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油井试油及开采技术主讲：张志全联系方式：189866606862012年3月~4月对可能出油（气）的生产层，在降低井内液柱压力的情况下诱导油气入井，然后对生产层的油、气、水产量，地层压力及油、气的物化性质等进行测定，这一整套工艺技术称为试油（气）。试油（气）的目的是为了认识和鉴别油气层，为油、气田的正常生产和开发提供可靠的依据。试油（气）1.诱导油气流油、气井因其地层能量不同，在钻开生产层或射孔后，可遇到两种情况：一种是在一定的液柱压力下，油、气井能自喷；一种是不能自喷。对于自喷井，可进行放喷测试；对于不能自喷的井，则必须进行诱导油、气流的工作。油、气入井不畅的原因一般是：油气层原始渗透率低；油气层地层压力偏低；油气流动性差或井内液柱压力过高；油气层受污染堵塞等。试油（气）对于因井筒内液柱压力大，不能自喷的井，应采取降低井筒内液柱压力的办法诱导油气入井。方法的实质：是降低井筒内液柱高度或洗井液密度。主要包括以下几种方法：（1）替喷法（2）抽汲法（3）提捞法（4）气举法（5）混气水排液法2.增大油、气流通道有些油、气井，由于生产层严重地受到钻井液和水泥浆的污染，导致孔隙或裂缝通道被严重堵塞；另有一些油、气井生产层的原始渗透率低，采用前述的诱导油气流方法仍然不能明显有效时，必须采取人工强化措施，增大油气流通道，改善油气层的渗透性，使油气流能畅流入井甚至喷出地面。通常采用较多的人工强化措施是水力压裂和酸化处理。试油（气）3.完井测试完井测试的主要任务是通过地下资料的收集和分析，确定油气层的工业价值，为油气井正常生产和制定合理的开发方案提供可靠的依据。测试时，要取全取准下述几方面的资料：（1）油、气、水产量（2）原始地层压力、井口油管压力和套管压力（3）油、气层中部温度及地热增温率（4）油、气、水样试油（气）4.中途测试每钻穿一油气层，即停钻对油气层进行测试。测试完后，视情况而定，或者恢复钻进，或者在获得高产油气流的情况下，就此完井投产。这种自上而下逐层钻穿、逐层测试的方法称为中途测试。中途测试在探井中应用较广泛。其优点是能迅速发现油气流，并可初步确定油气层压力和生产能力。试油（气）试油（气）技术包括通洗井、压井与射孔液、射孔、地层测试、诱喷与排液、求产与地面分离计量、油气层封隔和措施改造及资料分析处理解释等一系列单项技术含义：试油（气）是指探井钻井完井后，直到取得油气储层所有特性参数，满足储量计算和提交要求的整套资料录取和分析处理解释的全部工作过程。（1）、常规试油（2）、地层测试（3）、增产措施试井修井完井试采解释评价1、油井试油工艺科学试油系统工程是由一系列单项技术组成的，主要是钻井中途测试技术；优质试油压井液、射孔液；油管传输负压射孔技术；地层测试技术；地层测试与油管传输负压射孔联作技术；水力泵、螺杆泵、液氮及抽吸排液求产技术；地面油气水分离计量技术；电缆与机械桥塞封隔油层技术；储层措施改造技术；测试资料处理、解释技术。1、油井试油工艺试油的目的就是将钻井、综合录井、电测所认识和评价的含油气层，通过射孔、替喷、诱喷等多种方式，使地层中的流体（包括油、气和水）进入井筒，流出地面。这种诱导油流的一整套工艺过程，将取得地层流体的性质、各种流体的产量、地层压力及流体流动过程中的压力变化等资料，并通过对这些资料的分析和处理获得地层的各种物性参数，对地层进行评价，为计算油气地质储量和对油气藏的经济评价提供必须的数据，也为勘探部署的调整和油气藏的开发提供重要的依据。1、油井试油工艺由构造控油研究为主构造、相控油共同控油作用研究盆地构造研究为主转变为所有油层同时试油求得该井最大产能自下而上逐层射孔逐层测试钻井过程中发现油气显示停钻测试处理解释一体化研究试油方式多油层合层试油分层系系统试油钻井中途试油1、通井2、洗井3、冲砂4、试压5、射孔6、诱导油流7、求油气层产能常规试油工序1、油井试油工艺2、试油工艺流程流程图重上井新井试气不合格合格上试搬迁开工准备通井洗井试压射孔配液储层改造压井打桥塞处理井筒其他措施作业排液完井1、油井试油工艺三相分离器6.试井车ES5073TJC6000试井车7.ICT地面直读车油气开采工程是油气资源开发过程中根据开发目标通过产油气井和注水井对油气藏采取的各项工程技术措施的总称。作为一门综合性应用科学，它所研究的是可经济有效地作用于油气藏，以提高油气井产量和油气采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。勘探→钻井→试油后，将具有工业开采价值的油（气）井交给采油队。采油（气）的基本任务：就是在经济条件许可的情况下，最大限度地将地下的原油或天然气开采到地面上来，并实现合理、高产、稳产。采油（气）任务我国是世界上最早发现和利用石油与天然气的国家之一，早在公元前就有发现石油的记载。到公元13世纪石油与天然气逐步进入民用生活，甚至用于火药及火攻武器。石油与天然气的开采从地面露头大井径浅井小井径深井世界油气开采技术的发展世界油气开采技术的发展1521年第一批采油井（四川乐山）1859年（美国）1848年（俄国）早300多年古代近代机器代替手工开采蒸汽机代替人力和畜力开采19世纪中期现代单井生产向整体出发合理部署井网注水注气保持压力人工举升方法改进与配套压裂酸化、防砂等增产增注措施应用20世纪30~40年代开始进入世界油气开采技术的发展纵观近50年的发展历程，油气开采技术的特点：（1）由提高单井产量发展到集成化油藏经营（2）由但学科孤军奋战发展为多学科协同研究（3）由单项技术应用发展为集成技术解决问题（4）由延时监测与解决向实时监测与解决方向发展20世纪50~80年代（开发专家孤军奋战）注水开发油藏数值模拟蒸汽吞吐/蒸汽驱混相/非混相驱化学驱世界油气开采技术的发展国外油气开采关键技术的发展趋势20世纪80~90年代（学科集成、技术集成、技术发展）集成油藏经营管理油藏精细描述/开发特征表征水平井/多分支井开发蒸汽辅助重力驱油藏地球物理世界油气开采技术的发展国外油气开采关键技术的发展趋势21世纪5~10年代（实时解决和高度信息化、集成化与智能化即I3）智能完井油藏实时解决方案井下油水分离稠油地下改质开采轻质油藏注空气分子膜驱油技术世界油气开采技术的发展国外油气开采关键技术的发展趋势我国油气开采技术的发展尽管我国是石油与天然气发现和利用最早的国家之一，但速度缓慢，到1949年累积产量仅210万吨。技术形成期：20世纪50年代（玉门、克拉玛依）技术发展期：20世纪60~70年代（大庆、胜利、大港、辽河、华北、江汉）（曲折道路）全面进步与发展期：自1976年至今特别是80年代以（加强技术创新；扩大技术交流、技术改造与对外合作；稠油油藏、低渗透油藏、沙漠及海上油田相继投入开发；老油田进入中高含水期）我国油气开采技术的发展20世纪60~70年代（1）为适应我国陆相沉积油层特点，形成了配套的分层开采技术；（2）为开发灰岩油藏和低渗透油藏，发展了较大型的酸化、压裂技术；（3）针对易出砂油藏，开展了防砂技术的研究与应用。我国油气开采技术的发展20世纪80年代（1）针对稠油油藏的蒸汽吞吐和试验技术；（2）大型酸压及水力压裂技术；（3）油田开发全过程的系统油气层保护技术；（4）为保持原油稳定，发展了中高含水期的提液技术；（5）人工举升技术的配套与完善为大规模采油方式转换提供了技术保障我国油气开采技术的发展20世纪90年代（1）高含水期的油水井堵水调剖技术；（2）以聚合物驱为代表的提高采收率技术；（3）水平井等特殊结构井开采技术；（4）整体压裂技术。信息化集成化智能化油井生产系统组成油层到井底的流动(地层渗流)井底到井口的流动(井筒多相管流)井口到分离器(地面水平或倾斜管流)油井生产的三个基本流动过程气液两相流基本理论油井流入动态油气井流入动态：在一定的油层压力下，流体（油，气，水）产量与相应的井底流压的关系，反映了油藏向该井供油气的能力。油井流入动态（IPR曲线）单相液体的流入动态油气两相渗流时的流入动态单相和两相同时存在时的流入动态含水时的综合IPR曲线多层油藏油井的流入动态通过勘探、钻井、试油之后，将具有工业开采价值的油（气）井交给采油队，那么采油的基本任务是什么呢？采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下，最大限度地将地下原油开采到地面上来，并实现合理、高产、稳产。采油方法自喷采油法（FlowingProduction）人工举升法（ArtificalLift）游梁式深井泵采油（BeamPumping）有杆泵采油螺杆泵（ScrewPumping）气举（GasLift）无杆泵采油电潜泵（ESP）水力活塞泵（HydraulicPumping）射流泵（JetPumping）采油方法利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法称为自喷采油法。自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压力的降低分离出来而发生的膨胀。在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充能量，因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。采油方法—自喷采油法1.自喷井生产系统的基本流动过程（1）地层中的渗流：10-15%（2）井筒中的流动：30-80%（3）嘴流：5-30%（4）地面管线流动：5-10%采油方法—自喷采油法2.气液混合物在油管中的流动规律（1）纯液流（netliquidflow）（2）泡流（bubbleflow）（3）段塞流（slugflow）（4）环流/过渡流（annular/transitionflow）（5）雾流（mistflow）采油方法—自喷采油法采油方法—自喷采油法泡流特点：气体是分散相，液体是连续相；存在滑脱，滑脱损失最大；摩擦损失小段塞流特点：气体是分散相，液体是连续相；存在滑脱，但滑脱损失小；举油效率高，压降小环流/过渡流特点：气液均为连续相；滑脱很小；举油主要靠摩擦携带，摩擦损失大雾流特点：液体为分散相，气体为连续相；混合物速度很高，无滑脱；摩擦损失最大采油方法—自喷采油法3.气液混合物通过油嘴的流动规律（chokeflow）油嘴是调节和控制自喷井产量的装置。一般情况下，在选择井口的油嘴大小时，除要求保证油井高产稳产外，还要求油井的生产能够稳定，即地面管线的压力波动不影响油井的产量。当气液混合物通过油嘴时，由于直径较小，流速极高，所以有可能达到临界状态。临界状态：油气混合物的流速达到压力波在该介质中的传播速度（声速）时的流动状态。采油方法—自喷采油法在临界状态下：下游压力（嘴后压力）的波动不会影响上游压力（嘴前压力）；油井产量只取决于嘴前压力。要求：油气混合物通过油嘴时必须达到临界状态。采油方法—自喷采油法4.地面管线流动属于多相水平管流或倾斜管流或上下起伏管流，其流动规律比多相垂直还要复杂，在压降计算中同样要划分流态。如Beggs－Brill方法中流态的划分如图。采油方法—自喷采油法5.自喷井的管理自喷井管理的基本内容包括：管好采油压差取全取准资料保证油井正常生产这三个方面是相互联系和相互促进的，缺一都不能使油井获得高产稳产。油井生产资料是油井分析、管理的依据，也是判断静态资料可靠性的依据，因此要取全取准所要求的资料项目。这里重点讨论如何管好采油压差。采油方法—自喷采油法正常情况下，采油压差的控制是通过地面改换油嘴的大小来实现的。但在生产工程中有许多其它因素影响油井在规定的压差下生产，如油井结蜡、砂堵、设备故障等。油井的合理采油压差就是油井的合理工作制度。确定合理工作制度的原则：1）保证较高的采油速度；2）保持注、采平衡；3）保持采油指数稳定；4）保证水线均匀推进；5）合理生产压差的选择，应充分利用地层能量又不破坏油层结构；6）合理控制流饱压差采油方法—自喷采油法有杆泵采油的优点：设备简单；结构牢固；性能可靠；管理经验比较完善有杆泵采油的缺点：设备笨重；仅适用于浅井、中深井；对特殊井（斜井、弯井、海上油井）有困难；对砂、蜡、盐、水、稠的适应性差采油方法—有杆泵采油法一、抽油装置（机、杆、泵）（一）抽油机1、分类：游梁式和无游梁式2、组成：四大部分游粱－连杆－曲柄机构、减速装置、动力