1、第六章 注水,注水是通過注入井將水注入油層，保持油層壓力，提高采油速度和采收率的一種措施。 目的 隨著油氣的采出，地層的壓力下降，需要向地層補(bǔ)充能量 采油過程中，會隨油采出大量的污水，需要從原油中分離出來，而又不能隨便排放，造成環(huán)境污染，只能處理后注回地層或蒸發(fā)處理。,第一節(jié) 注水驅(qū)油原理,小油區(qū)注水,大油區(qū)注水,第二節(jié) 注水類型,按住水泵型式 離心泵為主的大站注水：流量大，維護(hù)簡單，注水壓力不超過16MPa，適于高滲透整裝大油田 柱塞泵為主的小站注水：揚(yáng)程高，效率高，適于注水量低、壓力高中低滲透率油田區(qū)塊 增壓泵注水：重點(diǎn)針對高壓水井,注水工藝按注入通道,油管注水(正注)、 油套環(huán)空注水(反

2、注) 油套管同時注水(合注)；,按是否分層,籠統(tǒng)注水 分層注水：分層注水是在進(jìn)行非均質(zhì)多油層開采中，為加強(qiáng)中、低滲透層并控制高滲透層注水，按配注要求，在注水井中實現(xiàn)分層控制注入的注水方式。,第三節(jié) 注水流程,注水井,外排環(huán)境,采出液,油水分離,油,水,水質(zhì)凈化,除油、除懸浮物,水質(zhì)穩(wěn)定,防腐、防 垢、殺菌,注水站,注水工藝,采油井,第四節(jié) 配水器,用于控制注水位置和注水量的設(shè)備 種類 同心 固定式：管柱技術(shù)要求是各級配水器啟動壓力必須大于和等于封隔器坐封壓力，以保證封隔器坐封。由于是固定式配水器，所以換水嘴時需要起管柱。 活動式：其配水嘴裝在配水器芯子上，各級配水器的芯子直徑自上而下，從大到小

3、，一般為三級，最多為四級。換水嘴時只需打撈配水器芯子，不需起管柱。 偏心：配水器芯子堵塞器與油管軸線不同心,1、固定式配水器,型號表示方法,2、空心配水器,型號表示方法,3、偏心配水器,第五節(jié) 封隔器,安裝在導(dǎo)管內(nèi)，而非安裝在事先設(shè)定的承座上，封隔導(dǎo)管間的環(huán)形空間，阻止環(huán)形空間內(nèi)流體流動的機(jī)械裝置。,種類,自封式：靠封隔件外徑與套管內(nèi)徑的過盈和工作壓差實現(xiàn)密封 壓縮式：靠軸向力壓縮封隔件，使封隔件外徑變大實現(xiàn)密封 擴(kuò)張式：靠徑向力作用于封隔件內(nèi)腔，使封隔件外徑擴(kuò)大實現(xiàn)密封 組合式：由自封式、壓縮式、擴(kuò)張式任意組合實現(xiàn)密封,型號表示方法,代號說明,Y211封隔器,1、上接頭 2、中心管 3、隔環(huán)

4、 4、膠筒 5、限位套 6、錐體 7、卡瓦 8、卡瓦座 9、護(hù)套 10、彈簧 11、鎖緊短節(jié) 12、擋球套 13、鋼球 14、扶正塊護(hù)套 15、扶正塊座 16、扶正塊 17、彈簧 18、滑環(huán) 19、滑環(huán)銷釘 20、下接頭,1.上接頭 2.中心管 3.O形密封圈 4.彈簧 5.墊環(huán) 6.固定環(huán) 7.洗井閥塞 8.洗井閥套 9.帶閥面膠筒接頭 10.外中心管 11.膠筒 12.隔環(huán) 13.壓帽 14.解封環(huán) 15.活塞I 16.液缸套I 17.固定活塞I 18下接頭,Y341封隔器,注水生產(chǎn)安全技術(shù),注水井安全技術(shù) 注水井投注安全技術(shù) 注水井日常運(yùn)行安全技術(shù) 注水站安全技術(shù) 污水處理站安全技術(shù),注

5、水井投注安全技術(shù),排液：排出鉆完井后井內(nèi)的殘余液體 洗井：把井底腐蝕物、雜物沖洗出來，避免油層堵塞 試注：確定油層的吸水能力和注水壓力 確保井口裝置和管線連接可靠 安裝水表前保證所有管線內(nèi)清潔 檢查泵壓表、油壓表、水表 試注時壓力應(yīng)緩慢升高 開：先開下流閥門，關(guān)：先關(guān)上流閥門,注水井日常安全技術(shù),注水井資料錄取：水量、壓力、洗井資料 洗井（試注洗井、運(yùn)行期間洗井）：洗井排放的污水需要處理，避免環(huán)境污染 正洗井：油管進(jìn)、套管出 反洗井：套管進(jìn)、油管出 增注：單井或幾口井再次升壓 注水系統(tǒng)設(shè)備腐蝕和防腐 腐蝕：電化學(xué)，O2、CO2、H2S、鹽 防腐：選材、襯里、改變介質(zhì)狀態(tài)（降低溶解氣改變PH值）

6、、陰極保護(hù)、投化學(xué)藥劑（緩蝕劑）,注水站生產(chǎn)安全技術(shù),作用：把供水系統(tǒng)送來的或井處理后符合注水水質(zhì)要求的低壓水通過水泵增壓，經(jīng)過高壓閥門送往注水干線，經(jīng)配水間送往水井，注入油層 組成：儲水罐、供水管網(wǎng)、泵房、高低壓水閥、配電系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng),安全操作,啟泵前： 檢查冷卻水、潤滑油、電網(wǎng)電壓、電機(jī)絕緣、軸瓦上無異物、罐內(nèi)水位、壓力 檢驗開關(guān)、上水、排污、閘門狀態(tài) 啟動泵： 經(jīng)過變電所允許 一人操作，一人監(jiān)護(hù)，達(dá)到額定壓力打開閥門 停泵 先降低電流再停泵 兩泵停一泵，應(yīng)迅速調(diào)整另一泵,污水處理站安全技術(shù),基本知識 污水：采出含油污水、地面污水 作用：滿足水質(zhì)要求，保證油田用水安全有效

7、 內(nèi)容： 避免污染和堵塞油層，提高驅(qū)油效率 防止或減緩井筒和地面管網(wǎng)、設(shè)備結(jié)垢和腐蝕 水資源的有效利用及減少對環(huán)境的污染,污水處理工藝,地面污水處理工藝：加冷凝劑冷凝、沉淀池沉淀、砂濾罐過濾、加藥殺菌，合格水外輸?shù)矫撗跽荆撗鹾筮M(jìn)注水站 含油污水處理工藝：脫水站含油污水，加混凝劑，除油過濾，經(jīng)緩沖罐及外輸泵送至注水站,污水站安全技術(shù),污水站各種設(shè)備都應(yīng)建立健全的操作規(guī)程，定期對崗位工人進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程操作和管理。 機(jī)泵設(shè)備的安全操作 檢查線路、接地、機(jī)械結(jié)構(gòu)、密封潤滑、儀表 除油罐的安全管理：重力沉降、傾斜板 檢查施工質(zhì)量、檢查閥門的開關(guān)狀態(tài)、保證閥門的開關(guān)順序 藥劑的安全

8、：拉運(yùn)、保存和投放,第七章 壓裂與酸化,第一節(jié) 概述,一、壓裂酸化的目的 增加或擴(kuò)大油層中的排油孔道，清除孔道壁上的石蠟及瀝青物質(zhì)或擴(kuò)大巖層的裂縫性，以改善井底地帶巖層的滲透性，從而顯著地增加油井產(chǎn)量和注水井的吸水能力。,二、壓裂酸化的類型,三、壓裂酸化工藝對設(shè)備的要求,1.大功率：一次超大型壓裂所需總的水馬力20000 Hp以上。 2.高壓、超高壓下大排量： 在70 MPa下 單機(jī)排量大于1m3/min； 在100 MPa下單機(jī)排量大于0.5m3/min。 3.高壓超高壓下連續(xù)工作能力：8小時以上。 4.泵輸送粘度及砂比： 要求高達(dá)2000 mPas以上，攜砂液攜砂比大于1678 Kg/m3

9、。,5.一次作業(yè)不但要求泵送上千噸的支撐劑和高砂比，而且還要具有添加各種濕、干添加劑的能力。 6.成組設(shè)備性能配套、參數(shù)協(xié)調(diào)， 一般輸砂裝置的輸砂能力要達(dá)到10-12m3/min。 7.儀表車要能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制和進(jìn)行現(xiàn)場資料處理的能力。 8.設(shè)備要具有較好的運(yùn)移性、機(jī)動性，尤其對于海洋、灘涂、沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)。 9.應(yīng)具有過載保護(hù)和安全裝置。,四、總體方案設(shè)計要點(diǎn),1、機(jī)泵組方案 雙機(jī)雙泵方案：中小型柱塞泵和柴油機(jī)各2臺 優(yōu)點(diǎn)：重量輕、體積小、易裝車、運(yùn)移性好； 缺點(diǎn)：易損件多、運(yùn)行費(fèi)用高、壽命相對低。 單機(jī)單泵方案：大型柱塞泵和大型柴油機(jī)各1臺 優(yōu)點(diǎn)：易損件少、運(yùn)行費(fèi)用低、平均壽命長； 缺點(diǎn)：

10、重量大、體積大、難裝車、運(yùn)移性差。,2、傳動型式,兩種型式： 直接傳動 液力變矩器傳動：壓裂車上發(fā)動機(jī)與壓裂泵之間裝有阿里遜傳動箱，它是一種機(jī)械的行星齒輪與液力變矩器的傳動組合。 傳動型式的確立應(yīng)滿足施工作業(yè)的要求，即作業(yè)時泵壓P和排量Q的變化規(guī)律,3、發(fā)動機(jī)的選擇,壓裂車上的發(fā)動機(jī)皆采用大功率柴油機(jī)，一般要求其工作壽命在5000小時以上。 標(biāo)定功率實驗臺架功率，即1小時所發(fā)出的功率 額定功率12小時發(fā)出的持續(xù)功率，它包括輸出的凈功率和附加功率（冷卻、潤滑等消耗的，一般占10%）。 注：國外柴油機(jī)的額定功率是指輸出的凈功率，不包 括附加功率。,4、裝載形式與裝載車輛的選擇,為滿足機(jī)動性和運(yùn)移性

11、的要求，一般采用兩種形式： 卡車裝 拖車裝 對裝載車輛的要求： 承載能力：拖車裝有較大的選擇余地，而若用卡車裝其承載能力必須在18噸以上； 發(fā)動機(jī)功率限制：拖車裝時發(fā)動機(jī)可選用較大型的；卡車裝時則應(yīng)選用體積小、重量輕的，但其額定功率應(yīng)大于300HP以上； 底盤的要求：拖車裝時牽引車和裝載底盤應(yīng)具有足夠的高度和轉(zhuǎn)向性； 越野性：拖車裝較差,5、經(jīng)濟(jì)分析問題,一次性投資費(fèi)用：若想短期內(nèi)收回設(shè)備投資，應(yīng)以此作為優(yōu)先考慮因素； 經(jīng)濟(jì)使用年限； 操作運(yùn)行費(fèi)用：若想較長時間內(nèi)收回設(shè)備投資，應(yīng)以此作為優(yōu)先考慮因素； 燃油動力費(fèi)用； 配件易損件消耗； 維修工作量與占用時間。,第二節(jié) 壓裂,一、壓裂目的： 油井

12、：利用液體的傳壓作用，在油層中擴(kuò)大或造成裂縫，提高油層的滲透性，提高油氣產(chǎn)量 水井：提高注水井的吸水性，增加注水效果 二、原理：注入高粘液體，在井底逐漸形成高壓，形成地層裂縫，填入支撐劑，改善近井地帶滲濾性 三、流程：走泵、試壓、試擠、壓裂、加砂、替擠,四、壓裂設(shè)備,壓裂車組：三缸單作用柱塞泵壓裂車、混砂車、儀表車和管匯車 配套車輛：配液車，液氮泵車，連續(xù)油管車,1、壓裂車（泵車）,壓裂車是壓裂的主要設(shè)備 壓裂車的用途 向井內(nèi)注入高壓大排量的壓裂（酸化）液以壓開地層、擴(kuò)展和延伸裂縫，并注入帶支撐劑的混合液，支撐已產(chǎn)生的裂縫，以提高井底地帶巖層的滲透性。 壓裂車主要由運(yùn)載、動力、傳動、泵體等四大

13、件組成。 壓裂泵是壓裂車的工作主機(jī)?，F(xiàn)場施工對壓裂車的技術(shù)性能要求很高，壓裂車必須具有壓力高、排量大、耐腐蝕、抗磨損性強(qiáng)等特點(diǎn)。,壓裂車的主要組成,壓裂泵的工作特點(diǎn),壓裂車必須具有壓力高（工作壓力在100 MPa以上）、排量大、耐腐蝕、抗磨損性強(qiáng)等特點(diǎn) 考慮如下問題： 液體的可壓縮性：會使泵的流量系數(shù)降低； 泵缸的彈性變形：會使泵的流量系數(shù)降低； 密封件的可靠性：超高壓下會使密封件性能下降； 缸套的冷卻：超高壓下液體發(fā)熱，溫度高，易使液體氣化產(chǎn)生汽蝕；進(jìn)一步加劇密封件的失效；降低泵的流量； 液體粘度加大：超高壓下會使液體粘度增大，產(chǎn)生粘壓效應(yīng)，壓力超過50 MPa后粘度急劇升高，從而使泵的水力

14、損失增大。,壓裂車型號表示方法,壓裂泵型號表示方法,泵外加砂,若高濃度磨礪性固體顆粒經(jīng)過壓裂泵的泵缸，會使柱塞和缸套、密封與活塞桿等很快磨損失效，影響泵的工作壽命。 所謂泵外加砂就是將固體顆粒直接從泵的排出管注入，而不經(jīng)過泵內(nèi)。,泵外加砂裝置工作原理, 泵外加砂裝置串裝在壓裂泵的排出管上，當(dāng)壓裂泵排出管的高壓液體經(jīng)過泵外加砂裝置中的噴嘴時，在噴嘴處液體的大部分壓能轉(zhuǎn)化為動能，從而產(chǎn)生極高的速度。當(dāng)液體以此極高的速度經(jīng)過喉管時，在喉管內(nèi)部造成一定的真空度，甚至接近真空。于是，砂子經(jīng)加砂管在壓力差的作用下，被吸入到喉管內(nèi)。吸入的砂子在液體沖擊下，與液體一起被帶入到擴(kuò)散管段中。在擴(kuò)散管內(nèi)，砂子與液體

15、進(jìn)一步混合形成混合流體，并一起向前運(yùn)動。在運(yùn)動過程中，由于擴(kuò)散管的過流面積的逐漸增大，因此混合流體的動能逐漸減小，而壓能逐漸增高，并最終達(dá)到工藝要求的注入壓力。,2、混砂車,混砂車是壓裂工藝用的關(guān)鍵設(shè)備之一 功用：按一定的比例和程序配制混砂液或攜砂液，并把混砂液供給壓裂車。 結(jié)構(gòu)：由傳動、供液和輸砂系統(tǒng)三部分組成。,混砂車的主要組成,供砂和供液,混砂,送混砂液,螺旋式輸送器,供液泵,混砂罐混合,（供砂）,（供液）,砂泵,壓裂車,混砂車,混砂車的工作原理及流程,對混砂車的設(shè)計要求,能夠調(diào)節(jié)供砂和供液的速度或流量； 混砂要均勻、省力； 供砂及送混砂液要連續(xù)。,混砂車型號表示方法,3平衡車,平衡車的

16、作用是保持封隔器上下的壓差在一定的范圍內(nèi)，保護(hù)封隔器和套管。另外，當(dāng)施工中出現(xiàn)砂堵、砂卡等事故時，平衡車還可以立即進(jìn)行反洗或反壓井，排除故障。,4 儀表車,儀表車的作用是在壓裂施工遠(yuǎn)距離遙控壓裂車和混砂車，采集和顯示施工參數(shù)，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集、施工監(jiān)測及裂縫模擬并對施工的全過程進(jìn)行分析。,哈里伯頓HQ-2000型壓裂儀表車采用了國際先進(jìn)的三維壓裂酸化設(shè)計軟件（FracPro PT）和現(xiàn)場資料采集分析軟件。,儀表車型號表示方法,5 管匯車：,管匯車的作用是運(yùn)輸管匯，如；高壓三通、四通、單流閥、控制閥等。,管匯車型號表示方法,海瑞德連續(xù)油管車,二、設(shè)備能力,液氮泵車,二、設(shè)備能力,自行研制的配液車

17、，配液速度2-3m3/min，供液速度4-5m3/min，粉料罐容積5m3，添加劑液箱容積1.5 m32。,二、設(shè)備能力,供液車,供液車型號表示方法,運(yùn)砂車基本參數(shù),運(yùn)砂車型號表示方法,背罐車,壓裂現(xiàn)場,酸化,酸化：將酸液注入地層中，溶解掉堵塞物質(zhì)，增加地層孔隙，恢復(fù)滲透率，增大油流通道，降低阻力從而增產(chǎn)。 碳酸鹽：鹽酸 砂巖：土酸（鹽酸氫氟酸） 種類：常規(guī)酸化、壓裂酸化 施工：洗井、試壓、替酸、擠酸、關(guān)井反應(yīng)、排酸,酸化現(xiàn)場,第八章 油氣集輸安全技術(shù),概念：是將油田開采出來的原油天然氣進(jìn)行收集、儲存、輸送和初步加工、處理的生產(chǎn)經(jīng)營活動 特點(diǎn)：不同于油田生產(chǎn)其他方面，既具有油田點(diǎn)多、線長、面廣的特性，又具有化工煉制企業(yè)易燃易爆、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、高溫高壓、壓力容器集中、火災(zāi)危險性大的特點(diǎn)。 危險性：任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，到將造成火災(zāi)爆炸和人身傷亡。,油氣集輸,原油、伴生氣生產(chǎn)工藝流程,原油的集輸與儲存工藝,將油井中采出的油氣混合物收集起來，經(jīng)過初步的處理后輸送到用戶或儲存。 設(shè)備：油氣分離器、脫水器、加熱爐、原油外輸泵、儲油罐、輸油管道。,分離,利用離心力、重力等機(jī)械方法分成氣液兩相，并去除固體雜質(zhì)，含水量高的，還應(yīng)去除