“采油”这个术语是指所有穿过地表,旨在发现并采集地下石油和天然气的施工作业。一口钻井的完钻和寿命可以分为 5 个部分,即设计、钻探、完井、开采和枯竭。钻井口的直径为 30 英寸,可供带有钻头的旋转着的钻杆插入。
在一口井完成以后,会用一套直径略小于井径的钢管(套管)从地表插入井孔内,在井壁与套管之间用水泥固定。下套管的目的就在于给新钻成的井壁提供支撑力和保护,以防来自地表和井孔内的高压可能造成的对井孔的伤害。
有了套管的隔离,并孔内的地层就可以得到保护,这样一来就可用直径较小的钻具向更深处钻进(可以钻入更加不稳定和剧烈变化的地层)。越深入地下,所采用的套管直径也会相应地越小。
现代钻井常常进行2次到5次下套管作业,每一次的套管直径都比前一次的直径略小一些,每一次都用水泥胶结。在钻井过程中,钻机的设备可以进行钻井液的循环,提升并旋转钻杆,控制井孔内的压力,将岩屑从钻井液中清除,并为这些操作提供实时动力支持。
当钻进和下套管完成以后,就必须完井了。完井就是使钻井能够采出石油或天然气的作业。在一项下套管的完整作业中,那些下了套管的井段穿过了油气开采带,可以为石油从四周的岩层流向井孔提供通道,这些石油可以流向井孔内的采油管。
裸眼井完井时,在最后钻进时常常会在没有下套管的井底油气储集层段放置一些砂子或砾石。在缺少套管的情况下,这种做法也会对井孔起到保护作用,同时,这样的措施也可以使石油和天然气从储层流向井孔。
这种过滤物也可以控制地层中的砂粒向开采石油的管子和地面设施流动,这些流动的砂子可能造成井口设备的损坏并引起一些问题,尤其在海上油田遇到那些未固结的砂质地层时,它们带来的问题可能会很严重。
在这种通道形成以后,可以将酸和压裂液用泵压到井孔内,使井壁的岩层产生裂隙。清洗(或采取其他措施)之后,就可以使储层岩石内达到最佳产出状态。最后,将井口内储集层段之上的岩层段进行封闭,用一根直径较小的油管从产油气层段直通地表。这种布局可以产生一种附加的障碍,以防止油气漏失,也可以代替受损的产层。
在采油过程中,多用直径较小的油管采集油气,这样可以提高液体的流速,从而冲破如水之类较重的流体所形成的静压力的影响。在许多井中,地下油气储层的自然压力高得足以使石油或天然气流至地表。
然而,实际情况并不总是如此,尤其在那些已近枯竭的油气田,由于多并开采,地下的自然压力已大大降低。在低渗透油气田中,也会出现这种压力下降的情况。使用直径较小的油管可能足以帮助生产,但也可能需要采用人工举升的方法。常用的方式有井下泵、气举或地面泵抽提(泵传动装置)。
在石油工业中,油气田开发中采用的人工举升技术的常用术语是“二次采油”。近 10 年来,这项技术广泛应用于完井作业中。用射孔或带孔短节构成的多组封隔器就可以大大降低钻井费用并可提高产量。在钻水平井时,这种优点更为明显。这种新的钻井工艺可以使套管带着适当的封隔器定位插入侧向的岩层内并精确射孔,以提高油气的采收率。
对于一个生产井来说,可以分类为:
1.连续采出液态烃的采油井,但绝大多数会有伴生气。
2.几乎全为气态烃的天然气井。
3.将水注入地层中的注水井,用以保持油气储集层的压力。在经过井下作业处理后,简单地用水将油气替换上来。这种地下水往往太油或太咸,无法将其直接用泵加入油井内。在陆地注水作业中,要选用淡水。通常,这种注入水具有地层水的性质。
4.专门采出储集层水的水井,用于回注地下以控制地下压力,而且这种做法可以使储层内无用的水引至更加需要水的部位(这些井往往仅起到当采油井或采气井需要时为其提供水的作用,目的还是在于储集层控制。用来自水井的水实施注水作业,而不用海水,原因就在于化学性质)。
5.当从注水井内向储集层注入气体时,就会使后来的生产发生改观,有可能产层被封死,但也可以保持储集层压力。
石油是怎样从地下采出来的
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世界的油气正在被耗尽?
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