任务一：认知采油工艺和设备的特点及发展历史 课件

任务三试油施工及资料录取任务一认知采油工艺和设备的特点及发展历史任务二完井方式选择及完井施工情境一：完井与试油分析任务一：认知采油工艺和设备的特点及发展历史素质目标能力目标知识目标采油工艺的发展历史过程；了解采油设备的发展趋势；设想实训项目。具备良好的文字写作及语言表达能力，积极参与学习，主动承担任务。掌握常见的采油工艺和常见的采油设备的特点、发展历史.教学内容1.采油设备的种类和发展历史2.采油工艺3.4.采油采气技术与世界先进水平的差距5.开发实训项目采油工程技术展望案例留楚油田楚29、40断块是我局1995年产能建设的两个重要区块。根据管理局油气田开发开发事业部今年七月初的通知要求，由我所负责编制两断块的采油工艺设计方案。接到任务后，我们立即组织人员收集资料，拟定编写内容提纲，全力投入了该方案的研究和编制工作。留楚油田地处河北省饶阳县留楚乡、合方乡境内，其构造位置属于冀中坳陷饶阳凹陷留楚构造带，处于三维地震覆盖区。该油田为1995年冀中新区产能建设的主力区块。楚29、40断块同为留楚构造带的局部断块，储层为受北东走向断层所控制的断鼻构造。两断块以楚29断层为界，南北相邻(图1-1)。其主要含油层系为下第三系东二段和东三段，油层埋深2200----3150m。游梁式磕头抽油机，俗称“磕头机”，在全世界的油田中，从设备的数量与规模上都占绝大多数。只要走入某个油田，首先映入眼帘的大多是游梁式磕头机。这种设备以其安装方便，调试简单，使用可靠、应用灵活而被大多数的采油厂使用。1.抽油机一.采油设备的种类和发展历史这种设备采用的是杠杆的原理，由电机带动减速器周期性的旋转，并拖动曲杆作往复运动，从而使驴头及对应的平衡装置作上下运动，将地下的油带出地面，进入输油系统。2.潜油电泵在某些供液足，井况比较好的油田区域，多采用潜油电泵这种采油设备，来加速采油过程，保证稳产、高产。该系统由地面控制柜和井下电泵组成。由于井都比较深，大约在1000—3000米，一般都采用高压电机，电压等级在1000V—2300V，而由于长输电缆的消耗，为保证电泵正常工作，一般供电电压要比电机电压高出150V左右，以补偿线路的损耗。这类设备电压等级较特殊，有两个电压等级，1140V系列和2300V系列，国产的这类变频器还比较少，现运行比较可靠、稳定的是山东新风光电子有限公司生产的中压潜油电泵变频器，在胜利油田、大庆油田、青海油田、大港油田及中原油田等安装的比较多，深受用户的好评。潜油电泵是安放在井下1000—3000米的电泵设备，工作环境非常恶劣（高温、强腐蚀）。而传统的供电方式——全压、工频更使它故障频繁，运行成本较高。3.螺杆泵螺杆泵既具有柱塞泵的硬特性，又具有离心泵的软特性，能够输送高粘度、高含砂量的原油，适应高气油比、中深低产井原油的需要，并以其工艺简单、管理方便、低生产成本、高举升性能的特点得到了广泛的应用。截至2005年，全国各油田不完全统计共有螺杆泵采油系统生产油井6000口。但通过近几年的应用发现，螺杆泵采油井抽油杆断脱、油管漏失、结蜡严重、螺杆泵定子脱落、磨损严重等故障。其工况特征表现在转矩、轴向力、电流、沉没度、油压、套压、液量等参数的变化上。为最大限度的增产、增效，提高设备的利用率，油田技术人员通过采用一些新技术，如采用变频自动调速控制，对螺杆泵进行科学合理调参，达到增产节能，提高系统效率的目的，充分发挥螺杆泵的潜力。直线电机是上世纪三十年代发展起来的一门新兴电机技术。在国外发展比较快，已形成一门比较独立的电机体系，在抽油机和采油泵上都有应用，在其他领域也有涉及，但比较少，主要的还是应用在油田上。直线电机的工作原理：直线电机的原理与旋转电机的原理基本相似。可以认为直线电机是旋转电机在结构方面的一种演变。将一台旋转电机沿径向刨开，然后将电机的圆周展开成直线，即成为原始的直线电机。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。4.直线电机抽油机液压采油装置包含水力活塞泵、水力喷射泵、多功能液压采油装置等，其中以辽宁中广产的多功能液压采油装置最具代表性。当然由于我国研制多功能液压采油装置的时间较晚，在技术和性能上还有许多需要改进和完善的地方，但这一新技术已经走到了世界前列，应用前景非常看好，随着我国科技技术的不断进步，在不久的将来，这一技术必将获得广泛的应用，成为石油采油行业的又一次新技术革命。5.液压采油装置1.完井工程技术2.分层注水技术3.人工举升工艺技术4.堵水、调剖工艺技术5.稠油及超稠油开采技术6.多层砂岩油藏“控水稳油”配套技术二、采油工艺7.水平井开采技术8.油水井大修技术9.油气井防砂工艺技术10.油井清防蜡工艺技术11.天然气开采工艺技术12.分层生产测试技术完井工程：是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥、射孔、下生产管柱、排液、直到投产的一项系统工程。国外对完井技术的研究十分重视，起步早，发展快，技术比较成熟。为了科学、合理、经济地选择完井方式，国外普遍采用计算机模拟技术对完井方案进行优化选择。我国完井技术通过“七五”以来的攻关研究，在油气层物理性质及敏感性分析、钻开油气层的完井液等技术方面已基本成熟，在油气勘探开发中起到了重要作用。1.完井工程技术在实践中发展配套了采油、钻井联作技术，以保护油层、达到高产为目标，以油层流出动态和油管节点分析为基础，用以解决生产套管直径问题的一套崭新的优化完井设计新方法。我国已掌握和配套发展了直井、定向斜井、丛式井和水平井等的裸眼完井、衬管完井、下套管射孔完井和对出砂井的不同的防砂管如套管内外绕丝筛管、砾石充填等多种完井方法。注水起源于19世纪下页美国宾西法尼亚西部地区的Pithole城，至今已有100多年的历史。最初出现的注水是偶然的，水从活动封隔器附近的浅含水层渗入一口油井，使这口井不能再出油，但却引起了周围井产量的增加。JohnF.Carll在1880年美国宾西法尼亚第2次地质调查报告中提出注水能够提高原油最终采收率这一看法。之后Ontario（1913）、California（1917）、Oklahoma（1931）、Texas（1936）等地油藏相继开始注水采油，到20世纪40年代注水采油开始蓬勃发展（Willhilte,P.,G.，1986），中国在近代注水工艺技术发展中，也取得了颇有特色的成果。2.分层注水技术1)抽油机有杆泵采油技术有杆泵采油迄今已有120余年的应用历史，它的特点是结构直观、坚固耐用、维护工作简单明了、适应范围较宽、设备自身不受温度压力等生产条件的影响。3.人工举升工艺技术2)电动潜油泵采油技术潜油电泵已形成4个系列，适用于套管外径39.7mmA系列，其它套管直径的QYB、QYDB和QQ系列共37种型号,最大扬程3500m,最大额定排量700m3/d,研究了电动潜油泵采油设计及参数优选、诊断、压力测试及清防蜡等配套技术。3)水力活塞泵采油技术形成了基本型长冲程双作用泵、定压力比单作用泵、平衡式单作用泵、双液马达双作用泵、阀组式双作用泵，成功研究了水力活塞泵抽油设计和诊断技术。在高凝油开采和常规油藏含水低于60%时，应用效果良好。4)地面驱动螺杆泵采油技术目前投入正常生产的有GLE、LB和LBJ三个系列29个品种，理论排量3.5～250m3/d，最大扬程500～2100m,海上应用普遍，陆上中深井逐步推广。5)气举采油在油井停喷后，用人工方法向井内注入气体(天然气或氮气等)达到举升井下流体的目的。优点是举升管柱简单，井深和井眼轨迹都不受限制，举升深度可达3658m。在中原、辽河、吐哈、塔里木等油田应用此种开采方法。•气举采油法的第一次应用1864年，在美国宾夕弗尼亚州油田，由于气举井的井底压力低和采油指数小，所以效果不好而被停用。直到1897年，气举采油法才在俄国阿塞尔拜疆油田重新得到应用，并取得了良好的效果。1901年，在美国德克萨斯州油田的个别油井中，气举采油法也得到了恢复。•20世纪30年代，在苏联的巴库、罗兹内和依辛贝姆等油田都得到了广泛的应用。但是，随着该地区的油藏衰竭和地层压力下降，气举井的产量减少和采油成本递增，使得20世纪40年代初，在苏联油田上开始了从气举采油法到泵法的过渡。4.堵水、调剖工艺技术•注水开发，加之油藏类型复杂，地层非均质性严重，因而生产井见水早，含水上升速度快，为了控制生产井出水，早期采用油井堵水和注水井近井地带调整吸水剖面的方法取得了良好效果。现在我国大部分油田已进入高含水开发期，堵水调剖技术也随之得到发展。•堵水从堵剂到工艺都有新的发展；调剖由先前的浅调发展为深调，同时采用区块整体调剖和以调剖为主的区块综合治理。•进入高含水或特高含水开采期，水驱油藏问题越来越复杂，作业难度及对调堵技要求越来越高，推动着调堵技术不断创新和发展，尤其在深部调剖（调驱）液流转向技术研究与应用等方面取得了许多新进展，为改善和挖潜高含水油田注水开发效果带来了无限生机和希望。(取心)50年代在新疆克拉玛依油区发现浅层稠油，于60-70年代进行蒸汽驱和火烧油层的小井组试验，到90年代在我国12个盆地已发现70多个稠油油田，地质储量超过12亿m3。80年代以来稠油的热力开采逐步走向工业化，1997年稠油热采产量稳定在1100104t。5.稠油及超稠油工艺技术2004届硕士开题报告出砂冷采注水开采注聚合物开采热采工艺技术冷采工艺技术蒸汽吞吐蒸汽驱电磁加热火烧油层现已形成了井深可达1600米的蒸汽吞吐开采技术，包括隔热油管、套管保护、多层分注、化学防窜、物理模拟和数值模拟等系列技术。而国外美、加等四个主要重质稠油开采国家80%以上产量采自井深小于600米的油藏。研发了越泵电加热技术，使粘度达50000厘泊以上的超稠油得以进行吞吐开采。浅层蒸汽驱油已过关，中深层蒸汽驱也已取得了突破性进展。6.稠油及超稠油工艺技术以细分沉积相为重点的精细地质描述技术以可采储量预测为重点的“稳油控水”指标预测及规划优化技术以注采结构调整为重点的高含水期综合调整技术以薄层为重点的水淹层测井技术以提高薄层固井质量为重点的防窜、封窜技术以高产液量机采井为重点的找水、堵水技术以提高油、水井利用率为重点的套管保护及大修技术在搞清剩余油富集区的基础上打不均匀调整井技术用凝胶类聚合物进行的地层深部调驱技术。7.多层砂岩油藏“稳油控水”配套技术水平井技术已经成为世界石油工业发展的主要热点。水平井技术发展给油田开发带来了具大的效益，也给开发设计都来了全新的思想。8.水平井开采技术•就水平井钻井而言，它比现代石油工业的历史还长，早在200年前，英国在煤层钻了一口水平井，以求从中找油，随后1780年和1840年间进行生产。20世纪，美国和德国开始采用这种技术，1929年，美国在德克萨斯钻了第一口真正意义上的水平井，该井仅在1000米深处从井筒横向向外延伸8米。然而，由于工业上采用了水力压力作为油层增产的有效措施，水平井停止不前，如：前苏联和中国在50年代和60年代就开始钻水平井，但直到1979年才重新兴起。•在油田开发中、后期，处于高含水和特高含水期阶段，动用水平井钻井技术挖掘老油田剩余油潜力，尤其在补达调整井和滚动开发井的过程中起着关键性的作用，这是因为水平井对控制剩余油的程度高，面积大。形成基本配套的油(水)井大修技术●复杂井(电泵、绕丝筛管)打捞技术●套管损坏机理分析、检测、预防技术●套管侧钻和侧钻水平井修复报废井技术●套管段铣、取套、补贴、复位和加固技术●套管防腐、除垢、防高压注水地层滑移技术●连续油管作业及液氮助排技术9.油水井大修技术已形成三大类防砂技术：机械防砂技术：绕丝筛管砾石充填防砂、滤砂管防砂。化学防砂技术：胶固地层防砂、人工井壁防砂。复合防砂技术：压裂与砾石充填复合防砂、预涂层砾岩与砾石充填复合防砂、固砂剂与滤砂管复合防砂。10.油气井防砂工艺技术由初期的人工清蜡到电动清蜡绞车、玻璃衬里、内涂层油管防蜡、热油洗井清蜡、电热清蜡和磁防蜡、化学清蜡、微生物清防蜡。已形成7套清防蜡技术：机械清蜡技术