海洋開發(fā)技術(shù)1-2章

1、海洋開發(fā)技術(shù)課件海洋開發(fā)技術(shù)課件 Ocean Engineering 第一篇第一篇 海洋油氣田生產(chǎn)系統(tǒng)海洋油氣田生產(chǎn)系統(tǒng) 第一章緒論第一章緒論 第第1-3節(jié)節(jié) 計(jì)劃學(xué)時計(jì)劃學(xué)時4h 第第1章章 緒論緒論 1.1 海洋開發(fā)概況海洋開發(fā)概況 海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地，海洋是人類未來的希望，開發(fā)利用海洋是解決當(dāng)海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地，海洋是人類未來的希望，開發(fā)利用海洋是解決當(dāng) 前人類社會面臨的人口膨脹、資源短缺和環(huán)境惡化等一系列難題的極為可靠的途徑。前人類社會面臨的人口膨脹、資源短缺和環(huán)境惡化等一系列難題的極為可靠的途徑。 海洋開發(fā)利用的前景誘人，世界上許多國家視海洋為開拓地，制定面向

2、海洋、開發(fā)海海洋開發(fā)利用的前景誘人，世界上許多國家視海洋為開拓地，制定面向海洋、開發(fā)海 洋、向海洋進(jìn)軍的國策。人們開始認(rèn)識到，海洋是洋、向海洋進(jìn)軍的國策。人們開始認(rèn)識到，海洋是21世紀(jì)確立國家地位和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的世紀(jì)確立國家地位和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的 決定性因素之一，發(fā)展海洋事業(yè)已成為大趨勢和各國的戰(zhàn)略抉擇。不僅如此，國際區(qū)決定性因素之一，發(fā)展海洋事業(yè)已成為大趨勢和各國的戰(zhàn)略抉擇。不僅如此，國際區(qū) 域也是各國關(guān)注的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。位于國管轄區(qū)域以外的國際海底區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富域也是各國關(guān)注的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。位于國管轄區(qū)域以外的國際海底區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富 的金屬、能源和生物資源，是人類共同財(cái)產(chǎn)，是的金屬、能源和生物資

3、源，是人類共同財(cái)產(chǎn)，是21世紀(jì)重要的陸地可接替資源。上世世紀(jì)重要的陸地可接替資源。上世 紀(jì)紀(jì)50年代始，美、德、英、日等一些發(fā)達(dá)國相繼開展了海底多金屬結(jié)核資源勘探活動，年代始，美、德、英、日等一些發(fā)達(dá)國相繼開展了海底多金屬結(jié)核資源勘探活動， 使最具商業(yè)潛力的太平洋多金屬資源富礦區(qū)至使最具商業(yè)潛力的太平洋多金屬資源富礦區(qū)至80年代幾乎瓜分完畢，同時，商業(yè)性開年代幾乎瓜分完畢，同時，商業(yè)性開 采的采礦冶煉試驗(yàn)及技術(shù)發(fā)展工作也有較大進(jìn)展。我國于采的采礦冶煉試驗(yàn)及技術(shù)發(fā)展工作也有較大進(jìn)展。我國于70年代末開始國際海底區(qū)域年代末開始國際海底區(qū)域 勘查活動。勘查活動。1991年，中國大洋礦產(chǎn)研究開發(fā)協(xié)會在

4、聯(lián)合國登記注冊為國際海底開發(fā)先年，中國大洋礦產(chǎn)研究開發(fā)協(xié)會在聯(lián)合國登記注冊為國際海底開發(fā)先 驅(qū)投資者，申請?jiān)谔窖髣澏?qū)投資者，申請?jiān)谔窖髣澏?.5萬平方千米的海底區(qū)域開發(fā)。據(jù)大洋協(xié)會提供的資料，萬平方千米的海底區(qū)域開發(fā)。據(jù)大洋協(xié)會提供的資料， 我國擁有的我國擁有的7.5萬平方專屬勘探區(qū)位于東太平洋海盆萬平方專屬勘探區(qū)位于東太平洋海盆C-C斷裂帶，水深斷裂帶，水深4900-5000米，初米，初 步估算約有步估算約有4.2億多噸金屬結(jié)核、億多噸金屬結(jié)核、11175萬噸錳、萬噸錳、406萬噸銅、萬噸銅、514萬噸鎳、萬噸鎳、98萬噸鈷。萬噸鈷。 年我國開始啟動海洋高技術(shù)計(jì)劃。該計(jì)劃重點(diǎn)是海洋探測

5、、年我國開始啟動海洋高技術(shù)計(jì)劃。該計(jì)劃重點(diǎn)是海洋探測、 海洋生物、海洋海洋生物、海洋 石油勘探開發(fā)石油勘探開發(fā)3個領(lǐng)域，為海洋開發(fā)保護(hù)做技術(shù)儲備。個領(lǐng)域，為海洋開發(fā)保護(hù)做技術(shù)儲備。 第第1章章 緒論緒論 1.2 我國海洋開發(fā)的現(xiàn)狀和目標(biāo)我國海洋開發(fā)的現(xiàn)狀和目標(biāo) 1.發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀 1)我國海洋油氣資源開發(fā)裝備已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段我國海洋油氣資源開發(fā)裝備已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段,是未來是未來10年海洋工程裝年海洋工程裝 備的發(fā)展重點(diǎn)備的發(fā)展重點(diǎn),海上風(fēng)能、海水淡化等技術(shù)裝備前景較好。海上風(fēng)能、海水淡化等技術(shù)裝備前景較好。2)十一五期間十一五期間,全球全球 海洋油氣開發(fā)裝備年市場規(guī)模約海洋油氣開發(fā)裝

6、備年市場規(guī)模約500600億美元億美元,中國油氣開發(fā)裝備年銷售額中國油氣開發(fā)裝備年銷售額 約約300億人民幣億人民幣,占世界市場份額占世界市場份額7%。3)我國已基本實(shí)現(xiàn)潛水油氣裝備的自主我國已基本實(shí)現(xiàn)潛水油氣裝備的自主 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì),但整體海工裝備制造行業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)鏈低端但整體海工裝備制造行業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)鏈低端,配套能力嚴(yán)重不足配套能力嚴(yán)重不足,核心設(shè)核心設(shè) 備和系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口。備和系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口。4)未來未來510年是產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵期。年是產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵期。 2.發(fā)展目標(biāo)發(fā)展目標(biāo) 1)2015年、年、2020年年,海工裝備制造業(yè)年銷售規(guī)模達(dá)到海工裝備制造業(yè)年銷售規(guī)模達(dá)到2000、4000億元億元

7、(油氣開發(fā)油氣開發(fā) 裝備規(guī)模約裝備規(guī)模約1000億元億元),工業(yè)增加值率工業(yè)增加值率(總產(chǎn)值扣除消耗和轉(zhuǎn)移的物質(zhì)產(chǎn)品和勞總產(chǎn)值扣除消耗和轉(zhuǎn)移的物質(zhì)產(chǎn)品和勞 務(wù)價值務(wù)價值/總產(chǎn)值總產(chǎn)值,類似利潤率類似利潤率)分別提升分別提升3個百分點(diǎn)個百分點(diǎn),國際市場份額達(dá)到國際市場份額達(dá)到20%、 35%。2)重點(diǎn)培育重點(diǎn)培育56個總承包商個總承包商,2015、2020年單個年銷售規(guī)模達(dá)到年單個年銷售規(guī)模達(dá)到200億、億、 400億元億元;3)關(guān)鍵設(shè)備配套率關(guān)鍵設(shè)備配套率2015、2020年分別達(dá)到年分別達(dá)到30%、50%以上。以上。 3.主要任務(wù)主要任務(wù) 1)加快提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模加快提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模,打造環(huán)渤海、長

8、三角、珠三角產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。打造環(huán)渤海、長三角、珠三角產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。 2)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè) 技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新。3)提高產(chǎn)品配套能力提高產(chǎn)品配套能力,以總承包為牽引帶動中小企業(yè)走專業(yè)化發(fā)展以總承包為牽引帶動中小企業(yè)走專業(yè)化發(fā)展 道路道路,在深海錨泊系統(tǒng)、平臺甲板機(jī)械、海洋平臺電站、海洋鉆在深海錨泊系統(tǒng)、平臺甲板機(jī)械、海洋平臺電站、海洋鉆/修井設(shè)備、修井設(shè)備、 油氣水分離處理設(shè)備等具備較好發(fā)展基礎(chǔ)的領(lǐng)域油氣水分離處理設(shè)備等具備較好發(fā)展基礎(chǔ)的領(lǐng)域,提高系統(tǒng)集成能力。提高系統(tǒng)集成能力。4)提升提升 對外合作水平。對外合作水平。5)實(shí)施重大創(chuàng)新工程。實(shí)施重大創(chuàng)新工程。 第第1章章 緒論緒論 1.3 新型海洋

9、工程裝備新型海洋工程裝備 發(fā)改委、科技部、工信部和國家能源局發(fā)布的發(fā)改委、科技部、工信部和國家能源局發(fā)布的海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng) 新發(fā)展戰(zhàn)略（新發(fā)展戰(zhàn)略（20112020）提出，海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)是我國當(dāng)前加提出，海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)是我國當(dāng)前加 快培育和發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，未來十年處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，快培育和發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，未來十年處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時期， 為提高產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)制造能力和發(fā)展速度，將針對戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)，依托為提高產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)制造能力和發(fā)展速度，將針對戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)，依托 優(yōu)勢企業(yè)，加大國家投入力度，努力實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)重大突破。優(yōu)勢企業(yè)，加大國家投入力度，努力實(shí)現(xiàn)核心技

10、術(shù)重大突破。 新型海洋工程裝備、主力海洋工程裝備、關(guān)鍵配套設(shè)備和系統(tǒng)新型海洋工程裝備、主力海洋工程裝備、關(guān)鍵配套設(shè)備和系統(tǒng) 等被列為戰(zhàn)略重點(diǎn)。其中，新型海洋工程裝備是指近年來國際上新發(fā)等被列為戰(zhàn)略重點(diǎn)。其中，新型海洋工程裝備是指近年來國際上新發(fā) 展起來的、我國目前尚處于空白狀態(tài)的、有廣闊市場前景的海洋工程展起來的、我國目前尚處于空白狀態(tài)的、有廣闊市場前景的海洋工程 裝備，主要包括液化天然氣浮式生產(chǎn)儲卸裝置（裝備，主要包括液化天然氣浮式生產(chǎn)儲卸裝置（LNG-FPSO）、深吃）、深吃 水立柱式平臺（水立柱式平臺（SPAR）、張力腿平臺（）、張力腿平臺（TLP）、浮式鉆井生產(chǎn)儲卸）、浮式鉆井生產(chǎn)儲卸

11、 裝置（裝置（FDPSO）、自升式生產(chǎn)儲卸油平臺、深海水下應(yīng)急作業(yè)裝備）、自升式生產(chǎn)儲卸油平臺、深海水下應(yīng)急作業(yè)裝備 及系統(tǒng)等。及系統(tǒng)等。 第第1章章 緒論緒論 1.4 深海開發(fā)中機(jī)械與電子關(guān)鍵技術(shù)深海開發(fā)中機(jī)械與電子關(guān)鍵技術(shù) 1. 水下分離器關(guān)鍵技術(shù)水下分離器關(guān)鍵技術(shù) 研究適用于研究適用于2000米深水環(huán)境下的緊湊型水下分離器，形成一套適應(yīng)米深水環(huán)境下的緊湊型水下分離器，形成一套適應(yīng) 深水環(huán)境的分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，制造深水海洋環(huán)境下水下分離器。深水環(huán)境的分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，制造深水海洋環(huán)境下水下分離器。 2. 深水油氣田智能完井關(guān)鍵技術(shù)深水油氣田智能完井關(guān)鍵技術(shù) 研制適合具有自主產(chǎn)權(quán)的適用井

12、深大于研制適合具有自主產(chǎn)權(quán)的適用井深大于5000米的深水油氣智能完井米的深水油氣智能完井 技術(shù)及其關(guān)鍵裝備，完成智能井系統(tǒng)集成測試，并編制智能井完井設(shè)技術(shù)及其關(guān)鍵裝備，完成智能井系統(tǒng)集成測試，并編制智能井完井設(shè) 計(jì)指南。計(jì)指南。 3. 海上天然氣液化存儲關(guān)鍵技術(shù)研究海上天然氣液化存儲關(guān)鍵技術(shù)研究 開展海上天然氣液化存儲關(guān)鍵技術(shù)研究，初步形成海上天然氣液化開展海上天然氣液化存儲關(guān)鍵技術(shù)研究，初步形成海上天然氣液化 與存儲裝置的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。與存儲裝置的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。 4. 通用型深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)連接關(guān)鍵技術(shù)與裝備通用型深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)連接關(guān)鍵技術(shù)與裝備 研究適用于研究適用于2000米深水環(huán)境

13、下水下生產(chǎn)系統(tǒng)非潛水員用的通用型連米深水環(huán)境下水下生產(chǎn)系統(tǒng)非潛水員用的通用型連 接系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、測試技術(shù)，制造接系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、測試技術(shù)，制造2000米水深的水下連接器米水深的水下連接器 及及專用安裝工具工程樣機(jī)，進(jìn)行高壓艙測試及海上海試。及及專用安裝工具工程樣機(jī)，進(jìn)行高壓艙測試及海上海試。 第第1章章 緒論緒論 1.4 深海開發(fā)中機(jī)械與電子關(guān)鍵技術(shù)深海開發(fā)中機(jī)械與電子關(guān)鍵技術(shù) 5. 應(yīng)用于海底長期觀測網(wǎng)的新型海洋探測傳感器應(yīng)用于海底長期觀測網(wǎng)的新型海洋探測傳感器 研發(fā)適用于海底長期觀測網(wǎng)的海洋物理、化學(xué)、生物等深海環(huán)境原研發(fā)適用于海底長期觀測網(wǎng)的海洋物理、化學(xué)、生物等深海環(huán)境原

14、 位觀測新型傳感器工程樣機(jī)，完成接入海底觀測示范網(wǎng)測試。位觀測新型傳感器工程樣機(jī)，完成接入海底觀測示范網(wǎng)測試。 6. 深海移動平臺與海底觀測網(wǎng)接駁技術(shù)深海移動平臺與海底觀測網(wǎng)接駁技術(shù) 研發(fā)適用于深海海底觀測網(wǎng)與移動觀測平臺系統(tǒng)對接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)海研發(fā)適用于深海海底觀測網(wǎng)與移動觀測平臺系統(tǒng)對接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)海 底觀測網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)與移動觀測平臺的能源補(bǔ)給和信息傳輸?shù)子^測網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)與移動觀測平臺的能源補(bǔ)給和信息傳輸,完成海上完成海上 測試試驗(yàn)。測試試驗(yàn)。 7. 重載作業(yè)型遙控潛水器作業(yè)系統(tǒng)重載作業(yè)型遙控潛水器作業(yè)系統(tǒng) 針對南海深水油氣開發(fā)的需求，特別是針對海上油氣田水下設(shè)施應(yīng)針對南海深水油氣開發(fā)的需求，特別是

15、針對海上油氣田水下設(shè)施應(yīng) 急維修作業(yè)需求，研制具有強(qiáng)作業(yè)能力的最大作業(yè)水深急維修作業(yè)需求，研制具有強(qiáng)作業(yè)能力的最大作業(yè)水深3000米的重載米的重載 作業(yè)型遙控潛水器及其配套的水下安裝、井口作業(yè)、水下維修等作業(yè)作業(yè)型遙控潛水器及其配套的水下安裝、井口作業(yè)、水下維修等作業(yè) 工具，完成海上試驗(yàn)并形成油田開發(fā)水下設(shè)施安裝、維修等作業(yè)能力。工具，完成海上試驗(yàn)并形成油田開發(fā)水下設(shè)施安裝、維修等作業(yè)能力。 8. 基于基于AUV的小型合成孔徑聲納探測系統(tǒng)研制的小型合成孔徑聲納探測系統(tǒng)研制 針對不同規(guī)格的針對不同規(guī)格的AUV平臺，研制適用水深平臺，研制適用水深3001000米、小型化、米、小型化、 模塊化的合成

16、孔徑探測系統(tǒng)工程樣機(jī)并完成海試。模塊化的合成孔徑探測系統(tǒng)工程樣機(jī)并完成海試。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 21 石油鉆井石油鉆井 要了解地下地質(zhì)情況，證實(shí)已探明的構(gòu)造是否有油要了解地下地質(zhì)情況，證實(shí)已探明的構(gòu)造是否有油(氣氣)、 含油含油(氣氣)面積和油面積和油(氣氣)儲量，并把石油天然氣從地下開采儲量，并把石油天然氣從地下開采 出來，就需要鉆井。因此，鉆井是尋找和開發(fā)石油的主要出來，就需要鉆井。因此，鉆井是尋找和開發(fā)石油的主要 手段。鉆井就是利用一定的機(jī)械設(shè)備將地層鉆開一個井眼手段。鉆井就是利用一定的機(jī)械設(shè)備將地層鉆開一個井眼 的過程。的過程。 鉆井是地質(zhì)勘探和礦藏開發(fā)的一

17、個重要環(huán)節(jié)。鉆好的井鉆井是地質(zhì)勘探和礦藏開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)。鉆好的井 對石油、天然氣來說是溝通油、氣層至地面形成油氣生產(chǎn)對石油、天然氣來說是溝通油、氣層至地面形成油氣生產(chǎn) 的惟一通道，也是人們對油、氣藏進(jìn)行觀察和施加影響的的惟一通道，也是人們對油、氣藏進(jìn)行觀察和施加影響的 惟一通道。根據(jù)巖石破碎方式和所用工具類型，有以下幾惟一通道。根據(jù)巖石破碎方式和所用工具類型，有以下幾 種鉆井方法。種鉆井方法。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.1.1頓鉆頓鉆 用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動力機(jī)驅(qū)動游梁機(jī)構(gòu)，用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動力機(jī)驅(qū)動游梁機(jī)構(gòu)， 使游梁一端上下運(yùn)動，并帶動鋼絲

18、繩和鉆頭產(chǎn)生向下的沖使游梁一端上下運(yùn)動，并帶動鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生向下的沖 擊作用，從而破碎巖石。頓鉆又稱沖擊鉆，圖擊作用，從而破碎巖石。頓鉆又稱沖擊鉆，圖14所示是所示是 一種古老的鉆井方法。頓鉆鉆機(jī)的天車臺有一種古老的鉆井方法。頓鉆鉆機(jī)的天車臺有3個滑輪，各個滑輪，各 通過一根鋼絲繩，用來下套管、撈砂和起、下鉆具。用頓通過一根鋼絲繩，用來下套管、撈砂和起、下鉆具。用頓 鉆鉆井，鉆進(jìn)和撈砂必須相間進(jìn)行。頓鉆鉆速慢，效率低，鉆鉆井，鉆進(jìn)和撈砂必須相間進(jìn)行。頓鉆鉆速慢，效率低， 不能適應(yīng)井深日益增加和復(fù)雜地層的鉆探要求，逐漸被旋不能適應(yīng)井深日益增加和復(fù)雜地層的鉆探要求，逐漸被旋 轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設(shè)備

19、簡單、成本低、不污染油層等優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設(shè)備簡單、成本低、不污染油層等優(yōu)點(diǎn)， 可用于一些淺的低壓油、氣井及漏失井等。所以在美國等可用于一些淺的低壓油、氣井及漏失井等。所以在美國等 國家仍有一定數(shù)量的油、氣井用頓鉆法鉆井，中國陜北延國家仍有一定數(shù)量的油、氣井用頓鉆法鉆井，中國陜北延 安地區(qū)油井和四川自貢地區(qū)的鹽井，絕大多數(shù)是用頓鉆法安地區(qū)油井和四川自貢地區(qū)的鹽井，絕大多數(shù)是用頓鉆法 打成的。打成的。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.1.2旋轉(zhuǎn)鉆旋轉(zhuǎn)鉆 利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石，它是當(dāng)前最通用的利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石，它是當(dāng)前最通用的

20、 鉆井方法，如圖鉆井方法，如圖15所示。所示。1901年美國首先使用。中國于年美國首先使用。中國于20世紀(jì)世紀(jì)30年年 代中期開始使用，它比頓鉆鉆速快，并能處理井塌、井噴等復(fù)雜情況；代中期開始使用，它比頓鉆鉆速快，并能處理井塌、井噴等復(fù)雜情況； 按動力傳遞方式不同，分轉(zhuǎn)盤鉆和井下動力鉆兩種。按動力傳遞方式不同，分轉(zhuǎn)盤鉆和井下動力鉆兩種。 (1)轉(zhuǎn)盤鉆轉(zhuǎn)盤鉆 在鉆臺的井口處裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤中心旋轉(zhuǎn)部分有方孔，鉆在鉆臺的井口處裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤中心旋轉(zhuǎn)部分有方孔，鉆 柱最上端的方鉆桿穿過該方孔，方鉆桿下接鉆柱和鉆頭。動力機(jī)驅(qū)動柱最上端的方鉆桿穿過該方孔，方鉆桿下接鉆柱和鉆頭。動力機(jī)驅(qū)動 轉(zhuǎn)盤時帶動鉆柱和

21、鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，破碎巖石，井眼隨鉆柱不斷加長而轉(zhuǎn)盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，破碎巖石，井眼隨鉆柱不斷加長而 加深，巖屑隨循環(huán)泥漿返至地面。加深，巖屑隨循環(huán)泥漿返至地面。 (2)井下動力鉆井下動力鉆 利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石。特點(diǎn)是鉆進(jìn)時利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石。特點(diǎn)是鉆進(jìn)時 鉆柱不轉(zhuǎn)動，磨損小、使用壽命長，特別適于打定向井。井下動力鉆鉆柱不轉(zhuǎn)動，磨損小、使用壽命長，特別適于打定向井。井下動力鉆 有渦輪鉆、螺桿鉆、電動鉆具等。前兩種靠高壓泥漿驅(qū)動，后一種是有渦輪鉆、螺桿鉆、電動鉆具等。前兩種靠高壓泥漿驅(qū)動，后一種是 用電驅(qū)動。用電驅(qū)動。20世紀(jì)世紀(jì)30年代初前蘇聯(lián)首先使用渦輪鉆鉆井

22、，中國從年代初前蘇聯(lián)首先使用渦輪鉆鉆井，中國從50年年 代起先后使用渦輪鉆和螺桿鉆，主要用于鉆定向井。電動鉆需要特殊代起先后使用渦輪鉆和螺桿鉆，主要用于鉆定向井。電動鉆需要特殊 的帶電纜的鉆柱，尚未大量使用。的帶電纜的鉆柱，尚未大量使用。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.1.3新鉆井方法新鉆井方法 20世紀(jì)世紀(jì)50年代以來，有的國家研究了一些新的鉆井方法，其中激光法、年代以來，有的國家研究了一些新的鉆井方法，其中激光法、 爆炸法、電弧法、電子束法、電火花法等都處于試驗(yàn)研究階段，投人爆炸法、電弧法、電子束法、電火花法等都處于試驗(yàn)研究

23、階段，投人 工業(yè)試驗(yàn)的有下列工業(yè)試驗(yàn)的有下列3種。種。 (1)沖旋鉆沖旋鉆 把沖旋鉆具接在鉆頭上，利用循環(huán)的液體或氣體推動沖把沖旋鉆具接在鉆頭上，利用循環(huán)的液體或氣體推動沖 旋鉆具的心軸，使鉆頭同時以沖擊和旋轉(zhuǎn)兩種動作破碎巖石。沖旋鉆旋鉆具的心軸，使鉆頭同時以沖擊和旋轉(zhuǎn)兩種動作破碎巖石。沖旋鉆 適用于中硬地層。適用于中硬地層。 (2)柔桿鉆柔桿鉆 用鋼絲橡膠結(jié)構(gòu)的柔桿代替鉆桿，并接以井下動力鉆具，用鋼絲橡膠結(jié)構(gòu)的柔桿代替鉆桿，并接以井下動力鉆具， 用具有大直徑滾筒的特殊地面裝置起下柔桿，可縮短起下鉆時間，并用具有大直徑滾筒的特殊地面裝置起下柔桿，可縮短起下鉆時間，并 可于起下鉆時不停地循環(huán)泥漿

24、。柔桿鉆井法的工業(yè)試驗(yàn)井深已達(dá)可于起下鉆時不停地循環(huán)泥漿。柔桿鉆井法的工業(yè)試驗(yàn)井深已達(dá) 2330m。 (3)沖蝕鉆沖蝕鉆 利用高壓驅(qū)動帶磨料的洗井液，使洗井液通過鉆頭的耐利用高壓驅(qū)動帶磨料的洗井液，使洗井液通過鉆頭的耐 磨噴嘴時達(dá)到磨噴嘴時達(dá)到200m/s左右的高速，用沖蝕作用破碎巖石。左右的高速，用沖蝕作用破碎巖石。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 22 固井與完井固井與完井 2.2.1固井固井 固井是油氣井建井過程中的一個重要環(huán)節(jié)。簡單來說就是在已鉆出的井眼中固井是油氣井建井過程中的一個重要環(huán)節(jié)。簡單來說就是在已鉆出的井眼中 下人一定尺寸的套管，并在套管與井壁或套管與套管之間

25、的環(huán)形空間內(nèi)注入下人一定尺寸的套管，并在套管與井壁或套管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)注入 水泥的工藝過程。注入的水泥將套管柱與井壁巖石牢固地固結(jié)在一起，可以水泥的工藝過程。注入的水泥將套管柱與井壁巖石牢固地固結(jié)在一起，可以 將油、氣、水層及復(fù)雜層位封固起來，以利于進(jìn)一步鉆進(jìn)或開采。固井質(zhì)量將油、氣、水層及復(fù)雜層位封固起來，以利于進(jìn)一步鉆進(jìn)或開采。固井質(zhì)量 好杯直接影響油氣產(chǎn)量和生產(chǎn)管理。好杯直接影響油氣產(chǎn)量和生產(chǎn)管理。 1井結(jié)構(gòu)及套管規(guī)范井結(jié)構(gòu)及套管規(guī)范 (1)井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu) 井身結(jié)構(gòu)包括以下幾方面的內(nèi)容：所下套管的層次、直徑、井身結(jié)構(gòu)包括以下幾方面的內(nèi)容：所下套管的層次、直徑、 各層套管下入的深

26、度、井眼尺寸各層套管下入的深度、井眼尺寸(鉆頭尺寸鉆頭尺寸)、各層套管的、各層套管的 水泥返高等。合理的井身結(jié)構(gòu)是鉆井工程設(shè)計(jì)水泥返高等。合理的井身結(jié)構(gòu)是鉆井工程設(shè)計(jì) 的重要內(nèi)容，其主要根據(jù)是底層壓力和地層破的重要內(nèi)容，其主要根據(jù)是底層壓力和地層破 裂壓力剖面。裂壓力剖面。 正常壓力系統(tǒng)的井通常僅下三層套管：導(dǎo)正常壓力系統(tǒng)的井通常僅下三層套管：導(dǎo) 管、表層套管和生產(chǎn)套管。異常壓力系統(tǒng)的管、表層套管和生產(chǎn)套管。異常壓力系統(tǒng)的 井，至少多下一層技術(shù)套管。尾管則是一種不井，至少多下一層技術(shù)套管。尾管則是一種不 延伸到井口的套管柱，如圖延伸到井口的套管柱，如圖16所示。所示。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)

27、知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 導(dǎo)管導(dǎo)管 導(dǎo)管的作用是在鉆地表井眼時把導(dǎo)管的作用是在鉆地表井眼時把 鉆井液從地表引導(dǎo)到鉆井裝置平面上。其長度鉆井液從地表引導(dǎo)到鉆井裝置平面上。其長度 變化較大，在堅(jiān)硬的巖層中約變化較大，在堅(jiān)硬的巖層中約1020m，在松，在松 軟易塌地層可能上百米。軟易塌地層可能上百米。 表層套管表層套管 表層套管下人深度約在表層套管下人深度約在301500m。通常，泥漿返至。通常，泥漿返至 地面，用它來防止淺水層污染，封隔淺層流砂、礫石層及淺層氣。同地面，用它來防止淺水層污染，封隔淺層流砂、礫石層及淺層氣。同 時也用來安裝井口防噴器，它也是井口設(shè)備時也用來安裝井口防噴器，它也是井口設(shè)備(

28、套管頭和采油樹套管頭和采油樹)的惟一的惟一 支撐部件，并且承受依次下人的各層套管支撐部件，并且承受依次下人的各層套管(包括采油管柱包括采油管柱)的載荷。的載荷。 技術(shù)套管技術(shù)套管 用來封隔坍塌地層及高壓水層，防止井徑擴(kuò)大，以便用來封隔坍塌地層及高壓水層，防止井徑擴(kuò)大，以便 繼續(xù)鉆進(jìn)。技術(shù)套管還用來分割不同的壓力層系，以便能夠建立正常繼續(xù)鉆進(jìn)。技術(shù)套管還用來分割不同的壓力層系，以便能夠建立正常 的鉆井液循環(huán)。它也為井控設(shè)備的安裝、防噴、防漏、懸掛尾管提供的鉆井液循環(huán)。它也為井控設(shè)備的安裝、防噴、防漏、懸掛尾管提供 了條件。了條件。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 生產(chǎn)套管生產(chǎn)套管(

29、多數(shù)是指油層套管多數(shù)是指油層套管)油層套管的主要作用是把儲集層中油層套管的主要作用是把儲集層中 的油氣從套管中采出來，并用來保護(hù)井壁，隔開各層的流體，達(dá)到油的油氣從套管中采出來，并用來保護(hù)井壁，隔開各層的流體，達(dá)到油 氣井分層測試、分層開采、分層改造的目的。通常，水泥返高至產(chǎn)層氣井分層測試、分層開采、分層改造的目的。通常，水泥返高至產(chǎn)層 頂部頂部200m以上。以上。 尾管尾管 尾管分為鉆井尾管和采油尾管，其實(shí)就是一段短套管。它尾管分為鉆井尾管和采油尾管，其實(shí)就是一段短套管。它 的優(yōu)點(diǎn)是下人長度短、費(fèi)用低、節(jié)約成本。的優(yōu)點(diǎn)是下人長度短、費(fèi)用低、節(jié)約成本。 (2)套管和套管柱套管和套管柱 油井套管

30、是優(yōu)質(zhì)鋼材制成的無縫管或焊接管，兩油井套管是優(yōu)質(zhì)鋼材制成的無縫管或焊接管，兩 端均加工有錐形螺紋。大多數(shù)的套管是用套管接箍連接組成套管柱。端均加工有錐形螺紋。大多數(shù)的套管是用套管接箍連接組成套管柱。 套管柱用于封固井壁的裸露巖石。常用的標(biāo)準(zhǔn)套管外徑從套管柱用于封固井壁的裸露巖石。常用的標(biāo)準(zhǔn)套管外徑從1143mm 到到502mm，共有，共有14種。套管的壁厚范圍為種。套管的壁厚范圍為5211613mm。，套。，套 管鋼級目前管鋼級目前API標(biāo)準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)有10種，即種，即H、J、K、M、N、C、L、T、P、Q。 常用鋼級為常用鋼級為P110、N90、J55。 套管柱套管柱(套管串套管串)通常是由同一

31、外徑、相同或不同鋼級及不同壁厚的通常是由同一外徑、相同或不同鋼級及不同壁厚的 套管用接箍連接組成的，應(yīng)符合強(qiáng)度及生產(chǎn)的要求。套管用接箍連接組成的，應(yīng)符合強(qiáng)度及生產(chǎn)的要求。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2. 固井工藝過程固井工藝過程 固井工藝過程主要有下套管和注水泥兩個步驟。固井工藝過程主要有下套管和注水泥兩個步驟。 (1)下套管下套管 下套管前根據(jù)井身設(shè)計(jì)，將要下人井內(nèi)的套管運(yùn)到平臺，對套下套管前根據(jù)井身設(shè)計(jì)，將要下人井內(nèi)的套管運(yùn)到平臺，對套 管逐根進(jìn)行檢查是否有暗傷、變形，然后丈量長度，編好順序排放好，清洗管逐根進(jìn)行檢查是否有暗傷、變形，然后丈量長度，編好順序排放好，清洗

32、螺紋，以待下井；對機(jī)器設(shè)備及輔助工具認(rèn)真檢查，保證下套管時不出故障，螺紋，以待下井；對機(jī)器設(shè)備及輔助工具認(rèn)真檢查，保證下套管時不出故障， 調(diào)節(jié)好泥漿性能，起出井中鉆具；逐根將套管下人井中，下完后以循環(huán)泥漿調(diào)節(jié)好泥漿性能，起出井中鉆具；逐根將套管下人井中，下完后以循環(huán)泥漿 洗井，然后接注水泥管匯洗井，然后接注水泥管匯(水泥頭水泥頭)準(zhǔn)備注水泥。準(zhǔn)備注水泥。 (2)注水泥注水泥 注水泥的主要目的在于封隔油、氣、水層，保護(hù)生產(chǎn)層。為實(shí)注水泥的主要目的在于封隔油、氣、水層，保護(hù)生產(chǎn)層。為實(shí) 現(xiàn)這一目的，要解決以下兩個方面的問題：一是如何使環(huán)形空間充滿水泥漿；現(xiàn)這一目的，要解決以下兩個方面的問題：一是如

33、何使環(huán)形空間充滿水泥漿； 二是如何使水泥漿在凝結(jié)過程中壓穩(wěn)油、氣、水層和封隔好油、氣、水層。二是如何使水泥漿在凝結(jié)過程中壓穩(wěn)油、氣、水層和封隔好油、氣、水層。 根據(jù)固井設(shè)計(jì)，將所需固井用的水泥、淡水、化學(xué)添加劑運(yùn)到井場；檢查根據(jù)固井設(shè)計(jì)，將所需固井用的水泥、淡水、化學(xué)添加劑運(yùn)到井場；檢查 注水泥的機(jī)器設(shè)備，使之處于良好的工作狀態(tài)；配制水泥、注水泥；當(dāng)水泥注水泥的機(jī)器設(shè)備，使之處于良好的工作狀態(tài)；配制水泥、注水泥；當(dāng)水泥 注滿套管后，用泥漿把水泥漿迅速頂替到井筒環(huán)形空間的預(yù)定高度，此過程注滿套管后，用泥漿把水泥漿迅速頂替到井筒環(huán)形空間的預(yù)定高度，此過程 叫替泥漿。在下套管前，按設(shè)計(jì)位置在最下端設(shè)

34、一阻流環(huán)，用于替泥漿時承叫替泥漿。在下套管前，按設(shè)計(jì)位置在最下端設(shè)一阻流環(huán)，用于替泥漿時承 受膠塞碰壓，替泥漿前先把膠塞壓人套管內(nèi)，膠塞起到阻止泥漿相泥的隔離受膠塞碰壓，替泥漿前先把膠塞壓人套管內(nèi)，膠塞起到阻止泥漿相泥的隔離 作用，同時又像一個活塞，替泥漿時，泥漿頂著膠塞，膠塞頂著水泥漿在套作用，同時又像一個活塞，替泥漿時，泥漿頂著膠塞，膠塞頂著水泥漿在套 管中下行，水泥漿被頂人環(huán)形空間，在環(huán)形空間水泥漿頂著泥漿上返。當(dāng)膠管中下行，水泥漿被頂人環(huán)形空間，在環(huán)形空間水泥漿頂著泥漿上返。當(dāng)膠 塞與阻流環(huán)相碰時，封閉了環(huán)形通道，此時替泥漿的泵壓突然升高，叫做碰塞與阻流環(huán)相碰時，封閉了環(huán)形通道，此時替

35、泥漿的泵壓突然升高，叫做碰 壓。碰壓是水泥漿返到環(huán)形空間預(yù)定高度的信號。至此替泥漿結(jié)束，待水泥壓。碰壓是水泥漿返到環(huán)形空間預(yù)定高度的信號。至此替泥漿結(jié)束，待水泥 凝固后固井工作完成。凝固后固井工作完成。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.2.2完井完井 完井是指從打開生產(chǎn)層到把井交付給采油生產(chǎn)期間的全部生產(chǎn)過程。完井是指從打開生產(chǎn)層到把井交付給采油生產(chǎn)期間的全部生產(chǎn)過程。 完井主要包括鉆開生產(chǎn)層，確定完井方法，安裝井底和井口裝置，建完井主要包括鉆開生產(chǎn)層，確定完井方法，安裝井底和井口裝置，建 立油氣流通道。立油氣流通道。 1.鉆開油

36、氣層鉆開油氣層 生產(chǎn)層多是具有孔隙的碎屑巖或碳酸鹽巖。在鉆開生產(chǎn)層的過程中，生產(chǎn)層多是具有孔隙的碎屑巖或碳酸鹽巖。在鉆開生產(chǎn)層的過程中， 若井內(nèi)液柱壓力小于油氣層的壓力時，會發(fā)生井噴；但若井內(nèi)液柱壓若井內(nèi)液柱壓力小于油氣層的壓力時，會發(fā)生井噴；但若井內(nèi)液柱壓 力比油氣層的壓力大時，鉆井液力比油氣層的壓力大時，鉆井液(實(shí)稱實(shí)稱“完井液完井液”)中的水和黏土便進(jìn)中的水和黏土便進(jìn) 入到油氣層，形成入到油氣層，形成“水侵水侵”和和“泥侵泥侵”，堵塞油流通道，使油層滲透，堵塞油流通道，使油層滲透 率下降，嚴(yán)重時會使油井喪失生產(chǎn)能力。因此，在鉆開生產(chǎn)層時，保率下降，嚴(yán)重時會使油井喪失生產(chǎn)能力。因此，在鉆開

37、生產(chǎn)層時，保 護(hù)油氣層、防止井噴是兩項(xiàng)重要的工作。要做到這兩點(diǎn)，選擇合適的護(hù)油氣層、防止井噴是兩項(xiàng)重要的工作。要做到這兩點(diǎn)，選擇合適的 鉆井液是關(guān)鍵。對低壓低滲透性油氣層，最好選用油基鉆井液和油包鉆井液是關(guān)鍵。對低壓低滲透性油氣層，最好選用油基鉆井液和油包 水乳化鉆井液。它們可以從根本上避免水侵和泥侵的危害。但它們成水乳化鉆井液。它們可以從根本上避免水侵和泥侵的危害。但它們成 本高、易燃，配置和使用不如水基鉆井液方便。對高壓高滲透率油氣本高、易燃，配置和使用不如水基鉆井液方便。對高壓高滲透率油氣 層，可以采用低固相水基鉆井液。這類鉆井液常加有高黏度特性的高層，可以采用低固相水基鉆井液。這類鉆井

38、液常加有高黏度特性的高 分子化合物提高黏度，加有鹽類物質(zhì)分子化合物提高黏度，加有鹽類物質(zhì)(如如CaCl2、ZnCl2等等)增加其密度，增加其密度， 加有表面活性劑提高地層滲透率的恢復(fù)率。加有表面活性劑提高地層滲透率的恢復(fù)率。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.完井方法完井方法 完井方法是指油、氣層與井底的連通方式，以及井底結(jié)構(gòu)和完井工完井方法是指油、氣層與井底的連通方式，以及井底結(jié)構(gòu)和完井工 藝。為了滿足各種油、氣層的開采需要，有很多種完井方法。藝。為了滿足各種油、氣層的開采需要，有很多種完井方法。 (1)裸眼完井法裸眼完井法 裸眼完井法可分為先期裸眼和后期裸眼。先期裸眼裸眼完

39、井法可分為先期裸眼和后期裸眼。先期裸眼 完井法是先鉆至油、氣層頂部后，下套管固井，然后再鉆開油、氣層。完井法是先鉆至油、氣層頂部后，下套管固井，然后再鉆開油、氣層。 后期裸眼完井法是在鉆穿油、氣層后，將油層套管下至油、氣層頂部后期裸眼完井法是在鉆穿油、氣層后，將油層套管下至油、氣層頂部 固井。固井。 裸眼完井法雖然保證了油層和井底具有良好的連通性，但不能克服裸眼完井法雖然保證了油層和井底具有良好的連通性，但不能克服 井壁坍塌和油層出砂對油井生產(chǎn)的影響，不能防止油、氣、水層互相井壁坍塌和油層出砂對油井生產(chǎn)的影響，不能防止油、氣、水層互相 竄擾。因此，它只適用于巖性堅(jiān)固而穩(wěn)定，又無氣、水夾層的單一

40、油竄擾。因此，它只適用于巖性堅(jiān)固而穩(wěn)定，又無氣、水夾層的單一油 層或一些油層性質(zhì)相同的多油層。層或一些油層性質(zhì)相同的多油層。 (2)射孔完井法射孔完井法 射孔完井法屬于非裸露式完井法。其實(shí)質(zhì)是鉆穿油層射孔完井法屬于非裸露式完井法。其實(shí)質(zhì)是鉆穿油層 后，將套管下至油層底部固井，然后用射孔槍將套管和水泥石射穿，后，將套管下至油層底部固井，然后用射孔槍將套管和水泥石射穿， 使油氣沿孔道流至井底。使油氣沿孔道流至井底。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2.完井方法完井方法 射孔完井法的優(yōu)點(diǎn)是能夠封隔油、氣、水層，防止互相竄通，能消除射孔完井法的優(yōu)點(diǎn)是能夠封隔油、氣、水層，防止互相竄通，能

41、消除 井壁坍塌對油井生產(chǎn)的影響。因此這種完井方法特別適用于井壁嚴(yán)重井壁坍塌對油井生產(chǎn)的影響。因此這種完井方法特別適用于井壁嚴(yán)重 坍塌的疏松生產(chǎn)層、含有水層的生產(chǎn)層、油層壓力和原油性質(zhì)均不相坍塌的疏松生產(chǎn)層、含有水層的生產(chǎn)層、油層壓力和原油性質(zhì)均不相 同而需要分層試采的多油層。射孔完井法的缺點(diǎn)是油氣層被鉆井液和同而需要分層試采的多油層。射孔完井法的缺點(diǎn)是油氣層被鉆井液和 水泥漿侵害較嚴(yán)重；其次是油流面積小，孔眼處油流密度大，油流阻水泥漿侵害較嚴(yán)重；其次是油流面積小，孔眼處油流密度大，油流阻 力大。力大。 (3)割縫襯管完井法割縫襯管完井法 割縫襯管完井是在裸眼完井的基礎(chǔ)上，在裸眼割縫襯管完井是在

42、裸眼完井的基礎(chǔ)上，在裸眼 井內(nèi)下人割縫襯管。在直井、定向井、水平井中都可采用。井內(nèi)下人割縫襯管。在直井、定向井、水平井中都可采用。 (4)礫石充填完井法礫石充填完井法 對于膠結(jié)疏松出砂嚴(yán)重的地層，一般應(yīng)采用礫對于膠結(jié)疏松出砂嚴(yán)重的地層，一般應(yīng)采用礫 石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內(nèi)油層部位，然后用充填石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內(nèi)油層部位，然后用充填 液將在地面上預(yù)先選好的礫石液將在地面上預(yù)先選好的礫石(礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂涂礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂涂 層砂或陶粒層砂或陶粒)泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環(huán)形空泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之

43、間的環(huán)形空 間內(nèi)，構(gòu)成一個礫石充填層，以阻擋油層砂流人井筒，達(dá)到保護(hù)井壁、間內(nèi)，構(gòu)成一個礫石充填層，以阻擋油層砂流人井筒，達(dá)到保護(hù)井壁、 防砂人井之目的。礫石充填完在直井、定向井中都可使用。但在水平防砂人井之目的。礫石充填完在直井、定向井中都可使用。但在水平 井中應(yīng)慎用，因?yàn)楦悴缓靡装l(fā)生砂卡，從而使礫石充填失敗，達(dá)不到井中應(yīng)慎用，因?yàn)楦悴缓靡装l(fā)生砂卡，從而使礫石充填失敗，達(dá)不到 有效防砂的目的。有效防砂的目的。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 23 石油開采石油開采 2.3.1 油田開發(fā)方式油田開發(fā)方式 由于油藏的多樣性，決定了油田開發(fā)方式的多樣性。人們通過長期的實(shí)踐由于油藏的多

44、樣性，決定了油田開發(fā)方式的多樣性。人們通過長期的實(shí)踐 和科學(xué)的探索，目前對油田實(shí)行有效開發(fā)的方式、方法有很多種。和科學(xué)的探索，目前對油田實(shí)行有效開發(fā)的方式、方法有很多種。 歸納起來大體有下列四個方面的開發(fā)方式：一是保持和改善油層驅(qū)油條件歸納起來大體有下列四個方面的開發(fā)方式：一是保持和改善油層驅(qū)油條件 的開發(fā)方式；二是優(yōu)化井網(wǎng)有效應(yīng)用采油技術(shù)的開發(fā)方式；三是特殊油藏的的開發(fā)方式；二是優(yōu)化井網(wǎng)有效應(yīng)用采油技術(shù)的開發(fā)方式；三是特殊油藏的 特殊開發(fā)方式；四是提高采收率的強(qiáng)化開發(fā)方式。具體可分為以下幾種。特殊開發(fā)方式；四是提高采收率的強(qiáng)化開發(fā)方式。具體可分為以下幾種。 1利用天然油層能量的開發(fā)方式利用天

45、然油層能量的開發(fā)方式 油氣需要有一定的能量，驅(qū)使它從油層流到井內(nèi)，并上升到地面。這種能油氣需要有一定的能量，驅(qū)使它從油層流到井內(nèi)，并上升到地面。這種能 量在各個油藏中的存在條件是不一樣的。一般來說，一個油氣藏中，由于地量在各個油藏中的存在條件是不一樣的。一般來說，一個油氣藏中，由于地 層壓力的作用，油氣和巖石都具有一定的彈性能量；油中含有較多的天然氣，層壓力的作用，油氣和巖石都具有一定的彈性能量；油中含有較多的天然氣， 當(dāng)壓力下降到一定程度后，這些溶解在油中的天然氣就會逸出，而產(chǎn)生氣驅(qū)當(dāng)壓力下降到一定程度后，這些溶解在油中的天然氣就會逸出，而產(chǎn)生氣驅(qū) 油的能量；還有油藏中的水油的能量；還有油藏

46、中的水(邊水或底水邊水或底水)隨著采油過程中會發(fā)生流動，產(chǎn)生隨著采油過程中會發(fā)生流動，產(chǎn)生 水驅(qū)油的能量。這些在油藏中自然具備的能量，在油藏開發(fā)初期，它們都能水驅(qū)油的能量。這些在油藏中自然具備的能量，在油藏開發(fā)初期，它們都能 很好地發(fā)揮作用，在油田開發(fā)中都應(yīng)該充分地加以利用。但是實(shí)踐又告訴人很好地發(fā)揮作用，在油田開發(fā)中都應(yīng)該充分地加以利用。但是實(shí)踐又告訴人 們，一個油藏中這種天然能量是有限的，它能發(fā)揮作用的時間是很短的，尤們，一個油藏中這種天然能量是有限的，它能發(fā)揮作用的時間是很短的，尤 其是油中的溶解氣，隨油一起被采出以后，地下原油就會收縮，黏度增大，其是油中的溶解氣，隨油一起被采出以后，地

47、下原油就會收縮，黏度增大， 這樣就會直接加大采油的難度，最終降低了原油的采收率。因此，現(xiàn)在油田這樣就會直接加大采油的難度，最終降低了原油的采收率。因此，現(xiàn)在油田 開發(fā)中，對天然能量只利用彈性驅(qū)油能量，對溶解氣驅(qū)能量是不可利用的，開發(fā)中，對天然能量只利用彈性驅(qū)油能量，對溶解氣驅(qū)能量是不可利用的， 并要給以保護(hù)，使得天然氣在油層條件下，不從油中分離出來。這樣，就產(chǎn)并要給以保護(hù)，使得天然氣在油層條件下，不從油中分離出來。這樣，就產(chǎn) 生了保持或改善油層驅(qū)油條件的問題。生了保持或改善油層驅(qū)油條件的問題。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 2保持和改善油層能量的開發(fā)方式保持和改善油層能量的開發(fā)

48、方式 從油藏中采出了油和氣，就會使得地下發(fā)生虧空，從而降低地下原從油藏中采出了油和氣，就會使得地下發(fā)生虧空，從而降低地下原 有的能量。為保持地下足夠的驅(qū)油能量，勢必就得向油藏中再注入相有的能量。為保持地下足夠的驅(qū)油能量，勢必就得向油藏中再注入相 應(yīng)體積的東西去彌補(bǔ)采出的虧空?，F(xiàn)代油田開發(fā)中，一般采用注水或應(yīng)體積的東西去彌補(bǔ)采出的虧空?，F(xiàn)代油田開發(fā)中，一般采用注水或 注氣的辦法來保持油層能量。因?yàn)樗蜌獗容^容易注入油層，來源又注氣的辦法來保持油層能量。因?yàn)樗蜌獗容^容易注入油層，來源又 比較豐富，一般都可以就地取得，自然也就比較經(jīng)濟(jì)，以水換油或以比較豐富，一般都可以就地取得，自然也就比較經(jīng)濟(jì)，以

49、水換油或以 氣換油是很值得的。注氣，一般就是用油藏中采出的天然氣，通過專氣換油是很值得的。注氣，一般就是用油藏中采出的天然氣，通過專 門的注氣井再回注到油層的高部位中去。往地下注水又可分為：邊部門的注氣井再回注到油層的高部位中去。往地下注水又可分為：邊部 注水、底部注水和內(nèi)部注水三種。邊部注水和底部注水，即分別從油注水、底部注水和內(nèi)部注水三種。邊部注水和底部注水，即分別從油 藏的邊水里和底水里注入，來彌補(bǔ)地下虧空，使注入水與原來的邊水藏的邊水里和底水里注入，來彌補(bǔ)地下虧空，使注入水與原來的邊水 和底水一起來驅(qū)油到采油井里去；油田內(nèi)部注水是因?yàn)檫吽偷姿黄饋眚?qū)油到采油井里去；油田內(nèi)部注水是因?yàn)?/p>

50、邊水(或底水或底水) 離采油井太遠(yuǎn)，在邊部和底部里注入難以發(fā)揮作用的情況下，則采取離采油井太遠(yuǎn)，在邊部和底部里注入難以發(fā)揮作用的情況下，則采取 在油層內(nèi)部注水，以水?dāng)D油，驅(qū)油向采油井流動。無論是注氣或注水，在油層內(nèi)部注水，以水?dāng)D油，驅(qū)油向采油井流動。無論是注氣或注水， 都要根據(jù)不同油藏的具體地質(zhì)條件，以及實(shí)際的需要和可能來進(jìn)行，都要根據(jù)不同油藏的具體地質(zhì)條件，以及實(shí)際的需要和可能來進(jìn)行， 而且在油藏的什么部位注人，注入的水或氣的具體要求及處理，以及而且在油藏的什么部位注人，注入的水或氣的具體要求及處理，以及 注入技術(shù)工藝、注入量多大為適宜等等，都需要經(jīng)過專門的研究和設(shè)注入技術(shù)工藝、注入量多大為

51、適宜等等，都需要經(jīng)過專門的研究和設(shè) 計(jì)，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)后，逐步實(shí)施完成。計(jì)，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)后，逐步實(shí)施完成。 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 3自噴井采油開發(fā)方式自噴井采油開發(fā)方式 凡是油井能夠自噴采油的油田凡是油井能夠自噴采油的油田(或油藏或油藏)，其油層壓力比較大，驅(qū)油，其油層壓力比較大，驅(qū)油 能量比較足，油層的滲透率比較高。這是油田開發(fā)中最為理想的一種能量比較足，油層的滲透率比較高。這是油田開發(fā)中最為理想的一種 開采方式。因?yàn)樽試姴捎鸵子诠芾恚捎统杀颈容^低。所以，這樣的開采方式。因?yàn)樽試姴捎鸵子诠芾?，采油成本比較低。所以，這樣的 油田油田(或油藏或油藏)，更應(yīng)該及時地實(shí)行

52、注水，以保持油層內(nèi)的足夠驅(qū)油能，更應(yīng)該及時地實(shí)行注水，以保持油層內(nèi)的足夠驅(qū)油能 量，使油井能延長自噴期。但是，一個油田的自噴期畢竟也是有限的，量，使油井能延長自噴期。但是，一個油田的自噴期畢竟也是有限的， 之后總是要轉(zhuǎn)到用機(jī)械采油的方式來繼續(xù)開采。之后總是要轉(zhuǎn)到用機(jī)械采油的方式來繼續(xù)開采。 4機(jī)械采油開發(fā)方式機(jī)械采油開發(fā)方式 機(jī)械采油有兩種情況，一種情況是有的油藏能量低，滲透性差，油機(jī)械采油有兩種情況，一種情況是有的油藏能量低，滲透性差，油 井開始即不能自噴；還有一種情況是起初自噴開采的油藏，在油井含井開始即不能自噴；還有一種情況是起初自噴開采的油藏，在油井含 水達(dá)到一定程度后就不再自噴了。在

53、這兩種情況下只能用機(jī)械開采的水達(dá)到一定程度后就不再自噴了。在這兩種情況下只能用機(jī)械開采的 方式來進(jìn)行。機(jī)械采油的方法和技術(shù)又有很多種，后面還要專門談到。方式來進(jìn)行。機(jī)械采油的方法和技術(shù)又有很多種，后面還要專門談到。 5熱力采油開發(fā)方式熱力采油開發(fā)方式 這主要是針對稠油油藏這主要是針對稠油油藏(在油層溫度條件下，地下原油黏度大于在油層溫度條件下，地下原油黏度大于 lOOmPas)的開發(fā)而采用的一種方式。其基本原理主要是通過向油層的開發(fā)而采用的一種方式。其基本原理主要是通過向油層 注入熱水或蒸汽提高油藏溫度而降低原油的黏度，提高原油的流動性，注入熱水或蒸汽提高油藏溫度而降低原油的黏度，提高原油的流

54、動性， 然后把它開采出來。熱力采油又可分為：然后把它開采出來。熱力采油又可分為： 第第2章章 石油開發(fā)基礎(chǔ)知識石油開發(fā)基礎(chǔ)知識 (1)蒸汽吞吐法蒸汽吞吐法 先向生產(chǎn)井內(nèi)注入蒸汽半個月左右先向生產(chǎn)井內(nèi)注入蒸汽半個月左右(每天注每天注150m左右的水左右的水 燒成的蒸汽燒成的蒸汽)，然后關(guān)井幾天，使注入的熱量在井筒周圍的油層中擴(kuò)散，再開，然后關(guān)井幾天，使注入的熱量在井筒周圍的油層中擴(kuò)散，再開 井生產(chǎn)。此為一個蒸汽吞吐周期，以此循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，但隨著周期次數(shù)的增井生產(chǎn)。此為一個蒸汽吞吐周期，以此循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，但隨著周期次數(shù)的增 加，注汽量也應(yīng)逐漸增加，而產(chǎn)油量下降，且周期也越來越短。加，注汽量也應(yīng)逐漸增加，而產(chǎn)油量下降，且周期也越來越短。 (2)蒸汽驅(qū)油法蒸汽驅(qū)油法(含熱水驅(qū)含熱水驅(qū)) 由注入井向油層內(nèi)注入若干倍于油層孔隙體積的由注入井向油層內(nèi)注入若干倍于油層孔隙體積的 蒸汽