石油勘探开发基础知识-学生

第一节石油勘探的基础方法与原 理
一、石油勘探的基本方法
1，地质法：是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理 论为基础，分析地质资料，评价含油气远景。
2，物探法：重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震 勘探。地震勘探是最主要的方法。
二、地震勘探的基本原理
三、地震勘探的生产、工作程序
第一价段是野外采集工作； 第二阶段是室内资料处理； 第三阶段是地震资料的解释和绘图。
油气井分为探井和生产井两种； 探井：获取资料，评价油气状况； 石油和天然气是深埋在地下的流体矿藏，必须钻
井才能生产； 生产井：生产； 井分三种：直井、斜井和水平井。
第一节 钻井设备
一、钻机
❖ 动力系统：柴油机或电机，1490-4470千瓦； ❖ 提升系统由井架、天车、游车、大钩、吊环等组成。
提升速度最小为0.24米/秒； ❖ 旋转系统：由转盘、转盘变速器、水笼头、方钻杆
组成；功率：370-447千瓦（中型），745千瓦（大 型）；
❖ 循环系统：
钻井液：水、粘土和化学处理剂配制。
泥浆泵：两台，2980千瓦，占钻机2/3功率。 ❖ 井控系统：由防喷器、储能器机组和防喷器遥控面
板、测试管汇和压井管汇组成；
第四章 油田开发
本章介绍油气田是如何进行开发和生产的： 油气田开发总体方案； 油是怎样采出的； 保持压力的措施-注水； 改造油层-酸化和压裂； 先进的增产技术。
第一节油气藏地质基础
一、油气藏分类
以圈闭的成因为基础， 将油气藏分为构造油气 藏、地层油气藏和岩性 油气藏三大类。 构造油气藏： 1，背斜油气藏。 2，断层圈闭油气藏。
震的震源。
3，海洋地震的检波器系统：航拖，浮到指定深度 （3-16m。）
第三节 石油勘探步骤
一、区域勘探 二、圈闭预探 三、油气藏评价勘探 四、滚动勘探
第四节 油气勘探的发展趋势
一、寻找大型油气田仍然是首要目标 二、加强海洋油气田勘探 三、加强天然气勘探 四、大力寻找非构造油气藏
第三章 钻井与完井
3，化学岩：是碳酸盐岩，石灰岩和白云岩。
三、沉积岩的形成环境
陆相：是指在大陆环境上形成的沉积相；
海相：即海洋沉积相，细分为滨海相、浅海相、半 深海相和深海相；
海陆过渡相：处于海陆过渡地带的各种沉积相。
四、沉积岩的沉积构造
层面构造：常见的有波痕、干裂、雨痕、雹痕、生 物钻孔和动物足迹等；
常见的有四种，即水平层理、波状层理、单向斜层 和交错层理。
4，方钻杆
方钻杆位于钻柱最上端，其主要作用是传递扭距。
5，井下动力钻具
螺杆钻具和涡轮钻具是两种主要的以钻井液的压 力为动力的钻具；
钻定向井、水平井和大斜度延伸井，能有效地控 制井眼轨迹；
螺杆钻具是靠钻井液流在螺杆钻具的定子和转子 间的容积挤压得到扭距和转数；转数低，扭距大， 可控转数，定子的合成橡胶，抗高温及抗油能力 差，适于浅井；
1-4个C是气体，5-16个C是液体，17个C以上 是固体；
石油的组分有油质、胶质、碳质和沥青质等；
天然气的组分有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等。
石油物理性质：相对密度：小于0.94为轻质油；
大于0.94为重质油；
地下粘度：大于50mPa.s为稠油；
天然气的相对密度在0.6-0.7之间。
干气：甲烷含量超过90%称干气。
1，地层油气藏：
2，岩性油气藏：
（三）复合油气藏：
五、油气藏分布规律
1，沉积岩厚度大、面积广的晚元古代以后的沉积盆 地都有希望发现油气藏。
2，生油凹陷内部及其周边的圈闭是油气藏分布的有 利地带。
第二章 石油勘探
石油勘探就是一个寻找油气田的过程。
钻前手段：地质、化探、物探，主要是物探； 钻后手段：钻井、录井、测井和试油；
五、沉积韵律和沉积旋回
剖面上呈周期重复的规律: 正韵律：自下而上由粗到细的沉积韵律； 沉积的韵律：是指相似岩性的岩石在地层垂直方
向上有规 律的重复变化
反韵律：自下而上由细到粗的沉积韵律； 沉积旋回：一个正韵律和一个反韵律组成一个 沉
积旋回。
六、地层单位和地质年龄
地层单元 对应的地质时期 地质年龄
一、地层测试原理和过程：
钻杆测试工具组成：井底测试阀、封隔器和压力 计。
工作原理：
二、测试管柱组成：
分类：裸眼测试管柱和套管测 试管柱。
三、地层测试资料的收集和初步解释
资料来源：返回地面的流体；取样器中流体；井下 压力计资料。
初步分析：
第三节 完井
完井，顾名思义，即井的完成。通常完井分探井完 井和开发井完井。
新生界
新生代 65百万年以内
中生界
中生代 230-65百万年
古生界
古生代 570-230百万年
元古界
元古代 2500-570百万年
太古界
太古代 4600-2500百万年
第二节 油气藏
在储集层中油气与水同时存在，由于油气的 密度比水低，油气在浮力、构成力和水动力的作 用下，由高压区（凹陷）向低压区（凸起）运移， 途中遇到遮挡场所就聚集起来。储集层中具有阻 止油气运移的条件、可以聚集油气的特定场所叫 圈闭，圈闭中聚集了一定规模的油气就叫油气藏。
（二）有效圈闭：
（三）运移通道：油气由源岩到圈闭的运移 途径叫运移通道；
三、油气藏中油气水 分布形式
四、油气藏类型
（一）构成按圈闭成因，油气藏可分为构造油气藏、 非构造油气藏及复合油气藏。
1，构造油气藏：
（二）非构造油气藏：
非构造油气藏的储油圈闭是由沉积作用或成岩 作用形成的，主要包括地层油气藏和岩性油气藏。
测试，裸眼井测井。 ❖ 钻井后使井孔固定-固井。 ❖ 井的完成-完井。 ❖ 怎样使地层中的油流到地面?-油井产出方法。 ❖ 怎样可以改善生产?-油层改造和保护。
第一章石油
石油的主要成分：碳（C） 80%-88% ； 含有少量氧 （O）、硫
氢（H） 10%-14% ； （S）和氮（N）。
石油中烃类主要是烷烃，分子通式为：CnH2n+2：
涡轮转具是靠钻井液流冲击装在涡轮轴上的转子 而得到扭距和转数；转数高扭距低，结构复杂， 适于硬地层；
三、钻井液
旋转钻井方法是利用钻井液清洗井底，携出井下 钻屑并控制井内压力；
水基钻井液：以水为连续相； 油基钻井液：以油为连续相； 泥浆（钻井液）：液相：淡水或盐水，某种油品。
固相：重晶石，高岭土。 处理剂：有机或无机化学处理剂 污染物：岩屑等 。 钻井液的作用：清洗井底、携出岩屑、冷却钻头、 保护井壁、润滑钻具、破岩作用、平衡地层压力 和保护油层。
第二节 海洋石油勘探
一、海洋石油勘探范围
水深不到200m的大陆架地区：海洋潜在可采油气 的65%；
水深200-2500m的陆坡地区有30%； 更深水域，即陆隆地区只有4%； 我国大陆架面积：130万平方米，油气资源主要分
布在渤海、黄海、东海、南海一带。
二、海洋地震勘探特点：
1，海洋地震勘探施工特点：高效和低成本。 2，海洋地震勘探技术特点：导航定位技术、海洋地
有效圈闭；
运移通道；
（一）“生储盖”组合：
1，生油层：能够提供工业价值石油的生烃岩石叫生 油岩或油源岩。
2，储集层：孔隙性和渗透性较好、能够储存石油和 天然气，并且当开采时石油和天然气能够从里面 流出来的岩层叫储集层。
3，盖层：是一种致密的非渗透性岩层。多为泥质岩、 石膏岩和石灰岩；
4，“生储盖”组合：
四、钻井过程中的 监测
地质录井(钻时、岩心、岩屑、泥浆、井壁取芯)； 气测（半自动气测、色谱气测）； 中途测试：DST； 裸眼井测井。
第二节 钻井过程
一、准备工作 定井位； 修公路； 平井场； 打基础； 安装。
二、钻进
钻进（狭义）； 洗井； 接单根； 起下钻； 其它作业。
三、固井
目的：加固井壁和隔离钻井的 油气 水层。
固井是钻井过程中的重 要作业。一般至少要有两次 固井（生产井），多至4-5 次固井（深探井）；
固井过程分三步：
1，下套管 2，注水泥 3，井口安装和套管试压
第三节钻杆测试（DST）
石油钻探发现油气层后，除用电测手段取得油 气层的资料和样品外，还要用钻杆测试的方法， 直接取得油气层中油、气、水的静止和流动状态 下的资料。从钻杆测试中可以了解到测试地层产 量、地层损害、筛管堵塞、工具堵塞、断层、油 藏边界、测试半径等资料。
❖ 监视系统：录井和司钻操作台仪表监测大沟负荷、
二、钻进工 具
1，钻头
2，钻铤
是一种钢质厚壁的简型管材。接在钻头之上向钻 头施加钻压和传递扭距。
尺寸从33/8-11英寸； 最重的钻铤每米可达300千克；
3，钻杆
钢质厚壁管材。是钻井延伸、传递扭距和输送钻 井液的工具；
标准长度：8、10和12米（单根）； 立根：2-3个单根（24-28米）组成一个立根。
石油勘探开发基础知识
（培训教材）
SPT
课程安排
第一章 石油 第二章 石油勘探 第三章 钻井与完井 第四章 油田开发 考试
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一学时 一学时 一学时 一学时 一学时
概要
本课程重点要学习什么？
❖ 什么是石油？-工业的血液。 ❖ 石油埋藏在沉积岩中。-沉积环境。 ❖ 油气藏是怎样形成的？-生油…运移…圈闭。 ❖ 寻找可能存在油气藏的地质构造-地震勘探。 ❖ 直接寻找油气藏的手段-钻井。 ❖ 钻井过程中的监测手段：-地质录井，气测，中途
地层油气藏： 岩性油气藏：
二、储层物理性质
储层是油气聚集的场所，其物理性质的好与 差，以其分布规律与特征，对于油田开发方式和 油井产量有直接关系。
探井完井：包括发现有价值的油气，开始下油层 套管，注水泥固井，射孔，试油气，直到弃井或 临时性弃井；