1、第一章第一章 绪论绪论石油的组成：石油的组成：石油是以多种碳氢化合物的混合物为主体的可燃性液体。其主石油是以多种碳氢化合物的混合物为主体的可燃性液体。其主 要成分为碳和氢，还有少量的氧、硫、氮等元素。要成分为碳和氢，还有少量的氧、硫、氮等元素。石油的物理化学性质石油的物理化学性质:1.颜色颜色 石油的颜色多样，一般情况呈棕色、褐色；石油的颜色多样，一般情况呈棕色、褐色；2.粘度粘度 石油粘度大小与石油成分有关，随温度而变化；石油粘度大小与石油成分有关，随温度而变化；3.溶解性溶解性 石油可溶解于氯仿、苯、石油醚、乙醇等，不溶于水；石油可溶解于氯仿、苯、石油醚、乙醇等，不溶于水；4.荧光性荧光性
2、 在紫外线照射下可发出特殊光量，可根据荧光颜色确定石油的组分；在紫外线照射下可发出特殊光量，可根据荧光颜色确定石油的组分；5.旋光性旋光性 当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度；当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度；6.凝固与液化凝固与液化 液态石油可随温度变化凝固成半固体、固体或液化；液态石油可随温度变化凝固成半固体、固体或液化；7.导电性与放射性导电性与放射性 石油电阻率很高，能降低放射性物质的放射性；石油电阻率很高，能降低放射性物质的放射性；8.馏分馏分 利用加热汽化冷凝的方法可以将石油中不同组分分离出来。利用加热汽化冷凝的方法可以将石油中不同组分分离出来。天然气天然气 纯天然气是无
3、色、无味的可燃气体。主要成分是甲烷、乙烷、丁烷等。甲纯天然气是无色、无味的可燃气体。主要成分是甲烷、乙烷、丁烷等。甲 烷含量达烷含量达90%以上的叫干气，油田伴生气大部分是湿气。以上的叫干气，油田伴生气大部分是湿气。石油与天然气的生成石油与天然气的生成 沉积岩中有丰富的有机质，只要能满足有利于生物尸体聚集和长期与空气隔绝这两沉积岩中有丰富的有机质，只要能满足有利于生物尸体聚集和长期与空气隔绝这两个自然条件，经过几百万年的地质历史，就可以使有机物质转化为油、气个自然条件，经过几百万年的地质历史，就可以使有机物质转化为油、气。油气矿藏油气矿藏 生成石油和天然气的岩层叫生油层，如泥岩、页岩等；能让油
4、气流动聚集的生成石油和天然气的岩层叫生油层，如泥岩、页岩等；能让油气流动聚集的 岩层叫储油层或储集层。岩层叫储油层或储集层。常见的油气藏类型有以下几种：常见的油气藏类型有以下几种：海洋石油资源海洋石油资源 中国油气资源丰富，各类沉积盆地超过中国油气资源丰富，各类沉积盆地超过500个，全国石油的总资源量个，全国石油的总资源量940亿吨，其中陆上为亿吨，其中陆上为694亿吨亿吨(占占73.8)；海域为；海域为246亿吨亿吨(占占26.2)；天；天然气的总资源量为然气的总资源量为45.7万亿立方米，其中陆上为万亿立方米，其中陆上为29.9万亿立方米万亿立方米(占占65.4)，海域为海域为15.8万亿
5、立方米万亿立方米(占占34.6)。在陆上石油总资源量中，累计探明。在陆上石油总资源量中，累计探明172.8亿吨，探明程度占亿吨，探明程度占25左右；在陆上天然气资源量中，累计探明左右；在陆上天然气资源量中，累计探明1.21万亿立方米，探明程度仅万亿立方米，探明程度仅4。中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、。中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架，目前海上原油的发现率仅为东海及南海北部大陆架，目前海上原油的发现率仅为18.5，天然气发现，天然气发现率仅为率仅为9.2，极具勘探开发潜力。，极具勘探开发潜力。随着石油需要量的增长，海上采油量占总采油量的比例愈来愈高，随着石油需要
6、量的增长，海上采油量占总采油量的比例愈来愈高，进入进入21世纪后，将有世纪后，将有50%的石油和天然气来自海上。就国内而言，海的石油和天然气来自海上。就国内而言，海洋石油的第一次大开发、大发展是在上个世纪洋石油的第一次大开发、大发展是在上个世纪90年代初期年代初期,而现在，海而现在，海洋石油正面临着第二次春天：在渤海地区发现了国内继大庆油田之后洋石油正面临着第二次春天：在渤海地区发现了国内继大庆油田之后的第二大整装油田的第二大整装油田蓬莱蓬莱19-3油田、曹妃殿油田、曹妃殿11油田、渤中油田、渤中25-1油田、油田、旅大油田、南堡旅大油田、南堡35-2油田；在东海地区发现的春晓构造，在南海东部
7、番油田；在东海地区发现的春晓构造，在南海东部番禺油田、惠州禺油田、惠州19-3/2/1、惠州、惠州21-1气田等。在未来的气田等。在未来的3至至4年内，仅中海年内，仅中海石油（中国）有限公司为其海上油田的开发就要建造石油（中国）有限公司为其海上油田的开发就要建造42座固定平台，座固定平台，改建固定平台改建固定平台6座，新建海上浮式装置座，新建海上浮式装置3艘，改建海上浮式装置艘，改建海上浮式装置2艘，铺艘，铺设海底管道设海底管道600800公里。可以说为来的几年内是中国海洋工程界最为公里。可以说为来的几年内是中国海洋工程界最为繁忙的岁月。繁忙的岁月。石油勘探方法石油勘探方法(一一)地质调查法地
8、质调查法 根据地质构造特征分析存在油气藏的可能性,初步确定矿藏的可能位置和范围。(二二)地球物理勘探法地球物理勘探法 用各种勘测仪器测量地下岩层的物理性质,进一步确定油气藏的位置和范围。1.重力勘探2.磁力勘探3.地震勘探4.遥感、遥测勘探（三）钻井勘探法（三）钻井勘探法 在物探的基础上，用钻机穿透地层，直接证实储油构造中是否存在油气以及油气层的确切位置、特征、储量等。钻探时通过地质录井、测井和试油等工作获取多项资料。地质录井方法地质录井方法1.岩屑录井 2.岩心录井 3.泥浆录井 4.钻速录井 5.气测录井 测井测井 用电测井、声波测井、放射性测井等方法测取油气层的岩性和流体性质。试油试油
9、通过试油确定油的产量和质量。海洋石油勘探的一般程序：海洋石油勘探的一般程序：地质调查地质调查地质资料分析地质资料分析物探调查物探调查地质物探地质物探资料分析资料分析打打 探探 井井成功成功转生产井转生产井采油开发采油开发不成功不成功综合资料分析综合资料分析打打 探探 井井成功成功不成功不成功不成功不成功综合资料分析综合资料分析继继 续续放放 弃弃海海洋石油开发的内容洋石油开发的内容第一阶段第一阶段 用地震勘探船用地震勘探船,利用爆震波测地层反射波等方法查找可能储油气的地质构造；利用爆震波测地层反射波等方法查找可能储油气的地质构造；第二阶段第二阶段 在有油气的构造上打勘探井，查明是否有油气存在，
10、并确定油田的分布、品质在有油气的构造上打勘探井，查明是否有油气存在，并确定油田的分布、品质 和储量等情况，以便制定开发方案；和储量等情况，以便制定开发方案；第三阶段第三阶段 打生产井，进行油气的采集、处理、储存、运输等生产设施的建设。打生产井，进行油气的采集、处理、储存、运输等生产设施的建设。海海洋石油开发的特点洋石油开发的特点1.技术复杂技术复杂2.投资巨大投资巨大(比陆地高出比陆地高出310倍倍)3.风险大风险大4.开发建设周期长而油田寿命短开发建设周期长而油田寿命短海海洋石油开发工艺特点洋石油开发工艺特点1.必须高速度、高效率地完成各项开发工艺作业必须高速度、高效率地完成各项开发工艺作业
11、2.必须有较高的工艺质量标准，可靠地完成各项开发工艺作业必须有较高的工艺质量标准，可靠地完成各项开发工艺作业3.必须高度注意作业安全和防止污染必须高度注意作业安全和防止污染4.必须讲究经济效益必须讲究经济效益导导 管管 架架 平平 台台导导 管管 架架 平平 台台钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 重重 力力 式式 平平 台台建造中的钢筋混凝土重力式平台建造中的钢筋混凝土重力式平台胜利三号座底式钻井平台胜利三号座底式钻井平台胜利四号座底式钻井平台胜利四号座底式钻井平台胜利六号自升式钻井平台胜利六号自升式钻井平台胜利九号自升式钻井平台胜利九号自升式钻井平台桁架桩腿自升式平台桁架桩腿自升式平台半潜式钻井
12、平台半潜式钻井平台钻钻 井井 船船张张 力力 腿腿 平平 台台张张 力力 腿腿 平平 台台 示示 意意 图图桅桅 式式 平平 台台浮式生产装置浮式生产装置浮式生产系统浮式生产系统水下井口装置水下井口装置第二章第二章 海上钻井技术海上钻井技术第一节第一节 石油钻井方法石油钻井方法一一.石油钻井的分类石油钻井的分类：勘探井勘探井 生产井生产井 定向井（水平井定向井（水平井 斜直井）斜直井）二二.石油钻井方法及钻井工艺过程石油钻井方法及钻井工艺过程（一）钻进（一）钻进 接单根接单根 起下钻作业起下钻作业（二）洗井清除岩屑（二）洗井清除岩屑（三）保护和加固井壁（三）保护和加固井壁 调整泥浆密度和成分调
13、整泥浆密度和成分 水泥固井水泥固井（四）完井及试油（四）完井及试油 第二节第二节 钻钻 具具第三节第三节 泥浆及泥浆净化处理设备泥浆及泥浆净化处理设备泥浆的作用泥浆的作用1.洗井洗井 2.悬浮岩屑悬浮岩屑 3.稳定井壁稳定井壁 4.平衡压力防止井喷、井漏、井塌、卡钻等平衡压力防止井喷、井漏、井塌、卡钻等泥浆的组成泥浆的组成泥浆是由小颗粒状粘土（中晶石）、液体（水、油）及化学处理剂组成的混合物质泥浆是由小颗粒状粘土（中晶石）、液体（水、油）及化学处理剂组成的混合物质泥浆的种类泥浆的种类1.水基泥浆水基泥浆 淡水泥浆淡水泥浆 盐水泥浆盐水泥浆 钙处理泥浆钙处理泥浆 低固相泥浆低固相泥浆 混油泥浆混
14、油泥浆 2.油基泥浆油基泥浆 油包水乳化泥浆油包水乳化泥浆 油基泥浆油基泥浆 泥浆的性能泥浆的性能 密度密度 粘度粘度 切力切力 泥饼与失水量泥饼与失水量泥浆的配制与净化处理设备泥浆的配制与净化处理设备泥泥 浆浆 泵泵泥泥 浆浆 振振 动动 筛筛除除 泥泥 器器除除 砂砂 器器除除 气气 器器第四节第四节 钻井技术措施钻井技术措施钻井技术参数钻井技术参数 钻压钻压P 转速转速n 泥浆排量泥浆排量Q 泥浆性能对钻进的影响泥浆性能对钻进的影响第五节第五节 固井与井身结构固井与井身结构固井固井 在钻出的井眼内下入套管柱在钻出的井眼内下入套管柱,并在套并在套 管柱与井壁之间注入水泥浆管柱与井壁之间注入
15、水泥浆,使套管使套管 与井壁固结在一起。其成本约占钻井与井壁固结在一起。其成本约占钻井 总成本的总成本的10%25%。固井目的固井目的 1.封隔疏松、破碎、易坍塌、易封隔疏松、破碎、易坍塌、易 漏地层；漏地层；2.封隔油、气、水层封隔油、气、水层 相互穿透，给油气提供稳定的相互穿透，给油气提供稳定的 通道，保证油气生产；通道，保证油气生产；3.安装安装 井口装置。井口装置。海上油井的成井过程海上油井的成井过程1.下隔水套管（下隔水套管（76230 深度深度40米）；米）；2.第一次开钻，下表层套管（第一次开钻，下表层套管（339.713 深深度度200米）；米）；3.第二次开钻，下技术套管（第
16、二次开钻，下技术套管（244.59 深度深度1500米）；米）；4.第三次开第三次开钻，下油层套管（钻，下油层套管（177.87 深度深度3000米）；米）；5.下油管、安装采油树、试油，油井完下油管、安装采油树、试油，油井完成。成。采采 油油 树树套管柱的轴向拉力套管柱的轴向拉力固井工艺过程固井工艺过程 调节泥浆性能调节泥浆性能 起出井中钻具起出井中钻具 下套管下套管 循环泥浆洗井循环泥浆洗井 注水泥注水泥固井设备固井设备 柴油机组柴油机组 泥浆泵组泥浆泵组 搅拌器组搅拌器组 喷射搅拌器喷射搅拌器 计量箱和中心控制台计量箱和中心控制台第六节第六节 油井完成与井口装置油井完成与井口装置 油井完
17、成主要指钻开油层、安装井口及井下装置、试油等工作。油井完成主要指钻开油层、安装井口及井下装置、试油等工作。钻开油层钻开油层 采用优质泥浆，使井内液柱压力略大于油层压力以保证安全及保护油层。采用优质泥浆，使井内液柱压力略大于油层压力以保证安全及保护油层。完井方法完井方法 射井完井法射井完井法 裸眼完井法裸眼完井法 衬管完井法衬管完井法 砾石充填完井法砾石充填完井法 gmqLT1 防防 喷喷 器器试试 油油试油的目的试油的目的 将油气诱导到地面上来，通过测试，取得油井的开采资料和参数确定将油气诱导到地面上来，通过测试，取得油井的开采资料和参数确定 油井的开采价值和合理生产方式。油井的开采价值和合理
18、生产方式。试油的方法试油的方法 将油井钻至设计井深，用套管和水泥封隔所有油气层，然后自下而上将油井钻至设计井深，用套管和水泥封隔所有油气层，然后自下而上 逐层射开，逐层测试。当试完一层后，往井内注入水泥，将试油层封逐层射开，逐层测试。当试完一层后，往井内注入水泥，将试油层封 住，再射开上一层试油。住，再射开上一层试油。第七节第七节 钻井事故的预防与处理钻井事故的预防与处理井漏井漏 泥浆流失，提高泥浆粘度、切力，降低泥浆密度和泵的排量，或加入堵漏物质。泥浆流失，提高泥浆粘度、切力，降低泥浆密度和泵的排量，或加入堵漏物质。井喷井喷 关闭防喷器，提高泥浆密度压井，清除易燃物，关闭发动机，切断电源。关
19、闭防喷器，提高泥浆密度压井，清除易燃物，关闭发动机，切断电源。卡钻卡钻 找出卡钻原因，上下活动及转动钻具，向井内注入原油或碱水浸泡；用倒扣或爆找出卡钻原因，上下活动及转动钻具，向井内注入原油或碱水浸泡；用倒扣或爆 炸的方法将卡点以上的钻柱取出，另钻侧眼。炸的方法将卡点以上的钻柱取出，另钻侧眼。钻柱折断钻柱折断 必须进行打捞，打捞失败可在折断部位旁钻侧眼。必须进行打捞，打捞失败可在折断部位旁钻侧眼。井下落物井下落物 用磁铁打捞器或自制工具打捞，也可下入磨鞋将落物磨掉。用磁铁打捞器或自制工具打捞，也可下入磨鞋将落物磨掉。第八节第八节 海洋钻机海洋钻机钻井工艺对钻机的要求钻井工艺对钻机的要求 1.提
20、供足够转矩和转速并维持一定钻压提供足够转矩和转速并维持一定钻压 2.具备一定的具备一定的 起重能力及提升速度起重能力及提升速度 3.具有一定的泵压具有一定的泵压钻机机组技术参数钻机机组技术参数 转盘的功率与转数、井架大钩的提升重量及速度、泥浆泵转盘的功率与转数、井架大钩的提升重量及速度、泥浆泵 的功率与泵压。的功率与泵压。海上钻井特点海上钻井特点 工作场地有限工作场地有限 浮动作业浮动作业 应用高新技术打丛式井应用高新技术打丛式井海洋钻机的组成海洋钻机的组成1.提升系统提升系统（井架、绞车、大钩、天车游动滑车等）（井架、绞车、大钩、天车游动滑车等）2.旋转系统旋转系统 （钻机、转盘、水龙头、钻
21、具等）（钻机、转盘、水龙头、钻具等）3.泥浆循环系统泥浆循环系统 （泥浆池、泥浆泵、控制台、振动筛、除砂器、除泥器、除气器等）（泥浆池、泥浆泵、控制台、振动筛、除砂器、除泥器、除气器等）4.动力系统动力系统 （柴油机、交流发电机、可控硅整流器、直流电动机）（柴油机、交流发电机、可控硅整流器、直流电动机）5.防喷器系统防喷器系统 （防喷器组、压井节流管汇、防喷器控制台）（防喷器组、压井节流管汇、防喷器控制台）6.控制系统控制系统 （机械、气动、液压或电动控制装置、中央控制台、记录仪表等）（机械、气动、液压或电动控制装置、中央控制台、记录仪表等）第九节第九节 钻机的起升与旋转设备钻机的起升与旋转设
22、备井架井架 天车台天车台 二层台二层台 钻台钻台钻井主要工艺操作钻井主要工艺操作1.正常钻进作业正常钻进作业 钻柱重量部分压在井底，部分钻柱重量部分压在井底，部分由大钩悬吊；由大钩悬吊；2.起下钻作业起下钻作业 钻具或吊在大钩上，或卡在转盘钻具或吊在大钩上，或卡在转盘上，提升的钻杆排放在立根盒上；上，提升的钻杆排放在立根盒上；3.下套管作业下套管作业 钻达预定井深下套管时，井内钻钻达预定井深下套管时，井内钻杆全部提起立放在井架立根盒上，大钩上要杆全部提起立放在井架立根盒上，大钩上要悬吊全悬吊全 部井深的套管柱，部井深的套管柱，此时会出现井架此时会出现井架 的最大荷载。的最大荷载。双层井架底座双
23、层井架底座游动系统游动系统 固定滑轮组（天车）、游动滑轮组（游固定滑轮组（天车）、游动滑轮组（游 动滑车）、大钩、快绳、死绳、死绳固动滑车）、大钩、快绳、死绳、死绳固 定端和钻井绞车。定端和钻井绞车。钻钻 井井 绞绞 车车钻井绞车主要功能：钻井绞车主要功能：1.起下钻具和套管；起下钻具和套管；2.悬持全部钻具和给进钻头；悬持全部钻具和给进钻头；3.辅助设备可以旋接和拧卸钻杆和套管；辅助设备可以旋接和拧卸钻杆和套管；4.带动转盘。带动转盘。第三章第三章 海上石油钻井装置海上石油钻井装置第一节第一节 海上石油钻井装置的类型及选择海上石油钻井装置的类型及选择海上钻井装置的类型：海上钻井装置的类型：固
24、定式钻井装置固定式钻井装置 移动式钻井装置移动式钻井装置 固定式钻井装置：固定式钻井装置：桩基导管架平台桩基导管架平台 重力式平台重力式平台 顺应式平台顺应式平台 人工岛人工岛移动式钻井装置：移动式钻井装置：座底式平台座底式平台 自升式平台自升式平台 半潜式平台半潜式平台 钻井船钻井船钻井装置的适应水深：钻井装置的适应水深：勘探钻井勘探钻井 生产钻井生产钻井Wd.010 m 人工岛人工岛 Wd.010 m 人工岛人工岛Wd.1015 m 座底式平台座底式平台 Wd.160 m 重力式平台重力式平台Wd.1575 m 自升式平台自升式平台 Wd.300 m 导管架平台导管架平台 Wd.75200
25、 m 半潜式平台半潜式平台 钻井船钻井船 Wd.300 m 顺应式平台顺应式平台第二节第二节 海上钻井平台的总体布置海上钻井平台的总体布置 平台是按一定的工艺设施分布条件来确定平台各部分的结构形式和尺寸，并平台是按一定的工艺设施分布条件来确定平台各部分的结构形式和尺寸，并计算其强度和稳性。计算其强度和稳性。总体布置中要选择确定的主要设施：总体布置中要选择确定的主要设施：1.钻机机械设备钻机机械设备 6.安全消防和防污染设施安全消防和防污染设施2.动力设备动力设备 7.供水、供电、供气设备供水、供电、供气设备3.器材物资器材物资 8.通信联络设备和直升飞机降落台通信联络设备和直升飞机降落台4.测
26、井、试油设备测井、试油设备 9.各种工作用房和生活设施各种工作用房和生活设施5.起重设备起重设备 10.其他特殊设施其他特殊设施海上钻井工艺布置的基本原则海上钻井工艺布置的基本原则1.保证平台工作安全可靠保证平台工作安全可靠 4.必须有完备的安全消防和防污染设施必须有完备的安全消防和防污染设施2.适应平台的结构强度和稳性适应平台的结构强度和稳性 5.要有良好的通信、靠船和直升飞机起降要有良好的通信、靠船和直升飞机起降3.合理利用平台的面积空间合理利用平台的面积空间 设施及生活设施设施及生活设施 6.满足有关建造规范的要求满足有关建造规范的要求海上移动式钻井平台总体布置的一般程序海上移动式钻井平
27、台总体布置的一般程序1.根据工作区域的环境条件，初步确定平台能满足浮性、稳性的主尺度；根据工作区域的环境条件，初步确定平台能满足浮性、稳性的主尺度；2.选定钻井、动力设备，确定人员定额、物资储备量和应具备的设备种类；选定钻井、动力设备，确定人员定额、物资储备量和应具备的设备种类；3.确定钻井主要机械和动力设备的具体位置；确定钻井主要机械和动力设备的具体位置；4.布置各项工艺设施、物资储库和生活设施布置各项工艺设施、物资储库和生活设施5.按工作状况确定各部位的工艺荷载；按工作状况确定各部位的工艺荷载；6.确定平台结构的尺寸及构件规格型号。确定平台结构的尺寸及构件规格型号。钻井设备的布置形式钻井设
28、备的布置形式1.单层统一驱动布置单层统一驱动布置2.双层分组驱动布置双层分组驱动布置3.三层分组驱动布置三层分组驱动布置动力设备的布置动力设备的布置1.DCDC系统系统 柴油机直流发电机直流电动机驱动钻机柴油机直流发电机直流电动机驱动钻机2.ACAC系统系统 柴油机交流发电机交流电动机驱动钻机柴油机交流发电机交流电动机驱动钻机3.ACSCRDC系统系统 柴油机交流发电机整流直流电动机驱动钻机柴油机交流发电机整流直流电动机驱动钻机4.燃气轮机直流发电机直流电动机驱动钻机燃气轮机直流发电机直流电动机驱动钻机浮式钻井装置总体布置的特点浮式钻井装置总体布置的特点1.具有自航能力，装设大马力横向推进器或
29、组合推进系统；具有自航能力，装设大马力横向推进器或组合推进系统；2.装设水声仪器、电子仪器及计算机等精密仪器设备；装设水声仪器、电子仪器及计算机等精密仪器设备；3.安装能力大的钻机，多层分组驱动；安装能力大的钻机，多层分组驱动；4.柴油机组及泥浆泵等必须配备应急设备；柴油机组及泥浆泵等必须配备应急设备；5.自持力强，有足够的物资储备；自持力强，有足够的物资储备；6.应用水下器具钻井；应用水下器具钻井；7.有升沉补偿装置和减摇设施；有升沉补偿装置和减摇设施；8.钻具卸扣和排放、水下器具的起送和连接采用自动化设备。钻具卸扣和排放、水下器具的起送和连接采用自动化设备。第三节第三节 海上钻井平台的水下
30、器具与升沉补偿装置海上钻井平台的水下器具与升沉补偿装置浮式钻井装置的钻井作业特点：浮式钻井装置的钻井作业特点：在风浪作用下，船体将产生升沉、摇摆、漂移三种运动，钻井作业时必须使在风浪作用下，船体将产生升沉、摇摆、漂移三种运动，钻井作业时必须使用补偿器、抗摇筒和定位措施来克服这三种运动。用补偿器、抗摇筒和定位措施来克服这三种运动。水下器具的主要作用：水下器具的主要作用：1.隔开海水，形成泥浆循环，提供钻具下入和提出的通道；隔开海水，形成泥浆循环，提供钻具下入和提出的通道；2.封闭井口，控制井喷；封闭井口，控制井喷；3.补偿由风浪引起的升沉，摇摆和漂移；补偿由风浪引起的升沉，摇摆和漂移；4.承托海
31、底各类套管并保持密闭；承托海底各类套管并保持密闭；5.保持张紧绳的恒定张力；保持张紧绳的恒定张力；6.紧急情况下使浮式钻井装置迅速脱离紧急情况下使浮式钻井装置迅速脱离 与井口的连接；与井口的连接；7.帮助寻找井口，重返井位。帮助寻找井口，重返井位。水下器具的主要组成部分：水下器具的主要组成部分：1.海底井口装置海底井口装置 2.防喷器组防喷器组 3.隔水管组隔水管组4.控制系统控制系统 5.辅助设备（张紧器等）辅助设备（张紧器等）水下井口装置水下井口装置三种升沉补偿装置三种升沉补偿装置1.死绳或快绳恒张力升沉补偿装置；死绳或快绳恒张力升沉补偿装置；2.天车上的升沉补偿装置；天车上的升沉补偿装置
32、；3.游车大钩间的升沉补偿装置。游车大钩间的升沉补偿装置。（利用气体可压缩，液体不可压缩但可传导压力的原理）（利用气体可压缩，液体不可压缩但可传导压力的原理）第四节第四节 海上钻井平台重返井位与井口回接技术海上钻井平台重返井位与井口回接技术井口保留方法井口保留方法1.水面井口保留法（方法简单，受环境影响）水面井口保留法（方法简单，受环境影响）2.水下井口保留法（安全可靠、操作方便、回接率高）水下井口保留法（安全可靠、操作方便、回接率高）水下井口保留技术设施水下井口保留技术设施1.水下井口基盘水下井口基盘 定距式、组装式、整体式；定距式、组装式、整体式；2.泥线悬挂器泥线悬挂器 将套管重量支撑在
33、泥面，套管封闭将套管重量支撑在泥面，套管封闭 或回接；或回接；3.隔水套管快速接头隔水套管快速接头 快速连接或卸开隔水套管；快速连接或卸开隔水套管；4.遥控接头遥控接头RRC 方便快速连接或卸开套管。方便快速连接或卸开套管。重返井位重返井位1.寻找井口寻找井口 用声纳扫描及水下激光电视用声纳扫描及水下激光电视2.平台定位平台定位 转盘中心与井口对中，误差：水深转盘中心与井口对中，误差：水深 2%以内；以内；3.井口回接井口回接 由大至小依次将套管回接平台。由大至小依次将套管回接平台。第五节第五节 海上移动式钻井平台布置实例海上移动式钻井平台布置实例 同学分成四组，每组由一名主讲人到讲台介绍一种
34、布置实例，本组同学分成四组，每组由一名主讲人到讲台介绍一种布置实例，本组同学进行补充，其他同学和老师可提问。同学进行补充，其他同学和老师可提问。第一组：胜利三号座底式钻井平台第一组：胜利三号座底式钻井平台第二组：南海一号自升式钻井平台第二组：南海一号自升式钻井平台第三组：勘探三号半潜式钻井平台第三组：勘探三号半潜式钻井平台第四组：塘鹅号钻井船第四组：塘鹅号钻井船第四章第四章 海上采油技术海上采油技术第一节第一节 油田开发方式油田开发方式油层的自然能量油层的自然能量 边缘水压力边缘水压力 气顶压力气顶压力 地下原油中溶解气的弹性能地下原油中溶解气的弹性能人工增补能量人工增补能量 油田注水油田注水
35、 油田注气油田注气第二节第二节 采油方法及其设备采油方法及其设备自喷井采油设备：自喷井采油设备：油管、油层套管、封隔器油管、油层套管、封隔器及井口装置。及井口装置。机械采油法及设备：机械采油法及设备：1.有杆抽油：抽油机、抽有杆抽油：抽油机、抽 油杆、抽油泵油杆、抽油泵;2.水力活塞泵采油：水力活塞泵采油：沉降罐、动力泵、油气分沉降罐、动力泵、油气分离器、油管、水力活塞泵、离器、油管、水力活塞泵、锥形座锥形座;3.电动潜油离心泵采油：电动潜油离心泵采油：潜油电机、保护器、多级潜油电机、保护器、多级离心泵、铠装电缆、电缆离心泵、铠装电缆、电缆滚筒、自耦变压器、控制滚筒、自耦变压器、控制台台;4.
36、气举采油：气举采油：气流控制器、气举阀气流控制器、气举阀.第三节第三节 提高油田产量的措施提高油田产量的措施一一.油层的酸化处理油层的酸化处理 将配制的酸液注入到油层，溶解岩石孔隙中的堵塞物，扩大孔隙，达到增将配制的酸液注入到油层，溶解岩石孔隙中的堵塞物，扩大孔隙，达到增产目的。产目的。二二.水力压裂水力压裂基本原理：基本原理：用高压大排量压裂液体经井筒向油层挤注，当注入速度超过油层对用高压大排量压裂液体经井筒向油层挤注，当注入速度超过油层对压裂液的吸收速度时，井底形成高压，致使油层产生裂缝或使原有裂缝扩张和压裂液的吸收速度时，井底形成高压，致使油层产生裂缝或使原有裂缝扩张和延伸，增加渗透面积
37、，提高渗透量。延伸，增加渗透面积，提高渗透量。压裂液分压裂液分油基油基和和水基水基两大类。两大类。支撑剂：支撑剂：石英砂、玻璃球、陶粒、铝球、核桃壳石英砂、玻璃球、陶粒、铝球、核桃壳第四节第四节 修井及修井设备修井及修井设备油井故障原因油井故障原因1.油井本身原因：油井本身原因：砂堵、结蜡、结盐、渗透率降低砂堵、结蜡、结盐、渗透率降低2.油井结构损坏：油井结构损坏：油管断裂、脱扣、套管挤扁断裂、渗透油管断裂、脱扣、套管挤扁断裂、渗透3.采油设备故障：采油设备故障：抽油杆弯曲、断裂脱扣、深井泵头失灵抽油杆弯曲、断裂脱扣、深井泵头失灵修井内容修井内容1.起下钻作业：起下钻作业：更换修理井下设备、抽
38、吸、捞砂、清蜡更换修理井下设备、抽吸、捞砂、清蜡；2.液体井内循环：液体井内循环：冲砂、热洗、循环泥浆、挤水泥冲砂、热洗、循环泥浆、挤水泥；3.旋转作业：旋转作业：钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、重钻、修补套管钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、重钻、修补套管。修井设备修井设备 井架、绞车、起重设备、循环洗井泵、转盘、管系井架、绞车、起重设备、循环洗井泵、转盘、管系第五章第五章 海上采油平台与水下采油设备海上采油平台与水下采油设备第一节第一节 海上采油平台的类型海上采油平台的类型按布置方式分类：按布置方式分类：1.综合式采油平台综合式采油平台 2.群式采油平台群式采油平台 按建造材料分类：按建造材料分类：1.钢质
39、桩基导管架平台钢质桩基导管架平台 2.混凝土重力式平台混凝土重力式平台 按固定方式分类：按固定方式分类：1.牵索塔式平台牵索塔式平台 2.浮力塔式平台浮力塔式平台 3.张力腿式平台张力腿式平台 采油平台的选择原则采油平台的选择原则:采油作业需要采油作业需要工作区域海况工作区域海况水深水深建造成本建造成本综综合合式式采采油油平平台台群式采油平台群式采油平台钢钢质质桩桩基基导导管管架架平平台台混凝土重力式平台混凝土重力式平台牵牵索索塔塔式式平平台台浮浮力力塔塔式式平平台台张张 力力 腿腿 式式 平平 台台第二节第二节 桩基固定平台的总体布置桩基固定平台的总体布置主要内容主要内容：1.确定钻井、采油
40、、油气集输的工艺流程；确定钻井、采油、油气集输的工艺流程；2.钻井、采油、油气集输等工艺设备的选择与布置；钻井、采油、油气集输等工艺设备的选择与布置；3.动力设备的选择与布置；动力设备的选择与布置；4.物资储量确定与布置；物资储量确定与布置；5.靠船、起重设备的选择与布置；靠船、起重设备的选择与布置；6.救生设备及直升飞机平台的确定与布置；救生设备及直升飞机平台的确定与布置；7.供水、供电、供气设备的选择与布置；供水、供电、供气设备的选择与布置；8.防污染处理设施的选择与布置；防污染处理设施的选择与布置；9.安全放火及防腐蚀设施的选择与布置；安全放火及防腐蚀设施的选择与布置；10.通讯、办公、
41、生活设施面积确定布置。通讯、办公、生活设施面积确定布置。考虑考虑：施工条件、起吊能力、整体、分段、组合模块、尽量减少海上施工时间。施工条件、起吊能力、整体、分段、组合模块、尽量减少海上施工时间。典型采油平台组合模块：典型采油平台组合模块：井口模块、工艺设施流程模块、分离器组模块、原油泵送装置模井口模块、工艺设施流程模块、分离器组模块、原油泵送装置模 块、注水装置模块、居住区模块等。块、注水装置模块、居住区模块等。钻井设备的布置：钻井设备的布置：采取井场、井架与动力设备一条线布局，采用密闭式采取井场、井架与动力设备一条线布局，采用密闭式“一筛三除一筛三除”泥浆净化系统。泥浆净化系统。注意：振动和
42、噪音大的设备尽可能远离生活区。注意：振动和噪音大的设备尽可能远离生活区。采油设备的布置：按工艺流程要求确定。采油设备的布置：按工艺流程要求确定。井下作业设备：在平台井口处留出井下作业场地。井下作业设备：在平台井口处留出井下作业场地。课下阅读课下阅读“桩基固定平台布置实例桩基固定平台布置实例”第三节第三节 重力式多用平台的总体布置重力式多用平台的总体布置重力式平台的组成：重力式平台的组成：基础部分、支撑部分、甲板部分。基础部分、支撑部分、甲板部分。优点：优点：省钢材、甲板面积大、对海洋环境适应性强、主要构件在陆地预制、施工省钢材、甲板面积大、对海洋环境适应性强、主要构件在陆地预制、施工 技术不太
43、复杂、海上施工时间短、防火防腐性能好、维修费低、用处多。技术不太复杂、海上施工时间短、防火防腐性能好、维修费低、用处多。用处：用处：可用作钻井、采油、集输和储油、系泊和装油平台。可用作钻井、采油、集输和储油、系泊和装油平台。按材料分为三类：按材料分为三类：1.钢质重力式平台钢质重力式平台 2.钢筋混凝土重力式平台钢筋混凝土重力式平台 3.钢钢混凝土混合式重力平台混凝土混合式重力平台重力式多用平台的总体布置重力式多用平台的总体布置 根据开发方案对钻、采、储、运各环节的工艺要求，确定所需设备，在平台根据开发方案对钻、采、储、运各环节的工艺要求，确定所需设备，在平台各部分合理布置这些设备或设施。各部
44、分合理布置这些设备或设施。上层甲板：上层甲板：井架、绞车、泥浆泵、及净化系统、器材储备、生活设施、直升飞井架、绞车、泥浆泵、及净化系统、器材储备、生活设施、直升飞 机平台、吊机、系泊设备、燃烧器架。机平台、吊机、系泊设备、燃烧器架。下层甲板：下层甲板：采油设备、分离处理设备、计量、注入、动力、污水处理、系泊、采油设备、分离处理设备、计量、注入、动力、污水处理、系泊、装油设备。装油设备。立立 柱：柱：钻井导管、集输、储运控制设备、动力分配、各种泵及罐。钻井导管、集输、储运控制设备、动力分配、各种泵及罐。基基 础：础：压载舱室、储油罐体。压载舱室、储油罐体。区域划分：区域划分：井口危险区、非燃火处
45、理区、机械区、可燃火区。井口危险区、非燃火处理区、机械区、可燃火区。设备按油气可能出现的程度分布到各区，必须考虑防污染设施。设备按油气可能出现的程度分布到各区，必须考虑防污染设施。系泊、装油时油轮距平台系泊、装油时油轮距平台250300 m,一般有两套系缆和装油软管设备。一般有两套系缆和装油软管设备。重力式多用平台重力式多用平台第四节第四节 水下采油工艺及设备水下采油工艺及设备分类：分类：1.湿式水下采油系统湿式水下采油系统 2.干式水下采油系统干式水下采油系统（一）单井水下自喷采油设备组成（一）单井水下自喷采油设备组成1.固定器具：井口盘、降落盘、连接器、导向架；固定器具：井口盘、降落盘、连
46、接器、导向架；2.主阀：下主阀、环形通路阀、出油管线隔离阀；主阀：下主阀、环形通路阀、出油管线隔离阀；3.采油控制设备：遥控阀、液压及电传设备；采油控制设备：遥控阀、液压及电传设备；4.装卸器具：装卸工具、定位器具、隔水管；装卸器具：装卸工具、定位器具、隔水管；5.水下工作及运送设备：工作舱、运送舱。水下工作及运送设备：工作舱、运送舱。（二）单井位多井水下自喷采油站（二）单井位多井水下自喷采油站1.底座：圆形，高底座：圆形，高9 m,面积面积5 m2，质量，质量140 t 左右；左右；2.水下工作舱：高水下工作舱：高18 m,直径约直径约5 m，质量，质量230 t 左右；左右；3.井口连接装
47、置：用油管线将井口装置与工作舱连接起来；井口连接装置：用油管线将井口装置与工作舱连接起来；4.水下工作系统：液压电传、压载水泵、自动管理、报警系统、运送舱等。水下工作系统：液压电传、压载水泵、自动管理、报警系统、运送舱等。（三）多井位水下自喷采油设备（三）多井位水下自喷采油设备 每个井位均有井口装置室、水下集油站、水下维修舱每个井位均有井口装置室、水下集油站、水下维修舱1.井口装置室：直立式井口室，分上、中、下三段，卧式井口室内径井口装置室：直立式井口室，分上、中、下三段，卧式井口室内径3.15 m；2.水下集油站：单井油管合并、外输；水下集油站：单井油管合并、外输；3.水下维修舱：为井口室及
48、集油站供应器材、运送人员；水下维修舱：为井口室及集油站供应器材、运送人员；4.海面作业船：下放和回收维修舱；海面作业船：下放和回收维修舱；5.安装牵引管线的器具：浮标、引管接头。安装牵引管线的器具：浮标、引管接头。（四）新型单井位多井水下自喷采油设备（四）新型单井位多井水下自喷采油设备组成：组成：1.大型管式底座大型管式底座 用来放置所有水下采油设备，重用来放置所有水下采油设备，重400 t；2.井口装置井口装置 采油树、集油用液压连接器；采油树、集油用液压连接器；3.集油站集油站 所有管线汇集到集油站，集输油用；所有管线汇集到集油站，集输油用；4.控制系统控制系统 液压控制；液压控制；5.泵
49、和分离装置泵和分离装置 油气分离，由泵将原油送到水面；油气分离，由泵将原油送到水面；6.隔水管隔水管 水面与海底间的通道，隔水管中有动力电缆、通讯缆、液压管线等通过。水面与海底间的通道，隔水管中有动力电缆、通讯缆、液压管线等通过。7.保养站保养站 无人管理装置，可将载人工作舱带入海底。无人管理装置，可将载人工作舱带入海底。水下采油的工艺要求水下采油的工艺要求1.与钻井系统的工艺特点相配合，在完井时能把海底采油设备安装好；与钻井系统的工艺特点相配合，在完井时能把海底采油设备安装好；2.能对油井的生产进行控制，便于从井内起下相应的工具；能对油井的生产进行控制，便于从井内起下相应的工具；3.便于更换
50、系统内的各种设备；便于更换系统内的各种设备；4.便于测取井下各种数据；便于测取井下各种数据；5.长期工作可靠，使用经济。长期工作可靠，使用经济。第六章第六章 海上油气集输系统海上油气集输系统第一节第一节 海上油气集输系统的组成及类型海上油气集输系统的组成及类型组成：组成：油、气生产设备及其工程设施油、气生产设备及其工程设施工程设施包括：工程设施包括：井口平台、生产平台、储油平台、储油轮、储油罐、单点系泊、井口平台、生产平台、储油平台、储油轮、储油罐、单点系泊、输油码头等。输油码头等。可根据情况分别组成不同类型的油气集输系统。可根据情况分别组成不同类型的油气集输系统。三种类型：三种类型：1.全陆
