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文檔簡(jiǎn)介

油氣開采技術(shù)手冊(cè)一、油氣開采技術(shù)概述

油氣開采技術(shù)是指從地下油氣藏中開采石油和天然氣的綜合性技術(shù)體系。其核心目標(biāo)是通過科學(xué)的方法,高效、經(jīng)濟(jì)地獲取油氣資源,同時(shí)確保環(huán)境安全。本手冊(cè)將系統(tǒng)介紹油氣開采的基本原理、主要技術(shù)方法、操作流程及相關(guān)注意事項(xiàng)。

(一)油氣開采的基本原理

1.儲(chǔ)層地質(zhì)特征

(1)儲(chǔ)層類型:主要包括砂巖、碳酸鹽巖等。

(2)儲(chǔ)層物性:孔隙度、滲透率是關(guān)鍵指標(biāo),通常砂巖儲(chǔ)層的孔隙度為15%-35%,滲透率為0.1-500毫達(dá)西。

(3)壓力系統(tǒng):原始地層壓力、飽和壓力決定了油氣流動(dòng)性。

2.開采方式分類

(1)裸眼完井:直接在儲(chǔ)層中鉆開井眼,無人工支撐。

(2)封閉完井:通過水泥固井等手段,隔離不同層段。

(二)主要開采技術(shù)

1.自噴開采

(1)適用條件:當(dāng)儲(chǔ)層壓力足以克服井筒及地面設(shè)備阻力時(shí)采用。

(2)工作流程:鉆探井眼→完井→自然流動(dòng)→計(jì)量產(chǎn)出。

2.氣舉開采

(1)分類:輕氣舉(利用氣層壓力)和重氣舉(人工注入天然氣)。

(2)操作步驟:

(a)安裝氣舉閥。

(b)控制注入氣量,維持油流。

(c)定期監(jiān)測(cè)產(chǎn)出液氣比。

3.注水開采

(1)目的:維持儲(chǔ)層壓力,提高采收率。

(2)關(guān)鍵參數(shù):

(a)注入壓力:需高于地層破裂壓力,通常比地層壓力高10%-20%。

(b)注采比:油井產(chǎn)液量與注水量之比,一般控制在0.8-1.2。

二、油氣開采設(shè)備與技術(shù)規(guī)范

(一)鉆完井設(shè)備

1.鉆機(jī)主要參數(shù)

(1)鉆壓范圍:100-1000千牛。

(2)轉(zhuǎn)速范圍:30-120轉(zhuǎn)/分鐘。

(3)泵沖頻率:10-200沖/分鐘。

2.完井工具

(1)封隔器:用于分層段隔離,常用類型包括機(jī)械式、液壓式。

(2)采油樹:包括井口、套管頭、油嘴等部件,額定工作壓力可達(dá)70兆帕。

(二)開采工藝規(guī)范

1.自噴井生產(chǎn)管理

(1)產(chǎn)量監(jiān)測(cè):每日記錄油、氣、水產(chǎn)量,異常波動(dòng)需及時(shí)分析。

(2)壓力控制:通過調(diào)整油嘴孔徑,維持井口壓力在安全范圍內(nèi)。

2.注水系統(tǒng)操作

(1)水源選擇:優(yōu)先采用地層水或脫硫處理后的地表水。

(2)水質(zhì)要求:懸浮物含量≤10毫克/升,鐵離子≤0.3毫克/升。

三、油氣開采的安全與環(huán)保措施

(一)安全生產(chǎn)要點(diǎn)

1.井控管理

(1)關(guān)鍵指標(biāo):套壓、井口壓力需實(shí)時(shí)監(jiān)控,偏差超過5%應(yīng)停泵檢查。

(2)應(yīng)急預(yù)案:制定井噴、井漏的關(guān)閉程序,演練頻次不低于每季度一次。

2.設(shè)備維護(hù)

(1)日常檢查:每周對(duì)泵、管線、閥門進(jìn)行泄漏測(cè)試。

(2)狀態(tài)監(jiān)測(cè):利用振動(dòng)、溫度傳感器預(yù)防設(shè)備故障。

(二)環(huán)境保護(hù)措施

1.含油污水處理

(1)脫水工藝:采用重力沉降+氣浮法,出水油含量≤15毫克/升。

(2)固體廢棄物:油泥需無害化處理后填埋,滲透率≤1.5米/日。

2.氣體回收

(1)回收標(biāo)準(zhǔn):伴生氣回收率應(yīng)達(dá)到40%以上。

(2)處理方法:優(yōu)先壓縮回注,次選燃燒法,尾氣排放需符合VOCs≤50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。

四、油氣開采的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

(一)成本核算要點(diǎn)

1.直接費(fèi)用

(1)鉆井成本:陸上井約500-2000萬元/口,海上井1500-5000萬元/口。

(2)運(yùn)輸費(fèi)用:按桶距計(jì)算,國(guó)內(nèi)陸上油品約0.5-1元/噸公里。

2.間接費(fèi)用

(1)折舊攤銷:設(shè)備折舊年限一般為5-10年。

(2)人工成本:操作人員人均成本約2-4萬元/月。

(二)采收率提升技術(shù)

1.EOR(提高采收率)方法

(1)化學(xué)驅(qū):表面活性劑驅(qū)油效率可達(dá)30%-50%。

(2)熱力采油:適用于稠油,溫度需控制在120-200℃。

2.經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型

(1)投資回收期計(jì)算公式:

回收期(年)=初始投資/年凈收益

(2)最低可接受收益率:油井建議設(shè)定15%-25%。

一、油氣開采技術(shù)概述

油氣開采技術(shù)是指從地下油氣藏中開采石油和天然氣的綜合性技術(shù)體系。其核心目標(biāo)是通過科學(xué)的方法,高效、經(jīng)濟(jì)地獲取油氣資源,同時(shí)確保環(huán)境安全。本手冊(cè)將系統(tǒng)介紹油氣開采的基本原理、主要技術(shù)方法、操作流程及相關(guān)注意事項(xiàng)。

(一)油氣開采的基本原理

1.儲(chǔ)層地質(zhì)特征

(1)儲(chǔ)層類型:主要包括砂巖、碳酸鹽巖等。砂巖儲(chǔ)層通常具有中高孔隙度(10%-40%)和滲透率(0.1-1000毫達(dá)西),而碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙度相對(duì)較低(5%-25%),但滲透率可能更高。

(2)儲(chǔ)層物性:孔隙度是指儲(chǔ)層巖石中孔隙體積占總體積的百分比,是衡量?jī)?chǔ)層容納油氣能力的關(guān)鍵指標(biāo);滲透率則表示油氣在巖石中流動(dòng)的難易程度,直接影響采油效率。

(3)壓力系統(tǒng):原始地層壓力是油氣儲(chǔ)層在未開采狀態(tài)下的天然壓力,通常高于飽和壓力,以確保油氣能夠自發(fā)流動(dòng);飽和壓力是油氣開始向孔隙中流動(dòng)的臨界壓力。

2.開采方式分類

(1)裸眼完井:直接在儲(chǔ)層中鉆開井眼,無人工支撐,適用于滲透率較高的均質(zhì)儲(chǔ)層。

(2)封閉完井:通過水泥固井等手段,隔離不同層段,防止層間竄流,適用于復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造或需要精細(xì)控制的油氣藏。

(二)主要開采技術(shù)

1.自噴開采

(1)適用條件:當(dāng)儲(chǔ)層壓力足以克服井筒及地面設(shè)備阻力時(shí)采用,通常要求地層壓力高于飽和壓力至少10%-30%。

(2)工作流程:鉆探井眼→完井→自然流動(dòng)→計(jì)量產(chǎn)出。自噴開采具有投資低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但采收率相對(duì)較低,通常適用于壓力較高的初期能量。

2.氣舉開采

(1)分類:輕氣舉(利用氣層壓力)和重氣舉(人工注入天然氣),主要區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)氣源是否來自儲(chǔ)層本身。

(2)操作步驟:

(a)安裝氣舉閥:根據(jù)井深和產(chǎn)量選擇合適的氣舉閥類型和尺寸。

(b)控制注入氣量:通過調(diào)節(jié)氣液比,維持油流穩(wěn)定,避免氣液上竄過快導(dǎo)致井筒充滿。

(c)定期監(jiān)測(cè)產(chǎn)出液氣比:根據(jù)產(chǎn)出液氣比的變化調(diào)整氣舉參數(shù),優(yōu)化生產(chǎn)效果。氣舉開采適用于壓力下降但仍有產(chǎn)油能力的油井。

3.注水開采

(1)目的:維持儲(chǔ)層壓力,提高采收率,防止水錐和氣錐現(xiàn)象。

(2)關(guān)鍵參數(shù):

(a)注入壓力:需高于地層破裂壓力,以防止地層損壞,通常比地層壓力高10%-20%,但需控制在地層承受范圍內(nèi)。

(b)注采比:油井產(chǎn)液量與注水量之比,一般控制在0.8-1.2,過高會(huì)導(dǎo)致水淹,過低則無法有效維持壓力。注水開采是提高采收率的重要手段,尤其適用于砂巖儲(chǔ)層。

二、油氣開采設(shè)備與技術(shù)規(guī)范

(一)鉆完井設(shè)備

1.鉆機(jī)主要參數(shù)

(1)鉆壓范圍:100-1000千牛,鉆壓大小直接影響鉆頭磨損和地層破碎效果。

(2)轉(zhuǎn)速范圍:30-120轉(zhuǎn)/分鐘,轉(zhuǎn)速與鉆速和井壁質(zhì)量密切相關(guān)。

(3)泵沖頻率:10-200沖/分鐘,泵沖頻率決定了攜帶巖屑的能力和鉆井效率。

2.完井工具

(1)封隔器:用于分層段隔離,防止流體竄流,常用類型包括機(jī)械式、液壓式,機(jī)械式封隔器依靠螺紋連接實(shí)現(xiàn)密封,液壓式通過流體壓力控制膨脹機(jī)構(gòu)。

(2)采油樹:包括井口、套管頭、油嘴等部件,額定工作壓力可達(dá)70兆帕,采油樹是保護(hù)井口安全和控制油井產(chǎn)出的關(guān)鍵設(shè)備。

(二)開采工藝規(guī)范

1.自噴井生產(chǎn)管理

(1)產(chǎn)量監(jiān)測(cè):每日記錄油、氣、水產(chǎn)量,并分析產(chǎn)量變化趨勢(shì),異常波動(dòng)需及時(shí)查找原因,如壓力下降、井筒堵塞等。

(2)壓力控制:通過調(diào)整油嘴孔徑,維持井口壓力在安全范圍內(nèi),避免因壓力過高導(dǎo)致設(shè)備損壞或因壓力過低導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

2.注水系統(tǒng)操作

(1)水源選擇:優(yōu)先采用地層水或脫硫處理后的地表水,避免使用含有腐蝕性物質(zhì)的水源。

(2)水質(zhì)要求:懸浮物含量≤10毫克/升,鐵離子≤0.3毫克/升,以防止管道和設(shè)備結(jié)垢或腐蝕。

(3)注水流程:包括水源→預(yù)處理→注入泵→水龍帶→注入井,每個(gè)環(huán)節(jié)需定期檢查和維護(hù),確保注水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

三、油氣開采的安全與環(huán)保措施

(一)安全生產(chǎn)要點(diǎn)

1.井控管理

(1)關(guān)鍵指標(biāo):套壓、井口壓力需實(shí)時(shí)監(jiān)控,偏差超過5%應(yīng)停泵檢查,并分析原因,如地層壓力變化、設(shè)備故障等。

(2)應(yīng)急預(yù)案:制定井噴、井漏的關(guān)閉程序,包括關(guān)閉防噴器、停止鉆進(jìn)、隔離井筒等步驟,并定期進(jìn)行應(yīng)急演練,確保人員熟悉操作流程。

2.設(shè)備維護(hù)

(1)日常檢查:每周對(duì)泵、管線、閥門進(jìn)行泄漏測(cè)試,確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。

(2)狀態(tài)監(jiān)測(cè):利用振動(dòng)、溫度傳感器預(yù)防設(shè)備故障,例如,異常振動(dòng)可能表示軸承損壞,高溫可能表示過載或堵塞。

(3)維護(hù)記錄:詳細(xì)記錄每次維護(hù)的時(shí)間、內(nèi)容、更換的部件等信息,建立設(shè)備維護(hù)檔案,有助于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和預(yù)測(cè)故障。

(二)環(huán)境保護(hù)措施

1.含油污水處理

(1)脫水工藝:采用重力沉降+氣浮法,重力沉降去除大部分懸浮物,氣浮法進(jìn)一步去除輕質(zhì)油和乳化液,出水油含量≤15毫克/升,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)固體廢棄物:油泥需無害化處理后填埋,例如通過焚燒或化學(xué)處理降低其含油量,填埋場(chǎng)需具備防滲措施,防止污染土壤和地下水。滲透率≤1.5米/日的油泥通常需要特殊處理。

2.氣體回收

(1)回收標(biāo)準(zhǔn):伴生氣回收率應(yīng)達(dá)到40%以上,減少溫室氣體排放和資源浪費(fèi)。

(2)處理方法:優(yōu)先壓縮回注,利用儲(chǔ)層壓力或注入井進(jìn)行回注,次選燃燒法,將伴生氣燃燒產(chǎn)生熱能,尾氣排放需符合VOCs≤50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的標(biāo)準(zhǔn),防止空氣污染。

四、油氣開采的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

(一)成本核算要點(diǎn)

1.直接費(fèi)用

(1)鉆井成本:陸上井約500-2000萬元/口,海上井1500-5000萬元/口,成本差異主要源于海域作業(yè)的環(huán)境要求和設(shè)備成本。

(2)運(yùn)輸費(fèi)用:按桶距計(jì)算,國(guó)內(nèi)陸上油品約0.5-1元/噸公里,運(yùn)輸距離和方式(管道、公路、鐵路)都會(huì)影響成本。

(3)生產(chǎn)費(fèi)用:包括電力消耗、藥劑使用、人工成本等,其中電力消耗是主要成本之一,尤其是對(duì)于注水、氣舉等需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)的工藝。

2.間接費(fèi)用

(1)折舊攤銷:設(shè)備折舊年限一般為5-10年,采用直線法或加速折舊法進(jìn)行攤銷。

(2)人工成本:操作人員人均成本約2-4萬元/月,包括工資、福利、培訓(xùn)等費(fèi)用。

(3)管理費(fèi)用:包括辦公費(fèi)用、差旅費(fèi)用、保險(xiǎn)費(fèi)用等,管理費(fèi)用通常與產(chǎn)量規(guī)模成正比。

(二)采收率提升技術(shù)

1.EOR(提高采收率)方法

(1)化學(xué)驅(qū):表面活性劑驅(qū)油效率可達(dá)30%-50%,通過降低油水界面張力,提高波及效率。

(2)熱力采油:適用于稠油,溫度需控制在120-200℃,通過加熱降低原油粘度,提高流動(dòng)性。

(3)氣驅(qū):注入天然氣(如CO2或甲烷)降低原油粘度并推動(dòng)油流,適用于揮發(fā)油或重油。

2.經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型

(1)投資回收期計(jì)算公式:

回收期(年)=初始投資/年凈收益

(2)最低可接受收益率:油井建議設(shè)定15%-25%,根據(jù)市場(chǎng)情況和風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行調(diào)整。

(3)采收率提升帶來的經(jīng)濟(jì)效益:通過提高采收率,可以增加最終可采儲(chǔ)量,從而提高油井的經(jīng)濟(jì)效益,通常每提高1%的采收率,可增加10%-20%的最終采收量。

五、油氣開采的未來發(fā)展趨勢(shì)

(一)技術(shù)創(chuàng)新方向

1.智能化開采:利用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)油氣田的智能監(jiān)測(cè)、決策和優(yōu)化,提高開采效率和安全性。

2.綠色開采:減少開采過程中的能耗和排放,例如采用太陽能、風(fēng)能等可再生能源,以及新型環(huán)保藥劑。

3.深水開采:向更深的海域拓展,開發(fā)深水油氣資源,需要更高性能的鉆井平臺(tái)和采油設(shè)備。

(二)市場(chǎng)拓展趨勢(shì)

1.海上油氣:隨著陸地油氣資源逐漸枯竭,海上油氣資源開發(fā)將成為重要方向,特別是深海油氣。

2.非常規(guī)油氣:頁巖油氣、致密油氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā)將逐步成熟,成為補(bǔ)充常規(guī)油氣的重要來源。

3.跨國(guó)合作:不同國(guó)家和地區(qū)的油氣企業(yè)將加強(qiáng)合作,共同開發(fā)油氣資源,分享技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

(三)可持續(xù)發(fā)展理念

1.資源高效利用:通過技術(shù)創(chuàng)新和提高采收率,最大限度地利用油氣資源,延長(zhǎng)油田壽命。

2.環(huán)境保護(hù):加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)措施,減少開采過程中的環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)油氣開采的可持續(xù)發(fā)展。

3.社會(huì)責(zé)任:關(guān)注員工安全、社區(qū)發(fā)展,積極履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任,樹立良好的企業(yè)形象。

一、油氣開采技術(shù)概述

油氣開采技術(shù)是指從地下油氣藏中開采石油和天然氣的綜合性技術(shù)體系。其核心目標(biāo)是通過科學(xué)的方法,高效、經(jīng)濟(jì)地獲取油氣資源,同時(shí)確保環(huán)境安全。本手冊(cè)將系統(tǒng)介紹油氣開采的基本原理、主要技術(shù)方法、操作流程及相關(guān)注意事項(xiàng)。

(一)油氣開采的基本原理

1.儲(chǔ)層地質(zhì)特征

(1)儲(chǔ)層類型:主要包括砂巖、碳酸鹽巖等。

(2)儲(chǔ)層物性:孔隙度、滲透率是關(guān)鍵指標(biāo),通常砂巖儲(chǔ)層的孔隙度為15%-35%,滲透率為0.1-500毫達(dá)西。

(3)壓力系統(tǒng):原始地層壓力、飽和壓力決定了油氣流動(dòng)性。

2.開采方式分類

(1)裸眼完井:直接在儲(chǔ)層中鉆開井眼,無人工支撐。

(2)封閉完井:通過水泥固井等手段,隔離不同層段。

(二)主要開采技術(shù)

1.自噴開采

(1)適用條件:當(dāng)儲(chǔ)層壓力足以克服井筒及地面設(shè)備阻力時(shí)采用。

(2)工作流程:鉆探井眼→完井→自然流動(dòng)→計(jì)量產(chǎn)出。

2.氣舉開采

(1)分類:輕氣舉(利用氣層壓力)和重氣舉(人工注入天然氣)。

(2)操作步驟:

(a)安裝氣舉閥。

(b)控制注入氣量,維持油流。

(c)定期監(jiān)測(cè)產(chǎn)出液氣比。

3.注水開采

(1)目的:維持儲(chǔ)層壓力,提高采收率。

(2)關(guān)鍵參數(shù):

(a)注入壓力:需高于地層破裂壓力,通常比地層壓力高10%-20%。

(b)注采比:油井產(chǎn)液量與注水量之比,一般控制在0.8-1.2。

二、油氣開采設(shè)備與技術(shù)規(guī)范

(一)鉆完井設(shè)備

1.鉆機(jī)主要參數(shù)

(1)鉆壓范圍:100-1000千牛。

(2)轉(zhuǎn)速范圍:30-120轉(zhuǎn)/分鐘。

(3)泵沖頻率:10-200沖/分鐘。

2.完井工具

(1)封隔器:用于分層段隔離,常用類型包括機(jī)械式、液壓式。

(2)采油樹:包括井口、套管頭、油嘴等部件,額定工作壓力可達(dá)70兆帕。

(二)開采工藝規(guī)范

1.自噴井生產(chǎn)管理

(1)產(chǎn)量監(jiān)測(cè):每日記錄油、氣、水產(chǎn)量,異常波動(dòng)需及時(shí)分析。

(2)壓力控制:通過調(diào)整油嘴孔徑,維持井口壓力在安全范圍內(nèi)。

2.注水系統(tǒng)操作

(1)水源選擇:優(yōu)先采用地層水或脫硫處理后的地表水。

(2)水質(zhì)要求:懸浮物含量≤10毫克/升,鐵離子≤0.3毫克/升。

三、油氣開采的安全與環(huán)保措施

(一)安全生產(chǎn)要點(diǎn)

1.井控管理

(1)關(guān)鍵指標(biāo):套壓、井口壓力需實(shí)時(shí)監(jiān)控,偏差超過5%應(yīng)停泵檢查。

(2)應(yīng)急預(yù)案:制定井噴、井漏的關(guān)閉程序,演練頻次不低于每季度一次。

2.設(shè)備維護(hù)

(1)日常檢查:每周對(duì)泵、管線、閥門進(jìn)行泄漏測(cè)試。

(2)狀態(tài)監(jiān)測(cè):利用振動(dòng)、溫度傳感器預(yù)防設(shè)備故障。

(二)環(huán)境保護(hù)措施

1.含油污水處理

(1)脫水工藝:采用重力沉降+氣浮法,出水油含量≤15毫克/升。

(2)固體廢棄物:油泥需無害化處理后填埋,滲透率≤1.5米/日。

2.氣體回收

(1)回收標(biāo)準(zhǔn):伴生氣回收率應(yīng)達(dá)到40%以上。

(2)處理方法:優(yōu)先壓縮回注,次選燃燒法,尾氣排放需符合VOCs≤50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。

四、油氣開采的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

(一)成本核算要點(diǎn)

1.直接費(fèi)用

(1)鉆井成本:陸上井約500-2000萬元/口,海上井1500-5000萬元/口。

(2)運(yùn)輸費(fèi)用:按桶距計(jì)算,國(guó)內(nèi)陸上油品約0.5-1元/噸公里。

2.間接費(fèi)用

(1)折舊攤銷:設(shè)備折舊年限一般為5-10年。

(2)人工成本:操作人員人均成本約2-4萬元/月。

(二)采收率提升技術(shù)

1.EOR(提高采收率)方法

(1)化學(xué)驅(qū):表面活性劑驅(qū)油效率可達(dá)30%-50%。

(2)熱力采油:適用于稠油,溫度需控制在120-200℃。

2.經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型

(1)投資回收期計(jì)算公式:

回收期(年)=初始投資/年凈收益

(2)最低可接受收益率:油井建議設(shè)定15%-25%。

一、油氣開采技術(shù)概述

油氣開采技術(shù)是指從地下油氣藏中開采石油和天然氣的綜合性技術(shù)體系。其核心目標(biāo)是通過科學(xué)的方法,高效、經(jīng)濟(jì)地獲取油氣資源,同時(shí)確保環(huán)境安全。本手冊(cè)將系統(tǒng)介紹油氣開采的基本原理、主要技術(shù)方法、操作流程及相關(guān)注意事項(xiàng)。

(一)油氣開采的基本原理

1.儲(chǔ)層地質(zhì)特征

(1)儲(chǔ)層類型:主要包括砂巖、碳酸鹽巖等。砂巖儲(chǔ)層通常具有中高孔隙度(10%-40%)和滲透率(0.1-1000毫達(dá)西),而碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙度相對(duì)較低(5%-25%),但滲透率可能更高。

(2)儲(chǔ)層物性:孔隙度是指儲(chǔ)層巖石中孔隙體積占總體積的百分比,是衡量?jī)?chǔ)層容納油氣能力的關(guān)鍵指標(biāo);滲透率則表示油氣在巖石中流動(dòng)的難易程度,直接影響采油效率。

(3)壓力系統(tǒng):原始地層壓力是油氣儲(chǔ)層在未開采狀態(tài)下的天然壓力,通常高于飽和壓力,以確保油氣能夠自發(fā)流動(dòng);飽和壓力是油氣開始向孔隙中流動(dòng)的臨界壓力。

2.開采方式分類

(1)裸眼完井:直接在儲(chǔ)層中鉆開井眼,無人工支撐,適用于滲透率較高的均質(zhì)儲(chǔ)層。

(2)封閉完井:通過水泥固井等手段,隔離不同層段,防止層間竄流,適用于復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造或需要精細(xì)控制的油氣藏。

(二)主要開采技術(shù)

1.自噴開采

(1)適用條件:當(dāng)儲(chǔ)層壓力足以克服井筒及地面設(shè)備阻力時(shí)采用,通常要求地層壓力高于飽和壓力至少10%-30%。

(2)工作流程:鉆探井眼→完井→自然流動(dòng)→計(jì)量產(chǎn)出。自噴開采具有投資低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但采收率相對(duì)較低,通常適用于壓力較高的初期能量。

2.氣舉開采

(1)分類:輕氣舉(利用氣層壓力)和重氣舉(人工注入天然氣),主要區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)氣源是否來自儲(chǔ)層本身。

(2)操作步驟:

(a)安裝氣舉閥:根據(jù)井深和產(chǎn)量選擇合適的氣舉閥類型和尺寸。

(b)控制注入氣量:通過調(diào)節(jié)氣液比,維持油流穩(wěn)定,避免氣液上竄過快導(dǎo)致井筒充滿。

(c)定期監(jiān)測(cè)產(chǎn)出液氣比:根據(jù)產(chǎn)出液氣比的變化調(diào)整氣舉參數(shù),優(yōu)化生產(chǎn)效果。氣舉開采適用于壓力下降但仍有產(chǎn)油能力的油井。

3.注水開采

(1)目的:維持儲(chǔ)層壓力,提高采收率,防止水錐和氣錐現(xiàn)象。

(2)關(guān)鍵參數(shù):

(a)注入壓力:需高于地層破裂壓力,以防止地層損壞,通常比地層壓力高10%-20%,但需控制在地層承受范圍內(nèi)。

(b)注采比:油井產(chǎn)液量與注水量之比,一般控制在0.8-1.2,過高會(huì)導(dǎo)致水淹,過低則無法有效維持壓力。注水開采是提高采收率的重要手段,尤其適用于砂巖儲(chǔ)層。

二、油氣開采設(shè)備與技術(shù)規(guī)范

(一)鉆完井設(shè)備

1.鉆機(jī)主要參數(shù)

(1)鉆壓范圍:100-1000千牛,鉆壓大小直接影響鉆頭磨損和地層破碎效果。

(2)轉(zhuǎn)速范圍:30-120轉(zhuǎn)/分鐘,轉(zhuǎn)速與鉆速和井壁質(zhì)量密切相關(guān)。

(3)泵沖頻率:10-200沖/分鐘,泵沖頻率決定了攜帶巖屑的能力和鉆井效率。

2.完井工具

(1)封隔器:用于分層段隔離,防止流體竄流,常用類型包括機(jī)械式、液壓式,機(jī)械式封隔器依靠螺紋連接實(shí)現(xiàn)密封,液壓式通過流體壓力控制膨脹機(jī)構(gòu)。

(2)采油樹:包括井口、套管頭、油嘴等部件,額定工作壓力可達(dá)70兆帕,采油樹是保護(hù)井口安全和控制油井產(chǎn)出的關(guān)鍵設(shè)備。

(二)開采工藝規(guī)范

1.自噴井生產(chǎn)管理

(1)產(chǎn)量監(jiān)測(cè):每日記錄油、氣、水產(chǎn)量,并分析產(chǎn)量變化趨勢(shì),異常波動(dòng)需及時(shí)查找原因,如壓力下降、井筒堵塞等。

(2)壓力控制:通過調(diào)整油嘴孔徑,維持井口壓力在安全范圍內(nèi),避免因壓力過高導(dǎo)致設(shè)備損壞或因壓力過低導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

2.注水系統(tǒng)操作

(1)水源選擇:優(yōu)先采用地層水或脫硫處理后的地表水,避免使用含有腐蝕性物質(zhì)的水源。

(2)水質(zhì)要求:懸浮物含量≤10毫克/升,鐵離子≤0.3毫克/升,以防止管道和設(shè)備結(jié)垢或腐蝕。

(3)注水流程:包括水源→預(yù)處理→注入泵→水龍帶→注入井,每個(gè)環(huán)節(jié)需定期檢查和維護(hù),確保注水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

三、油氣開采的安全與環(huán)保措施

(一)安全生產(chǎn)要點(diǎn)

1.井控管理

(1)關(guān)鍵指標(biāo):套壓、井口壓力需實(shí)時(shí)監(jiān)控,偏差超過5%應(yīng)停泵檢查,并分析原因,如地層壓力變化、設(shè)備故障等。

(2)應(yīng)急預(yù)案:制定井噴、井漏的關(guān)閉程序,包括關(guān)閉防噴器、停止鉆進(jìn)、隔離井筒等步驟,并定期進(jìn)行應(yīng)急演練,確保人員熟悉操作流程。

2.設(shè)備維護(hù)

(1)日常檢查:每周對(duì)泵、管線、閥門進(jìn)行泄漏測(cè)試,確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。

(2)狀態(tài)監(jiān)測(cè):利用振動(dòng)、溫度傳感器預(yù)防設(shè)備故障,例如,異常振動(dòng)可能表示軸承損壞,高溫可能表示過載或堵塞。

(3)維護(hù)記錄:詳細(xì)記錄每次維護(hù)的時(shí)間、內(nèi)容、更換的部件等信息,建立設(shè)備維護(hù)檔案,有助于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和預(yù)測(cè)故障。

(二)環(huán)境保護(hù)措施

1.含油污水處理

(1)脫水工藝:采用重力沉降+氣浮法,重力沉降去除大部分懸浮物,氣浮法進(jìn)一步去除輕質(zhì)油和乳化液,出水油含量≤15毫克/升,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)固體廢棄物:油泥需無害化處理后填埋,例如通過焚燒或化學(xué)處理降低其含油量,填埋場(chǎng)需具備防滲措施,防止污染土壤和地下水。滲透率≤1.5米/日的油泥通常需要特殊處理。

2.氣體回收

(1)回收標(biāo)準(zhǔn):伴生氣回收率應(yīng)達(dá)到40%以上,減少溫室氣體排放和資源浪費(fèi)。

(2)處理方法:優(yōu)先壓縮回注,利用儲(chǔ)層壓力或注入井進(jìn)行回注,次選燃燒法,將伴生氣燃燒產(chǎn)生熱能,尾氣排放需符合VOCs≤50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的標(biāo)準(zhǔn),防止空氣污染。

四、油氣開采的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

(一)成本核算要點(diǎn)

1.直接費(fèi)用

(1)鉆井成本:陸上井約500-2000萬元/口,海上井1500-5000萬元/口,成本差異主要源于海域作業(yè)的環(huán)境要求和設(shè)備成本。

(2)運(yùn)輸費(fèi)用:按桶距計(jì)算,國(guó)內(nèi)陸上油品約0.5-1元/噸公里,運(yùn)輸距離和方式(管道、公路、鐵路)

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