石油勘探開發(fā)作業(yè)流程

石油勘探開發(fā)步驟小組組員：呂澤昊、張明明、朱斌、徐梓源、趙衛(wèi)人類生活在地球上，一切生活資料全部起源于地球，其中能源對人類生存和發(fā)展很關(guān)鍵。煤、石油、天然氣作為關(guān)鍵能源資料，它們勘探、開采和加工對一個國家發(fā)展至關(guān)關(guān)鍵。其中，石油和天然氣大多儲存在幾百米乃至幾千米地下，將其開采出來十分不易，需要石油工作者艱苦努力，不停改善、創(chuàng)新技術(shù)，才能更多愈加好開采地下原油，為祖國發(fā)展注入活力，貢獻力量。石油勘探開發(fā)關(guān)鍵步驟以下：地質(zhì)勘察---物探---鉆井---錄井---測井---完井---固井---射孔---采油---修井、增采和后續(xù)運輸和加工。這些步驟，一環(huán)緊緊圍繞一環(huán)，相互依存，密不可分。作為石油工程專業(yè)學(xué)生，我們有必需對石油勘探開發(fā)步驟有一個全局了解。一.二、地質(zhì)勘探地質(zhì)勘探就是石油勘探人員利用地質(zhì)知識，攜帶羅盤、鐵錘等簡單工具，在野外經(jīng)過直接觀察和研究出露在地面底層、巖石，了解沉積地層和結(jié)構(gòu)特征。搜集全部地質(zhì)資料，方便查明油氣生成和聚集有利地帶和分布規(guī)律，以達成找到油氣田目標(biāo)。但因大部分地表全部被近代沉積所覆蓋，這使地質(zhì)勘探受到了很大限制。地質(zhì)勘探過程是必不可少，它極大地縮小了接下來物探所要開展工作區(qū)域，節(jié)省了成本。地面地質(zhì)調(diào)查法通常分為普查、詳查和細測三個步驟。普查工作關(guān)鍵表現(xiàn)在“找上，其基礎(chǔ)圖幅叫做地質(zhì)圖，它為詳查階段找出有含油期望地域和范圍。詳查關(guān)鍵表現(xiàn)在“選”上，它把普查有期望地域深入證實選出更有力含油結(jié)構(gòu)。而細測關(guān)鍵表現(xiàn)在“定”上，它把選好結(jié)構(gòu)，經(jīng)過細測把含油結(jié)構(gòu)具體定下來，編制出正確結(jié)構(gòu)圖以供深入鉆探，其目標(biāo)是為了立即找到油氣田。結(jié)構(gòu)圖地質(zhì)圖結(jié)構(gòu)圖地質(zhì)圖地球物理勘探地球物理勘探（簡稱物探）是依據(jù)地質(zhì)學(xué)和物理學(xué)原理，經(jīng)過不一樣物理儀器觀察地面上多種物理現(xiàn)象，推斷地下地質(zhì)情況，達成找油目標(biāo)。物探是一個較新技術(shù)，它包含重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探和核法勘探。重力勘探重力勘探是以探測對象和其周圍巖（礦）石之間密度差異為基礎(chǔ)，經(jīng)過觀察和研究重力場改變規(guī)律，查明地質(zhì)結(jié)構(gòu)、尋求礦產(chǎn)（礦藏）及探測物一個物探方法。它關(guān)鍵用于探查含油氣遠景區(qū)中地質(zhì)結(jié)構(gòu)、鹽丘及圈定煤田盆地；研究區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)和深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)；和其它物探方法相配合，尋求油氣資源。重力勘探尋求背斜儲油結(jié)構(gòu)重力勘探尋求背斜儲油結(jié)構(gòu)磁法物探磁法物探是以探測對象和其周圍巖（礦）之間磁性差異為基礎(chǔ)，經(jīng)過觀察和研究天然地磁場及人工磁場改變規(guī)律，查明地質(zhì)結(jié)構(gòu)、尋求礦產(chǎn)（藏）及探測物一個物探方法。它關(guān)鍵用于多種百分比尺地質(zhì)填圖；勘察油氣結(jié)構(gòu)及煤田盆地；估計成礦遠景區(qū)；研究區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)；另外還可尋求鐵礦及含磁性礦物金屬礦及非金屬礦，為打撈沉船、沉車定位，確定古人類遺址等。航空磁力勘探法所繪中國磁力圖磁力勘探找礦航空磁力勘探法所繪中國磁力圖磁力勘探找礦電法勘探電法勘探是以巖、礦石電學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，經(jīng)過觀察和研究和這些差異相關(guān)電場或電磁場在空間和時間上分布特點和改變規(guī)律，來查明地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和尋求有用礦產(chǎn)一類勘察地球物理方法。電法勘探分支眾多，通常歸為兩大類：=1\*GB3①傳導(dǎo)類電法傳導(dǎo)類電法研究是穩(wěn)定電場或似穩(wěn)定電場，包含電阻率法、充電法、自然電場法和激發(fā)極化法等。=2\*GB3②感應(yīng)類電法感應(yīng)類電法研究是交流電磁場，統(tǒng)稱為電磁法，其中又可分為電磁剖面法和電磁測探法。反射波法地震勘探在地球物理勘探中，反射波法地震方法是一個極關(guān)鍵勘探方法。地震勘探是利用人工激發(fā)產(chǎn)生地震波在彈性不一樣地層內(nèi)傳輸規(guī)律來勘測地下地質(zhì)情況方法。地震波在地下傳輸過程中，當(dāng)?shù)貙訋r石彈性參數(shù)發(fā)生改變，從而引發(fā)地震波場發(fā)生改變，并發(fā)生反射、折射和透射現(xiàn)象，經(jīng)過人工接收改變后地震波，經(jīng)數(shù)據(jù)處理、解釋后即可反演出地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)及巖性，達成地質(zhì)勘查目標(biāo)。地震勘探方法可分為反射波法、折射波法和透射波法三大類，現(xiàn)在地震勘探關(guān)鍵以反射波法為主。地震勘探生產(chǎn)工作基礎(chǔ)上可分為三個步驟：第一個步驟是野外采集工作。這個步驟任務(wù)是在地質(zhì)工作和其它物探工作初步確定有含油氣期望探區(qū)部署測線，人工激發(fā)地震波，并用野外地震儀把地震波傳輸情況統(tǒng)計下來。這一階段結(jié)果是得到一張張統(tǒng)計了地面振動情況數(shù)字式“磁帶”，進行野外生產(chǎn)工作組織形式是地震隊。野外生產(chǎn)又分為試驗階段和生產(chǎn)階段，關(guān)鍵內(nèi)容是激發(fā)地震波，接收地震波。地震勘探反射法示意圖地震勘探反射法示意圖第二個步驟是室內(nèi)資料處理。這個步驟任務(wù)是對野外取得原始資料進行多種加工處理工作，得出結(jié)果是“地震剖面圖”和地震波速度、頻率等資料。第三個步驟是地震資料解釋。這個步驟任務(wù)是利用地震波傳輸理論和石油地質(zhì)學(xué)原理，綜合地質(zhì)、鉆井資料，對地震剖面進行深入分析研究，說明地層巖性和地質(zhì)時代，說明地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點；繪制反應(yīng)一些關(guān)鍵層位結(jié)構(gòu)圖和其它綜合分析圖件；查明有含油、氣期望圈閉，提出鉆探井位。多波地震勘探所得資料多波地震勘探所得資料地震剖面圖地震剖面圖核法勘探核法勘探是利用巖、礦石中天然放射性核素含量及種類差異，和在人工放射源激發(fā)下巖、礦石產(chǎn)生多種核物理現(xiàn)象來勘查地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)或?qū)で笥杏玫V產(chǎn)地球物理方法，簡稱核物探。三、鉆井工程鉆井工程過程：1.鉆井入位及分流裝置安裝2.開鉆3.一開井眼段鉆進4.下表層套管并固井5.防噴器安裝和測試6.鉆穿套管鞋，對地層強度進行測試7.二開井眼鉆進8.測井作業(yè)9.下二開套管并固井10.生產(chǎn)井眼段鉆進11.測井作業(yè)12.下尾管并固井探井鉆井目標(biāo)：1.證實油氣藏存在，并取得油氣樣本進行分析，同時還要測定油藏壓力2.測定油氣邊緣及油水邊緣深度3.提取油氣藏中巖心樣本4.對油層進行測試鉆井平臺：懸繩井底鉆頭井壁游梁支架懸繩井底鉆頭井壁游梁支架鉆具：（這里只介紹比較常見）鉆頭（牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)）鉆柱鉆井過程：（接鉆柱和取鉆柱）鉆鋌通常為9米左右，鉆完9米多后，就要把井眼里鉆鋌從上部卸下，再接上一根鉆鋌。當(dāng)鉆鋌能滿足鉆進時鉆壓需要是，再進行鉆井，就應(yīng)該接上鉆桿而不再加鉆鋌，鉆桿也每鉆9米多就安上一根。但取下鉆桿時，鉆桿、鉆鋌每三根為一組卸下鉆鋌：結(jié)構(gòu)特點：管體兩端直接車制絲扣，無專門接頭；壁厚大(38-53毫米），重量大，剛度大。關(guān)鍵作用：(1)給鉆頭施加鉆壓;(2)確保壓縮應(yīng)力條件下必需強度;(3)減輕鉆頭振動、擺動和跳動等，使鉆頭工作平穩(wěn)；(4)控制井斜。下表層套管并固井后井眼圖準(zhǔn)備測試底層強度鉆穿浮鞋之前浮鞋：由水泥及部分塑料部件制成閥準(zhǔn)備測試底層強度鉆穿浮鞋之前浮鞋：由水泥及部分塑料部件制成閥地層強度測試圖技術(shù)管套坐封及準(zhǔn)備注水泥固井技術(shù)管套坐封及準(zhǔn)備注水泥固井下入二開套管并進行固井圖帶有生產(chǎn)管套和圍觀最終井眼剖面圖帶有生產(chǎn)管套和圍觀最終井眼剖面圖生產(chǎn)井眼段鉆進設(shè)想一下又要鉆一段井眼，又要下入一段套管并固井，全部這一切全部和二開井眼鉆進和固井大致相同。四、錄井定義：用地球化學(xué)、地球物理、巖礦分析等方法，觀察、搜集、分析、統(tǒng)計隨鉆過程中固體、液體、氣體等返出物信息，以此建立錄井剖面，發(fā)覺油氣顯示，評價油氣層，為石油工程提供鉆井信息服務(wù)過程。錄井工程任務(wù)就是，把倆個層次錄井信息利用錄井手段取全取準(zhǔn)，并進行還原成井筒地質(zhì)剖面。補充：分類：巖屑錄井，巖心錄井，鉆時錄井，熒光錄井，鉆井液錄井，氣測錄井，工程錄井，地化錄井補充：第一層次錄井信息：液體：油顯示信息，鉆井液及其濾液信息；氣體：鉆井液中氣體，巖屑巖心中氣體等；其它：工程施工參數(shù)，搜集資料第二層次錄井信息：照明掃描，熱解分析，熒光分析，孔滲分析，巖礦分析，古生物分析等。巖屑錄井過程：（以巖屑錄井為例說明）1.巖屑搜集和整理2.巖屑描述3.巖屑保留4.真假巖屑識別5.利用巖屑判定和分析地下巖石性質(zhì)6.巖屑錄井草圖和實物剖面面7.利用巖屑劃分巖性和地層伴隨鉆井進行，產(chǎn)生巖屑隨之增加，經(jīng)過鉆井液循環(huán)可將巖屑從井底清除潔凈伴隨鉆井進行，產(chǎn)生巖屑隨之增加，經(jīng)過鉆井液循環(huán)可將巖屑從井底清除潔凈鉆井過程中鉆井液巖屑上返情況圖巖屑錄井是鉆井地質(zhì)現(xiàn)象錄井方法之一，在鉆井過程中，地質(zhì)人員根據(jù)一定取樣間距和遲到時間，連續(xù)搜集和觀察巖屑并恢復(fù)地下地質(zhì)剖面圖過程。綜合錄井圖另外還有其它錄井方法如：氣測錄井另外還有其它錄井方法如：氣測錄井氣測錄井：用專門儀器設(shè)備檢測從井底反倒井口鉆井液中所攜帶挺累氣體而錄找地下油氣藏。五、測井定義：用接在電纜上測量設(shè)備（測井儀）放入井內(nèi)取得，測量結(jié)果經(jīng)過電纜傳輸?shù)降孛嬖囼炇一蛴嬎銠C系統(tǒng)。這些信息統(tǒng)計在膠片或感光紙上就會成了測井曲線。測井?dāng)?shù)據(jù)也能夠統(tǒng)計在磁帶上。每次能夠測量很多不一樣曲線，而每一條曲線全部反應(yīng)井眼所穿過巖石不一樣性質(zhì)（圖所表示）測井示意圖1.1.天滑輪2.地滑輪3.電纜4.測井機器5.井下機器（探頭等）6.地面儀器井場測量設(shè)備示意圖測井方法：電阻率測量，自然電位（sp），核測井，自然伽馬放射性測井，自然伽馬能譜測井，中子測井，次生伽馬射線能譜測井，熱中子衰減時間測井，地層密度測井，平均原子序數(shù)測井，聲波測井，聲速測井，溫度測量。自然電位測量：將一個電極M放入井中，另一個電極N放在地面上接觸，測量M電極相對于N電極之間電位差，便可進行自然電位測井；自然電位測得是相對電位值，即，不一樣深度上自然電位和地面上某點固定電位值之差測井作用：勘探階段：1）儲層參數(shù)評價（孔隙度、滲透率、飽和度、厚度）2）剖面對比解釋結(jié)構(gòu)、儲層產(chǎn)狀3）研究沉積相、油藏描述、巖性分析開發(fā)階段：1）流動剖面（確定吸水剖面、產(chǎn)液剖面）2）采油工程（找竄、固井質(zhì)量、管柱情況）3）儲層監(jiān)視（檢驗增產(chǎn)設(shè)施效果、壓裂、酸化、油水界面）4）鉆進、地質(zhì)導(dǎo)向六、完井完井是銜接鉆井和采油而又相對獨立工程，是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)系統(tǒng)工程。完井目標(biāo)是建立生產(chǎn)層和井眼之間良好聯(lián)通，并能使油氣井長久穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。地質(zhì)勘探地質(zhì)勘探鉆井錄井測井注水泥固井下生產(chǎn)管柱采油完井修井增產(chǎn)排液射孔下套管鉆開油層依據(jù)油氣藏類型和油氣層特征，為能夠最有效開發(fā)油氣田，延長油氣井壽命和提升其經(jīng)濟效益，應(yīng)該選擇合理完井方法。常見井類型有直井，定向井、水平井和分支井。在完井過程中常見井底結(jié)構(gòu)依據(jù)井眼和地層間聯(lián)通狀態(tài)能夠分為四大類：封閉式井底結(jié)構(gòu)、敞開式井底結(jié)構(gòu)、混合式井底結(jié)構(gòu)和防沙完井。在這四大類中又可細分為12種常見完井方法：1）射孔完井；2）管內(nèi)礫石充填防沙完井；3）先期裸眼完井；4）襯管頂部注水泥完井；5）懸掛式襯管完井；6）膨脹襯管完井；7）半閉式裸眼完井；8）半閉式襯管完井法；9）裸眼礫石充填完井；10）滲透性人工井壁射孔完井法；11）滲透性人工井壁襯管完井法；12）滲透性人工井壁裸眼完井法。除了依據(jù)完井井底結(jié)構(gòu)將完井方法分類外，還能夠?qū)⑼昃椒ǚ譃椋荷淇淄昃?、襯管完井、裸眼完井、礫石充填完井和人工井壁完井等幾大類。而在上述井底結(jié)構(gòu)中，以射孔完井、襯管完井、裸眼完井和礫石充填完井較為常見，現(xiàn)在應(yīng)用最多是射孔完井。現(xiàn)在因為油藏類型多（高壓、高滲，低壓、低滲，稠油、裂縫，斷塊，底水油藏和注水開發(fā)油藏等）和已開發(fā)老油田中，死油區(qū)，厚油層未全部動用。為充足開采油氣藏，還發(fā)展了水平井、側(cè)鉆井、大位移井、側(cè)鉆水平井、小井眼井、重鉆井、自動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井和多分枝井等特殊完井方法。射孔完井射孔完井是指在產(chǎn)層段下入油層套管，用水泥封固產(chǎn)層后再用射孔彈將套管、水泥射穿，并穿進部分產(chǎn)層巖石形成油氣流通道，聯(lián)通產(chǎn)層和井筒完井方法。射孔是現(xiàn)在中國外使用最廣泛完井方法。射孔器是油氣井射孔完井作業(yè)必不可少穿孔工具。射孔器指完成射孔工作設(shè)備、裝置及其組合。有聚能射孔器、水力射孔器、復(fù)合射孔器等，最常見為聚能射孔器。聚能射孔器含有施工效率高、熱穩(wěn)定性好、操作簡便和安全可靠等優(yōu)點。聚能效應(yīng)聚能效應(yīng)聚能射孔彈結(jié)構(gòu)大孔徑射孔彈有槍身式射孔器無槍身式射孔器有槍身式射孔器無槍身式射孔器射孔彈常見激發(fā)方法有下述多個：1）電纜激發(fā)點火方法；2）投棒激發(fā)點火方法；3）投棒（投球）和管內(nèi)加壓聯(lián)合激發(fā)點火方法；4）環(huán)空加壓點火方法。射孔常見工藝有：電纜傳輸射孔、過油管電纜傳輸射孔、油管傳輸射孔、油管傳輸射孔和地層測試聯(lián)作、復(fù)合射孔工藝、超正壓射、定向射孔等傳統(tǒng)工藝和高壓水利射孔、水力噴砂射孔和激光射孔等新型工藝。射孔工藝對套管及水泥層之外油層物性會產(chǎn)生影響，會引發(fā)在射出孔周圍油層物性改變。采取聚能射孔彈射孔時，聚能射孔彈產(chǎn)生高壓、高溫、高速粒子流在穿透套管、水泥環(huán)進入地層形成孔道時，水泥環(huán)、巖石受到高溫、高壓射流沖擊作用后變形、破碎和壓實，在射孔孔道周圍就會形成一個壓實損害帶。巖石受到壓力沖擊，會產(chǎn)生壓縮變形。變形結(jié)果是孔道邊壁上巖石被壓緊，密度增加，孔隙縮小甚至閉合。這種現(xiàn)象稱為射孔孔道邊壁壓實。研究表明破碎壓實帶滲透率只有原始滲透率10%左右，降低了油井生產(chǎn)能力。七、固井固井是油氣井建立過程中關(guān)鍵步驟之一，其關(guān)鍵目標(biāo)是封隔井內(nèi)油、氣、水層，預(yù)防層間竄通，保護油氣井套管，增加油氣井壽命。套管下完后，立即接通循環(huán)管線和注水泥管線，做好注水泥前準(zhǔn)備工作。首先要開泵循環(huán)鉆井液，因套管和井壁間隙較小，利用高上返速度沖擊井壁上泥餅，同時調(diào)整鉆井液性能，直到循環(huán)泵壓穩(wěn)定為止。在這期間，固井泵開啟，供灰、供水、混漿、吸漿等工作全部應(yīng)準(zhǔn)備就緒固井過程中所需要漿體關(guān)鍵包含前置液和水泥漿兩大部分。前置液是注水泥漿之前注入井內(nèi)液體，包含沖洗液和隔離液。打隔離液之前首先泵入沖洗液，通常是密度和年度較小液體，目標(biāo)是為了稀釋和分散鉆井液，清洗井眼，沖刷井壁。較常見清洗液通常采取含有分散劑和表面活性劑混合物化學(xué)沖洗液。隔離液通常采取密度和粘度較高液體，其關(guān)鍵作用是隔離鉆井液和水泥漿，預(yù)防二者相混。隔離液密度通常應(yīng)稍大于鉆井液密度，以起到良好隔離效果。在微弱底層，加入特定堵漏材料也可預(yù)防頂替過程中水泥漿漏失。隔離液通常由增粘劑、降失水劑、分散劑、加重劑和水等材料混合而。水泥漿是由干水泥、水及多種添加劑混合而成漿體。常規(guī)水泥漿密度通常在1.80~1.98g/cm3固井過程中用到固井設(shè)備包含水泥車、灰罐車、供水車、工具車、高壓管匯等。其中水泥車是固井作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備。過程中還可用到其它輔助工具，關(guān)鍵指套管件中附件，包含水泥頭、引鞋、浮鞋、浮箍、扶正器、膠塞、分級箍、管外分隔器等。中油牌zyt5210tsn型固井水泥車為提升固井質(zhì)量，降低固井過程中對生產(chǎn)層損害，滿足施工要求，中國外逐步發(fā)展起來了部分優(yōu)異固井工藝技術(shù)，并研制了對應(yīng)固井裝置和工具，比如像分級固井、尾管固井、和內(nèi)管固井工藝?，F(xiàn)在，常規(guī)固井技術(shù)相對比較成熟，但在高溫高壓深井、超深井、大位移水平井、分支井、高壓氣井、小井眼小間隙井等復(fù)雜環(huán)境下固井還存在部分技術(shù)問題，造成固井質(zhì)量不高。八、采油九、修井1.修井機一套完整修井機關(guān)鍵由八大系統(tǒng)設(shè)備組成。分別是起升系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)，動力設(shè)備，傳動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，修井機底座，輔助設(shè)備。XJ650修井機為120t級單滾筒自走式修井機。它關(guān)鍵由自走底盤，角傳動箱，主滾筒及其剎車系統(tǒng)，剎車?yán)鋮s裝置，Ⅱ型兩節(jié)伸縮式井架及4×5游動系統(tǒng)，死繩固定器及壓力傳感指重裝置，液壓絞車，鉆臺，水龍頭，氣動卡瓦及司鉆控制氣路和液壓系統(tǒng)，電路系統(tǒng)等組成。外形尺寸為（長×寬×高）19.62m×3.1m×4.7m。2.關(guān)鍵設(shè)備——水龍頭1—提環(huán)2—鵝頸管3—沖管4—密封盒墊環(huán)5—密封圈6—上密封座7—下密封填料8—密封盒9—黃油嘴10，13—止推軸承11—主體12—螺釘14—底蓋15—中心管16—接頭17—擋油圈18—防松墊

水龍頭關(guān)鍵作用是懸吊管柱，連接循環(huán)沖洗管線中固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，進行旋轉(zhuǎn)管柱，完成沖洗，打撈，鉆磨等工藝要求。3.常見修井工具——可退式卡瓦打撈筒可退式卡瓦打撈筒可退式卡瓦撈筒關(guān)鍵適適用于管、桿類落魚外部打撈，是管類落物無接箍狀態(tài)下首選工具，能夠和上擊器配套使用?？赏耸娇ㄍ邠仆灿谢@式卡瓦和螺旋卡瓦兩種形式。其中籃式卡瓦撈筒由上接頭、筒體、籃式卡瓦、銑控環(huán)、內(nèi)密