石油工程概论论文

石油工程概论论文

我对石油工程的一些认识

石油行业日益发展的今天，需要越来越多的专业人才来提升行业水平。并且石油工业现在是现代行业的重中之重，钻井技术以及采油方法成为了发展这个行业的关键，固井和完井技术的先进则决定着油水井的增产、增注。现在的石油工作水平在不高的前提下要想提高原油的采收率是很困难的。需要加大对油气层的保护措施，才能让自然资源不被浪费。石油被采出来过后油气的运输也成为关键点、还有石油安全生产也期待解决以及对油处理等的问也都变成了现代石油工业的发展问题。

一、油气田钻井与完井

在钻井工作中有很多的步骤和工具，它具备钻井设备、钻井液、井眼轨道控制、最优化钻井技术等。在钻井设备中有钻机和钻头。钻机可按照钻机作业划分，按照钻井深度划分。钻头大致可分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头、PDC钻头等，并且了解它们的破岩原理。钻井液在钻井工作中起着很重要的作用，例如：清洗井底、携带和悬浮钻屑，稳定井壁，冷却钻头、润滑钻具，钻井液具有防止井喷、井漏等作用，协助破岩，保护油层等作用。钻井液可大致分为分散型钻井液、聚合物钻井液、不分散低固相钻井液、阳离子聚合物钻井液。钻井液必须具有密度要能平衡井下压力，其流变性要适宜，并且要适当地控制钻井液的滤失量和钻井液的含砂量小于0.5%。井眼轨道控制中，具有防斜打直技术，定向钻井技术。并且在防斜打直、造斜、增斜、稳斜到降斜，井眼轨道控制的研究取得了一系列重要成果。油气井可以按照钻井目的分类、深度分类、井眼轨道分类。最优化的钻井技术有：最优化钻井技术把钻井经验与数学计算结合起来，建立若干数学模式来反映钻井过程中的客观规律，这些数学模式可以成为钻井模式；对钻井模式进行数学处理，采用电子计算机求得各个钻井参数的最优值和各钻井参数之间的最优配合；用电子计算机控制钻井，在钻井过程中，最大限度地采用优选与优配的参数钻井，最有效地发挥设备和技术的作用，更加合理地利用钻井投资。

固井与完井试油气井建井过程中的一个重要环节，使衔接钻井和采油但又相对独立的一项系统工程。固井和完井质量的好坏直接影响油井投产后的生产能力和寿命。固井得主要目的在于：巩固井壁，隔离复杂地层；安装井口装置，控制高压油、气、水的活动；封隔油、气、水层，创建油气通道。在固井中，一口井内下入的套管，可分为导管、表层套管、技术套管和油层套管。在套管与井壁的环形空间中要注入水泥。固井的质量一方面是保证套管柱有足够的强度，使之在整个生产过程中不被破坏，另一方面是保证注水泥质量，注水泥工作必须保证水泥浆充满欲注井段的环形空间，并保证水泥石与套管、地层连接紧密，从而使管外水泥具有足够的密封性。完井是建井的最后一个环节，其主要作业内容包括钻开生产层，确定井底完成方法，安装井底、井口装置等。现在国内外最常见的完警方石油套管射孔完井或尾管射孔完井、割缝衬完井、裸眼完井、裸眼或套管砾石充填完井等。采油生产对井底完成方法的要求是：有效地连通井底和油气层，减少油流阻力；妥善地封隔油、气、水层，防止互相窜通；克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油井长期生产。射孔的方法主要有电缆输送套管枪射孔、油管输送射孔和电缆输送过油管射孔三种。在油气井钻达生产层之后，就要进行试油。通过试油可以确定油气层又没有开采价值。石油工作包括诱导油流和取得试油资料两个步骤，对于射孔完成的井要先射孔，然后再进行试油。

二、油气田采油方法

采油方法通常是指将流到井底的原油采到地面上的方法，其包括自喷采油和人工举升两大类。自喷采油是一种既简单又经济的采油方式，其井筒和地面设备简单，投资少，管理方便。自喷井系统的组成有：油管，封隔器，配产器，采油树。自喷采油的驱动力是地层压力或油层压力。原油从油层流到井底后具有的压力，既是油层油流到井底后的剩余压力，同时又是垂直向上流动的动力。在油层压力的驱动下，油气从油层到地面，期间主要经过四个基本流动过程：油层中的渗流；油管中的流动；嘴流；在地面管线中的水平或倾斜管流。人工举升又称机械采油，它主要包括有杆泵采油，无杆泵采油和气举采油。有杆泵采油是在油田开发过程中，当地层压力下降到一定程度时，油井就不能做到自喷，或是有的油田由于原始地层能量小，无法自喷，就必须借助机械的能量进行开采。有杆泵采油的系统主要由抽油机、抽油泵、抽油杆组成。泵的工作原理是借助抽油杆柱带动活塞向上运动称为上冲程，活塞上的游动阀受管内液柱压力作用而关闭，泵内压力随之降低，固定阀再沉没压力与泵内压力构成的压力差作用下，克服重力而被打开，原油进泵而井口排油。抽油杆柱带动活塞向下运动，固定阀一开始就关闭，泵内压力逐渐升高，当泵内压力升高到大于活塞以上液柱压力和游动阀重力时，游动阀被顶开，活塞下部的液体游动阀进入活塞上部，泵内液体排向油管。泵工作过程中影响泵效的因素主要有：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩、气体和充不满和漏失三个方面。提高泵效应采取的一些措施有：选择合理的工作方式；使用油管锚；合理利用气体能量及减少气体的影响。气举采油法按气的连续性可分为连续气举和间歇气举两种方式。气举采油原理：自喷井停喷是因为从油层流入井底的原油压力小于井筒中液柱造成的压力，而在井筒中掺入一些气体，尤其混合物密度降低，可使井筒中液柱造成的压力下降，油井又可恢复“自喷”生产。

三、提高原油采收率

影响采收率的主要因素有固有的地质因素，如油藏类型，有无天然能量储集层物性及其非均质性，储集层内流体的物理性质。人为因素，如开发方式，井网密度及开发调整，开采工艺技术水平，提高采收率方法的应用规模及效果。提高采收率的方法有：水驱、化学驱、气驱、热力采油、电磁波和微波加热、微生物采油等。

在油水井生产到一定的时期，它的产量会逐渐降低，就需要采取一些措施，如水力压裂、酸化、高能气体压裂、物理法增产增注技术、调剖堵水、油井防砂与清砂、油井防蜡与清蜡。水力压裂是用高压大排量泵向油层挤入具有一定黏度的液体，当挤入液体的速度超过油层的吸收速度时，在井底附近形成足够高的压力，这种压力超过井底附近的油层掩饰的破裂强度及作用在油层上覆岩层内部扩张。压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液、多相压裂液和酸基压裂液。支撑剂一般可分为两类：韧性支撑剂和脆性支撑剂。对支撑剂的质量要求有：强度大、颗粒均匀、圆球度好、杂质少、来源广、价格低廉。酸化是依靠向油层挤入酸液对油层岩石孔壁起化学溶蚀作用，以扩大油流通道，提高油层渗透率，或溶解井壁附近的堵塞物，以排除堵塞来提高井的生产能力。常用的酸液有盐酸和土酸两种。高能气体压裂的增产作用主要基于机械作用、热作用、化学作用和水力冲击作用四个方面的效应。

四、油气层损害及保护

油气层的损害具有危害严重、损害原因复杂、涉及领域较多等。油气层损害的评估方法有表皮系数法、条件比法、产能比法。油气层的保护措施主要有平衡压力钻井技术、优质钻井液完井液、屏蔽暂堵技术等。