油田开采基础知识二

油田注水

利用注水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施称为注水。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。

油田注水方式

注水方式即是注采系统，其指注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系，可根据油田特点选择以下注水方式：①边缘注水，其分为缘外注水、缘上注水和边内注水三种；②切割注水；③面积注水，可分五点法注水，七点法注水，歪七点法注水，四点法注水及九点法注水等。

分层配注

在注水井内下封隔器把油层分隔开几个注水层段。下配水器，安装不同直径的水嘴的注水工艺叫分层配注。为了解决层间的矛盾，把注水合理地分配到各层段，保持地层压力，对渗透性好，吸水能力强的层控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。使高、中、低、渗透性的地层都能发挥注水的作用，实现油田长期高产稳产，提高最终采收率。

井下作业

井下作业，是油田勘探开发过程中保证油水井正常生产的技术手段。井下作业内容主要有油水井维修、油水井大修、油层改造和试油。

油层伤害类型

油层伤害是指是指在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象。油层伤害主要是储层与外来流体接触后发生五敏效应,或颗粒堵塞储层孔隙造成的。储层的固有特性是造成储层伤害的内因，外来流体的作用是造成储层伤害的外因。

油层伤害有机械颗粒伤害，粘土膨胀伤害，油水乳化伤害，石蜡、胶质、沥青、树脂沉积伤害，化学结垢沉淀伤害，油水界面张力(毛管力)变化伤害，岩石润湿性变化伤害，生物细菌堵塞伤害等。

防止油层伤害最基本的方法是做入井流体与油层、原油、油层水配伍性试验，避免油层发生不期望的变化；作业压井液的密度要选择适当，避免漏入大量压井液，伤害油层。

试井

试井是为了确定井的生产能力和研究储层参数及储层动态而对井进行的专门测试工作。按测试时流体在储层中的流动性质及所依据的基本理论，试井分为试井分为稳定试井和不稳定试井。

稳定试井

稳定试井是逐步地改变油井的工作制度（对自喷井是改变油嘴直径；对气举井是改变注气量；对抽油井是改变冲程和冲数），然后测量出每一工作制度下的井底压力，油、气、水产量，含砂量和油气比。所谓稳定指的是产量和压力基本上不随时间变化。又称系统试井。

不稳定试井

不稳定试井是通过改变油井工作制度，使井底压力发生变化，并且根据压力变化资料分析研究油井控制范围内的地层参数和油井的完善程度，推算地层压力，判断油井附近断层的位置等。不稳定试井是最常用的一种试井方法。分为压力恢复试井、压力降落试井和不关井试井等。由于这种方法是根据井底压力变化规律来研究问题的，而井底压力变化过程是一个不稳定的过程，所以称为不稳定试井方法。

生产动态测井

生产动态测井是在油井进入生产开发阶段，人们为了掌握在产液和注水过程中井内流体的动态参数和了解井内环境故障情况的一种组合测井。生产动态测井的主要任务是确定油气井的生产剖面，注水、注汽井的注入剖面；确定水淹层情况，寻找漏掉的油气层；确定井本身的工程技术状况；确定产油气层的孔隙度、渗透率和含油饱和度的变化等。

碳氧比测井

碳氧比测井是一种新型的脉冲中子测井方法，是套管井评价地层岩性，含油性和孔隙度的新方法，可以在套管井中较好的划分油层和水层。因为油中主要含碳，水中主要含氧，通过碳氧比测井可以求出地层中碳氧相对含量比例，可以在已经下了套管的井中发现遗漏的油气层，在已采油的油井中确定油层的剩余饱和度等。

采油生产中清蜡作业

开采含蜡石油时，蜡在地层情况下都溶解在原油中。当原油沿井筒上升时，因温度、压力降低和气体膨胀的冷却作用，在一定深度上，蜡便开始从原油中析出，并集结在油管壁上，使油管截面积变小，甚至堵塞，如不及时进行清蜡作业，就会使油井减产。

地层出砂原因及对油层的危害

油井出砂是油气开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷而导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来的现象。

出砂原因：(1)未胶结地层、地层流体的运动，使油井出砂；(2)油气井产水，水溶解地层中的胶结物降低固结强度，使油气井出砂；(3)地层压力下降，使胶结物和岩石破碎产生出砂；(4)滥用酸化等措施，使胶结物破坏；(5)生产时抽吸过大或过快造成出砂。

油气层出砂的危害：(1)降低了产量；(2)造成停产；(3)油气井损坏；(4)磨蚀设备。

定向井

定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。其剖面主要有三类：(1)两段型：垂直段+造斜段；(2)三段型：垂直段+造斜段+稳斜段；(3)五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。

水平井采油

水平井是定向井的一种，一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层，通过油层的井段比较短。而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后，井筒转达接近于水平，以与油层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到完井。这样的油井穿过油层井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油层中流体流入井中的流动阻力减小，生产能力比普通直井、斜井生产能力提高几倍。

井下动力钻具造斜原理

井下动力钻具（downholemotor）是指能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的井底钻具，如涡轮钻具、单螺杆钻具、电动钻具等。由于井下动力钻具(井底马达)具有高转速，可以显著提高机械钻速，特别是与PDC钻头配合使用将大大地提高钻井速度。

由钻头、井下动力钻具、造斜工具、钻铤、钻杆组成的钻柱入井前处于自由弯曲状态。入井后，钻柱的弯曲受到井壁的限制，而使钻头对井壁产生斜向力，此外，钻头轴线与井眼轴线不重合，从而产生对井壁的横向破碎和对井底的不对称破碎，在井下动力钻具带动钻头旋转过程中，造斜工具不转动，这就保证井眼朝一定方向偏斜一定角度而达到造斜的目的。

丛式井

丛式井是指在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位，即一组定向井(水平井)，它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、人工岛等。

丛式井主要有以下优点：可满足钻井工程上某些特殊需要，如制服井喷的抢险井；可加快油田勘探开发速度，节约钻井成本；便于完井后油井的集中管理，减少集输流程，节省人、财、物的投资。

开采稠油主要方法

粘度高、比重大的原油称稠油。稠油流动阻力大，从油层流入井筒，或从井筒举升到地面都很困难。对于已流到井筒中的稠油，采用降粘法或稀释法，对于油层中的稠油采取热力开采法。主要有掺活性水降粘、掺油降粘、热水循环降粘、电热降粘、火烧油层、热水驱、蒸汽吞吐及蒸汽驱等。

热力采油法

热力采油系指向油藏注入热流体或使油层就地发生燃烧形成移动热流，主要靠利用热能降低原油粘度，以增加原油流动能力的方法。是开采地下粘度大的原油的有效方法。

蒸汽吞吐

蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激产等。所谓蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。

火烧油层

用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧，这就是火烧油层。用这种方法开采高粘度稠油或沥青砂。它的优点是可把重质原油开采出来，并通过燃烧部分地裂解重质油分，采出轻质油分。这种方法的采收率很高，可达80%以上。它的难点是实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵。

其它采油工艺技术

其他较新的采油工艺有丛井式采油工艺；水平井采油工艺；高能气体压裂采油工艺；液体火药压裂采油工艺；泡沫压裂采油工艺；CO2压裂采油工艺；微生物采油工艺；聚合物驱提高采收率采油工艺；CO2驱提高采收率采油工艺；碱加聚合物提高采收率采油工艺；声波及超声波采油工艺；电磁加热油层采油工艺；磁能清蜡、除垢、降粘、增注采油工艺；振动采油工艺；核能采油工艺等。

微生物采油法

微生物采油法通常指向油藏注入合适的菌种及营养物，使菌株在油藏中繁殖，代谢石油，产生气体或活性物质，可以降低油水界面张力，以提高石油采收率。经过70多年的发展，微生物采油技术(MEOR)已经成为继热力驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新的“三采”技术。与其他三次采油技术相比，MEOR具有适用范围广、工艺简单、投资少、见效快、功能多、费用低、不损伤油层和无污染等优点，是目前最具发展前景的一项提高原油采收率技术。

什么是三次采油及其方法

通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出更多的石油，称为三次采油。又称提高采收率(EOR)方法。提高石油采收率的方法很多，主要有以下一些：注表面活性剂；注聚合物稠化水；注碱水驱；注CO2驱；注碱加聚合物驱；注惰性气体驱；注烃类混相驱；火烧油层；注蒸汽驱等。用微生物方法提高采收率也可归属三次采油，也有人称之为四次采油。

磁能技术在采油中的作用

磁能技术除了用作井下磁性定位、打捞器及井口作业安全吊卡销外，近年来又用作防止油井结蜡、水井增注、注水设备防结垢、强磁降粘、磁密封防泵漏失等采油工艺许多环节中，并取得很好的工艺效果。

油气集输

把分散的油井所生产的石油、伴生天然气和其他产品集中起来，经过必要的处理、初加工，合格的油和天然气分别外输到炼油厂和天然气用户的工艺全过程称为油气集输。主要包括油气分离、油气计量、原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等工艺。

油田生产中的“三脱”“三回收”

　　油田生产中的“三脱”“三回收”：“三脱”是指油气收集和输送过程中的原油脱水、原油脱天然气和天然气脱轻质油；“三回收”是指污水回收、天然气回收和轻质油回收。

原油脱水

　　从井中采出的原油一般都含有一定数量的水，而原油含水多了会给储运造成浪费；原油中的水多数含有盐类，加速了设备、容器和管线的腐蚀；在石油炼制过程中，水和原油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。因此外输原油前，需进行脱水，使含水量要求不超过0.5%。

原油脱气

　　通过油气分离器和原油稳定装置把原油中的气体态轻烃组分脱离出去的工艺过程叫原油脱气。

合格原油主要标准

　　国家规定在净化后的原油中含水不能超过0.5%，含盐不大于50毫克/升，每吨原油含气不超过1立方米。

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