海洋石油开采工程 第三章 钻完井系统(第四节)
海洋石油钻完井现场数据手册
油田生产事业部现场数据手册 FIELD DATA HANDBOOK OF Production OptimizationDivisionA 版Edition A中海油田服务股份有限公司油田生产事业部Production Optimization -China Oilfield Services Limited二00七年八月目 录1.常用单位换算系数 (1)1.1 长度单位换算系数 (1)1.2 体积（容量）单位换算系数 (1)1.3 力单位换算系数 (1)1.4 密度单位换算系数 (1)1.5 压力单位换算系数 (1)1.6 速度单位换算系数 (1)1.7 压力梯度单位换算系数 (2)1.8 力矩单位换算系数 (2)1.9 温度换算 (2)2.钻具技术参数 (3)2.1 API接头丝扣规范 (3)2.2 钻杆允许扭转系数表 (3)2.3 螺纹互换表 (3)2.4 加重钻杆 (4)2.5 钻杆机械性能表 (5)2.6 钻铤机械性能表 (8)2.7 钻头(BIT)上扣扭矩值 (8)2.8 顶驱接头& IBOP 扭矩值 (8)2.9 套管规范 (9)2.10 螺纹分类及代号 (9)2.11 常用油管上扣扭矩及强度 (10)2.12 常用油管几何及机械特性表 (11)3、常用数据表 (12)3.1 钻杆与井眼间的环空容量表（升／米） (12)3.2 钻铤与井眼间的环空容量表（升／米） (13)3.3 套管与井眼间的环空容量表（升/米） (14)3.4 套管与钻杆间的环空容量表（升／米） (15)3.5 套管与钻铤间的环空容量表（升／米） (16)3.6 套管与套管间的环空容量表（升／米） (19)3.7 套管与油管间的环空容量表（升／米） (22)3.8 四方钻杆容量表 (24)3.9 水龙带容量表 (24)3.10 钻杆的容量表（升／米） (25)3.11 加重钻杆的容量表（升／米） (25)3.12 钻铤的容量表（升／米） (26)3.13 套管容量表（升／米） (27)3.14 油管容量表（升／米） (29)3.15 内径为25.4～631.8毫米（1～247／8英寸）圆柱的容量表（升／米） (30)4.泥浆泵参数 (32)4.1 F500三缸单作用泵性能表 (32)4.2 BH800泥浆泵性能参数表 (32)4.3 F800泵性能参数表 (32)5.处理卡钻事故工具 (32)5.1 可退式卡瓦打捞筒卡瓦选用表 (32)5.2 可退式打捞矛卡瓦选用表 (33)5.3 常用套铣管数据表 (33)5.4 Z SX J型随钻震击器技术参数 (34)5.5 JYQ型机械液压式随钻震击器技术参数 (34)5.6 JZ型机械式随钻震击器技术参数 (34)6.现场常用计算公式 (35)6.1 钻井液循环一周所需时间 (35)6.2 配制1m3水泥浆需要的干水泥量 (35)6.3 配制1m3水泥浆需要的水量 (35)6.4 稀释公式 (35)6.5 注解卡浆最高压力计算： (35)6.6 卡点计算： (35)6.7 动态起压时间计算： (35)6.8 环空液柱压力当量密度（ρm）的计算： (36)6.9 常见物体形状的面积和体积计算公式 (37)7.井控知识 (38)8.温度换算表 (42)9.风级表 (43)10.常见材料密度表（克／厘米3） (44)11．钢丝绳参数 (45)12.API 法兰 螺栓 钢圈 (48)13.美国FMC高压油壬的性能摘要 (49)14.定向井工艺 (50)15.部分泥浆处理剂性能及加量 (51)1.常用单位换算系数1.1 长度单位换算系数1米（m）＝3.2808（ft）1英尺（ft）＝0.3048（m）＝12（in）1英寸(in)=25.4(mm)1英里（mile）=1609.344(m)1海里（n mile）=1852(m)1.2 体积（容量）单位换算系数1立方米（m3）=6.28978(bbl)1升(L)=0.264172(gal)1美加仑(gal)=3.78541(L)1美桶（bbl）=158.988(L)=42.02(gal)1.3 力单位换算系数1千克力（kgf）=2.2046(lbf)=9.81(N) 1磅力（lbf）=0.453592(kgf)1.4 密度单位换算系数1 g/cm3 =8.3454(ppg)=350.508(lb/bbl) 1 ppg=0.119826(g/cm3 )1.5 压力单位换算系数1 kgf/cm2 =14.2233(psi)=0.0981(Mpa) 1兆帕(Mpa)=145.037(psi)1巴(bar)=0.1(Mpa)1标准大气压(atm)=0.101325(Mpa)1.6 速度单位换算系数1节＝1海里/小时1.7 压力梯度单位换算系数1 Mpa/m=44.2080(psi/ft)=10.19716(kgf/cm2/m) 1.8 力矩单位换算系数1 kgf.m=9.80665(N.m)=7.23301(lbf.ft)1 lbf.ft=1.35582(N.m)1.9 温度换算T℉=9℃ /5+32T℃=5(T℉-32)/92.钻具技术参数2.1 API 接头丝扣规范公接头(mm)接头类型 扣/寸 锥度 大端直径 小端直径 母扣镗孔直径(mm) 2 3/8REG 5 1：4 66.67 47.62 68.263 2 7/8REG 5 1：4 76.20 53.97 77.78 3 1/2REG 5 1：4 88.90 65.07 90.488 4 1/2REG 5 1：4 117.47 90.47 119.06 5 1/2REG 4 1：4 140.21 110.06 141.68 6 5/8REG 4 1：6 152.19 131.03 153.99 7 5/8REG 4 1：4 177.80 144.47 180.18 正 规 型8 5/8REG 4 1：4 201.98 167.84 204.39 3 1/2FH 5 1：4 101.45 77.62 102.79 4 FH 4 1：6 108.71 89.66 110.33 4 1/2FH 5 1：4 121.716 96.31 123.83 5 1/2FH 4 1：6 147.95 126.79 150.02 贯 眼 型6 5/8FH 4 1：6 171.52 150.37 173.83 2 3/8IF 4 1：6 73.05 60.35 74.61 2 7/8IF 4 1：6 86013 71.32 87.71 3 1/2IF 4 1：6 102.00 85.06 103.58 4 IF 4 1：6 122.70 103.73 124.61 4 1/2IF 4 1：6 133.35 114.30 134.94 内 平 型5 1/2IF41：6162.48 141.32163.912.2 钻杆允许扭转系数表扭转系数(圈/米) API 钻杆外径 (英寸)D 级E 级 G105 S135 2 7/80.007 0.0095 0.0134 0.017 3 1/2 0.006 0.0078 0.0110 0.014 5 0.004 0.0055 0.0077 0.009 5 1/20.00360.0050.00700.0092.3 螺纹互换表数字型 内平型、贯眼型 通常称法 NC26 2 3/8IF 2A11/2A10 NC31 2 7/8IF 211、210 NC38 3 1/2IF 311、310 NC40 4FH 421、420 NC46 4IF 4A11、4A10 NC504 1/2IF 411、4102.4 加重钻杆Size Size Weight Capacity Disp Make up torque O.D. ins I.D.ins lb/ft bbl/ft bbl/ft min max ThreadTypeThreadSize3-1/2" 2.0625 25.3 0.004210.00921 4" 2.5625 29.7 0.006450.01082 4-1/2" 2.75 41 0.007430.014935" 3 49.3 0.008830.0179629,00031,000NC 50 4-1/2 IF6-5/8"FH 4" 79 0.0155 0.027144,00046,6706-5/8FH2.5 钻杆机械性能表2.6 钻铤机械性能表Size Size Weight Capacity Disp Make up torque(ft.lbs)ThreadO.D. ins I.D. ins lb/ft bbl/ft bbl/ft min max Size 4-3/4" 1-3/4 52.1 0.003 0.0189 9,900 9,900 3-1/2 if 6" 2-1/2 79.4 0.0061 0.0289 25,500 25,500 4 if 6-1/2" 2-3/4 92.8 0.0073 0.0338 22,200 22,200 4-1/2 if8" 2-3/4 150.8 0.0073 0.0549 53,00 53,00 6-5/8 reg8-1/4" 2-3/4 161.8 0.0073 0.0589 53,00 53,00 6-5/8 reg8-1/2" 2-3/4 172.8 0.0073 0.0629 53,00 53,00 6-5/8 reg9" 3 192.2 0.0087 0.0714 83,000 83,000 7-5/8 reg2.7 钻头(BIT)上扣扭矩值OD/ THRETH TYPE M/U TORQUE (ft.lbs) 4-1/2'TONG BIT/钻头接头扣型 上扣扭矩 (英尺.磅) 4-1/2'大钳17-1/2" 7-5/8" REG 70,400 15,600 (英尺.磅) 12-1/4" 6-5/8" REG 42,400 9,400 (英尺.磅) 8-1/2" 4-1/2" REG 20,480 4,600 (英尺.磅) 6" 3-1/2" REG 8,000 1777 (英尺.磅) 2.8 顶驱接头& IBOP 扭矩值** = 500 ton * = 350 tontorque ( ft.lbs)Components I.D.Connection O.D. (min.) (max.)Mainshaft to upper Ibop safety valve*3" 6 5/8 API Reg 7 3/4" 50,000 70,000 Upper Ibop to lower Ibop * 3" 6 5/8 API Reg 7 3/4" 50,000 70,000 Lower Ibop to saver sub * 3" 6 5/8 API Reg 7 3/8" 46,000 64,000 X / over sub to lower Ibop * 3" 6 5/8 API Reg 7 3/8" 46,000 60,000 Mainshaft to upper Ibop ** 3" 7 5/8 API Reg 9" 83,000 91,000 Upper Ibop to lower Ibop ** 3" 7 5/8 API Reg 9" 75,000 91,000 Lower to saver sub ** 3" 7 5/8 API Reg 8 5/8" 66,000 85,000 X / over sub to lower Ibop ** 3" 7 5/8 API Reg 9" 75,000 91,0002.9 套管规范规格 钢级 壁厚mm重量(lb/ft)内径(mmin)抗拉屈服强度(T)抗内压强度(Mpa)抗外挤强度(Mpa)接头外径(mm in)平均重量kg/m7" N80 10.4 29 157.1mm6.184"56.348.4194.5mm7.657"43.157" K55 11.5 32 154.8mm6.094"232.6 43 44.6194.5mm7.657"47.67" N80 11.5 32 154.8mm6.094"338.6T62.559.4194.5mm7.657"47.69 5/8" K55 12 47 220.5mm8.681"338.6T32.526.8269.910.626"69.99 5/8" N80 12 47 220.5mm8.681"492.7T47.332.8269.910.626"69.913 3/8" K55 12.2 68 315.3mm12.415"485.5T23.813.4365.1mm14.375"101.213 3/8" N80 12.2 68 315.3mm12.415"705.8T34.615.6365.1mm14.375"20" K55 16.1 133 475.7mm18.73"963.9T21.110.3533.4mm21"19820" L80 16.1 133 475.7mm18.73"1402.5T30.611.1533.4mm21"24" X52 25.4 245.6558.8mm22"1744T 20.716.8365.930" X52 25.4 309.7711.2mm28"2152.2T20.710.9461.32.10 螺纹分类及代号标准 名 称 使用的符号或代号短圆螺纹 (STC)(CSG或C1)长圆螺纹 (LTC)(LCSG或C2)梯形螺纹 (BTC)(BCSG或C33) API直连行螺纹 (XL)(XCSG或C11X)2.11 常用油管上扣扭矩及强度ID公称重量壁厚 上扣扭矩（N.M） 规格钢级（in.） （lb/ft）(in mm ）最小值 最佳值 最大值 通径规直径(in mm ） 抗拉强度（KN）J-55 2.441 6.4 J-55110 1450 323 NUN-80 2.441 6.4 0.217”5.5mm N-8015002050 2.347” 59.6mm 470 J-55 2.441 6.5 J-5517002300 443 2 7/8”EUN-80 2.441 6.5 0.217”5.5mm N-8024003200 2.347” 59.6mm 645 J-55 2.992 9.2 J-5515002050 487 NUN-80 2.992 9.2 0.254”6.5mm N-8021502850 2.867” 72.8mm708 J-55 2.992 9.3 J-5531504150 634 3 1/2”EUN-80 2.992 9.3 0.254”6.5mm N-8033004450 2.867” 72.8mm922 J-55 3.95812.75J-5529503950 3.833” 97.4mm 656 4 1/2”EUN-803.95812.750.29” 7.4mmN-80420055503.833” 97.4mm954现场数据手册 第A 版第0次修改中海油田服务股份有限公司油田生产事业部112.12 常用油管几何及机械特性表名义重量，ID/ft(kg/m) 接篐外径（in/mm) 接篐外径（in/mm) 内压屈服强度(Mpa)丝扣连接屈服强度(KN) 不加厚加厚NEW VAM不加厚加厚不加厚加厚规格尺寸本体外径（in/mm) 不加厚加厚钢级壁厚（in/mm)钢材截面积（m m 2)内径（in/mm) 通径（in/mm)标准接篐 特殊接篐抗挤毁强度（Mpa )标准接篐特殊接篐管体屈服强度(103＋牛顿)容量（I/m) 排代量（I/m)1.90" 1.900/48.32.75 2.76 N800.145/3.68 515 1.610/40.9 1.516/38.5 2.2/55.88 77.873.7 14128428.4 1.31 1.83 2-3/8" 2.375/60.34.60/6.85 4.70/6.99J550.190/4.8841 1.995/50.7 1.901/48.3 2.874/73.0 3.071/78.0 55.853.153.1 31.9 2.02 2.86 N80 81.277.277.2 46.4 2-7/8" 2.875/73.06.40/9.52 6.50/9.67J550.217/5.51169 2.441/62.0 2.346/59.6 3.524/89.5 3.661/93 52.950.150.1 32344344.3 3.02 4.19 N80 3.240/82.377 72.972.9 47064564.5 3-3/8" 3.500/88.99.20/13.69 9.30/13.84 J550.254/6.51671 2.992/76.0 2.866/72.8 4.213/107.0 4.508/114.551 48.248.2 48763463.4 4.54 6.21N8072.670.1 70.1 70892292.24-1/2"4.500/114.312.60/18.75 12.75/18.97J550.271/6.92323 3.958/100.5 3.834/97.4 5.217/132.5 5.571/141.5 39.540 40 88.17.94 10.26N8051.758.158.1128.13、常用数据表3.1 钻杆与井眼间的环空容量表（升／米）注：（1）标零纵栏为井眼的容量（升／米）。
海洋石油钻井设备精讲教学课件
泥浆组成与功能
泥浆组成
由钻屑、粘土、水和各种添加剂组成，具有悬浮钻屑、冷却钻头 、润滑钻具和平衡地层压力等功能。
泥浆类型
分为水基泥浆、油基泥浆和气体泥浆，根据不同地层和钻井条件选 择合适的泥浆类型。
泥浆性能要求
需要具备良好的流变性、稳定性、滤失性、润滑性和抗温性等性能 ，以确保钻井过程的顺利进行。
作业能力
最大作业水深达300米，钻井深度超过10000米。
作业海域
主要作业于全球海域。
技术特点
采用先进的动力系统和推进器，确保在各种海况 下稳定作业；配备先进的导航和定位系统，确保 精确定位；同时具备优良的储油和运输能力，可 实现采油、运输一体化作业。
谢谢
THANKS
工作原理
应用场景
适用于深海和超深海区域的钻井作业 。
通过调整平台下部的浮力，实现平台 的升降和平衡。
钻井船
特点
钻井船是一种移动式海上钻井设 备，可以在不同海域进行钻井作
业。
工作原理
通过船体自身的动力系统，实现船 体的移动和定位。
应用场景
适用于深海和超深海区域的钻井作 业。
动力定位系统
1 2 3
特点
该自升式钻井平台属于大型深水型， 具备钻井、生产、生活、动力等设施 。
作业海域
主要作业于南海、东海等深海区域。
作业能力
最大作业水深达300米，钻井深度超 过10000米。
技术特点
采用高强度钢材料，配备先进的升降 系统、稳定系统和动力系统，确保在 复杂海况下安全作业。
某半潜式钻井平台应用案例
平台类型
02 钻井平台
CHAPTER
自升式钻井平台
特点
4.钻井与完井
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10
四、钻井世界纪录
最大井深：12226m（俄罗斯）
最大单只钻头进尺：2134m(PDC钻头8 ½英寸/ 21.59cm）
最高温度、压力：温度200℃，压力110MPa 最长的连续取心：128m 最大水平位移：11278m(垂深1637m)
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§4.2 旋转钻井系统的基本构成
又称为转盘钻井，其是从顿钻钻井 演变而来的。 地面钻具转动带动井下钻头转动， 钻头转动时就可破碎岩石，破碎了的 岩屑被泥浆泵泵入井内的泥浆循环带 到地面。 连续钻进，速度快，冲击+切削； 地面驱动地下钻头转动，浪费功率。
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7
（2）井下动力钻具钻井
这是旋转钻井的又一种 方法，这种方法钻井就是在 钻柱下边接上井下动力钻具， 其他的和转盘钻井一样。
钻头转动不是靠转盘而 是靠井下动力钻具带动。因 此大部分钻具不转动，节省 了大量功率，磨损小、使用 寿命长。 井下动力钻具包括涡轮 钻具和螺杆钻具 该方法主要用于钻定向 井、丛式井和水平井。
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钻井方法总结
井口是敞开的，无控制装臵；
常 用 钻 井 方 法
顿钻钻井(冲击钻井)
钻井是间断的，进展慢； 适用于浅层低压油气井。
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聚晶金刚石 复合片钻头
钻头尺寸
4¾ in(12.06cm) 5 7/8 in(14.92cm) 6½ in(16.51cm) 7 7/8 in(20.00cm) 8½ in(21.59cm) 9 ½ in(24.13cm) 10 5/8in(26.98cm) 12¼ in(31.11cm) 14¾ in(37.46cm) 17½ in(44.45cm) 20 in(50.80cm) 26 in(66.04cm)
海洋钻井(平台)课件PPT
我国海洋钻井发展简况及现状
目前中国正在设计、建造的超深水钻井平台（船）主要有： 1. 由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水深的半潜
式钻井平台。 2. 中国船舶重工集团公司大连造船新厂建造了4艘超深水半潜式钻
井平台。 3. 由上海船厂与美国Frontter公司开始建造4-5万吨动力定位深水钻
移动式钻井平台——坐底式
坐底式钻井平台 单立柱坐底式钻井平台
坐底式钻井平台: 有两个船体，上船体又叫工作甲 板，安置生活舱室和设备；下部是沉垫，其主要功 能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两 个船体间由支撑结构相连。
该种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，
使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不 但有限，而且也受到海底基础（平坦及坚实程度） 的制约。所以该平台发展缓慢。然而中国渤海沿岸 的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的 浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发此类浅 海区域的石油资源，坐底式钻井平台仍有较大的发 展前途。
固定式钻井平台的主要类型
➢ 按导管架结构分：直桩式、直桩-斜桩式、联结式。 ➢ 按桩柱结构分：木桩、钢桩、混凝土。混凝土桩要先预制好，
再在海上打桩。现在的钢管桩都要在管中加注混凝土。 ➢ 按打桩的设施分：带桩架、不带桩架。 ➢ 按设备布置分：带浮船、不带浮船。 ➢ 按照结构特点分：导管架式钻井平台、重力式钻井平台、张
美国Transocean公司，是全球最大的海上和深海钻井承包商. 拥有 的深海钻井装置占全球总数的约30%。名列前5位的深海钻井承包商均 是美国公司。拥有的深海钻井装置占全球总数的70%。其次是挪威。
目前，我国只有中海油田服务股份有限公司（COSL）一家真正参 与国际钻井平台市场竞争，但仍以浅海和中深海钻井平台为主，虽然 目前已开始深海钻井平台的建造，但我国海洋钻井装备的发展已落后 于美国、挪威、巴西等国家。
海上钻井知识点总结
海上钻井知识点总结一、海上钻井的流程海上钻井的流程主要包括勘探、设计、准备、钻井、完井和生产等环节。
在勘探阶段，需要通过地质勘探和地球物理勘探等手段确定潜在油气储量的位置和规模。
在设计阶段，需要进行钻井方案设计、设备选型、工程规划等工作。
准备阶段包括海上钻井平台的布置、设备安装和人员培训等。
钻井阶段是指利用钻井设备在海底进行钻探作业，此外，还需要进行岩心采集、地层测试和井筒完整性检查等工作。
完井阶段是指进行井筒的封堵、固定和完井液体的加压等工作。
生产阶段是指进行油气的生产和输送。
二、海上钻井的设备海上钻井需要用到的设备包括钻井平台、钻机、固井设备、管线和控制系统等。
钻井平台通常有浮式平台和半潜式平台等多种类型，不同的平台适用于不同的水深和海况。
钻机是海上钻井的主要设备，通常分为机械式钻机和电动式钻机两种，它们可以实现旋转、下压和转动等功能。
固井设备用于进行井孔固定和封堵等作业，通常包括固井泵、固井管道和固井液体等。
管线和控制系统用于进行油气输送和控制井口动作。
三、海上钻井的安全海上钻井的安全是至关重要的，任何安全事故都可能导致人员伤亡和环境污染。
为了确保安全，海上钻井需要严格遵守相关的安全规程和操作规范，包括进行安全培训、定期演练和设备检修等工作。
此外，还需要对钻井平台和设备进行定期维护和检查，确保其状态良好。
另外，还需要建立健全的安全管理体系和应急预案，以应对突发情况。
四、海上钻井的环保海上钻井的环保问题也备受关注，钻井作业可能会产生废水、废气和废渣等污染物，对海洋生态环境造成危害。
因此，海上钻井需要遵守严格的环保法规和标准，采取有效的污染控制措施，包括废水处理、废气净化和废渣处理等。
同时，还需要开展环境影响评价，以评估钻井活动对周边环境的影响和风险。
五、海上钻井的技术挑战海上钻井的技术挑战主要包括水深、海况、地质条件和油气层压力等方面。
随着海上油气勘探的不断深入，水深和井深也在不断增加，钻井设备和技术面临更高的要求。
海洋石油深水钻完井技术措施
海洋石油深水钻完井技术措施【摘要】海洋石油深水钻完井技术措施是为了确保深水钻井作业安全高效进行而制定的一系列措施。
钻井液体系技术措施包括选择适合海洋环境的钻井液体系和使用环境友好的钻井液。
钻井液的性能要求则要求其具有良好的冲刷和悬浮能力以及适应深水高温高压条件的稳定性。
在完井工艺技术措施方面，需要对井下情况进行综合评价，灵活应用多种完井工艺。
安全环保措施是保障作业人员和环境安全的重要举措，注重预防和紧急处理能力。
钻完井后的管柱处理要求合理对待各种管柱，确保深水油气资源得到有效开发。
通过综合这些技术措施，海洋石油深水钻完井可实现高效安全作业，为油气勘探开发提供保障。
【关键词】海洋石油、深水钻井、完井技术、钻井液、性能要求、完井工艺、安全环保、管柱处理、总结。
1. 引言1.1 海洋石油深水钻完井技术措施海洋石油深水钻完井技术是在海洋深水区域进行的一项复杂而重要的作业。
在这种特殊的环境下，钻井与完井技术措施需要更加严谨和精细，以确保工作的高效性和安全性。
海洋石油深水钻完井技术措施涉及到多个方面的知识和操作技能，需要工程师们充分了解并掌握。
在进行海洋石油深水钻完井作业时，钻井液体系技术措施是至关重要的一环。
钻井液的选择及配方需要考虑到海水的特性以及深水环境下的高温高压情况，以保证钻井过程的顺利进行。
钻井液的性能要求也是需要重点关注的问题，包括其稳定性、分离性、滤饱和度等指标。
完井工艺技术措施则主要包括完井管柱的设计与安装、封隔器的选择与使用、射水泵的设置等方面。
这些技术措施的合理应用可以有效提高完井作业的效率和质量。
安全环保措施也是海洋石油深水钻完井过程中的重要内容。
工程师们需要严格遵守安全规范，保障作业人员和设备的安全，同时还需加强环境保护意识，做好海洋环境的保护工作。
钻完井后的管柱处理也是一个关键环节，需要对管柱进行清洗、检测和保养工作，以确保其长期稳定的运行。
海洋石油深水钻完井技术措施在整个作业过程中起着至关重要的作用，只有全面、细致地制定和执行这些措施，才能确保工作的顺利进行和成功完成。
《石油工业概论》教案(附件五)
第三节21世纪中国能源、环境与石油工业发展
一.中国能源发展基本原则
二.石油、天然气开发过程中的环境影响
三.我国的环境保护目标和改善能源结构的对策
四. 21世纪前半时中国油气供应展望
多媒体中重点部分用图、表、录像片加深学生印象。
本章思考
题和习题
教材第64页：思考题1-5
主要
参考资料
西安石油大学教案(首页)
院(系)：石油工程学院教研室(系)：油气田开发工程
课程名称
石油工业概论
课程类别
必修课（）限选课（）公共任选课（）
总学时
28
学分
讲授
学时
28
上机
学时
实验
学时
专业
班级
任课教师
职称
教学目的和要求
本门课程是初步了解石油工业全行业基本内容的一门专业基础课。该课程主要针对的是石油工程专业新生及一些非石油专业学生。课程内容概括性地介绍了石油工业的上游——石油的勘探、开发到石油工业的下游——石油的储运、石油炼制和石油化工中的一些基本的概念、理论和过程，同时还介绍了石油工业在国民经济中的地位与作用、石油工业的发展史及石油工业的发展趋势等。通过这门课程的学习使石油工程专业一年级新生和非石油专业学生对石油工业有一初步了解，培养学生对石油行业的兴趣和投身石油行业的热情，同时为后续相关课程的学习奠定一定的基础。
见教案首页1～8
备注
西安石油大学教案(章节备课)
学时：6
章节
第二章石油地质
知识点和分析方法
主要知识点：沉积岩、地质构造、石油的成因、油气藏、地质年龄等。
分析方法：以讲授石油的生成、运移、储集为主线，讲授相关的主要概念、方法和过程。
(生产管理知识)海上油气开采工程与生产系统
海上油气开采工程与生产系统中海工业有限公司第一章海上油气开采工程概述海底油气资源的存在是海洋石油工业得以发展的前提。
海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%，全球海洋石油蕴藏量约1000多亿吨，其中已探明的储量约为380亿吨。
世界对海上石油寄予厚望，目前全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中对深海进行勘探的有50多个国家。
一、海上油气开采历史进程、现状和将来一个多世纪以来，世界海洋油气开发经历如下几个阶段：早期阶段：1887年～1947年。
1887年在墨西哥湾架起了第一个木质采油井架，揭开了人类开发海洋石油的序幕。
到1947年的60年间，全世界只有少数几个滩海油田，大多是结构简单的木质平台，技术落后和成本高昂困扰着海洋石油的开发。
起步阶段：1947年～1973年。
1947年是海洋石油开发的划时代开端，美国在墨西哥湾成功地建造了世界上第一个钢制固定平台。
此后钢平台很快就取代了木结构平台，并在钻井设备上取得突破性进展。
到20世纪70年代初，海上石油开采已遍及世界各大洋。
发展阶段：1973年～至今。
1973年全球石油价格猛涨，进一步推进了海洋石油开发的历史进程，特别是为了应对恶劣环境的北海和深水油气开发的需要，人们不断采用更先进的海工技术，建造能够抵御更大风浪并适用于深水的海洋平台，如张力腿平台（TLP）、浮式圆柱型平台（SPAR）等。
海洋石油开发从此进入大规模开发阶段，近20年中，海洋原油产量的比重在世界总产油量中增加了１倍。
进军深海是近年来世界海洋石油开发的主要技术趋势之一。
二、海上油气开采流程海上油气田开采可划分为勘探评价、前期研究、工程建设、油气生产和设施弃置五个阶段：勘探评价阶段：在第一口探井有油气发现后，油气田就进入勘探评价阶段，这时开发方面的人员就开始了解该油气田情况，开展预可行性研究，将今后开发所需要的资料要求，包括销售对油气样品的要求，提交勘探人员。
前期研究阶段：一般情况，在勘探部门提交储量报告后，才进人前期研究阶段。
海洋石油深水钻完井技术概述
海洋石油深水钻完井技术概述海洋石油深水钻完井技术概述摘要：深水区海洋环境恶劣，台风和孤立内波频发，深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。
在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上，研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法，逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系，克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题，满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求，具备了国内外深水自主作业能力。
关键词：深水；钻完井；作业实践；超深水跨越目前，世界各国高度重视深水油气的勘探与开发，以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术，主导着深水油气勘探开发作业。
我国南海是世界四大油气聚集地之一，其中70%蕴藏于深水区。
深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域，尤其是在恶劣海洋环境下，如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。
因此，研究深水钻完井所具有的特点，把握其发展趋势，对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。
1深水钻完井设计面临的挑战在深水环境钻完井难度很大，深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计，主要面临以下几个方面的挑战：2.1深水低温海水温度随水深增加而降低，深水海底温度通常约为4℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。
低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，在该温度下容易形成水台物，而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。
会使钻井液的黏度和密度增大，钻井液的黏度增大可产生凝胶效应，在井筒流动中产生较高摩擦阻力，增大套管鞋处地层被压开的风险。
容易引起钻井液稠化，使其流变性变差。
低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢，流体易侵入水泥基体，容易造成油、气、水窜，后续作业无法顺利进行，影响固井质量。
海洋石油工程概述
海洋石油工程概论
海洋石油工程概论
我国石油资源
我国平均探明率为38.9％，海洋仅为12.3％，远远低于世界平均探 明率73%和美国的探明率75％。我国天然气的平均探明率为23％ ，海洋为10.9％，而世界平均探明率在60.5％左右。因此我国油气 资源的探明率(尤其是海洋)很低，整体上处于勘探的早中期阶段。
海洋油气资源
世界十大深水油藏发现国wo-07.09p59 Top 10 deepwater discover reserves countries
海洋石油工程概论
海洋油气资源
2010年世界前七位深水生产油气国的产油当量 (Top 7 deepwater producing countries 2000-2010)
海洋石油工程概论
海洋石油开发概述
海洋石油开发简史
1887年，美国人以栈桥连陆方式在加利福尼亚距海岸200多米处 打出了第一口海上油井 标志着海上石油工业的诞生。 20世纪40年代建造成功第一台专门设计用于海上石油钻井平台。 标志着海洋石油工业与陆地石油工业相同，开始了明确的分 工，即海上油公司与专业服务公司的分野。 50年代以后，研制成功移动式钻井平台 已经系统地形成了海洋石油工业体系，通过一种严密的社会 分工体系，多专业公司协作开展海洋石油的开发工作。 1976年浮动石油平台已超过350台 海洋石油勘探已经成为各个油公司是否可持续发展的重要指 标 80年代中期，海洋石油产量就已占世界石油产量的三分之一 海洋石油的勘探开发已经成为国际关系的重要环节
海洋石油工程概论 为什么海洋石油资源大部分在大陆架上？
根据石油海生理论，大河出口具有大量的海生物，容易形成 石油原生物，而大陆架往往是大河出口的主要沉积区域。
海洋石油工程概论
海洋石油钻井采油工程技术与装备——海洋石油钻井采油平台(上)
海 洋石 油钻 井、完井采油工程装备 ，是勘探 、开发 井的钻井 、完井采油必 需的关键 手段 。掌握这些装备的技术及钻井 、 完井采油工 艺技术 ，是获取 海洋油气的关键 所在。笔者积近 四十年海洋石 油勘探 、开发装备 设计、制造与工程管理的 实践经
验总结编撰成 书，并分期在我 刊独家刊登 ，希望对我 国近一 步扩 大海洋油 气勘探 、开发有所 邦助 。以下 内容节选 自 《 海洋石
油钻采 工程技术与装备》一书第三 章 “ 洋石油钻井采油平 台” （ 海 分上 、中、下三期介绍 ）。
海 洋 石 油 钻 井 采 油 工 程 技 术 与装 备
海洋石油钻 井采油平 台 （ ） 上
口 廖谟圣 ／ 中国石油和石化工程研 究会 海洋石 油和化工工程专业委员会
海油钻 井平台的分类
海 洋 石 油 钻 井 和 完 井 采 油 平 台
和移动式钻井完井采油平台 （ ）。一 船
海洋 钻井 采 油平 台 （ ）按 其工 船
般固定式钻井和完井采油平台 （ ）均 作 水深 的不 同 的一般 分为 ：浅 海座 底 船 用 于钻 生产 井 （ 即开 发井 ）并 完 井采 式 （ 或称人工岛或 沉箱式 ） 钻采平台 ； 油 ；移动式平台 （ ）主要用于海洋石 固定式钻采平台 ；白升式钻井或采油平 船 油勘探 用钻 井 ，但也可用于海洋石油油 台 ；张力腿式和Ｓ ａ钻采平台 ；半潜油勘探用钻 井平 台 （ ） 海上 钻生产井 （ 船 和 即开发
井 ）并完井 采油的钻井和 完井采油平 台
（ ） 船 两类 ； 按置位 、结构及其运移性
分为 ：固定式钻井完井采油平 台 （ ） 船
田开发 的预钻井或浮动式采油平台生产 钻 井 或采 油平 台 ；船式 钻井 或采 油平
海洋石油钻井作业专题讲义之一-钻完复习过程
顶驱
方钻杆
转盘
钻杆
扶正器 钻铤 钻头
钻铤和扶正器的作用
基本钻井工具
牙轮钻头
PDC钻头
金刚石钻头
扶正器
基本钻井工具
钻铤
基本钻井工具
钻杆和起钻
基本钻井工具
转盘和方钻杆
顶驱
钻井设备常识
钻井设备常识
井架
防喷器 套管 钻柱 钻头
天车
游车 大钩 水龙头 绞车 泥浆泵 泥浆池
柴油机 发电机
钻井设备常识
• 一般海底以下50米左右
下隔水导管 固井
钻井作业流程
表层和中间套管
（二开、三开）
装井口
钻进（循环、起下钻）
测井
下套管 固井
产层、目的层
测固井质量
套管完井 裸眼完井
钻井作业流程
完井、生产 井眼沟通
• 套管射孔 • 或裸眼
防砂
砾石充填防砂 防砂筛管
钻井作业流程
生 产
定向钻井
为什么定向钻井？
定向钻井
丛式井井口分布和井眼轨迹
定向钻井
定向钻进
泥浆马达 MWD (measure with drilling)
地质录井（气测）
钻井取心
钻井取心
测井
下套管和注水泥浆固井
钻井作业流程
搬迁安装或拖航就位
钻井作业流程
一开：第一次开钻（海上打导管） 开眼
张力腿式深水平台
干拖
常用钻机
海上钻井钻机（深水用）
钻井船
重力基础平台
常用钻机
钻井驳船（江河湖泊用）
南海钻井船数量及类型
序号 1 2 3 4 5
名称 南海一号 南海二号 南海四号 南海五号 南海六号
海洋石油深水钻完井技术措施
海洋石油深水钻完井技术措施随着人类对能源需求的不断增长，石油资源的开发已经成为全球范围内的关注重点。
在海洋石油开发领域，深水钻完井技术的发展和应用日益成熟，为海洋石油资源的开发提供了重要支持。
在深水钻完井的过程中，为了确保作业的安全和有效进行，需要采取一系列的技术措施来保障钻井和完井作业的顺利进行。
本文将对海洋石油深水钻完井技术措施进行详细介绍。
一、完井液体系技术完井液体系是深水钻完井中一个至关重要的技术环节。
完井液的选取应根据地质条件、温度、压力、目标层性质、目的井眼是否油性等因素进行综合考虑。
对于海洋深水完井井筒，通常需要使用高密度、高性能的完井液，以应对深水环境下的高压高温、高含盐度、高含气、低渗透率等特点。
为了保证完井液的稳定和可控性，还需要进行相应的化验和试验，以确定完井液的具体成分和性能指标。
在实际作业中，完井液的配方和调整需根据地质情况、油气藏类型和特性、目标层压力和温度等参数灵活调整，确保完井液的性能能够满足井下需要。
钻井液体系是深水钻井的关键环节之一。
在深水环境下，钻井作业受到多种复杂的地质条件和海洋环境的限制，因此需要使用高性能的钻井液来满足井下复杂环境对钻井液性能的要求。
目前，钻井液体系技术主要包括低固相含量、高渗透率、低滤失、稳定性好等方面的要求。
对于深水钻井作业，需要使用低比重的钻井液来应对井下高温高压的挑战，确保钻井液的性能和稳定性。
还需要根据不同的地质条件和井下环境，灵活调整和优化钻井液的配方，使其能够适应不同的井下工况，提高钻井效率和保障钻井安全。
三、钻柱设计与优化技术因为深水钻井环境下的钻井作业存在着复杂多变的地质条件和海洋环境的限制，钻柱的设计和优化显得尤为重要。
在深水环境下，钻井作业的钻柱需承受巨大的水深压力和井下地层的压力，同时还需要应对地质结构、温度、盐度、含气溶解性、流变性等诸多因素的挑战，因此需要对钻柱的设计进行精确的计算和优化。
合理的钻柱设计可有效降低因钻柱失稳、抑制压力失控等原因引起的事故风险和生产损失。
海洋钻井、完井的流程及相关计算
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LW4-1 、 LD22-1等
5
一、概 述
6
一、概 述
7
一、概 述
Location Newfoundland
• • • • • • Water Depth 100m Main: Technip CSO Clusters in Glory Holes Subsea system tied back to FPSO 21 Wells total 3 x gravity base manifolds
Reliance India KG-D6 1000m 19口
4
一、概 述
流花11-1油田 300m 25口 国内已采用水下采油树的合作油田 还包括陆丰22-1、惠州26-1N和惠州 32-5油田。
即将应用的油气田包括：YC13-4、
Total Afica Dalia oil 71口 1200~1500m
42? Conductor
36? Conductor
MUDLINE
26? Casing Hanger 26? Casing Hanger Sub Mudline Casing Hanger w/High Integrity Seal (MS-1 Seal optional) 20" Seal Stab
备注： 以Cameron公司的CHC（左）和CVC （右）的刚性连接为例
如采用软管 连接，需要在 采油树出口端 安装鹅颈管。
如采用法兰连接， 接头采用Swivel可 旋转形式，潜水员 安装。
22
四、水下采油树
1.5 水下采油树与外部的接口有四处：
2、 外输管线接口---快速接头，ROV辅助安装
示例：Cameron垂直式接头安装工具
Hydraulic VX/VT Retainer Pins (4) Places
Hydrate Seal
SMS-700 30? OD Wellhead
井口连接器
MS-700 27? OD Wellhead
17
三、水下井口
4、防浅层气/水流
Flow Port
Ball Valve Flow Shut-Off Sleeve 36? Conductor 36? Conductor 36? Conductor 26? Casing Hanger
4、管汇---安装
14
二、水下生产系统
5、脐带缆
塑管
刚管
地面控制水下装置的途径
15
二、水下生产系统
6、处理系统
大型油气田，油气分离器、除砂器、气体压缩机等
16
三、水下井口
1、水下井口的类型
H4
HUB
VX Seal Flush Ports (4) Places Adapter Kit for standard 27? wellhead Rig Installed
近9000英尺
20
四、水下采油树
1、概况 1.3 水下采油树方向
后 右
海管和采油树位置确定后，
左 前 采用半潜式钻井船安装采 油树，钻井船艏向仅为前 后左右四个方向
21
四、水下采油树
1.5 水下采油树与外部的接口有四处：
2、 外输管线接口（ROV或Diver安装） 标准接口，可以由采油树厂家提供，采油树厂家组装。
20? Casing String 20? Casing String
20" Casing Hanger with MS-1 Seal
24? Casing Hanger
36? Conductor
18
四、水下采油树
19
四、水下采油树
1、概况 1.2 发展趋势
1、第一口水下树1947年， 水深40英尺，加拿大 2、最深，墨西哥湾，接
8
一、概 述
9
一、概 述
BP Lan Tay气田 5口 850m
英国 Total otter 油田 6口
184m，回接至21km外
10
一、概 述
文昌油田蓝图
11
二、水下生产系统
2、跨接管---快速接头
12
二、水下生产系统
4、管汇
包括：PLEM、PLET、Manifold等
13
二、水下生产系统
23
第三章 钻完井系统
第四节 水下井口和采油树
1
一、概 述
2
一、概 述
Total Akpo Nigeria 气田 37/44口 1400m
• 37 双通道立式采油树 • 10 管汇 • 生产控制 • 多相流量计 • 跨接管 • 吸力锚 3
一、概 述
Murphy Malaysia KiKeh1350m South China Sea