 洗油效率（洗油效率（E ED D）100二、驱油剂及驱油效率二、驱油剂及驱油效率凡是以化学剂为驱油介质，以改善流体的流动特凡是以化学剂为驱油介质，以改善流体的流动特性，改善驱油剂、原油、油藏孔隙之间的界面特性，改善驱油剂、原油、油藏孔隙之间的界面特性，提高原油开采效果与效益的所有采油方法统性，提高原油开采效果与效益的所有采油方法统称为化学驱。（称为化学驱。（Chemi

48、cal Flooding）分类：分类：表面活性剂驱、聚合物驱、碱水驱和复合驱表面活性剂驱、聚合物驱、碱水驱和复合驱复合驱又可分为：复合驱又可分为：表面活性剂表面活性剂聚合物驱聚合物驱 碱碱表面活性剂驱（二元复合驱）表面活性剂驱（二元复合驱）碱碱表面活性剂表面活性剂聚合物驱（聚合物驱（ASPASP三元复合驱）三元复合驱）凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱称为气驱（Gas Flooding）。按照相态特性分类：混相驱和非混相驱按照相态特性分类：混相驱和非混相驱按照驱替介质分类：二氧化碳驱按照驱替介质分类：二氧化碳驱 氮气驱氮气驱 轻烃驱轻烃驱 烟道

49、气驱烟道气驱凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方法统称为热力采油法统称为热力采油（Thermal recovery）。这。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。按照油藏和加热方式分类：按照油藏和加热方式分类：1 1、热流体法：、热流体法：以在地面加热后的流体作为热载体注入以在地面加热后的流体作为热载体注入油层中，如蒸汽吞吐、蒸汽驱、注热水等。油层中，如蒸汽吞吐、蒸汽驱、注热水等。2 2、化学热法：、化学热法：通过在油层中发生化学反应产生热量，通过在油层中发生化学反应产生热量，如火烧油层、液相氧化等。如火烧油

50、层、液相氧化等。3 3、物理热法：、物理热法：利用物理场加热油层中的原油，如电磁利用物理场加热油层中的原油，如电磁波加热、电加热等。波加热、电加热等。微生物采油（微生物采油（Microbial Enhanced Oil Microbial Enhanced Oil RecoveryMEORRecoveryMEOR）是利用微生物及其代谢产）是利用微生物及其代谢产物作用于油层及油层中的原油，改善原油的流物作用于油层及油层中的原油，改善原油的流动特性和物理化学特性，提高驱油剂的波及体动特性和物理化学特性，提高驱油剂的波及体积和微观驱油效率。积和微观驱油效率。1 1、按注入方式分类：微生物吞吐、微生物