修井基础知识培训

修井基础知识培训一、石油地质基础二、油气井概述三、完井生产管柱四、修井作业主要设备五、修井作业主要工具六、常用井下工具及设备七、修井工艺八、井控知识九、常用单位及换算十、井下事故处理第一部分石油地质基础一、石油的化学组成及主要物理性质：石油是由碳氢化合物混合而成的，具有特殊气味，有色的可燃性油质液体。石油按其形成过程可分为天然石油和人造石油。天然石油是由油气田开采出来的，人造石油是从煤或油页岩等干馏出来的。石油又称原油，从原油中可提炼出汽油、柴油、煤油、润滑油及其他一系列石油产品。1、石油的化学组成：主要由碳氢及少量氮、硫、氧等元素组成碳元素：80%~88%氢元素：10%~14%其他微量元素已知33种。2、石油的化合物组成：石油是一种成分十分复杂的天然有机化合物的混合物。碳氢化合物（烃）占80%按其结构分：烷烃、环烷烃、芳香烃含氧化合物含氮化合物含硫化合物3、石油的主要组成成分：1、油质：碳氢化合物2、胶质：碳氢化合物及氧硫氮化合物3、沥青质：成分同胶质4、碳质：非碳氧化合物4、地面石油的主要物理性质：1、颜色：白、淡黄、褐色、深红、棕色、黑绿、黑色、胶质沥青质含量高，颜色深。2、相对密度：在标准条件下（20℃/0.1MPA）。原油密度与4℃条件下纯水密度直比值介于0.75~1.0之间3、黏度：石油流动时，分子之间因内摩擦而引起的粘滞阻力叫石油的黏度（μ），胶质沥青质含量高黏度大，单位：mpa.s4、5、溶解性：6、凝固点：含蜡量高，凝固点高。7、导电性8、荧光性5、原油分类标准：分类名称俗称黏度（CP）相对密度轻原油低粘油＜20＜0.9中质原油中等粘油20~500.9~0.934重质原油稠油＞500.934~1特重质原油特稠油＜10000＞1沥青天然沥青＞10000＞1二、天然气的化学组成及主要物理性质天然气是以气态碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的无色的易燃性混合气体，分气田气和油田气。1、化学组成：主要成分：烃类气体（甲烷含量8%以上）、少量氮、二氧化碳、硫化氢以及微量惰性气体。2、主要物理性质：1）颜色和气味：无色、有汽油味、硫化氢味、易燃易爆2）相对密度：在标准状况下（20度、0.1兆帕）天然气密度与空气密度之比值0.6~1之间。3）黏度：天然气流动时内部分子之间所产生的内摩擦力。在标准状态下天然气黏度一般不超过0.01MPA。S。4）溶解性：溶解度：在一定压力下单位体积的石油所溶解的天然气量，称为该气体在原油中的溶解度。5）发热量：完全燃烧1立方米天然气所释放的热量。单位：焦/立方米。一般为：3.35*107焦/立方米.3、天然气的分类：根据每立方米天然气中含汽油蒸汽的多少，把天然气分为富气、丰富气、贫气、干气四种。1）富气：汽油蒸汽含量200克/立方米2）丰富气：汽油蒸汽含量101~200克/立方米3）贫气：汽油蒸汽含量11~100克/立方米4）干气：汽油蒸汽含量低于10克/立方米湿气：甲烷含量小于95%，重烃含量较多的天然气。干气：甲烷含量大于95%，重烃含量很少的天然气。三、石油天然气的生成、运移和分布规律一、石油地质基础：1、地壳：地壳：地表~35公里地幔：35公里~2900公里地核：2900公里~地心地壳又叫岩石圈2、岩石：按其成因可分为：1）岩浆岩：（火成岩）高温高压岩浆从地球深处侵入地壳或喷出地表冷凝后形成特点：无层次、块状、致密而坚硬；花岗岩、玄武岩。2）变质岩：沉积岩或岩浆岩在地壳内部的物理化学因素影响下经过变质作用，改变了原来的成分和结构而形成的新岩石。与岩浆岩的区别：具有变晶结构，片状、片麻状、板状构造。变质方式：石灰岩------大理岩花岗岩------片麻岩3）沉积岩：在地壳表层条件下，主要是母岩的风化产物，经过搬运、沉积及成岩作用而形成的一类岩石。包括：泥岩、页岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。（1）泥岩、页岩：黏土类沉积物经成岩作用而形成泥岩，呈薄片状的泥岩称为页岩。（2）砂岩：沙粒（0。01~2。00毫米）经胶结物胶结而成，按颗粒直径分：巨砂岩（2~1毫米）、粗砂岩（1~0.5毫米）、中砂岩（0.5~0.25毫米）、细砂岩(0.25~0.1毫米)粉砂岩(0.1~0.01毫米)按砂粒的物质成分划分:石英砂岩:(石英含量大于50%)长石砂岩(长石含量大于25%)岩屑砂岩(岩屑含量大于25%)胶结物有:硅质、钙质、铁质、泥质胶结类型：孔隙胶结、基底胶结、接触胶结（3）砾岩：岩石颗粒直径大于2毫米的叫砾石，由砾石和胶结物胶结而成的岩石叫砾岩。（4）石灰岩：主要成分是碳酸钙。另一种划分方式：（1）碎屑岩：由碎屑颗粒和胶结物组成的岩石，颗粒主要是石英、长石、砾岩（粒径大于1毫米）、砂岩（粒径1~0.1毫米）粉砂岩（0.1~0.01毫米）碎屑岩是主要的储油气层之一。（2）黏土岩：由颗粒直径小于0.01毫米的黏土矿物组成的岩石，是良好的生油层和盖层。（2）碳酸岩：碳酸岩主要由方解石（CaCO3）和白云石(MgCa(CO3)2，组成。方解石组成的岩石叫石灰岩，白云石组成的岩石叫白云岩。是油气富集储层之一。三、矿物：天然产出的自然元素和化合物，称矿物。石英、长石、斜长石、方解石、白云母、石膏、白云石、高岭石等矿物之物理性质是鉴定矿物的主要根据，包括：光学、力学、磁学等方面的性质。光学性质：颜色、条痕、光泽和透明度。力学性质：解理、断口、硬度。四、构造：由地壳运动所造成的岩层形状和构造形态的改变称为地质构造。地质构造分：褶皱构造和断裂构造两类。岩石层发生弯曲变形叫褶皱构造。岩石层发生断裂或错动叫断裂构造。1）单斜岩层2）被斜构造3）向斜构造4）穹隆构造5）鼻状构造6）裂缝7）断层石油通常存在于背斜与断层构造。二、石油、天然气的生成、运移与分布1、石油成因：有机论无机论有机论：过程：有机源、沉淀、缺痒高温、物理化学生物作用。2、油气藏生油层：生成并提供工业数量石油的岩石层，生油层分泥质岩类和碳酸岩岩类两种。3、储集岩1）凡是具有使流体储存和渗透能力的岩石统称储集岩，由储集岩构成的地层称储集层。主要储集层：砂岩、白云岩、石灰岩在特殊条件下，裂缝发育的页岩，泥岩和火成岩也能成为储集层。2）储集层的特点：A、孔隙度：岩石孔隙的容积与该岩石的体积之比。有效孔隙度：岩石有效孔隙与岩石总体积之比。岩石的孔隙包括岩石颗粒间的孔隙、岩石的裂缝和溶洞，是储油能力大小的标志。B、渗透率：岩石的渗透性，是指在一定压力差下，岩石允许流体通过的能力。渗透率：黏度为1CP的流体，通过面积为1平方厘米的孔隙公介，在压差为1AT压力作用下1秒内流过的距离，又称绝对渗透率。单位为：达西在有多相流体存在时，岩石对其中某相流体的渗透率称有效渗透率。有效渗透率与绝对渗透率的比值称相对渗透率。C、饱和度：油层孔隙中含有石油的多少叫做油层的含油性。含油饱和度=油层孔隙中的石油体积/油层有效孔隙度*100%3、盖层：位于储集层之上的一个封隔储集层、以免其中油气向上逸散的保护层。盖层岩性类型：页岩、泥岩、石膏岩、4、圈闭：是指储集层中可以阻止油气向前运移并蓄存起来成为油气聚集的一种构造场所。形成圈闭的三个条件：盖层、储层和遮挡条件。油气藏指圈闭内聚集一定数量的油或气之后，形成的具有同一压力系统的油气带。构成油气藏应具备：储集层、储集层内流体（油、气、水）、圈闭。油气藏类型：构造油气藏、地质油气藏、岩性油气藏。油气的运移：油气运移指油气在地壳中的各种移动，是形成油气藏的前提。油气的运动动力：压力、重力、水动力、毛细管力、细菌运动、扩散作用。趋势：高压至低压高浓度至低浓度第二部分油气井概述为了进行石油勘探、索取油气层地质资料和开采石油、天然气所钻凿的岩石通道，统称为石油井。1、石油井的钻凿：1）钻井：应用钻井机械设备朝地下岩层钻凿井眼，并采用一定的工艺技术、措施与方法使之构成地面到地下油气层通道的工艺过程。设备工具：钻机泥浆泵各种工具裸眼井：井口、井底、井径、井壁、井段、井身方补心：旋转钻井时，带动井下钻具旋转的用来卡住方钻杆的部件。完钻井深：从转盘方补心顶面至井底的距离。2、石油井的分类：根据井的作用分1）采油井2）采气井3）注水井4）水源井5）观察井和实验井根据井的深度分1）浅井：500~1000米2）中深井：1000~2500米3）深井：2500~4000米4）超深井：4000米以上3、石油井的组成：1）井身结构：在已经钻成的裸眼井内下入直径不同，长度不等的几层套管，然后注入水泥浆封固环行空间间隙，最终形成由轴心线重合的一组套管和水泥环的组合。导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管，其作用是保持井口附近的地表层表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井并返至地面其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管，是钻井中途遇到高压油气，水层，漏失层和坍塌层等复杂地层时，为钻至目的地层而下的套管。油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻浓度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油，气层顶部１００~１５０Ｍ其作用是封隔油、气、水层，建立一条供长期开采油，气的通道。2）固井：油井到达设计完钻井深后，为加固井壁，保护套管，封隔井内各个油气水层，使之互不串通，便于以后开采，在套管与井壁的环空注入水泥浆进行封固，这套施工工艺叫固井。4、石油井的完成：完井1）完井概念：根据油气藏和油气层特性，并考虑开发开采的技术要求，在井底地区建立油气层与油气井井筒之间最合理的连通通道。1）完井工程概念：以保护油藏和提高油气井生产能力为目的，以现代化的科学技术为手段，经济合理的开发油气资源，介乎钻井和采油之间的系列工程。2）油(气)井的完成方法：是指为满足各种不同性质油气层的开采需要，而采用的油，气层与井底的连通方式、井底结构和完井工艺。按完井方式分：裸眼系列完井和套管（尾管）系列完井。常见完井方法有五种：①。裸眼完井②射孔完井法③贯眼完井法④衬管完井法⑤砾石衬管完井法6、砂石充填完井法7、绕丝筛管砂石充填完井法8、预应力固井完井法9、其他完井法3）完井井口装置：是装在地面用以吊悬和安放各种井内管柱及控制和引导井内油气流出或地面流体注入的井口设备。1、井口装置的作用：1）连接下井的各层套管，密封各层套管环形空间，悬挂套管部分重量。２)悬挂油管及下井工具，承挂井内的油管柱重量。密封油套环形空间。３)控制和调节油井生产。４)保证各项井下作业施工，便于压井作业，起下作业等措施施工和进行测压，清蜡等油井日常生产管理，５)录取油套压资料。2、井口装置组成：主要由套管头，油管头和采油树本体三部分组成，按其连接方式不同分为法兰连接，丝扣连接和卡箍连接三种。油管头是装在套管头上面的，主要由套管四通和油管悬挂器组成，其作用是悬挂井内的油管柱，密封油，套管环形空间。采油树本体是指总闸门以上的部分，由闸门，四通，油嘴等组成。其作用是控制和调节油气生产，使油气沿给定的出油管进入分离器或输油管线，在压井作业中，用于控制压井液的流动方向。第三部分完井生产管柱一、完井生产管柱的设计遵循以下原则：1、完井管柱必须与井下状况（包括油气层层系、产能、水动力系统、流体特性等）相适应。2、完井管柱必须与地面条件相适应。单管合采单管分合采双管分合采3、完井管柱必须满足油气田开发方案的要求。4、一般都应具备测试功能和自动控制的安全功能。5、尽量减少和避免生产过程的起管柱作业，因此，一般都应具备钢丝作业或连续油管作业的功能，减少生产操作费。6、结构和施工尽可能简单，降低投资费用。二、完井管柱一般可按以下分类：注水管柱热采生产完井管柱油井生产管柱自喷气井生产管柱人工举升海上常用完井生产管柱：1、自喷完井生产管柱：2、气举完井生产管柱：3、电潜泵完井生产管柱：电潜泵完井管柱：电潜泵采油具有排液量大，井口压力较高，地面设备简单，占地面积小等特点，因而是海上油田人工举升的主要方式。电潜泵生产完井管柱基本结构：电潜泵气举射流泵螺杆泵税利活塞泵电潜泵采油系统主要由井下电泵机组、电缆、生产管柱、和地面设备