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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,一、钻井工程二、固井工程三、测井技术四、完井技术五、压裂技术六、下泵技术七、井深结构,钻井工程,钻井工程,钻井是勘探和开发油气的主要手段。,钻井的种类：,探井：在油气范围内，为了确定油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价，取得油气开发所需的地址资料而钻的井称为探井。各勘探阶段所钻的井又可分为预探井，初探井、详探井等。,参数井：在含油气盆地内，为了了解区域构造，提供岩石物性参数所钻的井称为参数井。参数井主要用于综合详查阶段。,生产井：为了开采石油和天然气而钻的井称为生产井。,其他还有：注水(气)井、基准井、剖面井、观察井、资料井、构造井等。,钻井工程,钻井过程主要包括：利用钻头、钻具等工具，按照钻进技术高效率地破碎岩石，取心、固井与完井，预防与处理钻井事故等。一口井的钻井过程从确定井位到最后试抽、投产，要完成许多作业，现分述如下。,钻前准备,：,在确定井位、完成钻井技术与地质设计后，钻前工程是钻井施工中的第一道工序，它主要包括：,（1）修公路：修建通往井场的运输公路，以便运送钻井设备及器材等。,（2）井场与设备基础准备：根据井的深浅、设备的类型及设计要求来平整井场，进行设备基础施工。,（3）钻井设备搬运与安装：包括设备搬运、就位、找正、调整、固定，钻井循环管线和油、气、水、保温管线的安装，设备试运转，安装验收及安全检查等。,旋转钻井法,(1)工艺过程,钻头,吃入地层,破碎岩石,清洗井底,循环洗井液,转盘旋转,钻柱加压,设计井深,图62 转盘旋转钻井法,(2)特点,目前这种方法在世界各国被广泛使用。,钻杆完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务；,钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；,在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；,提高了钻井速度和效益。,钻井工程,钻进：,钻进是指以一定压力作用在钻头上，并使钻头旋转使之破碎井底底层岩石，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环钻井液被携带到地面上来。,在钻井过程中，井眼不断加深，为了使井壁稳定不发生复杂情况，就需要下入套管并注入水泥予以封固，然后用较小的钻头继续钻出新的井段。每改变一次钻头，开始钻新的井段工艺都叫做开钻。根据井深和底层情况不同，开钻次数也不同。,金刚石钻头,钻井工程,第一次开钻（一开）：从地面钻出较大的井眼，到一定设计深度后下表层套管。,第二次开钻（二开）：从表层套管内用较小尺寸的钻头继续钻进，若底层不复杂，则可直接钻到目的层后下生产套管。如果遇到复杂地层时则要继续钻进，下技术套管。,牙轮钻头,固井工程,固井工程,固井,：,即是在已钻成的井眼内下入套管，而后在套管与井眼间的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的工艺过程。、,固井工程包括下套管和注水泥两个生产过程：,1.下套管就是在已经钻成的井眼中按规定深度下入一定直径由某种或几种不同钢级与壁厚的套管组成套管柱。,2.注水泥就是在地面上将水泥浆通过套管柱注入到井眼与套管柱之间形成环形空间中的过程。,只有通过下套管、固井，才能防止井眼的坍塌，形成永久的油气通道，并防止地下各层流体的互窜，达到开采油气的目的。,固井工程,下套管工艺：,下套管前通井，清除在渗透井段可能形成的过厚泥饼，通井循环结束后起钻开始至下套管到达设计井深这段时间，保证井下钻井液的稳定，如遇井漏先堵漏，遇井涌先加重压井，井眼稳定后再下套管。,管柱上提和下放要平稳。避免造成井内压力激动。,下完套管要及时开泵循环。循环排量由小到大，直至达到固井设计要求的循环排量。,固井工程,套管的层次与作用,：,表层套管：用以封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装井口，控制井喷，支撑中层套管和层套管。,技术套管：用以封隔用钻井液难以控制的复杂底层，保证顺利钻井。,产层套管：用以将产层与其它地层以及不同压力的产层分隔开，形成煤层气流通道，保证长期生产，满足开采和储层压裂的要求。,固井工程,注水泥技术,注水泥的设备主要包括：水泥车、水泥混合器、水泥分配器、水泥头、胶塞、水泥供应设备等。,注水泥前，要向井内注入各种专门的液体，称为前置液体系。其作用是将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。,注水泥就是将水泥浆从套管内注入并从环空上反出。,测井技术,固井结束，候凝36小时以后，由测井队测升幅检查固井质量。,测井显示固井质量合格后卸联顶节（联顶节是连接套管柱到转盘面上部的短套管，在下套管时接在最后一根套管上，其作用是调节套管柱顶界位置，使套管柱下到预定深度，联顶节上端与水泥头相连接）。卸联顶节前必须将井口防喷器卸开吊起，以便观察卸联顶节时下部套管是否卸扣，并且要有防止卸松下不套管的措施。,套管试压必须用试压泵或水泥车，试压介质为原钻井液或清水。,完井技术,射孔完井,射孔完井法是指钻开油气层后，将油层套管下至油气层底部，注水泥封固油气层后再用射孔弹将套管、水泥环、部分油气层射穿，打开油气流入井内通道的完井方法。,套管射孔完井：是过内外使用最广泛和最主要的一种完井方法，指钻完全部井深，然后下生产套管至煤层底部，固井并将煤层用水泥封住后,最后对准煤层部位用射孔器将套管和水泥环射穿，使煤层与井桶连通。,生产套管,完井技术,套管射孔完井技术的优点：对地层条件没有限制，适用范围广。层问封隔好，便于分层进行后期作业。有利于水力压裂和采气作业。井筒稳定，寿命长，便于修井，为长期生产创造了条件。,套管射孔完井技术也有其局限性，例如对煤层伤害环节多、完井作业对煤层伤害大等。,其他完井技术：裸眼完井、防砂完井法、特殊完井,压裂技术,压裂技术,水力压裂：是油气井增产的一项重要措施，它是利用地面高压泵组，将高粘度液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石扩张强度时，在井底附近地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定尺寸和疏导能力的填砂裂缝，使井达到增产的工艺措施。如果水力裂缝能连通油气层深处的产层和天然裂缝，则增产的效果会更明显。另外，水力压裂对井底附近受损害的油气层有接触堵塞的作用。,下井原材料：压裂液和支撑剂,压裂液的作用：一是造缝，二是携砂；,支撑剂的作用：支撑裂缝，增加裂缝的导流能力。,压裂技术,压裂液的种类,：,水基压裂液：,以水为分散介质，添加各种处理试剂，形成具有压裂工艺所需的较强综合性能的工作液。其优点是：,1.使用安全；,2.成本低；,3.与泡沫相比，磨阻低;,4.净水柱压力高，节省地面水马力要求;,5.流体性质便于控制。,压裂技术,泡沫压裂液,泡沫压裂液用于低压低渗油气层改造的新型压裂液，其最大的特点是易于反排、滤失少以及磨阻低等。基液多用淡水，盐水；气相为二氧化碳、氮气、天然气。,泡沫压裂也具有不利因素：,1.压裂过程需要较高的注入压力，因而对深度大于2000米以上的油气层，实施泡沫压裂是困难的。,2.使用泡沫压裂液的砂比例不能过高，在需要注入高砂比情况下，可先用泡沫压裂液将低砂比的支撑剂带入，然后再泵入可携带高砂比支持剂的常规压裂液。,其他应用的压裂液还有聚合物乳状液、酸基压裂液和醇基压裂液等。,压裂技术,支撑剂,支撑剂的特点：,1.粒径均匀；,2.强度大，破碎率小；,3.圆度和球度高；,4.密度小；,5.杂质少。,支撑剂的类型：,天然砂（也叫石英砂），特点：强度低,使用条件：中浅层，深度小于2000米。,压裂技术,优点：,1.适用于低闭合压力的各类储层；,2.圆球度较好的石英砂破碎后仍可保持一定的导流能力；,3.相对密度低，便于施工泵送；,4.价格便宜。,其他支撑剂还有：人造支撑剂、树脂包层支撑剂。,下泵技术,抽油泵的结构和工作原理,：,抽油泵的使用要求,：,抽油泵是有杆泵抽油设备的井下部分，是有杆泵抽油装置的最重要的部分。下入深度从几百米到几千米，所抽汲的液体中常含有砂、蜡、水、气及有腐蚀性的物质，其工作环境恶劣，所以要求抽油泵结构简单，便于起下，制造泵的材料耐磨，抗腐蚀性能好，使用寿命长，加工安装质量高，降低使用故障率。,抽油泵的基本组成,：,抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排出阀四大部分组成。,下泵技术,泵的工作原理,1.上冲程,：抽油杆柱带着活塞向上运动，活塞上的游动阀受阀球自重和管内压力作用而关闭。泵内由于容积增大而压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开。井中原油进泵，同时在井口排出液体,。,下泵技术,2.下冲程：,抽油杆柱带着活塞向下运动，固定阀关闭，活塞挤压泵中液体使泵内压力升高到高于活塞上方压力时，游动阀被顶开，泵中液体排到活塞上方的油管中去。,下泵技术,下排采管柱（即下泵）,油管是垂直悬挂在井里的钢制空心管柱，每根长8-10m，由丝扣连接。油管的作用有三点：,(1)将煤层产出的水从井底输送到井口。由于油管的横截面积比油、套管环形空间的横截面积小得多，在相同的产气量下，油管中的水流速度比油、套环空中的水流速度高，携带井内积液和煤粉的能力强，能保持井底在较清洁的状态下采气。,(2)压井、洗井等井下作业都要通过油管进行。,(3)油管在采气过程中被腐蚀、磨损，影响正常工作时可以更换。或者为了增加携带积液的能力，也可以把大直径油管换成小直径油管。,下泵技术,油管一般下到煤层中部，但对裸眼完井，只能下到套管鞋，以防油管在裸眼中被煤层垮塌物卡住。,油管挂（又称锥管挂）是金属制成的带有外密封圈的空心锥体，座在大四通内，并将油、套管的环形空间密封起来。,筛管由油管钻孔制成，每根长3-10m，钻孔孔径10 12mm，钻孔孔眼的总面积要求大于油管的横截面积，以增加气流通道，弥补油管鞋人放口处过小对产量的影响。,油管鞋接在油管最下部，是一个内径小于井底压力计直径的短节，防止测压时压力计或其它入井工具掉落井内。,井深结构,确定井身结构的原则和依据,(1)能有效地保护煤层，降低钻井液对不同压力梯度煤层的伤害；,(2)能有效地避免钻井液过分漏失、高压井喷、井壁坍塌和卡钻等复杂情况的发生，为安全钻进创造条件；,(3)下套管过程中，不会因井内钻井液液柱压力和地层压力之差产生压差卡钻。,完井方式的选择，必须考虑煤层气的储层特性和地质条件变化。,井深结构,煤层气井的完井目的有以下几点：,(1)使井筒与煤层的天然裂隙和裂隙系统有效的连通，这种连通常用裸眼完井、套管射孔或割缝来实现，且往往要进行强化处理。,(2)有效地封堵出水地层和不同压力体系的煤层，有利于增产措施和采气作业。,(3)降低钻井污染，提高产气量。钻井作业产生的钻井污染可导致近井地带气、水流动受到限制，为连通钻井与原始储层，必须消除这种流动限制，通过消除或绕过污染可以克服钻井污染问题。,(4)防止井壁坍塌和煤层出砂，保障煤层气井的采气作业和长期生产。,(5)降低成本。为确保煤层气井的经济开发，完井作业简便易行，施工时间短、成本低、经济效益高。,井深结构,
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