油氣開發(fā)全過程(勘探+鉆井+壓裂+集輸)

四川省明信能源集團(tuán)明德立信共贏未來明誠能源股份有限公司明德立信共贏未來油氣勘探開發(fā)主要過程與工藝主講人：田森杉

時(shí)間：2020年8月22日石油和天然氣是儲存在地層中的物質(zhì)它們是從分解的動植物殘骸演變而來科學(xué)家們認(rèn)為石油是這樣形成的：很久很久以前死亡的動植物被厚厚的沉積物緩慢掩埋。經(jīng)過很長的時(shí)間，在一定的壓力和溫度下，這些有機(jī)物轉(zhuǎn)變成立今天人們發(fā)現(xiàn)的石油和天然氣。

(例如：現(xiàn)在人們能夠用某些廢棄物生成沼氣)什么是石油、天然氣？有何用處？石油天然氣有什么用途？通過提煉，他們可以制成很多產(chǎn)品:發(fā)電廠用的燃料輕型車用的汽油卡車和火車用的柴油飛機(jī)用的航空汽油房屋取暖用的燃料油很多其他材料也來自于石油產(chǎn)品:塑料織布的材料(例如:聚酯纖維，聚丙烯)日用化學(xué)品

染料石油：自然狀態(tài)下的石油有的粘稠，有的稀薄，顏色有黑的，也有淺顏色的。天然氣：從地下開采出來以碳?xì)浠衔餅橹鞯臍怏w混合物，主要成分為甲烷、乙烷、丙烷等烴類及微量的其他氣體，如氮、二氧化碳、硫化氫等。哪里可以找到石油和天然氣?沒有沉積盆地就沒有石油天然氣?。?！沉積盆地：地質(zhì)歷史上曾經(jīng)不斷下沉接受沉積的洼陷區(qū)域。物質(zhì)：由沉積地層組成（因石油天然氣的來源）。時(shí)代：發(fā)育在一定的地質(zhì)時(shí)代。

空間：是具有盆狀形態(tài)的地殼構(gòu)造單元。

有的人認(rèn)為在一個(gè)地下的大池子里.

實(shí)際上，大多數(shù)油是嵌在巖石顆粒和沙子之間很小的孔隙里。大多數(shù)這樣的孔隙肉眼是看不到的。油氣藏是油氣在單一圈閉中的聚集，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油水界面，是油氣在地殼中聚集的基本單位。圈閉中只聚集了油，就是油藏，只聚集了氣，就是氣藏;既有油又有氣，則為油氣藏。所謂工業(yè)性油氣藏:是指油氣聚集的數(shù)量足夠大，具有開采價(jià)值的油氣藏。一般用單井日產(chǎn)油量來衡量這是一個(gè)穹頂型油藏的例子:這是阻止油氣向上流動的非滲透性巖石層。下面的水層，它防止了油向下逃逸。這是一個(gè)氣藏的例子這是一個(gè)有氣頂?shù)挠筒氐睦訛槭裁次覀円僭O(shè)氣體在頂部?1、我國的含油、氣盆地分布2、我國的含油、氣盆地分布找到了含油氣盆地后又該咋辦？前期勘探運(yùn)用以上方法尋找油氣聚集地，其中常用地質(zhì)法、鉆井法、地球物理方法，也可以說先有地質(zhì)法確定可能的含油氣盆地，再用鉆井法去驗(yàn)證，在鉆井之前可以對區(qū)域先進(jìn)行二維地震勘探，以確定最佳探井位置，在基本確定了地下油氣藏后，我們就可以做三維地震勘探，以達(dá)到精確尋找油氣富集區(qū)提供依據(jù)。做完上述準(zhǔn)備工作后，接下來干什么????鉆井工程研究對象：井眼主要研究內(nèi)容鉆井方法；鉆進(jìn)工藝；建立永久性通道。石油鉆井：是指利用專用設(shè)備和技術(shù)，在預(yù)先選定的地表位置處，向下或一側(cè)鉆出一定直徑的孔眼，一直達(dá)到地下油氣層的工作。鉆井方法的發(fā)展：（1）人工掘井：1521年之前。（2）人力沖擊鉆：1521～1835年，是靠人力、撈砂筒、特殊鉆頭、懸繩、游梁等來完成的。3）機(jī)械頓鉆（沖鉆）：1859～1901年，靠機(jī)械沖擊作用破巖，破巖和清巖相間進(jìn)行。（4）旋轉(zhuǎn)鉆：1901年發(fā)展起來的，旋轉(zhuǎn)鉆井是靠動力帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程中對井底巖石進(jìn)行破碎，同時(shí)循環(huán)鉆井液以清潔井底的鉆井方法。旋轉(zhuǎn)鉆井又分為轉(zhuǎn)盤鉆井、井下動力鉆具鉆井、頂部驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆井。1、鉆井基本概念鉆井施工4、搬家8、鉆進(jìn)5、安裝設(shè)備9、起鉆6、一次開鉆10、換鉆頭7、二次開鉆11、下鉆完井施工12、完井電測13、下套管固井14、通、刮、洗作業(yè)鉆前施工1、定井位2、道路勘察3、基礎(chǔ)施工2、鉆井施工工序鉆前工程（鉆前作業(yè)）：1、依據(jù)開發(fā)方案尋找井口坐標(biāo)（原坐標(biāo)），按照布井規(guī)則，圍繞原坐標(biāo)尋找可實(shí)施井口；2、搬家道路勘察；3、鉆前工程設(shè)計(jì)（主要是土石方）；4、征地，施工機(jī)械及材料準(zhǔn)備，以及相關(guān)手續(xù)辦理（包括：國土、林業(yè)、環(huán)保、交通、水利等）；4、老百姓征地補(bǔ)償落實(shí)，政府各項(xiàng)手續(xù)規(guī)費(fèi)繳納；5、得到批文，隨即組織開工建設(shè)。貴州烏江能源安頁2井2018年11月左右，工期近3個(gè)月左右，主要困難為井場內(nèi)有29作墳拆遷,目前頁巖氣井場純施工工期在45天左右。陜北井場及道路復(fù)雜的工農(nóng)關(guān)系鉆進(jìn)作業(yè)：1、鉆井就是利用鉆機(jī)設(shè)備及破巖工具破碎地層形成井筒的工藝過程，目地是進(jìn)行地質(zhì)評價(jià)、發(fā)現(xiàn)油氣藏、開發(fā)油氣藏。施工工序（單開次施工工序）：鉆進(jìn)→循環(huán)→接單根→鉆進(jìn)→循環(huán)→起下鉆→完鉆→測井→下生產(chǎn)套管→固井→測聲幅→通井→刮井→洗井→全井筒試壓。2、鉆井周期：從開鉆到完鉆的時(shí)間，完鉆指的是鉆到目的井深，起鉆，鉆頭起出井口的時(shí)間。3、中完周期：每一個(gè)開次完鉆至下一個(gè)開次發(fā)生地層進(jìn)尺的時(shí)間。4、完井周期：從完鉆到完井（最后一開次套管固井質(zhì)量測完，測井儀器起出轉(zhuǎn)盤）的時(shí)間。5、建井周期：從搬家安裝到完井的時(shí)間。油氣井分類按照井別用途分為：按照井型分為：完井作業(yè)：1、完井作業(yè)按照施工階段不同分為：中完作業(yè)和完鉆完井作業(yè)。2、中完作業(yè)：各開次完鉆之時(shí)起至下一開次產(chǎn)生地層進(jìn)尺止。作業(yè)內(nèi)容包括：本開次完鉆后的全井循環(huán)，通井，電測，通井，下套管，固井，候凝及安裝井口，固井質(zhì)量測定，鉆水泥塞，地破實(shí)驗(yàn)，下開次鉆進(jìn)。3、完鉆完井作業(yè)：最后一開次完成鉆井進(jìn)尺之時(shí)起至完成全井承壓實(shí)驗(yàn)井口移交甲方之時(shí)止。作業(yè)內(nèi)容包括：全井循環(huán)，通井，電測，通井，下套管，固井，候凝及安裝井口，完成通、刮、洗井程序，固井質(zhì)量測定，全井承壓實(shí)驗(yàn)。各施工環(huán)節(jié)動力負(fù)荷分析：1、鉆前工程：基本沒有外部能源接入。2、鉆井作業(yè)：鉆機(jī)啟動，提升作業(yè)，井下復(fù)雜處理三過程動力負(fù)荷較大。3、完井作業(yè)：下套管過程中的鉆機(jī)提升作業(yè)，井下復(fù)雜處理，鉆井泵代替固井車用鉆井也頂替水泥漿作業(yè)過程負(fù)荷較大。二開鉆進(jìn)（技術(shù)套管）三開鉆進(jìn)（油層套管）鉆井液出口井口防溢管注水泥施工一開鉆進(jìn)（表層套管）井口防噴器三、鉆機(jī)1、鉆機(jī)類型1、按鉆井方法分類沖擊鉆機(jī)（鉆機(jī)頓鉆）地面驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)井下驅(qū)動鉆機(jī)2、按鉆井深度分類

淺井鉆機(jī)（≤1500米）中深度鉆機(jī)（1500米～4000米）深井鉆機(jī)（4000米～5000米）超深井鉆機(jī)（6000米以上）3、按地域環(huán)境分類

陸地鉆機(jī)海洋平臺鉆機(jī)海洋人工島鉆機(jī)沙漠鉆機(jī)沼澤地鉆機(jī)低溫鉆機(jī)

叢林直升機(jī)吊裝鉆機(jī)4、按移動方式分類

塊裝鉆機(jī)車裝鉆機(jī)拖掛鉆機(jī)5、按動力類型分類

機(jī)械鉆機(jī)半電動鉆機(jī)電動鉆機(jī)柴油驅(qū)動純機(jī)械鉆機(jī)柴油驅(qū)動純機(jī)械塔式鉆機(jī)車載柴油驅(qū)動純機(jī)械桅式鉆機(jī)海洋半潛式鉆機(jī)（海洋981平臺）類型：機(jī)械驅(qū)動鉆機(jī)是指以柴油機(jī)為動力，通過液力變矩器、鏈條、齒輪、三角膠帶等不同組合的傳動形式所驅(qū)動的鉆機(jī)，主要包括齒輪傳動、膠帶傳動和鏈條傳動三種形式，具有制造方便成本低的特點(diǎn)?，F(xiàn)狀：目前機(jī)械驅(qū)動石油鉆機(jī)主要為鏈條鉆機(jī)，采用鏈條作為主傳動裝置，2~3臺柴油機(jī)變矩器驅(qū)動機(jī)組，用多排小節(jié)距套筒滾子鏈條并車，統(tǒng)一驅(qū)動各工作機(jī)組，一般仍用膠帶傳動鉆井泵，部分深井鉆機(jī)采用萬向軸驅(qū)動。2、機(jī)械鉆機(jī)類型及特點(diǎn)

類型：電驅(qū)動鉆機(jī)包括直流電機(jī)驅(qū)動（ZJ70D)和交流變頻電機(jī)驅(qū)動(ZJ70DB)兩種形式。電驅(qū)動鉆機(jī)具有傳動柔和、調(diào)速性能好、操作方便靈活、模塊體積小、安裝移運(yùn)方便、可靠性高、噪音小、污染小、節(jié)能等特點(diǎn)。直流電機(jī)驅(qū)動：直流電動鉆機(jī)是采用AC-SCR-DC方式，將柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)出的電力通過SCR可控硅整流后驅(qū)動直流電機(jī)。交流變頻電機(jī)驅(qū)動：交流變頻鉆機(jī)則是采用AC-VFD-AC方式，通過VFD電傳動控制系統(tǒng)將柴油發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電力變?yōu)樽冾l可調(diào)的電流，采用交流變頻器驅(qū)動無碳刷交流變頻電機(jī)。2、電動鉆機(jī)類型及特點(diǎn)純電動鉆機(jī)純電動鉆機(jī)、油改電鉆機(jī)、機(jī)械鉆機(jī)（半電動）對比八大系統(tǒng)一、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)二、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)三、起升系統(tǒng)四、動力驅(qū)動系統(tǒng)五、傳動系統(tǒng)六、控制和監(jiān)測系統(tǒng)七、鉆機(jī)底座八、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)2、鉆機(jī)組成1、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要組成：地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤水龍頭頂驅(qū)鉆具作用：轉(zhuǎn)動鉆具，帶動鉆頭破碎巖石。作用鉆進(jìn)時(shí)—轉(zhuǎn)動鉆具；起下鉆、下套管時(shí)—承托鉆桿或套管重量；處理事故時(shí)，造扣、倒扣、上提井底動力時(shí)—承受反扭矩轉(zhuǎn)盤水龍頭作用：①承重—承受鉆柱重量②旋轉(zhuǎn)—支承旋轉(zhuǎn)的鉆具③耐壓—輸送高壓泥漿頂驅(qū)2、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)組成：鉆井泵鉆井液凈化、處理調(diào)配裝置。鉆井液作用：清洗井底攜帶巖屑保護(hù)井壁冷卻鉆頭為井下動力鉆具提供高壓動力液。廢水池泥漿池鉆屑下滑泥漿振動篩加重裝置泥漿泵地面管匯立管水龍帶水龍頭方鉆桿鉆柱環(huán)空鉆鋌井眼鉆頭機(jī)械傳動鉆井泵電驅(qū)鉆井泵鉆井液凈化設(shè)備（固相控制系統(tǒng)）作用：將鉆井液中的無用固相從鉆井液中分離出來。組成：包括循環(huán)、補(bǔ)給、儲備用泥漿罐及藥品罐；凈化設(shè)備及泥漿混合、加重、剪切、灌注等設(shè)施。凈化設(shè)備振動篩除氣器除砂器除泥器離心機(jī)砂泵攪拌機(jī)3、起升系統(tǒng)組成：絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、井架。作用：起下鉆具、下套管，控制鉆壓。上述旋轉(zhuǎn)、循環(huán)和起升三大系統(tǒng)是鉆機(jī)的三大工作機(jī)。天車大鉤井架鋼絲繩電動鉆機(jī)絞車機(jī)械鉆機(jī)絞車(大剎把高位安裝)4、動力驅(qū)動系統(tǒng)功能：為三大機(jī)組和輔助機(jī)組提供動力組成：動力設(shè)備（柴油機(jī)組）、發(fā)電機(jī)組、電動機(jī)組、外部電源接入裝置。柴油機(jī)組發(fā)電機(jī)組外部電源接入裝置5、傳動系統(tǒng)功能：連接動力機(jī)和工作機(jī)，實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動設(shè)備到工作機(jī)組的能量傳遞、分配及運(yùn)動方式的轉(zhuǎn)換組成：減速、并車、轉(zhuǎn)向、倒轉(zhuǎn)及變速機(jī)構(gòu)傳動形式：機(jī)械傳動（鏈條、三角膠帶、齒輪）、液力傳動、液壓傳動和電傳動。機(jī)械傳動（聯(lián)動機(jī)）電機(jī)通過傳動軸、皮帶等工具帶動泥漿泵運(yùn)轉(zhuǎn)6、控制和監(jiān)測系統(tǒng)功能：指揮各機(jī)組協(xié)調(diào)工作組成司鉆臺機(jī)械控制氣控電控液控電、氣、液混合控制鉆井儀表隨鉆測量（MWD）7、鉆機(jī)底座功能：用于安裝鉆井設(shè)備，方便鉆井設(shè)備的移運(yùn)和操作組成：鉆臺底座和機(jī)房底座鉆臺底座：用于安裝井架、轉(zhuǎn)盤，放置立根盒及井口工具及司鉆控制臺，安裝絞車，下方應(yīng)能容納必要的井口裝置。機(jī)房底座：用于安裝動力機(jī)組和傳動系統(tǒng)設(shè)備要求：應(yīng)有足夠的高度、面積和剛性。8、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)組成：供氣、供水、供油、供暖、供電設(shè)備輔助發(fā)電設(shè)備井口防噴設(shè)備鉆鼠洞設(shè)備輔助起重設(shè)備……伽馬射線200’500’3000’電阻抗孔隙度看似是很好的砂巖好阻抗，可能是油氣差阻抗，可能是水差孔隙度好孔隙度差阻抗，可能是水差孔隙度差孔隙度砂頁巖粉砂巖頁巖粉砂巖白云石頁巖測井（現(xiàn)場俗稱電測）通過技術(shù)手段摸清地下地質(zhì)及含油氣情況，為下步完井方式提供依據(jù)。測井現(xiàn)場射孔：然后在井眼內(nèi)用射孔槍進(jìn)行射孔，擊穿生產(chǎn)層段部分的井壁套管。壓裂、試油試氣階段壓裂是指在井筒中形成高壓迫使地層形成裂縫的施工過程。通常指水力壓裂,水力壓裂是指應(yīng)用水力傳壓原理，從地面泵入攜帶支撐劑的高壓工作液，使地層形成并保持裂縫，是被國內(nèi)、外廣泛應(yīng)用的行之有效的增產(chǎn)、增注措施。支撐劑混砂車壓裂液泵車油管井口壓裂液裂縫地層壓裂壓裂設(shè)備分類按動力驅(qū)動方式分為：常規(guī)柴驅(qū)壓裂車組壓裂，電驅(qū)動壓裂，柴、電混合壓裂。常規(guī)柴驅(qū)壓裂車組壓裂電驅(qū)動壓裂柴、電混合壓裂全套壓裂設(shè)備包括：混砂車（或電驅(qū)混砂撬），壓裂車（或電驅(qū)壓裂泵撬），平衡車，儀表車，管匯車，儲液罐，儲砂罐等?；焐败嚨淖饔?/p>

一是把支撐劑與壓裂液充分混合,二是為泵車提供充足的液體。常規(guī)車載柴驅(qū)混砂撬電驅(qū)混砂撬

泵車（或電驅(qū)壓裂泵）泵車的作用

一是泵送液體

二是使液體升壓

井口壓裂儀表車儀表車的作用

一是控制泵車和混砂車的運(yùn)行參數(shù)，二是實(shí)時(shí)記錄及監(jiān)測分析施工參數(shù)。

壓裂管匯壓裂管匯建立泵送以及信號傳輸通道。壓裂施工時(shí)液體的流動過程壓裂液儲罐地面管線井口管匯加