第1章 采油工艺简介

1、第二部分第二部分 采油工采油工程程及及设备设备 第一章第一章 采油工程概论采油工程概论 油气畅流入井油气畅流入井 经济有效举升经济有效举升 地面计量和分离地面计量和分离 经济有效地提高油井经济有效地提高油井 产量和原油采收率产量和原油采收率 第一第一节节 完完井井 完井：又叫井底完成，油层与油井连完井：又叫井底完成，油层与油井连 通起来的方法通起来的方法。完井是衔接钻井和采油完井是衔接钻井和采油 工程而又相对独立的工程，工程而又相对独立的工程，钻井钻井的最后一的最后一 道工序。道工序。 过程：从钻开油层开始，到下油层套过程：从钻开油层开始，到下油层套 管注水泥固井、射孔、下生产管柱、管注水泥固

2、井、射孔、下生产管柱、 排液，直至投产排液，直至投产。 完井要求完井要求 最佳的连通条件，油层所受的损害小最佳的连通条件，油层所受的损害小 尽可能大的渗流面积，油气流入井筒阻力最小尽可能大的渗流面积，油气流入井筒阻力最小 有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止 层间的相互干扰层间的相互干扰 能有效地防止油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井能有效地防止油层出砂，防止井壁坍塌，确保油井 长期生产长期生产 便于人工举升和井下作业等条件便于人工举升和井下作业等条件 工艺过程简便、先进、安全可靠，成本低。工艺过程简便、先进、安全可靠，成本低。 5 1 1、井

3、身结构井身结构 保护井口附近的表土地层，保护井口附近的表土地层， 防止被经常流出的洗井液体防止被经常流出的洗井液体 冲垮冲垮 巩固上部比较疏松易塌的不巩固上部比较疏松易塌的不 稳定岩层；安装防喷器等井稳定岩层；安装防喷器等井 口设备，控制钻开高压层时口设备，控制钻开高压层时 可能发生的井喷现象可能发生的井喷现象 封隔某些难以控制的复杂地封隔某些难以控制的复杂地 层，以便能顺利地钻达预定层，以便能顺利地钻达预定 的生产目的层的生产目的层 封隔油、气、水层，保证油井封隔油、气、水层，保证油井 的正常生产的正常生产 技术套管技术套管 表层套管表层套管 导导 管管 生产套管生产套管 6 2、钻开油气层

4、、钻开油气层 钻开油气层是完井的钻开油气层是完井的首要工序首要工序，是钻井工程的，是钻井工程的关键关键 一步，这一工作的好坏直接影响到一口井生产能力，一步，这一工作的好坏直接影响到一口井生产能力， 关系到是否能够正确迅速的取得油层的各项资料。关系到是否能够正确迅速的取得油层的各项资料。 处理不当将引起两种不利情况：处理不当将引起两种不利情况： u若泥浆柱的压力小于油层的压力，且井口又控制不当时，若泥浆柱的压力小于油层的压力，且井口又控制不当时， 地层中的油气流就会流入井筒中，造成井喷等严重事故；地层中的油气流就会流入井筒中，造成井喷等严重事故； u若泥浆柱压力大于地层压力时，则泥浆中的水、粘土

5、颗粒若泥浆柱压力大于地层压力时，则泥浆中的水、粘土颗粒 以及其他有害物质，会侵入油层造成损害，使井筒附近的以及其他有害物质，会侵入油层造成损害，使井筒附近的 渗透率降低影响油井产量有时甚至不出油。渗透率降低影响油井产量有时甚至不出油。 因而钻开油层时应严格选择压井液，以保证安全生因而钻开油层时应严格选择压井液，以保证安全生 产和不损害或尽可能少损害油层为准。产和不损害或尽可能少损害油层为准。 7 3 3、完井方式完井方式 套管或尾管射孔完井套管或尾管射孔完井 割缝衬管完井割缝衬管完井 裸眼完井裸眼完井 裸眼或套管内砾石充填完井裸眼或套管内砾石充填完井 完井方式：油层与井筒的连通方式。完井方式：

6、油层与井筒的连通方式。 8 完完井方式选择的井方式选择的要求要求 保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小 应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小 有效地封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰有效地封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰 有效防止油层出砂和井壁坍塌，确保油井长期生产有效防止油层出砂和井壁坍塌，确保油井长期生产 应具备便于人工举升和井下作业等条件应具备便于人工举升和井下作业等条件 施工工艺简便，成本低施工工艺简便，成本低。 9 （1 1）裸眼完井）裸眼完井 裸眼完井：是指在钻开的生产层位不下入裸眼完井：是指

7、在钻开的生产层位不下入 套管的完井方式套管的完井方式。 u先期裸眼完井：先期裸眼完井： p钻头钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。水钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。水 泥浆上返至设计高度后，再从套管中下入直径较小泥浆上返至设计高度后，再从套管中下入直径较小 的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。 u后期裸眼完井：后期裸眼完井： p不不更换钻头，先钻开油层至设计井深，再将套管下更换钻头，先钻开油层至设计井深，再将套管下 至油层顶部，注水泥固井，固井时，为防止水泥浆至油层顶部，注水泥固井，固井时，为防止水泥浆 损害套管鞋以下的油层，通常在

8、油层段垫砂或者替损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者替 入低失水、高粘度的钻井液，以防止水泥浆下沉。入低失水、高粘度的钻井液，以防止水泥浆下沉。 裸眼完井裸眼完井 先期裸眼完井方式先期裸眼完井方式复合型完井方式复合型完井方式 No Image 后期裸眼完井方式后期裸眼完井方式 11 优点：优点： 油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高， 完善程度高。完善程度高。 缺点：缺点： 不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响； 不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相不能克服生产层范围内不同压

9、力的油、气、水层的相 互干扰；互干扰； 无法进行选择性酸化或压裂等。无法进行选择性酸化或压裂等。 主要主要特点特点 12 （2 2）射孔完井）射孔完井 射孔完井射孔完井是国内外最为广泛和是国内外最为广泛和 最主要使用的一种完井方式最主要使用的一种完井方式， u套管射孔完井套管射孔完井 u尾管尾管射孔完井。射孔完井。 射孔射孔：射孔枪在油层某一层段：射孔枪在油层某一层段 套管、水泥环和地层之间打开套管、水泥环和地层之间打开 一些孔道，使地层中流体能流一些孔道，使地层中流体能流 出。出。 炮弹射孔的孔眼也称为炮弹射孔的孔眼也称为炮眼炮眼， 是是联系油层和井筒唯一通道。联系油层和井筒唯一通道。 13

10、 射孔技术的类型射孔技术的类型 射孔技术按输送方式可以分为两类：射孔技术按输送方式可以分为两类： u电缆输送射孔电缆输送射孔 u油管（钻杆、连续油管）输送射孔。油管（钻杆、连续油管）输送射孔。 按其穿孔作用原理按其穿孔作用原理 u子弹射孔技术子弹射孔技术 u聚能式射孔技术聚能式射孔技术 u水力喷射式射孔技术水力喷射式射孔技术 u机械割缝（钻孔）式射孔技术机械割缝（钻孔）式射孔技术 u复合射孔技术。复合射孔技术。 目前常用的射孔工具是聚能喷流射孔器。目前常用的射孔工具是聚能喷流射孔器。 14 聚能喷流射孔器聚能喷流射孔器 是无弹头式射孔弹，基是无弹头式射孔弹，基 本替代了子弹式本替代了子弹式 特

11、点：制造简单，操作特点：制造简单，操作 可靠，功率大，射入深可靠，功率大，射入深 度大，能适应各种完井度大，能适应各种完井 工作的需要工作的需要。 射孔器工作原理射孔器工作原理 电发火雷管起爆，引燃炸药起爆，产生的高温电发火雷管起爆，引燃炸药起爆，产生的高温 （30005000）融化金属锥斗，在高压（）融化金属锥斗，在高压（30000MPa）下）下 形成高速（形成高速（900012000m/s）细小金属粒子流，穿过套管）细小金属粒子流，穿过套管 和水泥环射入地层。和水泥环射入地层。 聚能聚能 效应效应 聚能射孔弹聚能射孔弹 结构结构 大孔径射大孔径射 孔弹孔弹 1弹壳盖； 2炸药柱内座； 3弹

12、壳底座；4铅药饼； 5起炸药饼；6炸药柱； 7金属锥斗 16 射孔条件射孔条件 射孔条件：射孔条件： u射孔压差射孔压差 u射孔方式射孔方式 u射孔工作液射孔工作液 u射孔参数射孔参数 影响油井影响油井产产能能 射孔射孔压差压差 正正压差射孔压差射孔：井底井底液柱压力高于液柱压力高于地层压力地层压力 u清洁度清洁度一般一般较差：射孔较差：射孔作业中滤液的作业中滤液的侵入侵入 u造成造成井眼及岩石的损害较大：固相物质的井眼及岩石的损害较大：固相物质的堵塞，堵塞，滤液滤液 可能对地层发生的化学反应可能对地层发生的化学反应 负压差射孔负压差射孔：井底井底液柱压力低于液柱压力低于地层压力地层压力 u清

13、洁度好清洁度好 u及时及时清洗射孔清洗射孔孔眼孔眼 18 射孔方式射孔方式 电缆传送（过油管负压差射孔技术）电缆传送（过油管负压差射孔技术） u在射孔之前下好油管，安装好井口装置，连接好在射孔之前下好油管，安装好井口装置，连接好 地面管线，之后通过电缆送入射孔器地面管线，之后通过电缆送入射孔器 u密度低，无法适应现代高密度射孔的需要密度低，无法适应现代高密度射孔的需要 油管传送（油管传送（TCP） u射孔器安装在油管上，随油管送入射孔器安装在油管上，随油管送入 u既有过油管射孔实现负压差的优点，又有深穿透、既有过油管射孔实现负压差的优点，又有深穿透、 高孔密的大直径射孔枪的性能。高孔密的大直径

14、射孔枪的性能。 19 射孔射孔工作工作液液 要求：清洁、无固相，与地层流体相配伍要求：清洁、无固相，与地层流体相配伍 清洁无固相清洁无固相CaCl2盐水盐水 20 射孔射孔参数参数 射孔穿透深度。要求射孔不仅要穿透油层套管外射孔穿透深度。要求射孔不仅要穿透油层套管外 水泥环，而且射人油层的深度要足以穿过近井污水泥环，而且射人油层的深度要足以穿过近井污 染带，才能有效地减少油流入井的产能影响。染带，才能有效地减少油流入井的产能影响。 射孔孔径。射孔孔径大，渗流阻力小，但孔径大射孔孔径。射孔孔径大，渗流阻力小，但孔径大 对保护水泥环和生产套管射孔段强度不利。对保护水泥环和生产套管射孔段强度不利。

15、射孔密度。射孔密度射孔密度。射孔密度(每米射孔数每米射孔数)对油井产能影响对油井产能影响 较大，提高孔密，能有效地提高油井的产能。较大，提高孔密，能有效地提高油井的产能。 射孔相位。射孔相位是指弹架上的射孔弹射孔方射孔相位。射孔相位是指弹架上的射孔弹射孔方 向的个数，有几个方向向的个数，有几个方向就称为有几个相位。就称为有几个相位。 21 。 套管射孔完井的特点套管射孔完井的特点 优点：优点： u可可选择性地射开油层，避免选择性地射开油层，避免 层间干扰层间干扰 u便于分层作业（分层便于分层作业（分层注注采、采、 选择性压裂选择性压裂或或酸化）酸化） 缺点：缺点： u出出油面积小、完善程度油面

16、积小、完善程度较差较差 u对对井深和射孔深度要求井深和射孔深度要求严格严格 u固井固井质量要求质量要求高高 u水泥浆水泥浆可能损害油气层可能损害油气层 22 尾管射孔完井的特点尾管射孔完井的特点 特点特点： u有利于有利于保护油层保护油层， u可以可以减少套管重量减少套管重量 和固井水泥的和固井水泥的用量用量 23 套管套管射孔完井能射孔完井能选择、调整产油层位，适应分层开采工艺选择、调整产油层位，适应分层开采工艺 的的需要，目前国内外需要，目前国内外应用最应用最广泛广泛 国外大约国外大约占占9090以上以上。 我国我国采用的完井方法亦以套管射孔为主，个别灰岩产层油采用的完井方法亦以套管射孔为

17、主，个别灰岩产层油 田用裸眼完井，少数稠油或出砂油田用砾石充填完井田用裸眼完井，少数稠油或出砂油田用砾石充填完井。 24 ( (3 3) ) 割缝衬管完井割缝衬管完井方式方式 流程：流程： u钻头钻头钻至油层顶界后，先下套管注入水泥钻至油层顶界后，先下套管注入水泥固井固井 u再再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深井深 u最后最后在油层部位下入预选割缝的衬管，依靠衬管顶部的在油层部位下入预选割缝的衬管，依靠衬管顶部的 衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管挂在套管上，并密衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管挂在套管上，并密 封衬管和套管之间的环形空间，

18、使油气通过衬管的割缝封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝 流入井筒流入井筒 。 25 割缝衬管完井方式割缝衬管完井方式改进后的割缝衬管完井方式改进后的割缝衬管完井方式 27 油层不会遭受固井水泥浆的损害。可以采用与油油层不会遭受固井水泥浆的损害。可以采用与油 层相配伍钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开层相配伍钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开 油层。油层。 当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或 更换。更换。 它既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍它既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍 塌堵塞井筒，同时在一定程度上起到防砂的作用

19、。塌堵塞井筒，同时在一定程度上起到防砂的作用。 工艺简单，操作方便，成本低。在一些出砂不严工艺简单，操作方便，成本低。在一些出砂不严 重的中、粗砂油层中不乏使用，特别在水平井中重的中、粗砂油层中不乏使用，特别在水平井中 使用较普遍。使用较普遍。 特点特点 28 (4) 砾石充填完井方式砾石充填完井方式 直接充填：直接充填： u先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充 填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛 管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内， 形成砾石充填层，阻挡油

20、层砂流入井筒，达到形成砾石充填层，阻挡油层砂流入井筒，达到 保护井壁、防砂入井的目的。保护井壁、防砂入井的目的。 预制充填：预制充填： u在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具 有内外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂有内外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂 管，将筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。管，将筛管下入井内，对准出砂层位进行防砂。 30 4 4、完井方式、完井方式选择选择 每种完井方式都有其各自的适用条件和局限性每种完井方式都有其各自的适用条件和局限性 选择选择完井方式是完井工程的完井方式是完井工程的核心核心 目的：使目的：使油气井寿命长、

21、经济效益油气井寿命长、经济效益高高 考虑因素：考虑因素： u油气藏类型油气藏类型 u油气油气层层特性特性 u工程工程技术及措施技术及措施要求要求 31 完井方式选择需考虑的因素完井方式选择需考虑的因素 油田地质及油藏工程条件油田地质及油藏工程条件 采油工程技术措施要求采油工程技术措施要求 块块 状状 油油 层层 增增 产产 措措 施施 分分 层层 注注 水水 薄薄 互互 油油 层层 多多 套套 油油 层层 古古 潜潜 山山 油油 藏藏 气气 顶顶 、 底底 水水 油油 层层 层层 间间 渗渗 透透 率率 差差 异异 层层 间间 压压 力力 差差 异异 裂裂 缝缝 性性 地地 层层 高高 陡陡

22、角角 地地 层层 人人 工工 举举 升升 防防 砂砂 调调 整整 井井 腐腐 蚀蚀 流流 体体 定定 向向 井井 水水 平平 井井 32 如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则 应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。 若采用套管射孔完成，则应避免射气顶和底水。若采用套管射孔完成，则应避免射气顶和底水。 如如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边 水驱动作用，避免射开油水过渡带。水驱动作用，避免射开油水过渡带。 34 第二节第二节 试试

23、 油油 试油：利用一套专用的设备和方法，对井下油气试油：利用一套专用的设备和方法，对井下油气 进行直接进行直接测试，以取得目的层位的油气产能、温测试，以取得目的层位的油气产能、温 度、压力及油气水物性资料的工艺过程。度、压力及油气水物性资料的工艺过程。 试油目的：为勘探、开发提供依据试油目的：为勘探、开发提供依据 35 试油的任务及工作内容试油的任务及工作内容 主要任务：主要任务： u了解储层及流体性质了解储层及流体性质，为附近同一地层的其它探井提供，为附近同一地层的其它探井提供 重要的地质资料；重要的地质资料； u查明含油面积、油水或气水边界、驱动类型查明含油面积、油水或气水边界、驱动类型，

24、为初步计，为初步计 算油气工业储量提供必要的资料；算油气工业储量提供必要的资料； u了解储层产油气能力，了解储层产油气能力，验证测井资料解释的可靠程度；验证测井资料解释的可靠程度； u制定油田开发方案。制定油田开发方案。 主要工作内容：主要工作内容： u通井、洗井、射孔、通井、洗井、射孔、诱喷排液、放喷、求产、测压诱喷排液、放喷、求产、测压等。等。 1、通井、通井 通井通井：通过通井规：通过通井规对井径的检查，是对井径的检查，是一种最直接、一种最直接、 简单、方便的井筒检测简单、方便的井筒检测手段手段 目的：了解井筒是否能够顺畅下入各种井下工具目的：了解井筒是否能够顺畅下入各种井下工具 通井规

25、的选择：通井规的选择： u外径的选择外径的选择 ：直径比套管内径小：直径比套管内径小47mm。特殊情况下通。特殊情况下通 井规的直径最大也要比套管直径小井规的直径最大也要比套管直径小3mm，（如内径，（如内径121 套管内下电泵，要求用套管内下电泵，要求用118mm通井规通井。通井规通井。 u长度的选择：一般长度为长度的选择：一般长度为0.81.2m，特殊情况下应大比，特殊情况下应大比 待下井工具大直径段长待下井工具大直径段长50100mm。 u壁厚的选择：过去壁厚的选择：过去10mm以上，而现在基本上是以上，而现在基本上是56mm （实践经验），薄壁通井规容易被挤扁而引起变形，避（实践经验）

26、，薄壁通井规容易被挤扁而引起变形，避 免通井卡钻事，而且在一定程度上能了解井筒套管变形免通井卡钻事，而且在一定程度上能了解井筒套管变形 情况。情况。 2、洗井（替泥浆）、洗井（替泥浆） 固井完成之后，替换和清洗井孔的水泥浆、固井完成之后，替换和清洗井孔的水泥浆、 沉淀物以及井壁泥皮和孔隙内的堵塞物等沉淀物以及井壁泥皮和孔隙内的堵塞物等 的过程的过程 38 射孔是在油气井固井完井后，根据油田开射孔是在油气井固井完井后，根据油田开 发方案的设计要求，重新打开目的层，沟通油发方案的设计要求，重新打开目的层，沟通油 气层与套管内腔的一项工程技术。气层与套管内腔的一项工程技术。 3、 射射 孔孔 39

27、4、 诱喷排液诱喷排液 原因：油气井在完井之后，通常井内充满泥浆原因：油气井在完井之后，通常井内充满泥浆 （或其它液体），并且泥浆柱造成的压力一般超（或其它液体），并且泥浆柱造成的压力一般超 过事先所估算的油藏压力。过事先所估算的油藏压力。 诱喷排液诱喷排液：试油工作的第一道：试油工作的第一道工序，在油井完成工序，在油井完成 后，设法降低井底压力，使井底压力低于油藏压后，设法降低井底压力，使井底压力低于油藏压 力，让油气流入井内力，让油气流入井内 目的：清除井底沙砾和泥浆等污物，降低井底及目的：清除井底沙砾和泥浆等污物，降低井底及 其周围地层对油流的阻力。其周围地层对油流的阻力。 40 诱喷排

28、液的方法诱喷排液的方法 方法：替喷法、抽汲法、气举法方法：替喷法、抽汲法、气举法 选择原则：选择原则： u把井底和井底周围地层的赃物排出，使油层孔把井底和井底周围地层的赃物排出，使油层孔 隙畅通，以利于油气流入井筒；隙畅通，以利于油气流入井筒； u能建立起足够大的井底压差；能建立起足够大的井底压差； u应缓慢而均匀的降低井底压力，不致导致破坏应缓慢而均匀的降低井底压力，不致导致破坏 油层结构。油层结构。 41 替喷法替喷法 用密度较轻的液体将井内密度较大用密度较轻的液体将井内密度较大 的液体替出，从而降低井中液柱压力，的液体替出，从而降低井中液柱压力， 达到使井内液柱压力小于油藏压力的目达到使

29、井内液柱压力小于油藏压力的目 的。的。 42 替喷示意图替喷示意图 1 油管；2套管；3压井液；4油层；5替喷液 替喷法替喷法 43 抽汲法抽汲法 经过替喷诱导仍不能自喷时，这可能是：经过替喷诱导仍不能自喷时，这可能是： u油层压力低，替喷后井内液柱压力仍大于油层油层压力低，替喷后井内液柱压力仍大于油层 压力压力采用人工举升开采采用人工举升开采 u钻井、固井或射孔过程中的泥浆污染造成油层钻井、固井或射孔过程中的泥浆污染造成油层 孔隙堵塞孔隙堵塞采用抽汲方法使其自喷采用抽汲方法使其自喷 抽汲法：利用一种专用工具把井内液体抽到抽汲法：利用一种专用工具把井内液体抽到 地面，以达到降低液面即减少液柱对

30、油层所地面，以达到降低液面即减少液柱对油层所 造成的回压的一种排液措施。造成的回压的一种排液措施。 45 （三）气举法（三）气举法 气举法是利用压缩机向油管或套管内注气举法是利用压缩机向油管或套管内注 入压缩气体，使井中液体从套管或油管入压缩气体，使井中液体从套管或油管 中排出的方法。中排出的方法。 气举法气举法 5、试油、试油 种类：种类： u注注水泥塞试油：通过注入水泥塞，自下而上，水泥塞试油：通过注入水泥塞，自下而上， 逐层试油。下层试油完毕，逐层试油。下层试油完毕，在层间在层间注水泥形成注水泥形成 水泥塞，之后射开上层进行试油。速度慢水泥塞，之后射开上层进行试油。速度慢 u封隔器分层试

31、油：一次性射开多层，然后下入封隔器分层试油：一次性射开多层，然后下入 多级封隔器将各层分开，同时进行多层试油。多级封隔器将各层分开，同时进行多层试油。 速度快、灵活速度快、灵活 u中途测试：钻井过程中遇到油气显示马上进行中途测试：钻井过程中遇到油气显示马上进行 试油。降低成本、提供速度、及时发现油气层。试油。降低成本、提供速度、及时发现油气层。 试油资料试油资料 u产量产量数据数据 u压力压力数据数据 u温度数据温度数据 u原油及水的特性资料原油及水的特性资料 第第三三节节 采油技术采油技术简介简介 研究研究内容内容 u采油方法采油方法 u增产措施增产措施 u提高采收率提高采收率 油气田开发目

32、的油气田开发目的：尽可能多地开采出地下：尽可能多地开采出地下 的油气资源，降低开采成本，的油气资源，降低开采成本，提高采收率提高采收率 u采收率：油田采收率：油田开发完成后，累计的采出量与实开发完成后，累计的采出量与实 际的储油量之际的储油量之比比 钻井：利用机械设备钻出由油气藏到地面钻井：利用机械设备钻出由油气藏到地面 的油气流通道的油气流通道 采油：将井底原油开采到地面采油：将井底原油开采到地面 u使地层中的油气流向井底使地层中的油气流向井底油藏驱动油藏驱动 u使井底的油气提升到地面并外输使井底的油气提升到地面并外输采油方法采油方法 静水压力静水压力：油层与水源相通，：油层与水源相通，边水

33、边水和和底水底水的静水压力的静水压力； 一、油藏驱动力一、油藏驱动力 气顶膨胀力气顶膨胀力：聚集油顶气体：聚集油顶气体膨胀力膨胀力 油层油层弹力弹力：挤压原油：挤压原油 原油中溶解气原油中溶解气: : 气体膨胀力气体膨胀力 上上覆岩压覆岩压；（ ） gH 二、油气开采工艺流程二、油气开采工艺流程 油层 采油工程部分 水井油井 油藏油藏 工程工程 部分部分 人工补人工补 充能量充能量 自喷或自喷或 人工举人工举 升采油升采油 液气液气 集输油集输油 气气 脱水处脱水处 理理 污水污水 原油原油 回注或排放回注或排放 液液 气（天然气）气（天然气） 三、井液流动三、井液流动 油层到井底的流动油层到

34、井底的流动： u地层地层中的渗流中的渗流 井筒中的流动井筒中的流动： u井筒井筒多相管流多相管流 通过通过油嘴的流动油嘴的流动： u嘴嘴流流 井口到分离器井口到分离器： u地面地面水平或倾斜管水平或倾斜管 流动流动 油藏中压力损失油藏中压力损失 穿过地面穿过地面 油嘴的压油嘴的压 力损失力损失 油管总压油管总压 力损失，力损失， 包括包括 和和 3 P 4 P 油藏压力油藏压力 井底流压井底流压 油压油压 回压回压 套压套压 地面出油地面出油 管线的压管线的压 力损失力损失 生产系统的压力损失生产系统的压力损失 相关相关概念概念 油井流入动态：油井产量与井底流动压力油井流入动态：油井产量与井底

35、流动压力 的的关系。它关系。它反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏向井的供油能力， 反映了油藏压力、油层物性、流体物性、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。油工程与油藏工程的衔接点。 油井流入动态曲线（油井流入动态曲线（IPR曲线）曲线）： 表示表示 产量与井底流压关系的曲线产量与井底流压关系的曲线 采油采油(液液)指数（指数（J）：）： 单位生产压差下的单位生产压差下的 油井产油油井产油(液液)量。反映量。反映油层性质、厚度、油层性质、厚度、 流体物性、完井条件及泄油面积等与产量流体物性、完

36、井条件及泄油面积等与产量 之间关系的综合指标。之间关系的综合指标。 )( wfro PPJq 58 机械采油机械采油 自喷采油自喷采油 采油方法分类采油方法分类 人工人工给井筒流体给井筒流体增加增加 能量能量将井底原油举升将井底原油举升 至地面的采油方式。至地面的采油方式。 利用油层利用油层自身能量自身能量将将 原油举升到地面的采原油举升到地面的采 油方式。油方式。 第四节第四节 采油方法采油方法 人工举升（机械采油）人工举升（机械采油） 气举气举 泵法泵法 u有杆泵：有杆泵： p深井泵（游梁式、无游梁式）深井泵（游梁式、无游梁式） p地面驱动螺杆泵地面驱动螺杆泵 u无杆泵无杆泵 p电潜泵（离

37、心泵、螺杆泵）电潜泵（离心泵、螺杆泵） p喷射泵喷射泵 p水力活塞泵水力活塞泵 第五节第五节 增产与维护措施增产与维护措施 注水注水 酸化、酸压酸化、酸压 砂、蜡、水、稠、低砂、蜡、水、稠、低 水力压裂水力压裂 注水注水驱驱油油 小油区注水小油区注水 大油区注水大油区注水 用用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂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缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来起来 目的：减小目的：减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、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。水的流动通道，从而达到增产增注的效果。 水力压裂水力压

38、裂 （1 1）改善了油层的导流改善了油层的导流能力能力：在：在井底附近形成了井底附近形成了 具有一定规模高导流能力的裂缝具有一定规模高导流能力的裂缝，降低，降低井底附近地井底附近地 层中流体的渗流层中流体的渗流阻力阻力 （2 2）改变了改变了流体的渗流状态流体的渗流状态：由径向流变成双线：由径向流变成双线 性流（地层线性流向裂缝，裂缝内流体线性流入井性流（地层线性流向裂缝，裂缝内流体线性流入井 筒），降低了径向节流损失，大大降低了能量消耗筒），降低了径向节流损失，大大降低了能量消耗。 水力压裂增产增注的原理水力压裂增产增注的原理 支撑剂的类型支撑剂的类型 按其力学性质分为两大类：按其力学性质分

39、为两大类： u脆性支撑剂脆性支撑剂 p如石英砂、玻璃球等如石英砂、玻璃球等 p特点：硬度大，变形小，易破碎特点：硬度大，变形小，易破碎 u韧性支撑剂韧性支撑剂 p如核桃壳、铝球等如核桃壳、铝球等 p特点：变形大，承压面积大，不易破碎特点：变形大，承压面积大，不易破碎 目前矿场上常用的支撑剂有两种：目前矿场上常用的支撑剂有两种： u天然砂；天然砂； u人造支撑剂（陶粒）。人造支撑剂（陶粒）。 水力压裂施工现场水力压裂施工现场 水力压裂施工现场水力压裂施工现场 酸化酸化 利用酸液溶解利用酸液溶解岩石中所含盐类物质（岩石中所含盐类物质（岩石岩石 胶结物或地层孔隙胶结物或地层孔隙( (裂缝裂缝) )内

40、堵塞物等内堵塞物等） 扩大扩大近井地带油层的孔隙度，提高地层渗近井地带油层的孔隙度，提高地层渗 透率，改善油、气流动状况，以增加油气透率，改善油、气流动状况，以增加油气 产量的一种增产措施。产量的一种增产措施。 酸化酸化压裂压裂 酸压与酸压与水力压裂水力压裂对对比：比： u相同点相同点：基本原理：基本原理和目的均和目的均相同相同 p均是利用高压液体将地层压出有均是利用高压液体将地层压出有足够长度和导流能力足够长度和导流能力 的裂缝，减少油气水渗流阻力的裂缝，减少油气水渗流阻力。 u不同点：实现其导流性的方式不同点：实现其导流性的方式不同不同 p水力压裂：裂缝内的支撑剂阻止停泵后裂缝闭合；水力压

41、裂：裂缝内的支撑剂阻止停泵后裂缝闭合； p酸压：一般酸压：一般不使用不使用支撑剂，而是依靠酸液对裂缝壁面支撑剂，而是依靠酸液对裂缝壁面 的不的不均匀均匀溶蚀产生一定的导流能力。溶蚀产生一定的导流能力。 第六节第六节 提高采收率技术提高采收率技术 化学驱油法化学驱油法 混相驱油法混相驱油法 热力采油法热力采油法 微生物采油法微生物采油法 100 采出的油气总量 油气采收率 地质储量 通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间 的物化特征，如降低的物化特征，如降低界面张力，界面张力，从而提高原油采从而提高原油采 收率收率。 包括包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和

42、复合驱。：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。 一、化学驱油法一、化学驱油法 二、混相驱油二、混相驱油法法 向向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或 部分部分混相的混相的流体驱替流体驱替原油的开发方法。原油的开发方法。 驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界 面张力，提高驱油效率面张力，提高驱油效率 按照按照使用的混相注入剂，分为使用的混相注入剂，分为： u烃类混相驱烃类混相驱 u非烃类混相驱非烃类混相驱 高压干气驱油高压干气驱油 液化石油气驱液化石油气驱 富气驱油富气驱油 COCO2 2 驱油驱油 N N

43、2 2 驱油驱油 三、热力采油三、热力采油法法 概念：向概念：向油层注入热流体或使油层就地发生燃烧油层注入热流体或使油层就地发生燃烧 形成移动热流形成移动热流，依靠，依靠热能降低原油粘度，以增加热能降低原油粘度，以增加 原油流动能力的采油方法。原油流动能力的采油方法。 主要用于特稠主要用于特稠油油（地层温度下脱气油粘度大于（地层温度下脱气油粘度大于 10000mPa.s10000mPa.s或相对密度大于或相对密度大于0.950.95的原油的原油），但也但也 可以用于开采稀油。可以用于开采稀油。 热力采油工艺可分为两类热力采油工艺可分为两类： u注热流体法注热流体法蒸汽吞吐、蒸汽驱蒸汽吞吐、蒸汽

44、驱 u油层油层就地燃烧就地燃烧法法火烧油层火烧油层 注热流体法注热流体法 把把地面地面产生的水蒸气的注入油层产生的水蒸气的注入油层 两种方法：两种方法： u蒸汽吞吐蒸汽吞吐： p三三个连续过程：注蒸汽、焖井、开井个连续过程：注蒸汽、焖井、开井生产生产 p只能只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留 有大量的死油区。有大量的死油区。 u蒸汽驱：蒸汽驱： p由由注入井连续不断地往油层中注入井连续不断地往油层中注入蒸汽，不断注入蒸汽，不断地加热油层，从地加热油层，从 而大大降低了地层原油的而大大降低了地层原油的粘度粘度 p注入注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周 围，围，并采并采到地面上来到地面上来 从从注蒸汽开始到油井不注蒸汽开始到油井不 能生产为止，即完成一个能生产为止，即完成一个 过程，称为一个周期。过程，称为