石油工程概论第四章-油气井工程.ppt

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,*,*,*,6.2,油气井工程工艺流程,6.2,油气井工程工艺流程,一,口,井,的,基,本,工,艺,过,程,一、钻前准备,二、钻进,三、固井,四、完井,一、钻前准备,（1）修公路。建立通向井场,的运输通道，以保证钻井设备、,器材和原材料的运输、供应。,（2）平井场及打基础。根据,井的深浅、设备的类型及设计,要求，平整井场、进行设备基,础施工，为设备的安装创造可,靠条件。,（3）钻井设备的搬迁和安装。,二、钻进,钻进是进行钻井生产取得进尺的唯一过程，是用足够,的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头牙齿吃入岩石,中并旋转以破碎井底岩石的过程。在井底产生岩屑后，,流经钻柱内孔和钻头喷嘴的洗井液，冲击井底，随时,将井底岩屑清洗、携带到地面，这一过程称之为,洗井,。,在转盘钻井的整个钻进过程中，不管钻头是否破碎岩,石，钻柱是否在旋转，洗井都是始终在进行的，除非,是在接单根、起下钻或其他无法循环的特殊情况下，,洗井液的循环不能停止，否则将会造成井下事故。,二、钻进,在钻进过程中，随着岩石的破碎，井眼,在不断加深，因此钻柱也需要及时接长。,钻柱主要由钻杆组成，每当井眼加深了,一根钻杆的长度时，就向钻柱中接入一,根钻杆，此过程叫做,接单,根,。,二、钻进,由于钻头在井底破碎岩石，钻头会逐渐,磨损，当磨损到一定程度后需要更换钻,头，这样就必须将全部钻柱从井内起出,来，更换新钻头，之后再重新将全部钻,柱下入井中，这一过程称之为,起下钻,。,有时为了处理井下事故、测井斜等特殊,情况，也需要起下钻。,二、钻进,要使井眼能够继续向下加深，保持所形成的井,眼稳定，保证上部强度低的地层不被井内洗井,液压裂，在必要的时候必须采用特定的工艺，,将已钻出的井眼用下套管后再注入水泥浆的方,法加以封固，将已钻穿的地层与井眼分隔开来，,然后再在已封固的井眼内下一较小尺寸的钻头,继续向下钻出新井段。每改变一次钻头尺寸，,开始钻一新的井段的工艺叫,开钻,。,三、固井,表层套管,的功用,封隔上部松软的易塌、易漏地层,；,安装防喷器,等井口装置,，控制钻开高压层时可,能发生的井喷现象；,支撑技术套管和生产套管的重量,。,下深：,几十米到几百米，通常30100m,；,管外水泥返高：,返至地,面,。,生产套管,的功用,三、固井,将,油气层与其它地层,，以及,不同压力的地层分,隔开,；,为油气生产,提供长期稳定的通道,。,下深：,取决于目的层的深度和完井方法,；,管外水泥返高：,返至所封隔的油气层以上100m,。,三、固井,一口井开钻前根据该井,的钻探目的，本地区的地,质条件及钻井工艺技术水,平所确定的,套管层次,、,尺,寸,、,各层套管的下入深度,、,管外水泥返高,及,每层套管,相对应的钻头尺寸,，称之,为该井的,井身结构,。,三、固井,1.下套管,将按强度要求设计好的,套管,及,其附件,组成的套管,柱下入到一钻出的井眼内的工艺过程称为,下套管,。,（1）套管,用优质钢材制成的,一种,无缝钢管,，长,度在,10m,左右；,两端车有,螺纹,，用,套管接箍,联接；,为了满足钻井的需,要，套管具有不同,的,直径,、,壁厚,和,钢,级,。,1.下套管,三、固井,（2）套管柱下部结构,引鞋,：引导套管入井，,防止套管插入井壁或刮削,井壁。,套管鞋,：引导钻具顺利,进入套管，防止钻具的接,头、钻头被套管底部挂住。,（2）套管柱下部结构,1.下套管,三、固井,旋流短节,：使水泥浆旋流上返，,以利于提高顶替效率，保证注水,泥质量。,回压凡尔,：下套管过程中减轻套,管重量；注水泥过程中防止水泥,浆倒流，保证水泥浆上返高度。,承托环,：控制水泥塞高度。,（2）套管柱下部结构,自下而上的顺序是：,1.下套管,三、固井,引鞋,+,套管鞋,+,旋流短,节+,回压,凡尔,+,承托环,+,扶正器,+,套管,+,扶正器,+,（3）下套管,基本工艺过程与下钻相同,三、固井,2.,注水泥,用一套专用设备将设计用量的干水泥和水配制成合适的,水泥浆注入井内，并使其返至套管外设计的位置称为,注水泥,。,（,1）油井水泥,为,硅酸盐水泥,的一种；,油井水泥需要具有：,耐高温,、,高压,能力；,较高的早期强度,；,较短的候凝时间,；,较强,的,耐腐蚀能力,。,三、固井,（3）注水泥设备和工具,2.,注水泥,下灰车,供水车,撬装式水泥设备,注水泥工具包括,：,水泥,头,、,顶胶塞,和,底胶塞。,底胶塞,三、固井,2.,注水泥,（3）注水泥设备和工具,3.,井口安装,三、固井,下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装,井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各,层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用,来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井,水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封,套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还,是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的,套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、,监控井况、注平衡液等作业。,4.,套管试压,三、固井,套管试压是检查固井质量的重要组成部分。安,装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做,套管头密封的耐压力检查和与防喷器联接的密,封试压。套管内压入水泥塞后要做套管柱的压,力检验，钻穿套管鞋鞋23米后（技术套管）要,做地层压裂试验。生产井要做水泥环的质量检,验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情,况。固井质量的全部指标合格后，才能进入到,下一个作业程序。,一口井钻达预定的井深，称为“完钻”。完钻以后的,工作，统称为“完井”。但在实际工作中，从钻开油,气层开始，就已经进入完井阶段。钻进和完井有所交,叉。,通常完井分成探井完井和开发井完井。,四、完井,探井的完井包括,发现有生产价值的油气,、开始下油层,套管、注水泥固井、射孔、,试油气,、直到弃井或临时,性弃井。,开发井的完井包括钻开油气层、下油层套管、注水泥、,射孔、,下生产管柱和装井口,、直到交井。,2.,选择适合,的完井方法,四、完井,图,6-15,直,井完井方法示意图,a-,套管射孔完井；,b-,尾管射孔完井；,c-,先期裸眼完井；,d-,后期裸眼完井；,c-,筛管完井,f-,砾石充填完井,3.完井井口装置,四、完井,完井井口装置是安装在地面（或海床）上的，用以悬挂和,固定井内的各种管柱，和控制、引导井内油气流的设备。,通常包括套管头、油管头和采油（气）树三大部件。,套管头在完井中起着支撑和密封油层套管的作用。,油管头与油层套管连通，起着悬挂、支撑井中油管柱，密,封油管柱和套管的环形空间。油管头还能通过壳体的旁侧,出口和法兰上的侧孔注入液体、缓蚀剂，监控井内情况。,采油树安装在油管头上，是油气井生产的总闸门，用来控,制和调节油气流的生产。,四、完井,图6-16 采,油树示意图,l-套管头法兰；2，4-油管挂；3-油管头部侧法兰闸门；5-采油树生,产总闸门；6-采油树生产闸门；7-采油树通井闸门；8-采油树生产,压力表；9-油层套管监测压力表；10-油管头旁侧闸门,4.油气井的射孔方法,四、完井,固井后，油气层被封闭了，完井前要,用射孔弹把封固的油气层射开，这就,叫射孔。射孔完井是当前完井的重要,方法。该法是用聚能射孔弹将套管、,水泥环和部分油层射穿，使产层的油,气流进入套管内，借助产层自身的压,力（或抽吸）流出地面。,射孔方法有正压射孔和负压射孔两种，,负压射孔又分为过油管射孔和油管传,输射孔。,4.油气井的射孔方法,四、完井,正压射孔是在套管里的液柱压力大于地,层压力下进行射孔。因此，完井液中的,各种固相物质、游离水进入孔道致使孔,道部分堵死，或使水敏性的矿物膨胀，,使油气产量降低。因此，在深井和复杂,井中，正压射孔已被负压射孔取代。,4.油气井的射孔方法,负压射孔是在生产管柱的封隔器坐封后，在生,产管柱内的压力低于油气层的压力下，用电缆,送下射孔弹到预定的油气层深度上射孔。,四、完井,过油管射孔是将聚能弹串联在一起，通过坐封,后油管柱的内管道，用电缆把射孔弹下到预定,深度射孔。过油管射孔因受油管内径的限制，,射孔弹的直径较小，火力较低，射穿套管后进,入油气层的距离较短，在使用上受到一定的限,制。,4.油气井的射孔方法,四、完井,另一种是用油管送射孔弹下井射孔。这种,方法是将事先配好的射孔枪接在油管柱的,下部，下入到井下预定深度，用调整油管,深度的办法使射孔枪的射孔弹对准油气层,的射孔层位，封隔器坐封和装好采油树后，,打开清蜡闸门和总闸门，用投捧或环形空,间如压的办法起爆射孔。油管输送射孔有,许多优点，应用较多。,5.完井试油气,完井作业的最后工序是试油气。可分成探井试,油气和生产井试油气。,四、完井,探井试油气主要是了解地层的真实情况和生产,能力，为勘探的情况和生产能力做出评价。探,井试油气一般采用分层测试，从下到上，试完,一层封闭一层。如果试油气有生产价值，可保,持该油气井，进行临时弃井作业。,5.完井试油气,四、完井,生产井的试油要按开发方案的试油气程序进行。,其主要内容与钻杆测试相仿，但试油气的时间,要长得多，资料的收集更全面详细，资料的解,释也更系统、深入。通过测试和解释，了解油,气井在各种条件下的生产能力，为油田的开发,提供实际依据。,5.完井试油气,四、完井,所谓试油，就是测试油井的生产能力，取全取,准各项资料，为油田开发提供依据。试油是一,项十分重要的工作，油井产量的高低，油、气、,水的物理化学性质，油层压力和温度，都要通,过试油来取得。,有的油井在井下二三百米的井段内，分布着几,套油层，这就需要自下而上分层试油。以便取,得各个层段的产量、压力及其他相关资料。,5.完井试油气,四、完井,一般情况下，对于有自喷能力的油层，通过在井口更换34,个不同直径的油嘴进行测试，测试时油嘴直径的更换应该由,小到大。每一油嘴测试的时间为为23天，直到油井的产量和,井底压力稳定为止。每个油嘴都要测得日产油量、日产气量、,日产水量、含砂量、井底压力。最后还要用一个小直径的油,嘴测试，以便进行深井取样。,待这些工作完了之后，还要将压力计下到油层部位关井，测,压力恢复及地层压力。关井时间一般需要要35天，然后将压,力计取到地面上来，并从压力计中取出压力记录卡片。最后，,将34个不同油嘴取得的各项资料和压力恢复资料，进行整,理分析，从而可以评价油井的产油能力，计算油层渗透率以,及其他油层参数等。,