石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)總結(jié)
總結(jié)是對某一階段的工作、學(xué)習(xí)或思想中的經(jīng)驗(yàn)或情況進(jìn)行分析研究的書面材料，它能幫我們理順知識結(jié)構(gòu)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，因此我們要做好歸納，寫好總結(jié)。那么總結(jié)應(yīng)該包括什么內(nèi)容呢？下面是小編精心整理的石油工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)總結(jié)，希望能夠幫助到大家。
在本學(xué)期的專業(yè)選修課中，我選修了《石油工程基礎(chǔ)》這門課。通過老師的精心授課和自己的努力學(xué)習(xí)，我作為一名非石油專業(yè)的學(xué)生，對石油工程的相關(guān)知識有了深入的了解，擴(kuò)大了我的知識面。也為我們應(yīng)用化學(xué)的學(xué)生以后就業(yè)，特別是石油方向，提供了很好的基礎(chǔ)。
石油工程主要為開采具有工業(yè)儲量的石油，天然氣資源提供技術(shù)基礎(chǔ)。石油工程學(xué)本身具有廣泛的基礎(chǔ)，充分吸收了工程學(xué)、地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)知識。作為工程學(xué)的一個分支，石油工程的特殊之處在于設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)來源于對生產(chǎn)動態(tài)的觀察結(jié)果和由非常有限的巖樣分析所得的油藏特征。石油工程不同于其他工程學(xué)科，油藏不可能被設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)某一特定任務(wù)的目標(biāo)，不過，對于尚未完全探明的天然油藏，只要認(rèn)為有一定的商業(yè)價值（國內(nèi)常講工業(yè)價值），就可開采其相當(dāng)部分的儲量。經(jīng)過一段時間的開發(fā)，人們積累了產(chǎn)油量和更多有關(guān)油藏的資料后，就可以改進(jìn)開采方式，以采出更多的油，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
油氣開發(fā)的基本目的：盡可能多的開采出地層深處的油、氣資源。提高采收率，降低成本。
采油原理：當(dāng)通過鉆井、完井射開油層時，由于井中的壓力低于油層內(nèi)部的壓力，在井筒與油層之間就形成了一個指向井筒方向的壓力降。在原始條件下，油層巖石與孔隙空間內(nèi)的流體處于壓力平衡狀態(tài)，一旦鉆開油層，這種平衡就被破壞。這時，由于壓力降低引起巖石和流體的彈性膨脹，其相應(yīng)體積的原油就被驅(qū)向井中。如果地層壓力足夠的話，就可將原油舉升到井口以上，形成自噴采油；如果地層壓力不能將原油舉升到井口，那么就需要借助某些人工舉升的辦法采油，或者向油層中注入某種流體提高地層壓力，使油井生產(chǎn)能量有所改善。有的油藏經(jīng)過一個時期自噴采油又轉(zhuǎn)入人工舉升，這主要決定于油藏本身的能量，也就是地層壓力的高低。隨著采出原油的增多，地層壓力逐漸下降，油井就會出現(xiàn)停噴時就要利用人工舉升辦法采油。
采油方法通常是指把流到井底的原油采到地面所用的方法，基本上可分為兩大類：
一類是依靠油藏本身的能量，使原油噴到地面，叫做自噴采油；
另一類是借助外界能量將原油采到地面，叫做人工舉升采油或者叫做機(jī)械采油。一般情況下，天然能量不足的油田，有的沒有自噴能力，有的即使有自噴能力，但自噴期限較短，只有1年左右的時間，最多的也不過3~5年，而一個油田的生產(chǎn)年限要延續(xù)20年至30年以上，因此，油層中的原油大部分是靠人工舉升方式采出來的。人工舉升采油包括：氣舉采油、抽油機(jī)有桿泵采油、潛油電動離心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。
一、油田開發(fā)
就是依據(jù)詳探成果和必要的生產(chǎn)性開發(fā)試驗(yàn)，在綜合研究的基礎(chǔ)上對具有工業(yè)價值的油田，按照國家對原油生產(chǎn)的要求，從油田的實(shí)際情況和生產(chǎn)規(guī)律出發(fā)，制定出合理的開發(fā)方案并對油田進(jìn)行建設(shè)和投產(chǎn)，使油田按預(yù)定的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益長期生產(chǎn)，直至開發(fā)結(jié)束的全過程。
一個油田的正規(guī)開發(fā)一般要經(jīng)過三個階段：
(1)開發(fā)前的準(zhǔn)備階段，包括詳探、開發(fā)試驗(yàn)等；
(2)開發(fā)設(shè)計(jì)和投產(chǎn)，其中包括油藏工程研究和評價、全面部署開發(fā)井、制訂完井方案和注采方案以及方案的實(shí)施；
(3)方案的調(diào)整和完善。
二、鉆井方法
頓鉆鉆井法：頓鉆鉆井法又叫沖擊鉆井法，是我們的祖先發(fā)明的，古書記載：十一世紀(jì)，就已比較完善了，歐洲是在十九世紀(jì)才開始這種方法鉆井。鉆頭用鋼絲懸吊，周期地將鉆頭提到一定的高度后，再釋放以向下沖擊井底，將井底巖石擊碎，使井眼向下加深。在不斷沖擊的同時，向井內(nèi)注水，使巖屑、泥土混合成泥漿水，當(dāng)井內(nèi)巖屑積累一定量時，將鉆頭自井內(nèi)提出，下入撈砂筒撈出井內(nèi)的泥水漿，使新的井底暴露出來，然后繼續(xù)下入鉆頭沖擊鉆井，這樣交替進(jìn)行。
旋轉(zhuǎn)鉆井法：
�、俚孛鎰恿D(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井法：工作原理是通過轉(zhuǎn)盤將柴油機(jī)的垂直旋轉(zhuǎn)，經(jīng)方向軸或鏈條變成水平旋轉(zhuǎn)，再帶動轉(zhuǎn)盤中的方鉆桿轉(zhuǎn)動，將動力傳給井內(nèi)的鉆柱和井底的鉆頭，鉆頭在一定的壓力的作用，旋轉(zhuǎn)來破碎井底的巖石。循環(huán)系統(tǒng)提供高壓的鉆井液，從鉆柱中流經(jīng)鉆頭，沖洗井底，冷卻鉆頭，并把巖屑帶沖離井底帶至地面，使鉆頭能接觸新的井底巖石。
②井底動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井法將轉(zhuǎn)動鉆頭的動力由地面移到井下，直接加在鉆頭之上。鉆井時，鉆柱不旋轉(zhuǎn)，鉆柱的功能只是給鉆頭施加一定的鉆壓，形成洗井通路和承受井下動力鉆具外殼的反扭矩。動力是由電源和地面高壓泥漿泵提供的，通過鉆柱內(nèi)孔傳遞到井下的具有一定功能和壓力的冼井液流體或交流電
三、鉆井液
各類鉆井液中應(yīng)用最廣泛的是粘土與水混合后的懸浮液，所以原來稱為泥漿�，F(xiàn)在在正規(guī)的場合都稱鉆井液。
鉆井液的功用：清潔井底、攜帶鉆屑、懸浮加重劑及巖屑、保護(hù)井壁、潤滑鉆柱，冷卻鉆頭、控制井內(nèi)高壓、將地面功率以水力功率的形式傳到井下、保護(hù)油氣層、減輕鉆柱或套管柱的懸重
鉆井液的類型：
�、偎@井液，水基鉆井液以水為分散介質(zhì)，其基本組分是粘土、水和化學(xué)處理劑，這類鉆井液發(fā)展最早，使用最為廣泛。
�、谟突@井液，油包水乳化鉆井液、油基鉆井液
�、蹥庑豌@井液，空氣鉆井液、泡沫鉆井液。此外，還有MMH鉆井液（正電膠鉆井液）、合成基鉆井液（簡稱SBM）、無滲透鉆井液體系
四、固井和完井
固井：在鉆出的井眼內(nèi)下入套管，并在套管與井眼之間注以水泥漿，使套管與井壁固結(jié)在一起的工藝過程。
固井的目的:
�、俜飧舻叵赂饔�、氣、水層，使互不串通
�、跒榫耐懂a(chǎn)建立生產(chǎn)通道
�、鄯忾]暫時尚不開采的油氣層
�、鼙ＷC井自始自終處于人的控制之下，當(dāng)遇緊急情況需要壓井時，不會壓裂地層增加問題的嚴(yán)重性。對海洋很重要
�、轂榘惭b井口也噴裝置創(chuàng)造條件
�、薹飧魰r鉆井液要求相互矛盾的地層，如上邊層要密度大，下邊層要求小時
�、邔︺@井時遇到的井塌、井漏、高壓層等情況，用調(diào)速鉆井液性能不易解決或不可能留有遺患時，用下套管、油水泥的辦法封隔，清除隱患，保證鉆井的順利進(jìn)行。
油氣井完成:針對目的層的地質(zhì)條件，如有的堅(jiān)硬，有的易坍塌，有的出砂嚴(yán)重，有的有底水等，所采取的不同的油層部位的井眼結(jié)構(gòu)形式不是完井方法
鉆開油氣層：
�、賹Φ蛯右枰猿浞直Ｗo(hù)；
�、趯Ω邏簩樱惨Ｗo(hù)不使生產(chǎn)層受到傷害；
�、蹖μ骄畞碚f，見到油氣層后，要立即電測，減少浸泡
�、懿捎脙�(yōu)質(zhì)的保護(hù)油氣層的鉆井液，減少對產(chǎn)層的傷害。完井方法:是指一口井完鉆后生產(chǎn)層與井眼的連通方式及井底結(jié)構(gòu)形式。
所有完井方法均須滿足：
�、倌苡行У剡B通油氣層與井眼，油氣流入井眼的阻力��；
②有效地封隔油氣水層，防止互相竄擾；
�、蹖Σ煌再|(zhì)的各油氣層，能滿足分層開采和管理的要求；
④克服油氣層井壁坍塌和出砂影響，保證油氣長期穩(wěn)定的生產(chǎn)；
�、菽苓M(jìn)行壓裂、酸化等增產(chǎn)措施，便于參井；
⑥工藝簡便，速度快，成本低。
后期完井法：
�、偕淇淄昃恒@開油氣層后，下油氣層套管至生產(chǎn)層底部固井。然后下入射孔器地油氣層部位射孔，穿透套管和水泥環(huán)進(jìn)入地層，使油氣能流入井內(nèi)
�、谖补苌淇淄昃�，鉆至油氣層頂部，下入油層（技術(shù)）套管，然后再鉆開油氣層，再在油氣層段下入尾管，用射孔的方法與井眼連通，
�、酆笄诼阊弁昃�，用同一尺寸的鉆頭鉆達(dá)油氣層，再把套管下到油氣層的頂部完井。
�、茇炑弁昃ǎ喝缤笃诼阊弁昃ㄒ粯�，用同一尺寸的鉆頭鉆穿油氣層，然后下套管到井底后注水泥固井。油層部位的套管是帶孔眼的襯管，只在襯管上部注水泥固井。即在此處的套管外加一個水泥傘，在管內(nèi)有一個倒置的凡爾，防止水泥流下至油層部位和襯管內(nèi)。完了后用鉆頭把套管內(nèi)的水泥塞鉆掉。
先期完井法：
①先期裸眼完井法：鉆至油氣層頂部后，下油層套管固井，然后更換小尺寸鉆頭鉆開油氣層，完井后油層部直接與井眼連通，
②襯管完井法，同先期裸眼完井法一樣，在鉆達(dá)油氣層之前即下套管固井，然后鉆開油氣層，再下襯管（即帶割縫的套管），使縫眼對油氣層部位。襯管可以直接承于井底上，適用于薄油氣層，襯管情況
�、鄣[石（充填）襯管完井法（GravelPacking）為了防止疏松的油氣層出砂，更好地支撐井壁，在上述的襯管與井壁環(huán)形空間充填礫石
試油：在油井完成后，在降低井內(nèi)液柱壓力的情況下，把油、氣、水從地層中誘到地面上來，并經(jīng)專門測試取得各種資料的工作，叫試油（氣），它是對生產(chǎn)層的油氣產(chǎn)量、水產(chǎn)量、地層壓力及油氣的物理化學(xué)性質(zhì)的測定。
五、自噴采油和氣舉采油
自噴采油法：油、氣同時在井內(nèi)沿油管向上流動，其能量主要消耗于重力和摩擦力。在一定的油層壓力和油氣比的條件下，每口井中的油管尺寸和深度不變時，有一個充分利用能量的最優(yōu)流速范圍，即最優(yōu)日產(chǎn)量范圍。必須選用合理的油管尺寸，調(diào)節(jié)井口節(jié)流器（常稱油嘴）的大小，使自噴井的產(chǎn)量與油層的供油能力相匹配，以保證自噴井在最優(yōu)產(chǎn)量范圍內(nèi)生產(chǎn)。為使井口密封并便于修井和更換損壞的部件，自噴井井口裝有專門的采油裝置，稱采油樹（見彩圖）。自噴井的井身結(jié)構(gòu)見圖。自噴井管理方便，生產(chǎn)能力高,耗費(fèi)小,是一種比較理想的采油方法。很多油田都采取早期注水、注氣保持油藏壓力的措施，延長油井的自噴期。
氣舉采油法：將天然氣從套管環(huán)隙或油管中注入井內(nèi)，降低井中流體的比重，使井內(nèi)流體柱的壓力低于已降低了的油層壓力，從而把流體從油管或套管環(huán)隙中導(dǎo)出井外。有連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e兩類。多數(shù)情況下，采用從套管環(huán)隙注氣、油管出油的方式。氣舉采油要求有比較充足的天然氣源；不能用空氣，以免爆炸。氣舉的啟動壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特制的.氣舉閥以降低啟動壓力，使壓縮機(jī)在較低壓力下工作,提高其效率,結(jié)構(gòu)和工作原理見圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時，氣從A孔進(jìn)入油管,使管內(nèi)液體與氣混合,噴出至地面。管內(nèi)壓力下降到一定程度時,油管內(nèi)外壓差使該閥關(guān)閉。管外液面可繼續(xù)下降。油井較深時，可裝幾個氣舉閥，把液面降至油管鞋，使啟動壓力大為降低。
六、機(jī)械采油
機(jī)械采油：當(dāng)油層的能量不足以維護(hù)自噴時，則必須人為地從地面補(bǔ)充能量，才能把原油舉升出井口。如果補(bǔ)充能量的方式是用機(jī)械能量把油采出地面，就稱為機(jī)械采油。目前，國內(nèi)外機(jī)械采油裝置主要分有桿泵和無桿泵兩大類。有桿泵地面動力設(shè)備帶動抽油機(jī)，并通過抽油桿帶動深井泵。無桿泵不借助抽油桿來傳遞動力的抽油設(shè)備。目前無桿泵的種類很多，如水力活塞泵、電動潛油離心泵、射流泵、振動泵、螺桿泵等。目前應(yīng)用最廣泛的還是游梁式抽油機(jī)深井泵裝置。因?yàn)榇搜b置結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)久耐用、管理方便、適用范圍廣。
七、注水井與油水井措施
注水井：用來向油層注水的井。在油田開發(fā)過程中，通過專門的注水井將水注入油藏，保持或恢復(fù)油層壓力，使油藏有較強(qiáng)的驅(qū)動力，以提高油藏的開采速度和采收率。依據(jù)油藏的構(gòu)造形態(tài)、面積大小、滲透率高低、油、氣、水的分布關(guān)系和所要求達(dá)到的開發(fā)指標(biāo)，選定注水井的分布位置和與生產(chǎn)井的相對關(guān)系（稱注水方式）。注水井井距的確定以大多數(shù)油層都能受到注水作用為原則，使油井充分受到注水效果，達(dá)到所要求的采油速率和油層壓力。注水井的吸水能力主要取決于油層滲透率和注水泵壓，為使油層正常吸水，注水泵壓應(yīng)低于油層破裂壓力
注水井是注入水從地面進(jìn)入油層的通道，井口裝置與自噴井相似，不同點(diǎn)是無清蠟閘門，不裝井口油嘴，可承高壓。井口有注水用采油樹，陸上油田注水采油樹多用CYB-250型，其主要作用是：懸掛井內(nèi)管柱；密封油套環(huán)形空間；控制注水和洗井方式（如正注、反注、合注、正洗、反洗）和進(jìn)行井下作業(yè)。除井口裝置外，注水井內(nèi)還可根據(jù)注水要求(分注、合注、洗井)分別安裝相應(yīng)的注水管柱。注水井可以是生產(chǎn)井轉(zhuǎn)成的或?qū)ｉT為此目的而鉆的井。通常將低產(chǎn)井或特高含水油井，邊緣井轉(zhuǎn)換成注水井。注水井的井下管柱結(jié)構(gòu)、井下工具遵循簡單原則。大多數(shù)情況下（籠統(tǒng)注水），注水井僅需配置一套管柱和一個封隔器，封隔器下到射孔段頂界50m處，對特定防腐要求的注水井，其管材應(yīng)特殊要求，且必要時，油套環(huán)空采用充滿防腐封隔液的方法加以保護(hù)。這種液體可以是油也可以是水，一般用防腐劑或殺菌劑進(jìn)行處理或另加除氧劑等。分層注水的井下管柱可按需設(shè)計(jì)。
水力壓裂技術(shù)：它是利用地面高壓泵組（壓裂車組），將高粘液體以大大超過油層吸收能力的排量注入井中，隨即在井底附近蹩起高壓，此壓力超過井壁附近的地應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度時，在井底附近地層將形成裂縫。繼續(xù)將帶有支撐劑的壓裂液注入縫中，使裂縫向前沿伸，支撐劑沿裂縫分布填充。這樣泵停止后，即可在油層中形成足夠長度和一定寬及高度的填砂裂縫，具有很高的導(dǎo)流能力，大大降低了油氣流入井內(nèi)或注入水進(jìn)入地層的阻力，從而達(dá)到增產(chǎn)、增注目的。另一方面還改變了井底附近的流體滲流狀態(tài)。由于有垂直裂縫的存在，油氣向井底的滲流由原來的徑向流改變?yōu)橄葟挠蛯踊旧鲜菃蜗蛄魅肓芽p，再由裂縫單向流入井筒的線性流，消除了徑向節(jié)流損失，降低了能耗，因而油氣井產(chǎn)量或注水井的注入量會大幅提高。壓裂還消除了井壁附近地層的堵塞情況。
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