石油工程概论2012

石油工程学院庞占喜石油工程概论

(GeneralIntroductionofPetroleumEngineering)2.课程特点多3.学习方法课前预习课上作笔记课下复习4.要求认真听讲、做好笔记等，有问题及时沟通。散难课程特点及基本要求多读文献邮箱:

pxiad9827@163.com电话Q:

1859324351.联系方式主要参考书4、张琪，《采油工程原理与设计》，石油工业出版社，20005、郑俊德，张洪亮，主编。《油气田开发与开采》石油工业出版社，19972、吴晓东，刘亚军，《石油工程概论》(采油部分)，石油大学出版社，20011、王瑞和，李明忠《石油工程概论》，石油工业出版社，20013、杨胜来，魏俊之，《油层物理学》，石油工业出版社，2004参考书第1章绪论第2章油藏流体及岩石物理性质第3章油藏储量和开发机理第4章自喷井与气举采油第5章有杆泵及无杆泵采油技术第6章油水井增产增注技术第7章提高采收率技术课程提纲第一章绪论Introduction

石油：Petroleum，希腊语：petra(岩石)+拉丁语oleum（油）；石油被喻为“黑色金子”、“工业血液”，占世界“能源消费结构的40％”，是一种可燃的有机矿产，88%开采的石油被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。石油具有以下特点：①具燃烧的充分性及高的热值；②比重小，具有流动性；③较易开采；④蕴藏丰富。1、3000多年前，周代《易经》：“上火下泽”、“火在水上”、“泽中有火”；2、1900多年前，《汉书.地理志》：“高奴，有洧水，可蘸”；3、北宋，沈括《梦溪笔谈》：“鄜延境内有石油，旧说高奴出脂水，即此也”4、宋末元初，我国已大规模开采自流井的浅层天然气。5、1840年，自贡磨子井，钻达1200m至深部主力气层，强烈井喷，火光冲天，号称“火井王”。近百年，由于帝国主义扼杀我国的石油工业，向中国倾销石油，是我们靠“洋油”过日子。我国石油工业发展历程一、概论新中国成立后，我国石油工业迅速发展：1、解放后前10年，开展全国石油普查；2、1959年9月，松辽盆地松基3井喷油，发现大庆油田；1963年发现胜利油田；1964年发现大港油田；3、1975年，发现任丘油田，1978年，我国原油产量过亿吨，迈入世界产油大国行列；4、“稳定东部，发展西部、油气并举”－我国石油战略；1989年，发现鄯善、丘陵等一批大中型煤系油气田。解放以来，我国已找到493个油田、145个气田，油气产量持续稳定增长。1998年，世界银行将中国列为世界第三能源生产大国。我国石油工业发展历程一、概论早期中国油气研究人员：翁文波、李德生、张传淦、卞美年、田在艺研究人员少；手段落后；工作重点在西部盆地外缘孙建初骑驴找油一、概论玉门油田在中东地区波斯湾一带有丰富的储藏，而在俄罗斯、美国、加拿大、中国、墨西哥和委内瑞拉、中亚等地也有很大量的储藏。一、概论一、概论二、预备知识研究油气田地质资料，掌握地下油气的分布状况，掌握储层及其流体性质与特点，制定合理的开发方案。油气的分离、储存、输送等

石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并优选举升方法，经济有效地将深埋于地下油气从油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技术的总称。包括油藏、钻井、采油和石油地面工程等。

石油工程是集多种工艺技术和工程措施于一体，多种工艺技术相互配合、相互渗透、相互促进和发展的综合工程。油田开采过程中根据开发目标通过产油井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。确定钻井方法和钻进工艺技术，建立起一条开采油气的通道，保护油气层。1.石油工程的定义勘探发现具有工业油气流的含油气构造制定合理的开发方案进行合理的钻井设计和科学的钻井施工2.石油工程任务制定采油工程方案，确定采油工艺技术开发的动态监测与开发调整采取有效措施，提高原油采收率二、预备知识经济有效地提高油田产量和原油采收率3.石油工程目标

油气采收率（HydrocarbonRecoveryFactor）=采出的油气总量（TotalProducedHydrocarbon）地质储量（ReservesinPlace）×100%二、预备知识油气藏：运移着的油气，由于遮挡物的作用，阻止了它们继续运移，而在储集层富集起来就形成了油气藏。石油工程研究对象：油气藏。二、预备知识石油的生成(PetroleumOrigin)有机成因说无机成因说碳化物说宇宙说岩浆说二、预备知识(1)背斜构造油藏油气藏的类型(ReservoirType)(2)断层遮挡油藏二、预备知识(3)岩性油藏(4)不整合封闭油气藏油气藏的类型(ReservoirType)二、预备知识油气的化学组成油藏岩石物理性质油、气、水高压物性油藏储量油藏开发机理油田开发方案编制注水酸处理水力压裂油藏储量及开发机理提高油田开发效果提高采收率方法油藏流体及岩石物理性质课程主要内容自喷采油气举采油有杆泵采油无杆泵采油各种采油工艺方法三、课程简介复习思考题1.石油工程的定义2.石油工程任务3.油气藏形成必要条件油藏流体及岩石物理性质第二章第一节油藏流体物理性质油藏流体(reservoirfluid)石油(petroleum)天然气(gas)地层水(stratumtouswater)油藏流体的特点(thecharacteristicofreservoirfluid)：储层烃类：C、H高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态转化现象。烃类流体的密度小，比水轻。油藏(reservoir）储集流体的岩石(rock)储集其中的流体(fluid)一、油气的相态相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。相：某一体系或系统中具有相同成分、相同物理、化学性质的均匀物质部分。油藏烃类一般有气、液、固三相。第一节油藏流体物理性质石蜡族低分子饱和烷烃(alkane)（主要）二、油气化学组成1、天然气的组成

CH4非烃气体（少量）H2SH2ON2COCO2C2H6C3H8C4H10>C5惰性气体(inertgas):He、Ar矿藏(mine)汽油蒸气含量(thecontentofgasolinestream)硫含量(thecontentofsulfur)凝析气(condensategas):具有反凝析作用能形成凝析油的气田气油藏气(gasofoilreservoir):又叫油田气,伴生气,溶解或气顶中的气气藏气(gasofgasreservoir):又叫气田气,单独聚集成气藏2、天然气的分类干气（CH4>98%）湿气（富气）（CH4>50%，汽油蒸气）

酸气≥1g/m3净气<1g/m3第一节油藏流体物理性质环烷烃(ring-alkane)芳香烃(aroma-alkane)其它化合物含硫化合物:硫醇、硫醚、噻吩含氮化合物:吡咯、吡啶、高分子杂环化合物:胶质、沥青质3、石油的组成烷烃(alkane):C5～C16含氧化合物:环烷酸、苯酚、脂肪酸第一节油藏流体物理性质第一节油藏流体物理性质1、原油饱和压力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。Standing于1947年，利用美国加利福尼亚22个油田105个饱和压力数据，建立经验公式：其中：－饱和压力，MPa；－溶解气油比，m3/m3；－天然气相对密度；－地面脱气原油相对密度；－地层温度，℃；三、地层原油高压物性

三、地层原油高压物性地层油：高温高压，溶解有大量的天然气(1)定义:在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量，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，地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。第一节油藏流体物理性质2、溶解气油比（Rs）

(2)影响因素①油气性质②压力油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。③温度油藏条件下，T升高，Rs降低第一节油藏流体物理性质3、压缩系数（Co）(1)定义：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第一节油藏流体物理性质三、地层原油高压物性(2)影响因素分析：轻烃组分所占比例↗，Co↗①组成③温度T↗，Co↗②溶解气油比Rs↗,Co↗P↗,Co↘④压力三、地层原油高压物性(1)定义：又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积(即地层油体积Vf)与其在地面脱气后的体积(Vs)之比。一般地，Bo>1。第一节油藏流体物理性质4、体积系数（Bo）(2)影响因素分析2、油藏温度T↑，Bo↑3、油藏压力P↑,Bo↓当P>Pb时，P↑,Bo↑当P<Pb时，当P=Pb时，Bo＝Bomax1、溶解气油比Rs↑,Bo↑体积系数与压力的关系两相体积系数5、粘度（μ）(1)定义：当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力，单位：mPa.s。三、地层原油高压物性第一节油藏流体物理性质(2)影响因素分析：轻烃组分所占比例↗,μo↘①组成③温度T↗，μo↘④压力②溶解气油比Rs↗,μo↘P↗,μo↗当P>Pb时，P↗,μo↘当P<Pb时，当P=Pb时，μo＝μominμo～P、T关系指在油层条件下，粘度大于50mPa.s，相对密度大于0.90的原油。三、地层原油高压物性5、稠油第一节油藏流体物理性质第一节油藏流体物理性质四、天然气高压物性1、压缩因子（Z）一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。理想气体的假设条件：1.气体分子无体积；2.气体分子间无作用力；3.气体分子间是弹性碰撞；第一节油藏流体物理性质压缩因子Z的物理意义：实际气体与理想气体的差别。Z>1实际气体较理想气体难压缩Z=1实际气体成为理想气体Z<1实际气体较理想气体易压缩天然气压缩因子，可根据天然气组成和所处温度、压力条件查相应图版获得。第一节油藏流体物理性质拟对比压力PPr：拟对比温度TPr：天然气在油藏条件下的体积Vg与其在地面标准状态（20℃，1.013×105Pa）下的体积V0之比，单位，m3/m3。四、天然气高压物性2、体积系数（Bg）等温条件下单位体积气体随压力变化率。3、天然气压缩系数（Cg）第一节油藏流体物理性质四、天然气高压物性4、粘度（μ）低压条件下大气压下天然气的粘度曲线①气体的粘度随温度的增加而增加；②气体的粘度随气体分子量的增大而减小；③低压范围内，气体的粘度几乎与压力无关第一节油藏流体物理性质高压条件下①气体的粘度随压力的增加而增加；在高压下，气体密度变大，气体分子间的相互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大。②气体的粘度随温度的增加而减小；③气体的粘度随气体分子量的增加而增加。高压下，气体的粘度具有类似于液体粘度的特点。四、天然气高压物性4、粘度（μ）第一节油藏流体物理性质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。五、地层水高压物性地层水矿化度：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。地层水分类：石油工业通常采用苏林分类法将水分为CaCl2、MgCl2、NaHCO3和Na2SO4四种类型；地层水硬度：地层水硬度是指地层水中所含Ca2+、Mg2+的量。通常以1L地层水中含10mg的CaO或7.2mg的MgO为一度。第一节油藏流体物理性质1、基本参数2、体积系数（BW）

指地层水在地层条件下的体积与其在地面条件下体积之比。地层水的体积系数变化比较小，一般在1.01～1.02之间。第一节油藏流体物理性质3、压缩系数（Cw）

等温条件下单位体积气体随压力变化率。通常在3.7×10-4～5×10-4MPa-1之间变化。4、粘度（μ）

地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力的大小，单位：mPa.s。复习提要一、地层原油高压物性2、体积系数（Bo）3、压缩系数（Co）4、粘度（μ）1、溶解气油比（Rs）二、天然气高压物性1、压缩因子（Z）2、体积系数（Bg）3、天然气压缩系数（Cg）4、粘度（μ）三、地层水高压物性1、体积系数（BW）2、压缩系数（Cw）3、粘度油气藏(reservoir）储集油气的岩石(rock)储集其中的流体(fluid)第二节油藏岩石物理性质岩石沉积岩sedimentaryrock如碎屑岩(clasolite)、碳酸盐岩(carbonatite)等岩浆岩magmaticrock如花岗岩(granite)、玄武岩(basalt)等如大理岩、片麻岩等变质岩metamorphicrock当只存在一种孔隙结构时称为单纯介质。同时存在两种或三种孔隙结构，称为双重介质或三重介质。绝大多数砂岩油、气层被认为是孔隙介质。碳酸盐岩油藏被认为是具有孔隙及裂缝的双重介质；目前三重介质的研究很少。岩石孔隙pore裂缝fracture储集空间渗流通道溶洞cavern为油气提供孔隙度porosity渗透率permeability第二节油藏岩石物理性质一、油藏岩石孔隙度岩石骨架孔隙1、体积组成——岩石骨架体积——孔隙体积其中：总体积二、油藏岩石物理性质

2、孔隙度是指岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。第二节油藏岩石物理性质3、岩石孔隙度的分类储层岩石(砂岩)孔隙度评价矿场资料和文献上不特别标明的孔隙度均指有效孔隙度。4、碳酸盐岩孔隙度碳酸盐岩一般是有原生孔隙（基质孔隙）和次生孔隙（裂缝或溶洞）构成的双重孔隙系统，因此，为研究方便，常将碳酸盐岩的孔隙度用原生孔隙度和次生孔隙度两部分表示：第二节油藏岩石物理性质φf——次生孔隙度(裂缝或孔洞孔隙度),小数。φp——原生孔隙度,小数；φt——总孔隙度,小数；二、油藏岩石流体饱和度油层孔隙里含油（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。(同一油藏)1、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；第二节油藏岩石物理性质二、油藏岩石流体饱和度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。2、束缚水饱和度（Swi)Swi—束缚水饱和度；Vwi—束缚水体积；Vp—孔隙体积；第二节油藏岩石物理性质3、束缚水饱和度影响因素分析：①岩石的孔隙结构②岩石中泥质含量③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。第二节油藏岩石物理性质二、油藏岩石流体饱和度（1）残余油被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石孔隙中的油。残余油体积与储层孔隙体积之比。（2）残余油饱和度4、残余含油饱和度（Sor)

剩余油：一个油藏经过某一采油方法开采后，仍不能采出的地下原油。5、剩余油饱和度剩余油饱和度：剩余油体积与储层孔隙体积之比。二、油藏岩石流体饱和度第二节油藏岩石物理性质二、油藏岩石流体饱和度第二节油藏岩石物理性质6、储层岩石的流体饱和度测量油层物理方法测井方法经验统计公式或经验图版法常规岩心分析方法专项岩心分析方法岩石的渗透性：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。三、油藏岩石渗透率第二节油藏岩石物理性质1、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。2、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。3、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绝对渗透率的比值，以小数或百分数表示。多相流体共存时，各相流体相对渗透率之和总是小于1。三、油藏岩石渗透率第二节油藏岩石物理性质4、相对渗透率曲线(1)定义：相对渗透率与流体饱和度关系曲线(2)典型的相对渗透率曲线油水相对渗透率A区：Sw≤Swi；B区：Swi<Sw<1-Sor；C区：Sw≥1-Sor；第二节油藏岩石物理性质(3)相对渗透率曲线的应用①预测水驱油藏的最终采收率最终采收率＝＝②计算含水率===第二节油藏岩石物理性质1、达西定律(Darcy’slaw)三、油藏岩石渗透率渗透率Q—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；ΔP—两渗流面截间的折算压力差，大气压；μ—液体粘度，mPas；L—两渗流截面间的距离，cm。第二节油藏岩石物理性质适用条件：（1）流体必须为牛顿流体；（2）渗流速度必须在适当范围；1856年、法国水利工程师享利·达西1、达西定律(Darcy’slaw)第二节油藏岩石物理性质高速非达西：当渗流速度增加到一定值后，除粘滞力外，还会产生惯性阻力，此时，流量与压差不是线性关系。低速非达西：在低速渗流时，由于流体和岩石之间存在吸附作用，或在粘度矿物表面形成水化膜，流量与压差不是线性关系。当压力梯度很低时，流体不发生流动，因而存在一个启动压力梯度。临界流速：Re—雷诺数；K—砂层渗透率，m2；ρ—流体密度，g/cm3；v—渗流速度，cm/s；μ—流体粘度，mPas；φ—孔隙度，小数。达西定律一般形式多相流第二节油藏岩石物理性质1、沉积作用对渗透率的影响砂岩的粒度分布范围越广，颗粒分选性越差，胶结物质含量越多，其渗透率就越低。(1)岩石结构和构造特征对渗透率的影响四、油层渗透率影响因素第二节油藏岩石物理性质(2)岩石孔隙结构对渗透率的影响2、成岩作用对岩石渗透率的影响主要表现为压实作用，胶结作用和溶蚀作用等方面3、构造(地应力)作用对渗透率的影响储层岩石在地下应力场的作用下，会形成断裂和微裂缝，裂缝对岩石渗透率的影响是巨大的：第二节油藏岩石物理性质四、油层渗透率影响因素4、流体—岩石系统的相互作用对渗透率的影响流体和岩石接触以后或多或少地发生物理和化学作用，从而使得渗透率下降。五、油藏岩石压缩系数1、油藏岩石压缩系数

第二节油藏岩石物理性质

油藏岩石压缩系数一般在（1～2）×10-4MPa-1。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：岩石孔隙的总内表面积与岩石外表体积之比。是表示岩石骨架分散性的参数。比表面大是多孔介质的重要特性。六、油藏岩石比表面特征第二节油藏岩石物理性质正是因为多孔介质具有：结构复杂和比表面大这两大特性，决定了流体在其中渗流特点：渗流阻力大，渗流速度缓慢。七、结构特征结构复杂是多孔介质的基本特性。组成岩石的颗粒大小、形状、表面粗糙程度以及胶结程度的变化都是导致孔隙结构复杂的原因。润湿性：亲油或亲水敏感性：水敏速敏酸敏碱敏盐敏应力敏感水驱油效率第二节油藏岩石物理性质八、其它性质在储层中油、气、水构成一个统一的水动力系统。这个系统是由含油区、含气区和含水区所组成。一、油气水分布表征参数含油边缘含水边缘边水油水过渡带含油气高度含油面积第三节相关概念1.边水和底水：根据油、气、水的分布状况，把位于含油边缘外部的水称为边水，当油层较厚，地层倾角平缓时，水位于油之下，称为底水。底水油藏边水油藏第三节相关概念一、油气水分布表征参数2.开放式和封闭式油藏：如果油藏外围有天然露头并与天然水源相通，称为“开敞式油藏”，如果外围封闭（断层遮挡或尖灭作用），无水源，则称为“封闭式油藏”。1-封闭边缘2-计算含油边缘3-含气边缘1-供给边界2-计算含油边缘3-含气边缘封闭式油藏开放式油藏第三节相关概念1.原始地层压力pi：油藏在开发以前，整个油藏处于平衡状态，此时油层中流体所承受的压力称为“原始地层压力”。一般在油藏开发初期，第一批探井完井诱喷后，立即关井测压，所测得的各井油层中部深度压力就是各井的原始地层压力。原始地层压力获取的方法：二、各种压力概念第二节油藏岩石物理性质2.目前地层压力p:

油藏开发过程中，不同时期的地层压力称为“目前地层压力”。

使一口油井停止生产，而周围的油井继续生产，则关闭井的压力逐渐升高，经过一段较长的时间后，压力值不再上升，趋于稳定，此时测得的该井的油层中部深度实测压力值即为该井的目前地层压力，习惯上也称作为该井的“静压”。目前地层压力获取的方法：二、各种压力概念第二节油藏岩石物理性质3.供给压力pe:油藏中存在液源供给区时，在供给边缘上的压力称为“供给压力”。边缘供给压力pe二、各种压力概念第二节油藏岩石物理性质4.井底压力pw:油井生产时井底测得的压力称为井底压力，习惯上也称作为该井的流压。pw二、各种压力概念第二节油藏岩石物理性质复习提要一、三种孔隙度的关系：二、流体饱和度三、油藏综合压缩系数三、绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率五、相对渗透率曲线及其应用六、各种压力概念（1）含油（气、水）饱和度（2）束缚水饱和度（Swi)（3）残余含油饱和度油藏储量和开发机理第三章一、地质储量指在地层原始状态下，油气藏中油气的总储量。获得地质储量是油气勘探的最终目标，也是油气田开发的前提。按照控制程度及精确性由低到高：预测储量，控制储量，探明储量，可采储量。第一节油藏储量N=100×A·h·φ·So·ρo/Boi

二、容积法计算石油地质储量：φ—平均有效孔隙度，小数；So—平均原始含油饱和度，小数；ρo—地面原油密度，t/m3；Boi—原始原油体积系数；N—石油地质储量，104t；

A—含油面积，km2；h—平均有效厚度，m；

第一节油藏储量2、控制储量

在某一圈闭预探井发现工业油（气）流后，以建立探明储量为目的，在评价钻探过程中钻了少数评价井后所计算的储量。其相对误差不超过50％。

1、预测储量

在地震详查以及其它方法提供的圈闭内，经过预探井钻探获得油（气）流、油气层或油气显示之后，根据区域地质条件分析和类比，对有利地区按容积法估算的储量。

第一节油藏储量4、可采储量：

在现代开采工艺技术和经济条件下，可以从油（气）藏中采出的油（气）储量。3、探明储量

在油（气）田评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量，在现代技术和经济条件下，可提供开采并能获得社会经济效益的可靠储量。

第一节油藏储量已知某油藏，含油面积A（学号第3第4位数）Km2，平均有效厚度h（学号第9第10位数）m，平均有效孔隙度φ（学号第1第2位数），平均含油饱和度65％，原油体积系数1.2，原油密度0.85g/cm3，请利用容积法计算其地质储量。

例：2007091227

φAh开发方案的调整和完善一个油田的正规开发一般要经历三个阶段：开发前的准备阶段开发设计和投产（开发方案的制订和实施）详探开发试验油层研究和评价全面布置开发井制订和实施完井方案、注采方案工艺技术措施调整井网层系调整开发方式调整第二节油藏开发机理第二节油藏开发机理油藏驱动能量：1、天然能量

边底水的压能流体和岩石的弹性膨胀能气顶气的弹性膨胀能溶解气的弹性膨胀能原油本身的位能2、人工补充能量人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用1、弹性驱动(elasticdrive)主要依靠油藏岩石和流体的弹性膨胀能驱油的驱动。原油被排挤到生产井中油藏投入开发油层压力开始下降液体、岩石体积发生膨胀储油层的孔隙体积缩小第二节油藏开发机理天然能量开采的几种开采方式2、溶解气驱动(solutiongasdrive)主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。油层压力低于饱和压力溶解在原油中的天然气将从原油中分离出来天然气体积发生膨胀原油被排挤流入油井第二节油藏开发机理3、水压驱动(waterdrive)依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力的驱动方式。(1)刚性水压驱动(rigidwaterdrive)能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。第二节油藏开发机理(2)弹性水压驱动(elasticwaterdrive)能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。4、气压驱动(gasdrive)主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。(1)刚性气驱(Rigidgasdrive)注入气量足以保持油藏压力稳定，或气顶体积比含油区体积大得多能够保持油藏压力基本保持不变。第二节油藏开发机理(2)弹性气压驱动(Elasticgasdrive)气顶体积小，不能够保持油藏压力基本不变。5、重力驱动(gravitydrive)

依靠原油自身重力作为主要驱油能量的驱动方式。当一个油藏的油层倾角比较大或油层厚度大时，重力驱动才能发挥作用。第二节油藏开发机理小结：天然能量开采的几种开采方式：

弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动溶解气驱采收率最低。各种驱动方式的驱油能量来源不同最终采收率(ultimaterecovery)也不同水压驱动方式的驱油效率最高，采收率最大。一般情况下油藏的驱动方式并不是一成不变的同一时间内，同一油藏的不同部位可以表现为不同的驱动方式；同一油藏在不同时间可以表现为不同的驱动方式。国内外许多油田都采用人工注水保持压力的开发方式。第二节油藏开发机理第三节砂岩油田注水开发在进行油田开发方案设计时，首先要确定油田开发方式(developmentmodel)，且应当尽可能充分利用油藏本身的天然能量来开发油田。我国现有油田绝大多数不具备充足的天然能量补给条件世界油田开发的历史也表明，若只依靠油田本身的能量开发，采油速度低，采收率小，原油产量不能满足国民经济发展的要求国内油田开发中广泛采用人工注水保持或补充地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。选择合适的注水时机对于充分利用天然能量，提高注水开发效果具有重要意义。一、注水时间(waterfloodingtime)第三节砂岩油田的注水开发超前注水同步注水滞后注水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。二、注水方式(waterfloodingmode)油层性质和构造条件确定注水方式的主要依据：目前国内外油田所采用的注水方式边缘注水切割注水面积注水点状注水第三节砂岩油田注水开发1、边缘注水(marginalflood)

注水井部署在含水区内或油水过渡带上或含油边界以内不远处。注水井分布在含油区上注水井分布在含水区缘外注水分类缘上注水注水井分布在油水过渡带上缘内注水边缘注水示意图第三节砂岩油田注水开发位于油藏构造顶部的生产井往往得不到注入水能量的补充，在顶部易形成低压区，使油藏的驱动方式由水驱方式转变为弹性驱或溶解气驱等消耗开发方式。油藏构造比较完整，油层分布稳定，边部和内部连通性好，油层流动系数较高，边水比较活跃的中小油田。特别是边缘地区吸水能力要好，以保证压力有效传播，使油田内部受到良好的注水效果。适用条件优点缺点油水界面比较完整，能够逐步向油藏内部推进，易于控制，无水采收率和低含水采收率比较高，最终采收率也比较高。边缘注水2、切割注水(Cuttingflood)利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区），每个切割区可以作为一个独立的开发单元。切割注水示意图第三节砂岩油田注水开发不能很好地适应非均质油层；注水井间干扰大；注水井排两边地质条件不同时，容易出现区间不平衡现象。油层大面积分布，并具有一定的延伸长度，在注水井排上可以形成比较完整的切割线；保证在一个切割区内部署的生产井与注水井之间都有较好的连通性；油层具有一定的流动系数，保证在一定的切割区和一定的井排内生产井能见到较好的注水效果。适用条件优点缺点可根据油田的地质特征来选择切割井排的最佳方向及切割距；可优先开发储量最丰富、油井产量高的区块，使油田很快具有一定的生产能力。切割注水3、面积注水(patternflooding)将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个含油面积进行开发。(a)正对式排状注水(b)交错式排状注水线性注水示意图注采井数比为1：1（1）线状注水系统(Lineflooding)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。注水井与生产井即可以正对也可以交错。第三节砂岩油田注水开发（2）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五点法七点法九点法反九点法四点法由于面积注水井网的灵活性较大，因此具有较强的适应性。第三节砂岩油田注水开发一、开发方案编制的基本原则(1)在油田客观条件允许的条件下，满足国民经济对原油的要求；(2)充分利用油田天然能量资源，保证获得原油采收率；(3)油田要长期稳产、高产；(4)经济效益好；第四节油田开发方案的编制根据油田地质、地理等客观条件以及国民经济发展的需要和技术及经济可行性而编制的一整套开发油田的原则、办法和要求。它是对一个要进行开发的油田制订出使油田投入长期和正式生产的一个总体部署和设计，是决定原油从油层流到生产井井底并采出地面的各种条件的综合。开发方案的主要内容油田地质情况储量计算开发原则开发程序开发层系、井网、开采方式和注采系统钻井工程和完井方法采油工艺技术地面集输系统开发指标经济评价方案实施要求第四节油田开发方案的编制开发方案调整的内容工艺措施调整，井网层系调整，开发方式调整。复习提要1、油藏天然驱动能量即驱动方式

边底水的压能→水压驱动流体和岩石的弹性膨胀能→弹性驱动气顶气的弹性膨胀能→气压驱动溶解气的弹性膨胀能→溶解气驱动原油本身的位能→重力驱动2、注水方式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。1、边缘注水；2、切割注水；3、面积注水；4、点状注水3、按照控制程度及精确性由低到高：预测储量，控制储量，探明储量，可采储量。4、开发方案内容及调整内容。自喷与气举采油技术第四章1、采油方法

概述2、采油方法分类人工举升采油自喷采油采油方法分类人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。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。第一节自喷采油

1、自喷采油的定义利用油层本身的能量将油举升到地面的方式。2、自喷采油的特点井筒和地面设备简单。井筒内气液两相流动自喷井的四种流动过程油井流入动态主要内容一、自喷井流动过程：（1）从油层到井底的地下渗流；（2）从井底到井口的垂直管流；（3）经油嘴流出井口的嘴流；（4）通过井口地面出油管线流至集油站分离器的水平管流。第一节自喷采油

1、自喷井生成过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程：生产压差＋井筒损失＋油嘴损失＋地面管线损失油井自喷生产的条件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，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。第一节自喷采油1、油井流入动态曲线（IPR曲线InflowPerformanceRelationshipCurve

）二、自喷井流入动态表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。2、采油(液)指数（J)J的确定改变油井工作制度，当油井稳定生产后，测定一系列流压与产量值绘成一条直线，该直线斜率的负倒数即为采油指数J。单位生产压差下的油井日产油(液)量，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有关的综合指标。第一节自喷采油二、自喷井流入动态1、流动型态（流动结构、流型）：

流动过程中油、气的分布状态。①纯液流

当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。影响流型的因素：

气液体积比、流速、气液界面性质等。第一节自喷采油三、自喷井多相垂直管流滑脱现象：

混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，不影响摩擦阻力；滑脱现象比较严重。井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。②泡流第一节自喷采油当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。特点：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小,摩擦损失变大。③段塞流第一节自喷采油油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。特点：气液两相都是连续相；摩擦损失变大；滑脱损失变小；气体举油作用主要是靠摩擦携带。④环流第一节自喷采油气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。特点：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。⑤雾流第一节自喷采油

油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。实际上，在同一口井内，一般不会出现完整的流型变化。

油气沿井筒喷出时的流型变化示意图Ⅰ—纯油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流；Ⅳ—环流；Ⅴ—雾流小结：第一节自喷采油第二节气举采油原理①必须有足够的气源；②需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备系统复杂；③一次性投资较大；④系统效率较低。利用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。气举定义：优点：井口和井下设备比较简单缺点：高产量的深井；气油(液)比高的油井；定向井和水平井等。适用条件：一、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，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。第二节气举采油原理向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。气举分类（按注气方式分）气举连续气举将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。间歇气举第二节气举采油原理适用条件：供液能力较好、产量较高的油井。适用条件：油层供给能力差，产量低的油井。①当油井停产时，油管和套管内的液面处于同一高度，当启动压缩机向油套环形空间注入高压气体时，环空液面将被挤压下降。(1)启动过程二、气举启动第二节气举采油原理气举井（无凡尔）的启动过程a—停产时②如不考虑液体被挤入地层，环空中的液体将全部进入油管，油管内液面上升。随着压缩机压力的不断提高，最终达到启动压力。气举井（无阀）的启动过程

b—环形液面到达管鞋气举启动压力:当环形空间内的液面达到管鞋(注气点)时的井口注入压力。第二节气举采油原理③当高压气体进入油管后，由于油管内混合液密度降低，液面不断升高。最终，液流喷出地面，井底流压随着高压气体的进一步注入，也将不断降低，最后达到一个协调稳定状态。气举井（无阀）的启动过程

c—气体进入油管第二节气举采油原理一、自喷井生成过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程：（1）从油层到井底的地下渗流；（2）从井底到井口的垂直管流；（3）经油嘴流出井口的嘴流；（4）通过井口地面出油管线流至集油站分离器的水平管流。二、多相垂直管流油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：

纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。复习提要三、IPR曲线，产油（液）指数1、表示产量与井底流压关系的曲线；2、单位生产压差下的油井产油(液)量。复习提要a—停产时；b—环形液面到达管鞋；c—气体进入油管气举启动压力:当环形空间内的液面达到管鞋(注气点)时的井口注入压力。四、气举采油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。连续气举间歇气举有杆泵及无杆泵采油技术第五章第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理一、抽油装置其它附件设备组成抽油机（地面）抽油杆（传动动力）抽油泵（井筒内）抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。1、抽油机第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理1、抽油机第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁-连杆-曲柄机构减速箱动力设备辅助装置游梁式抽油机组成工作时，动力设备将高速旋转运动通过减速箱传递给曲柄，带动曲柄作低速旋转；曲柄通过连杆带动游梁作上下摆动；挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把油抽到地面。工作原理2、抽油泵工作筒(外筒和衬套)柱塞游动凡尔(排出阀)

固定凡尔(吸入阀)主要组成抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理柱塞游动凡尔工作筒固定凡尔泵的类型B-杆式泵A-管式泵1—油管；2—锁紧卡；3—柱塞；4—游动凡尔；5—工作筒；6—固定凡尔第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵（1）管式抽油泵：

－下泵深度较小的高产油井缺点工作筒在地面组装好后接在油管柱下端，随油管一起下入井内，然后投入固定凡尔，最后把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵筒内。特点优点结构简单，制造成本低，在相同油管直径下，允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。检泵时要起出全部油管，费工费时，适用于下泵深度不很大、产量较高的的油井。第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理（2）杆式抽油泵：－下泵深度较大的低产油井缺点把活塞、固定凡尔和工作筒组装成一个整体，接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内特点优点检泵、提泵时不必起出油管，大大缩短了作业时间，同时没有固定凡尔打捞装置，余隙小，适用于含气井。结构复杂，成本高，相同油管直径允许下入的泵径小。第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理（一）泵的抽汲过程泵内进液的条件：

泵内压力(吸入压力)低于沉没压力（油、套管环形空间液柱压力）。1、上冲程二、泵的工作原理第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理A-上冲程

抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动凡尔受管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定凡尔在油、套管环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开，泵筒内吸入液体。2、下冲程抽油杆柱带动柱塞向下运动，固定凡尔在重力作用下关闭。泵内压力因液体压缩而增高，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开。柱塞下部泵筒内的液体通过游动凡尔进入柱塞上部的油管中。泵排出的条件：泵内压力高于柱塞以上的液柱压力。

柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的过程。一分钟内完成的冲程次数叫冲数（冲次）第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理B-下冲程（二)泵的理论排量及泵效在一个冲程内，排出的液体体积：第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即柱塞在泵内让出容积，井内液体进泵和从泵内排出井内液体。柱塞横截面积,m2光杆冲程，m（二)泵的理论排量及泵效每分钟的冲数为N，则每分钟排量：每日排量:第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理冲数（冲次）泵的理论排量泵效：实际产量Q与理论产量Qt的比值在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、砂、蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Qt。泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工作条件越好。第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理（二)泵的理论排量及泵效例：已知某油井的抽油泵的直径0.075m，冲程3m，冲数15次/分钟，每天排液量为90m3，请计算该泵的泵效。第一节游梁式抽油装置及泵的工作原理（二)泵的理论排量及泵效泵效计算公式：η＝Q/QtQ=1440×fp×S×NQ－泵的实际排量，m3；Qt－泵的理论排量，m3；fp－泵的横截面积，m2；S－泵的冲程，m；N－泵的冲数，次/分钟；

3、抽油杆振动对活塞冲程的影响液柱载荷交变作用抽油杆柱变速运动抽油杆柱振动抽油杆柱变形2、惯性载荷对活塞冲程的影响1、静载荷对活塞冲程的影响在上下冲程中由于活塞以上的液柱重量交替地作用于油管和抽油杆上，引起油管和抽油杆周期性地增载和减载，从而引起弹性伸缩。（一）抽油杆和油管弹性伸缩对活塞冲程的影响第二节影响泵效的因素及提高措施一、泵效影响因素：

从泵工作的基本环节（活塞让出体积、原油进泵和泵内排液）可归纳为：表示泵的充满程度，其值为泵内吸入液体与活塞让出体积之比：充满系数：—上冲程活塞让出的容积—每冲程吸入泵内的液体体积（二）气体对泵效的影响

第二节影响泵效的因素及提高措施当泵内吸入气液混合物后，气体占据了柱塞让出的部分空间，或者当泵的排量大于油层供油能力时，液体来不及进入泵内，都会使进入泵内的液量减小。(1)排出部分漏失（游动凡尔、活塞衬套）(2)吸入部分漏失（吸入凡尔）(3)其它部分漏失（油管丝扣、泵的连接部分、泄油器）（三）漏失的影响

第二节影响泵效的因素及提高措施柱塞与衬套的间隙及阀和其它部件间的漏失都会使实际排量减小。一般，在下泵后一定时期内，漏失的影响是不大的，但当液体有腐蚀性或含砂时，将会由于对泵的腐蚀和磨损，使漏失迅速增加。二.提高泵效的措施1、选择合理的工作方式②对于稠油的井，一般选用大泵径、大冲程、小冲次；③对于连喷带抽井则选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。2、确定合理沉没度。3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。4、使用油管锚减少冲程损失5、合理利用气体能量及减少气体影响第二节影响泵效的因素及提高措施①一般是先选用大冲程和较小泵径，这样既可以减小气体影响，又可以降低悬点载荷。降低泵口气液比，减小进泵气量，从而提高泵的充满程度。采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检泵。潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电缆井下机组部分变压器控制屏接线盒地面控制部分泄油阀单流阀电力传输部分电潜泵采油系统示意图第三节无杆泵采油电潜泵电潜泵它是将电动机和泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下采油设备。地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。第三节无杆泵采油电潜泵电潜泵举升方式的主要优点：(1)排量大；(2)操作简单，管理方便；(3)能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油；(4)在防蜡方面有一定的作用。电潜泵举升方式的主要缺点：(1)下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制；(2)比较昂贵，初期投资高；(3)作业费用高和停产时间过长；(4)电机、电缆易出现故障；(5)日常维护要求高。第三节无杆泵采油复习提要一、泵的冲程二、提高泵效措施三、计算已知某油井抽油泵直径0.08m，冲程S=3m，冲数N＝（学号第9第10位数）次/分钟，每天实际排液量20m3，请计算该泵的泵效。

例：2007091227复习提要七章、八章采油工程部分总结人工举升采油（机械采油）自喷采油采油方法分类人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。气举采油深井泵采油有杆泵采油无杆泵采油第六章油水井增产增注技术第一节水力压裂技术一、压裂的定义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。第一节水力压裂技术利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过油层吸收能力的排量泵入井中，随即在井底附近憋起高压，当该压力大于井壁附近的地应力及岩石的抗张强度时，在井底附近地层将产生裂缝，再将带有支撑剂的携砂液挤入裂缝中，支撑剂沿裂缝分布，从而在井底附近形成一条具有一定长度、宽度和高度的高导流能力的填砂裂缝，供油气流入井内或注入水进入地层。二.水力压裂的工艺过程：注入高压前置液起裂扩展注入携砂液（石英砂，陶粒）压裂液返排裂缝部分闭合高导流的人工裂缝第一节水力压裂技术三.水力压裂增产增注的原理:（1）由于压裂在井底附近形成了具有一定规模高导流能力的裂缝，改善了油层的导流能力，从而降低井底附近地层中流体的渗流阻力;（2）改变了流体的渗流状态，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筒），消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。四.造缝条件1、裂缝形成条件：

井底压力大于岩石的抗张强度第一节水力压裂技术2、破裂压力梯度：为了比较和预测各油田（油井）的破裂压力，而引入破裂压力梯度。它是指：地层破裂压力与地层深度的比值。五、压裂液压裂液任务破裂地层、造缝、降温作用。携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。末尾顶替液：替液入缝，提高携砂液效率和防止井筒沉砂。前置液携砂液顶替液中间顶替液：携砂液、防砂卡；第一节水力压裂技术1、定义压裂液是压裂施工过程中所使用全部液体的总称，是造缝和携砂的介质，压裂液性能的好坏是压裂成功的关键。压裂液包括三部分：前置液、携砂液和顶替液。2.压裂液的性能性能要求（1）滤失量少：(造长缝、宽缝条件）（2）悬砂性强：粘度高。（3）摩阻低：消耗动力少，排量大。（4）稳定性：温度，抗剪切。（5）残渣低：清洁压裂液。（6）易返排：破胶（水化）。（7）货源广，价格低。（8）配伍性好。第一节水力压裂技术六、支撑剂填砂裂缝的导流能力：在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用FRCD表示，导流能力也称为导流率。第一节水力压裂技术FRCD＝Wf˙Kf＝（KW）f指用来支撑已压开的裂缝，使裂缝不再重新闭合，并使裂缝具有较高导流能力的固体颗粒。六、支撑剂支撑剂的性能要求：(1)粒径均匀，密度小(2)强度大，破碎率小(3)园度和球度高(4)杂质含量少(5)来源广，价廉第一节水力压裂技术（1）低渗透油气藏：空气渗透率<50md（低渗油藏）（2）中高渗油气藏：增产、压裂防砂七、水力压裂增产适用条件：（3）油田整体压裂（开发措施）2、影响压裂井增产幅度的因素油层特性：裂缝几何参数：指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力第一节水力压裂技术水力压裂施工现场水力压裂施工现场水力压裂施工现场第二节油层酸化工艺技术油层酸化处理是利用酸液能溶解岩石中所含盐类物质（岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等）的特性，扩大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，以增加油气产量的一种增产措施。一、定义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。按照工艺不同分为：酸洗基质酸化压裂酸化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。第二节油层酸化工艺技术二、碳酸盐岩地层盐酸处理技术碳酸盐岩地层主要成分：方解石和白云石1、目的：解除孔隙、裂缝中的堵塞物质，或扩大沟通油气岩层原有的孔隙和裂缝，提高油气层的渗流性。2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑生成物状态：氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中。二氧化碳气体大部分呈游离状态的微小气泡，分散在残酸溶液中，有助于残酸溶液从油气层中排出。第二节油层酸化工艺技术2、原理：第二节油层酸化工艺技术3、酸-岩反应速度：单位时间内酸浓度降低值，或单位时间内岩石单位面积的溶蚀量。酸岩反应是复相反应，其特点是反应只在酸岩界面上进行，三个步骤：（1）酸液中的氢离子传递到碳酸盐岩表面（2）氢离子在岩面和碳酸盐进行反应（3）反应生成物钙离子、镁离子和CO2气泡离开岩面4、酸-岩反应过程：(1)面容比面容比越大，单位体积酸液中的H+传递到岩石表面的数量就越多，反应速度也越快。(2)酸液的流速酸液流动增加，流体的渗流作用加强，酸液穿透深度增加。5、影响酸岩反应速度的因素第二节油层酸化工艺技术盐酸在微小孔道中的流动，一般仅几十秒，最多不超过1～2分钟，酸的活性就基本耗尽，活性酸的穿入深度仅为几十厘米。因此，如何延缓盐酸在地层中的反应速度，是酸化工作中的重要课题；为此，需要研究影响盐酸与碳酸盐岩反应速度的因素。(5)温度温度升高，H+热运动加剧，传质速度加快，酸岩反应速度加快。(6)压力压力增加，反应速度减慢。(7)其它因素

岩石的化学组分物理化学性质酸液粘度等第二节油层酸化工艺技术(3)酸液的类型强酸反应速度快，弱酸反应速度慢。(4)盐酸的质量分数高浓度有利于延长作用距离。6、提高酸化效果的措施：降低面容比提高酸液流速使用稠化盐酸、高浓度盐酸和多组分酸降低井底温度等第二节油层酸化工艺技术面容比越大，反应速度也越快酸液流动增加，流体的渗流作用加强，酸液穿透深度增加强酸反应速度快，弱酸反应速度慢；高浓度有利于延长作用距离温度升高，H+热运动加剧，传质速度加快，酸岩反应速度加快三、酸化压裂技术1、定义：用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂称为酸化压裂（简称酸压）。