第一篇第七章采油工艺基础..doc

第七章 采油工艺基础 钻井是石油开发最主要的手段之一。通过钻井才能证实勘探地区是否含油以及含油多少；通过钻井才能将地下的油气开采出来。钻井技术水平不仅直接影响到勘探的效果和油气的产量，而且关系到油田开发总成本的高低(钻井成本一般占勘探阶段成本的30%～80%，占油气田开发阶段投资的50%～80%)。因此，提高钻井技术水平和钻井效率，降低钻井成本，对油气田开发具有重要意义。一个国家拥有的钻井设备数量、年钻井进尺、钻井口数往往是衡量这个国家石油开发水平的重要标志。海上钻井方法及工艺技术和陆地钻井基本相同，所不同的是在海洋环境中，需隔着巨大水体作业而有其特殊性。 第一节 钻井与完井 一、石油钻井方法 （一）石油钻井的分类 石油钻井按钻井的目的分为勘探井和生产井；按井身轴向角度分为垂直井和定向井，定向井包括斜直井和水平井；按钻井的环境条件分为陆地钻井和海洋钻井，海洋钻井又按钻井装置分固定钻井和浮式钻井等。 1．勘探井和生产井 （1）勘探井 勘探井是以获取地质资料为目的而钻的井，包括地质井、评价井、探边井等。勘探井一般都打垂直井。钻井过程中，由于地层情况不明，又要取岩心，测井取地质资料，与生产井相比，往往钻井时间长、费用高。海上一般用活动式钻井装置打勘探井。 （2）生产井 生产井又叫开发井。它是在油田开发阶段为油气生产而钻的井．包括油(气)井、注水井、观察井等。钻生产井过程中，由于一般不取岩心，且地层情况清楚，所以钻井速度快、费用低。 2．定向井 石油钻井中除垂直井外、按设计方位打的井都称为定向井，包括水平井和斜直井。随着定向钻井技术的发展和完善，80年代以来朝着大斜度井、大水平位移和钻水平井方向发展。1999年春，法国道达尔公司（TOTAL）在阿根廷，创海上钻井水平位移达10585米的世界记录。 （1）水平井 水平井是90°的定向井。由于水平井能增加开发油层的裸露面积，提高油层的产油量和油田的采收率，所以水平井技术从80年代开始发展起来。我国自渤海BZ28—1油田成功地钻出一口水平井后，现已广泛应用到海上油田开发中。 （2）斜直井 斜直井也是定向井的一种，钻这种井采用专用的斜井钻机，通过井架机构来调节钻井角度和方位，从井口至井底保持同一斜角。用这种钻机与常规直井钻机打定向井相比，其优点是容易定向、操作方便、钻进速度快，它代表了新一代钻井没备的发展趋向。我国胜利油田在埕岛油田开发中，首次引进斜井钻机打生产井。 海上油田在开发时只建立为数不多的几个平台。因此，往往要在一座平台上钻一定向井簇，称为从式井。井口间距离(井距)一般为2～3m，井簇中包括一垂直井，多口定向井，控制地下一定出油面积。丛式井可以减少海上平台的建设费用，又便于油井的生产管理，所以广泛用于海上油田开发。美国加里福尼亚圣巴巴拉海峡的Gilda平台，在一座平台上钻井共钻了96口井。我国钻丛式井技术已达国际先进水平，在海上油田开发中，均采用丛式钻井技术。如渤海埕北油田，在6㎞2油田面积上用两座平台钻47口生产井。目前在陆上油田开发中，为了少占耕地，便于油井集中管理，也推广丛式钻井技术。图7-1为定向井示意图。 （二）石油钻井方法及钻井工艺过程 目前石油钻井普遍采用的是旋转钻井法。其主要工艺过程是：钻进、洗井、保护和加固井壁、完井和试油。 1．钻进 钻进是给钻头足够的压力，使钻头牙齿破碎井底岩石。钻头接在钻杆的下端，用动力带动钻杆连同钻头旋转，达到切削、研磨破碎岩石，加深井眼的目的。施加于钻头上的压力(钻压)是靠钻柱的重量产生的。 钻进的快慢用钻速表示：钻速是单价时间里的钻进深度，一般称之为机械钻速，单位为m/h。钻进快慢的另一种表示法称钻时，即单位进尺所需的时间，单位为min/m。 在钻井过程中，随着井眼的加深，钻杆要不断接长，钻头磨损后要更换，钻取的岩心要提取，因此还要进行接单根和起下钻作业。 （1）接单根 钻井时随井眼的加深，钻杆杆要接长。钻杆柱是由每根长9m或12m的单根钻杆接起来的，每往下钻一根钻杆进尺后，就要接入另一根钻杆，这个接长钻杆的操作过程叫接单根。 （2）起下钻作业 钻进过程中，钻头磨损后要及时更换。更换钻头时，需要将井内的钻柱全部提出井口，这种从井内提出钻柱的作业叫起钻；钻头更换后，要用钻柱将钻头送到井底，下放钻柱的作业叫下钻。起钻与下钻总称为起下钻作业。在取心、测井作业或处理井下事故时也需要进行起下钻作业。 2．洗井清除岩屑 钻进时钻头破碎井底岩石产生岩屑，如不及时清除，就会使岩屑重复破碎，导致降低钻井效率。为此必须及时清除岩屑，此作业称为洗井。洗井采用泥浆，泥浆一般是用水、粘土和一定化学药品配成的具有一定物理化学性能的溶胶悬浮液。 钻进和洗井是同时进行的。钻进时，用泥浆泵将泥浆泵入中空的钻柱内，经钻头流入井底，冲洗井底，而后携带岩屑从