完井工程基礎(chǔ)PPT教案

1、完井工程基礎(chǔ)完井工程基礎(chǔ)第1頁(yè)/共60頁(yè)克向編著克向編著石油工業(yè)出版社，石油工業(yè)出版社，2002年年3.鉆井工程理論與技術(shù)鉆井工程理論與技術(shù)第2頁(yè)/共60頁(yè)埋藏在地下的油氣開采到地面，一般需三個(gè)過程：埋藏在地下的油氣開采到地面，一般需三個(gè)過程：1. 建立地面至地下儲(chǔ)層之間的連接通道，有效保護(hù)建立地面至地下儲(chǔ)層之間的連接通道，有效保護(hù)油氣層，保證最大開采效益和開采壽命油氣層，保證最大開采效益和開采壽命-鉆完井工鉆完井工程程2. 使儲(chǔ)藏在地層孔隙、裂縫中油氣，沿復(fù)雜的油氣使儲(chǔ)藏在地層孔隙、裂縫中油氣，沿復(fù)雜的油氣層孔隙網(wǎng)或裂縫網(wǎng)，有效地流入井底層孔隙網(wǎng)或裂縫網(wǎng)，有效地流入井底-油藏開發(fā)工油藏開發(fā)工

2、程程3. 流入井底油氣沿井筒有效地流到地面流入井底油氣沿井筒有效地流到地面-采油工程采油工程三個(gè)過程相互聯(lián)系、相互影響、不可分割的統(tǒng)一體。三個(gè)過程相互聯(lián)系、相互影響、不可分割的統(tǒng)一體。第3頁(yè)/共60頁(yè)oil zone 中間套中間套管管(技術(shù)套管技術(shù)套管)表層套表層套管管生產(chǎn)套生產(chǎn)套管管(油層套管油層套管)一開一開二開二開三開三開第4頁(yè)/共60頁(yè)第5頁(yè)/共60頁(yè)直接運(yùn)移直接運(yùn)移運(yùn)移運(yùn)移達(dá)西流達(dá)西流井筒井筒基質(zhì)孔隙基質(zhì)孔隙割理割理擴(kuò)散擴(kuò)散外生裂隙外生裂隙井筒井筒I、II類煤類煤第6頁(yè)/共60頁(yè)、類煤類煤基質(zhì)孔裂隙表面基質(zhì)孔裂隙表面解析、擴(kuò)散解析、擴(kuò)散基質(zhì)大裂隙基質(zhì)大裂隙擴(kuò)散擴(kuò)散井孔井孔第7頁(yè)/共6

3、0頁(yè)第8頁(yè)/共60頁(yè)第9頁(yè)/共60頁(yè)完井方法優(yōu)選完井方法優(yōu)選油管及生產(chǎn)套管尺寸油管及生產(chǎn)套管尺寸 注水泥設(shè)計(jì)、固井質(zhì)量注水泥設(shè)計(jì)、固井質(zhì)量射孔及完井液設(shè)計(jì)射孔及完井液設(shè)計(jì) 完井生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)完井生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì) 完井的試井評(píng)價(jià)完井的試井評(píng)價(jià) 投產(chǎn)措施投產(chǎn)措施三、現(xiàn)代完井工程內(nèi)容三、現(xiàn)代完井工程內(nèi)容第10頁(yè)/共60頁(yè)第11頁(yè)/共60頁(yè)l碳酸鹽巖、變質(zhì)巖、泥頁(yè)巖儲(chǔ)油層都碳酸鹽巖、變質(zhì)巖、泥頁(yè)巖儲(chǔ)油層都可形成。可形成。第12頁(yè)/共60頁(yè)第13頁(yè)/共60頁(yè)第14頁(yè)/共60頁(yè)第15頁(yè)/共60頁(yè)第16頁(yè)/共60頁(yè)第17頁(yè)/共60頁(yè)第18頁(yè)/共60頁(yè)3. 水水第19頁(yè)/共60頁(yè)溶蝕孔、基質(zhì)微孔和裂縫。溶蝕孔、基質(zhì)

4、微孔和裂縫。第20頁(yè)/共60頁(yè)巖巖砂砂石石長(zhǎng)長(zhǎng)第21頁(yè)/共60頁(yè)巖巖砂砂粉粉第22頁(yè)/共60頁(yè)原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙和次生孔隙。第23頁(yè)/共60頁(yè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層中次生孔隙空間往往變化很大，碳酸鹽巖儲(chǔ)層中次生孔隙空間往往變化很大，根據(jù)孔隙直徑的大小又可分為：根據(jù)孔隙直徑的大小又可分為： 第24頁(yè)/共60頁(yè)石石 灰灰 石石第25頁(yè)/共60頁(yè)第26頁(yè)/共60頁(yè)第27頁(yè)/共60頁(yè)花花 崗崗 巖巖黑云母花崗巖黑云母花崗巖第28頁(yè)/共60頁(yè)燧石角礫石燧石角礫石火山角爍石火山角爍石第29頁(yè)/共60頁(yè)第30頁(yè)/共60頁(yè)粘土頁(yè)巖粘土頁(yè)巖 含碳頁(yè)巖含碳頁(yè)巖第31頁(yè)/共60頁(yè)第32頁(yè)/共60頁(yè)第33頁(yè)/共60頁(yè)

5、儲(chǔ)層類型儲(chǔ)層類型名稱名稱孔隙度，孔隙度，% 滲透率滲透率 10-3m-2特高孔特高滲特高孔特高滲302000高孔高滲高孔高滲25305002000中孔中滲中孔中滲1525100500低孔低滲低孔低滲101510100特低孔特低滲特低孔特低滲10101. 孔隙度孔隙度 衡量巖石衡量巖石儲(chǔ)集流體能力儲(chǔ)集流體能力的參數(shù)的參數(shù) 砂巖孔隙度：主要決定因素是碎屑顆粒的大砂巖孔隙度：主要決定因素是碎屑顆粒的大小以及分選程度好壞小以及分選程度好壞 。第34頁(yè)/共60頁(yè)第35頁(yè)/共60頁(yè)第36頁(yè)/共60頁(yè)第37頁(yè)/共60頁(yè)之前 x55之前 x800之后 x55之后 x800第38頁(yè)/共60頁(yè) 一、完井工程中巖心

6、分析的內(nèi)容及技術(shù)要求一、完井工程中巖心分析的內(nèi)容及技術(shù)要求 巖心分析技術(shù)是指利用能揭示巖石本質(zhì)的各種儀器設(shè)備來觀測(cè)和分析儲(chǔ)層一切特性的技術(shù)總稱。 包括：常規(guī)物性分析、巖相學(xué)分析、孔隙結(jié)構(gòu)分析、常規(guī)物性分析、巖相學(xué)分析、孔隙結(jié)構(gòu)分析、敏感性分析及配伍性評(píng)價(jià)。敏感性分析及配伍性評(píng)價(jià)。第39頁(yè)/共60頁(yè)2孔隙結(jié)構(gòu)分析 基于前述的鑄體薄片和孔隙鑄體分析，并結(jié)合巖心毛細(xì)管壓力曲線的測(cè)定，從而確定孔隙類型、孔隙直徑、喉道大小及分布規(guī)律。 研究地層微粒在巖石孔隙中的運(yùn)移規(guī)律、外來固相堵塞油氣層的機(jī)理，設(shè)計(jì)鉆開油氣層的屏蔽式暫堵完井液十分重要。第40頁(yè)/共60頁(yè) (1)粘土礦物產(chǎn)狀及潛在傷害 在成巖過程中通過

7、化學(xué)沉淀和早期粘土礦物演變而成的自生粘土礦物，由于完全暴露在孔隙流體中，優(yōu)先與進(jìn)入地層的流體發(fā)完全暴露在孔隙流體中，優(yōu)先與進(jìn)入地層的流體發(fā)生各種物理化學(xué)反應(yīng)，生各種物理化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的地層傷害。(2)不同類型粘土礦物的潛在傷害 1)蒙脫石（強(qiáng)烈水敏，體積膨脹6-10倍） 2)高嶺石（速敏） 3)伊利石 4)綠泥石（易酸敏釋放出Fe離子 ，然后轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3）第41頁(yè)/共60頁(yè) 指確定巖石中不同粗細(xì)質(zhì)點(diǎn)的含量。研究沉積巖的成因和沉積環(huán)境、儲(chǔ)集層巖石分類和評(píng)價(jià)，松弱膠結(jié)儲(chǔ)層礫石充填完井設(shè)計(jì)重要依據(jù)。 主要有篩析法、沉降法、薄片圖像統(tǒng)計(jì)法和激光衍射法。第42頁(yè)/共60頁(yè)第43頁(yè)/共60

8、頁(yè)顯微鏡照片第44頁(yè)/共60頁(yè)AFM照片照片第45頁(yè)/共60頁(yè)第46頁(yè)/共60頁(yè)一、儲(chǔ)層傷害及其敏感性評(píng)價(jià)一、儲(chǔ)層傷害及其敏感性評(píng)價(jià) 絕大多數(shù)儲(chǔ)層，總是或多或少含有敏感性礦物，它們一般粒徑很小(20微米)，分布在孔隙表面和喉道處，處于外來流體優(yōu)先接觸的位置。 由于敏感性礦物的物理和化學(xué)穩(wěn)定區(qū)間狹小，在完井作業(yè)中，當(dāng)各種外來流體(入井液)侵入油氣層后，最容易與其所含流體、礦物作用，其結(jié)果是降低油氣天然生產(chǎn)能力或注入能力，即發(fā)生油氣層傷害。 傷害程度用油氣層滲透率的下降幅度來表示。 第47頁(yè)/共60頁(yè)1概念和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在鉆井、采油、增產(chǎn)作業(yè)和注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣

9、層中微粒運(yùn)移井堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。目的：目的：1) 找出由于流速作用導(dǎo)致微粒運(yùn)移從而發(fā)生傷害的臨界流速。2) 為后續(xù)的水敏、鹽敏、堿敏和酸敏等4種實(shí)驗(yàn)及其它各種傷害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)確定合理的實(shí)驗(yàn)流速提供依據(jù)。3)為確定合理的注采速度提供科學(xué)依據(jù)。第48頁(yè)/共60頁(yè) 三、水敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)三、水敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)1水敏概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?當(dāng)?shù)M(jìn)入地層時(shí)，某些粘土礦物就會(huì)發(fā)生膨脹、分散、運(yùn)移，從而減小或堵塞地層孔隙和喉道，造成滲透率的降低。 目的目的：了解粘土礦物遇淡水后的膨脹、分散、運(yùn)移過程，找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的油氣層傷害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第49頁(yè)/共60頁(yè) 1 概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

10、 當(dāng)高于地層水礦化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落， 當(dāng)?shù)陀诘貙铀V化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，則可能引起粘土的膨脹和分散。 目的：找出鹽敏發(fā)生的條件以及由鹽敏引起的油氣層傷害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第50頁(yè)/共60頁(yè) 地層水PH值一般為49，而大多數(shù)鉆井液和水泥漿的pH值在8-12之間，當(dāng)高pH值流體進(jìn)入油氣層后，將造成油氣層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)破壞，從而造成油氣層的堵塞傷害。大量氫氧根與某些二價(jià)陽(yáng)離子氫氧根與某些二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合會(huì)生成不溶物，也會(huì)造成油氣層的堵塞傷害。 目的：目的：找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界pH值。第51頁(yè)/共60頁(yè) 六、酸敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)六、酸敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) 1 概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?指油氣層與